【關鍵詞】電子制造企業;廢水排放;水體污染;污染防控;環境管理
電子制造產業因信息技術的迅速發展而不斷壯大,廢水排放的問題愈發凸顯。因電子制造工藝復雜,廢水中含有pH異常污染物、重金屬、氰化物與有機污染物,自然條件下這些污染物難降解,還表現出生物富集與環境持久的屬性,給水體生態系統構成極大威脅。面對日益加劇的水污染形勢,推動源頭減排和清潔生產技術的優化,引入先進的廢水處理工藝,完善排放監測及管理相關機制,是行業發展的關鍵抉擇。建設高效的環境管理體系,實現污染防控與綠色發展的雙贏佳績,成為目前亟需應對的難題。
電子制造流程涉及印刷電路板、半導體制造、電鍍等工序,各環節都會生成大量廢水。在實施印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)制造期間,鉆孔、顯影這類工序會產生pH異常的有機廢水;電鍍過程會因化學清洗、鍍液更換等操作,釋放出重金屬、氰化物等有害物。pH異常的廢水會腐蝕管道,引發生態環境的破壞;氰化物展現出極強的毒害性,少量即可致人斃命;重金屬降解困難,還極易在生物中富集;含氟廢水可污染水質,進而誘發相關病變;有機廢水里含有毒性有機物,不易消解[1]。這些污染物彼此協同展現效能,造成處理難度的增加,電子制造廢水對環境的危害大得驚人,會引發水生生物死亡,對人類健康構成威脅,如引起“水俁病”“痛痛病”等。現今多數企業存在技術滯后、管理水平不佳等問題,處理工藝老套,普遍出現廢水超標排放狀況,處理能力跟污染產生速度不相匹配,成為環境治理過程里的主要挑戰。
(一)pH異常廢水排放對水體酸堿度的破壞
在電子制造行業的蝕刻、清洗、顯影等工藝中,廣泛采用硝酸、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉等強酸強堿溶液,引發大量pH異常的廢水排放,若這些廢水未經過有效中和處理便直接排入自然水體,會明顯改變水體的pH值水平,干擾水生態的穩定格局,生物生長狀況會被水體的酸堿度這一要素顯著影響。若大量酸性或堿性廢水排入河流、湖泊,將引起水生生物生理功能的紊亂現象,甚至引發水生生物的大范圍死亡現象[2]。過度酸化的水體易讓魚類的鰓部出現損傷,引發窒息斃命,藻類及浮游生物的生長也會遭到抑制。水體酸堿度的劇烈起伏也能影響泥底里重金屬的釋放,使二次污染進一步加劇,生態系統自我恢復能力變弱,生物多樣性呈急劇下降之勢。所以,需嚴格把控酸堿廢水排放,開展高效的中和處理,以恢復與維系水體的生態平衡狀態。
(二)重金屬污染對水生態系統的危害
在電鍍和PCB生產過程中,電子制造企業會產生大量含重金屬離子的廢水。若這些重金屬離子進入到水體,自然降解難度大,而且會借由吸附、沉積等形式在水體中長期留存,引起二次污染后果。若重金屬積累至一定的濃度,會對水生生物造成致命性威脅。以魚類為例,其鰓部功能受到損害,抑制了水生植物的光合作用,極大程度干擾了底棲生物的生長繁殖。重金屬展現出顯著的生物富集特性,沿著食物鏈一級級放大,最終對高等生物與人類健康形成威脅,諸如“痛痛病”“水俁病”這樣的典型案例。這些實例皆顯示,水生態系統的平衡被重金屬污染無情打破,還對區域生物多樣性構成了極大威脅。因此,要加強對電子制造企業廢水中重金屬排放的管控,杜絕其混入天然水體,維護生態環境的健康發展。
(三)有機污染物的積累與生物鏈影響
電子制造進程里產生的有機廢水,主要出自PCB的顯影、蝕刻及剝膜工序。由于這些工藝中大量使用了有機溶劑和化學試劑,會生成含有苯、甲苯、酚類、多環芳烴等有機污染物的廢水。對這些有機物質的自然降解很困難,且其具有高毒性和持久性,容易被水生生物攝入而后慢慢積累。這些廢水一旦進入到水體里,浮游生物以及底棲生物會吸納這些有機污染物,且順著食物鏈向高層放大,最終在魚類、貝類和鳥類體內累積形成高濃度富集。當人類進食受污染的水產類產品后,體內同樣會累積這些有毒有害物,從而引發慢性中毒,破壞神經系統、免疫系統及肝腎功能。某些有機污染物具有誘發癌癥、畸形、突變的特性,長期接觸會極大地增加患癌風險。針對電子制造企業形成的有機廢水的把控與處理,應采用更高效率的處理技術,將污染物進入生態系統的量降低,守護生物鏈的安全無虞。
(一)生產工藝流程中的廢水管理不足
鑒于生產工藝的復雜情形,有電鍍、蝕刻、顯影、清洗等若干流程,各個步驟生成的廢水成分及濃度均不相同,眾多企業對廢水產生環節未實施精準監控和分類管理,造成高濃度污染物和低濃度廢水混合排出,增添了處理的難度。在工藝操作中,往往缺少對化學品用量的精準調控,導致pH異常污染物、氰化物等有害物質超量采用和無序排棄。在電鍍工序操作階段,清洗水重復利用管理未做到位,造成重金屬離子逐步累積,最終排放進入水體且超標。廢水未完成源頭減量及分類處理工作,直接排進了自然環境,使水體污染的程度明顯加重,且增加了后續治理任務的復雜程度與費用。所以需要從源頭優化生產工藝的流程,強化廢水分類管理及排放監測工作,以減少污染物進入水體。
(二)污染防治技術的應用缺失與滯后
少數企業出于成本控制的緣故,仍采用傳統的廢水處理途徑,如簡易的中和沉淀以及物理過濾方法,難以高效去除高濃度的重金屬、氰化物及有機污染物。隨著工藝漸趨復雜以及產能的不斷擴大,傳統工藝無法滿足廢水處理的高要求,造成大量不達標廢水被排放到自然水體里,造成了十分嚴重的污染后果。另外,電化學氧化、膜分離技術、生物降解和活性炭吸附等先進處理技術在國內的應用依舊較為受限,且對高難度污染物的去除效果不夠穩定[3]。由于缺乏對末端水質處理以及深度凈化水質的看重,導致即便廢水完成初步處理,卻依舊存有高濃度的殘留物,未能符合國家排放相關標準。這樣技術層面的滯后與漠視現象,造成水體生態環境的進一步惡化,使環境保護面臨極大的壓力。所以,需要推動污染防治技術迭代升級,推行高效且綠色的處理工藝,助力電子制造企業實現可持續發展。
(三)廢水處理設施管理不善與運行問題
某些企業在設施日常維護及監管方面投入不足,導致設備運轉效率下降,水質處理效果顯現出不穩定情形。化學沉淀池跟活性污泥池未安排定期清理,引起處理功效下降,導致廢水中污染物無法被徹底消除干凈。自動化監測系統老舊且失靈,無法實時測定廢水中有害物質的濃度大小,造成超標排放情形頻繁上演。某些企業的專業技術人員數量欠缺,未經專業培訓的工人承擔處理設施的操作與維護工作,難以迅速察覺運行問題并實施有效解決辦法。更為棘手的是,在部分監管把控薄弱的地帶,企業為降低開支,甚至存在繞過處理設施直接排放污水的情形,對水體安全造成嚴重威脅。強化廢水處理設施的管理維護工作,提高自動化監控的整體水平,引入專業技術團隊開展運行維護事項,是扭轉廢水處理現有局面的關鍵路徑。
(一)源頭減排與清潔生產技術的優化
在生產過程優化原材料選擇,減少有害化學品的使用,改進工藝流程,可有效減少污染物產生。在電鍍和蝕刻工藝中采用無氰電鍍技術與低污染蝕刻液,能顯著降低氰化物和重金屬的排放量。企業可引入循環水洗技術,通過多級清洗減少用水量和污染物排放濃度。加強生產管理,減少原料浪費與泄漏,進一步減少有毒有害廢水的產生。清潔生產技術不局限于減少廢水產生,還涵蓋對生產中產生的高濃度廢液進行回收再利用,可大幅降低廢水處理成本和污染風險。優化源頭減排并引入清潔生產技術,可以從根本上減少廢水污染的高效手段,也是實現綠色制造與可持續發展的必由之路。
(二)先進廢水處理技術的引入與升級
在含氰廢水處理中,硫酸亞鐵法、堿性氯化法和活性炭吸附法應用廣泛。硫酸亞鐵法是將氰化物絡合沉淀,可有效去除污染物;堿性氯化法通過氧化反應徹底分解氰化物來降低毒性。處理重金屬廢水時,電沉積、化學沉淀與膜分離技術可回收貴金屬,去除重金屬離子,避免水體受到二次污染。生物處理技術在去除有機污染物方面具有優勢,活性污泥法借微生物分解有機廢物,降低化學需氧量和生化需氧量指標。在處理難降解的有機污染物時,電化學氧化與高級氧化技術的應用可以實現更高效的降解凈化。電子制造企業需加大對新技術的引入和升級,實現對多種污染物的高效處理,降低對生態環境的威脅[4]。
(三)排放監測與管理機制的完善
企業引入先進在線監測系統,實時監控廢水排放濃度、流量及各類污染物含量,保障排放穩定達標。監測數據定期上傳環保部門,實現信息共享與透明監管,杜絕私自排放和數據造假。完善企業內部管理,制定嚴格廢水排放制度和應急預案,確保突發事故得到快速響應,減少污染。強化日常巡查和設備維護,定期檢測、保養廢水處理設施,保障系統高效穩定運行。加大對違規、超標排放企業的處罰,落實環保責任;政府優化行業標準,推行“排污許可證”制度,提升企業環保要求,憑借完善的監測與管理機制,有效地控制電子制造企業廢水排放,從而維護水環境的安全與生態平衡。
(一)政策監管與行業標準的完善
國內已制定工業廢水排放相關的法規標準,但面對復雜的污染物構成,現有標準存在滯后與覆蓋不足問題。政府需加快修訂電子制造廢水排放標準,細化重金屬、氰化物、氟化物及有機污染物限定值,嚴格規定處理工藝和監測要求,加強企業排放行為監管,建立覆蓋生產、處理、排放全過程的監管機制,杜絕偷排漏排現象。政府部門可利用大數據和物聯網技術實施實時監控與動態預警,及時發現、處理異常排放行為;鼓勵地方政府設立專項環保基金,支持高污染企業開展環保技術改造,提升廢水處理能力。通過法律法規約束與政策引導,倒逼電子制造企業加大環保投入和技術升級,確保廢水排放達到標準,推動行業向綠色可持續方向發展。
(二)企業環境管理體系的優化與落實
企業需從管理制度、技術改進、日常運營等方面優化內部環境管理,建立健全環境保護管理制度,明確廢水處理、排放監測、應急處置等環節的責任人和操作規范,杜絕管理漏洞。在技術層面,加強對先進處理工藝的引進升級,提升廢水處理效率與穩定性;針對高濃度重金屬和有機污染物的處理,配置相應深度凈化設備[5]。定期開展內部排查與風險評估,對潛在的排放隱患及時進行整改,防范污染事故發生;加強與環保部門的溝通合作,主動接受環保監督與評估,確保各項環保指標達標。優化環境管理體系,使電子制造企業既能降低污染風險,又能提高資源利用率,實現環境效益與經濟效益雙贏。
(三)環保技術與人員培訓的持續提升
電子制造企業需持續引進更新環保技術,涵蓋膜分離、電化學氧化、生物降解等新興處理工藝,以應對復雜污染成分。企業應重視環保設備的智能化改造,構建實時監控系統,精準監測廢水成分與排放狀況,防范超標排放。企業需定期組織環保技術人員進行技能培訓與安全教育,增強其對廢水處理工藝、設備操作、應急處置的掌握能力。通過技術交流與技能競賽,促進人員對新技術的理解與實踐,減少操作失誤。同時,加強關于環保意識的宣傳教育,推動全體員工自覺遵守環保規定,形成全員參與、共建綠色工廠的良好氛圍,唯有技術與人才同步提升,方可真正實現廢水處理的長效管理與可持續發展。
電子制造企業廢水排放對水體生態環境構成嚴重威脅,源頭減排、清潔生產及先進處理技術的引入升級是有效的防控辦法。完善排放監測與管理機制,提升企業環境管理體系,強化環保技術和人員培訓,可顯著提升廢水處理效果,減少污染物排放,實現電子制造產業綠色發展與環境保護的協調統一。加強政策監管及行業標準的完善,將保障水生態安全,推動行業的可持續發展。
參考文獻:
[1] 王海峰.水污染治理技術和水質保護標準分析[J].山西化工,2024,44(09):252254.
[2] 張覓,黎定高,宋永會,等.2023年水污染治理行業評述及發展展望[J].中國環保產業,2024(06):913.
[3] 張朝暉.7月1日起施行|《電子工業水污染防治可行技術指南》發布[J].水處理技術,2023,49(07):12.
[4] 張順力.某電子工業污染河道底泥重金屬穩定化及脫水方法研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2019.
[5] 陳愛濤.論述膜技術在電子工業廢水處理中的運用[J].工程建設與設計,2019(17):138139.