PCB線路板廢水也叫印刷電路板廢水，PCB線路板廢水含有重金屬離子，可生化性低。之前給大家介紹過一種利用微電解工藝預(yù)處理PCB電鍍線路板廢水處理的技術(shù)，今天給大家介紹一下其他的處理技術(shù)。

一、PCB線路板廢水的特點(diǎn)

1.PCB印刷電路板生產(chǎn)工藝流程從外購基板開始到終產(chǎn)品共需經(jīng)歷內(nèi)層處理、電鍍、外層處理、表面加工成型和終處理等數(shù)十個生產(chǎn)工序,會產(chǎn)生各種廢水,且各種廢水的成分差異極大。

2.PCB印刷電路板的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,在不同的生產(chǎn)階段會有不同的廢水產(chǎn)生,且各種廢水的成分差異極大。

3.PCB印刷電路板的生產(chǎn)廢水按照布線層次的不同可分為單面板、雙面板以及多面板生產(chǎn)廢水。

4.根據(jù)其廢水中污染物的種類及其形態(tài)可分為含重金屬廢水(含Cu2+、Pb2+、Ni2+等,不含EDTA、NH4+等絡(luò)合劑)、含氟廢水、含絡(luò)合物廢水(含重金屬離子、絡(luò)合劑,包括重金屬-EDTA絡(luò)合物和重金屬-氨絡(luò)合物)及酸堿廢水(含溶解的有機(jī)物、無機(jī)酸堿、CN-等)。

5.另外,在印刷電路板生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生大量的廢液,主要為膜廢液、化學(xué)銅廢液等各種槽液與電鍍液。

2、印刷電路板廢水的處理技術(shù)

由于印刷電路板廢水產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)多,且成分較復(fù)雜,因此目前治理其廢水的方法主要有兩大類,即物理化學(xué)法和生物法,主要包括混凝沉淀、離子交換、氣浮法、吸附法、鐵碳微電解法、催化氧化法、生物降解法及聯(lián)合處理方法等。

2.1物理化學(xué)法

1)混凝法。在印刷電路板生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生一些高濃度的有機(jī)廢水和重金屬廢水。對于這種水質(zhì)較為復(fù)雜的廢水,混凝反應(yīng)可以有效的去除廢水中的膠體顆粒等,還能與溶解在水相中的有機(jī)物形成難溶性的沉淀。常用的混凝劑包括無機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑兩大類,其中無機(jī)混凝劑主要是FeCl3、Al2(SO4)3及其聚合物。有機(jī)混凝劑包括陽離子高分子混凝劑、兩性有機(jī)高分子混凝劑、陰離子型高分子混凝劑和非離子型混凝劑。

對PCB廢水中的乳化廢液,先用硫酸酸化至pH=2進(jìn)行破乳、隔油處理后,再用石灰乳對隔油廢水進(jìn)行混凝沉淀處理,COD去除率達(dá)到85%。陳錦文等采用二段混凝沉淀-曝氣氧化-砂濾處理印刷電路板廢水,可使出水水質(zhì)穩(wěn)定,達(dá)5污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)6一級標(biāo)準(zhǔn),出水Q(COD)穩(wěn)定在70~80mg/L之間。

聯(lián)合使用中和沉淀、混凝沉淀和硫化沉淀法對印制電路板生產(chǎn)廠含銅廢水進(jìn)行處理,結(jié)果表明,在控制pH=415~615條件下,按315~515mg/L的加入量加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的硫化鈉溶液,攪拌反應(yīng)4min后,調(diào)節(jié)pH=815~915,分別按50mg/L的量加入聚合氯化鋁溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%)和5mg/L的量加入陰離子型聚丙烯酰胺溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.11%),處理后廢水中Cu2+的質(zhì)量濃度小于0.15mg/L。工程試車結(jié)果表明,采用本工藝路線處理后,出水中Cu2+的質(zhì)量濃度達(dá)到GB8978-1996規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

2)氣浮法。氣浮法是向廢水中通入空氣,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面,形成泡沫-氣、水、顆粒(油)三相混合體,通過收集泡沫或浮渣以達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化廢水的目的。郭永福等對PCB廢水中的去膜顯影廢水采用混凝沉淀-氣浮的方法進(jìn)行預(yù)處理,在集水池出口投加絮凝劑,形成不溶于水的絮凝物質(zhì)。然后在氣浮池內(nèi)通過溶氣罐,將溶有大量氣體的水通過管道和噴嘴釋放到氣浮池內(nèi),形成泥水氣的混合物并浮于水面上。廢水經(jīng)氣浮處理后,其有機(jī)污染物濃度大大降低。

氣浮法能有效地去除廢水中的高濃度有機(jī)物,具有操作方便、處理效果好、自動化程度高等特點(diǎn)。由于有機(jī)高分子顆粒物比重小、顆粒細(xì)、沉淀慢,采用沉淀法不僅沉淀池面積負(fù)荷能力小,而且所需的加藥量大。而一般的混凝沉淀或混凝氣浮對它的處理效果不理想。

3)吸附法。吸附法是利用多孔性固體吸附劑處理污染物,污染物中的一種或幾種組分在分子引力或化學(xué)鍵的作用下,被吸附在固體表面,從而達(dá)到分離的目的。常用的吸附劑有活性炭、腐殖酸、海泡石、聚糖樹脂等。

采用硅藻精土處理線路板廢水是利用其具有強(qiáng)大的金屬離子吸附能力,處理含有較高濃度的Cu、Zn、Ni等金屬離子和COD的線路板生產(chǎn)廢水效果較好,運(yùn)行費(fèi)用較低,出水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)處理工藝。工程改造一方面包括將原有調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、沉淀池改建成硅藻精土處理工藝的調(diào)節(jié)池;另一方面根據(jù)硅藻精土處理工藝的需要新建相應(yīng)的構(gòu)筑物,主要有硅藻精土反應(yīng)器、集水池、污泥濃縮池、壓濾機(jī)房、加藥間、鼓風(fēng)機(jī)和自控設(shè)備工作間等。

采用新型分子印跡菌絲體吸附樹脂處理印刷電路板廢水,菌體為PenicilliumChrysoge-num。分子印跡菌絲體樹脂吸附劑對Cu2+等重金屬離子不但吸附容量大,且吸附速率高。當(dāng)銅的初始質(zhì)量濃度為120mg/L,pH=5時,靜態(tài)吸附容量為53mg/L左右,比商業(yè)樹脂732提高15%左右;解析率在1min即達(dá)到85%以上。中試連續(xù)運(yùn)行80h后,出口廢水中銅質(zhì)量濃度低于110mg/L。與傳統(tǒng)處理方法比較,該法簡化了廢水處理工業(yè),節(jié)省大量的化學(xué)藥品,降低了廢水處理成本。

吸附法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、穩(wěn)定性好、設(shè)備占地小,其主要缺點(diǎn)是投資較高,吸附劑再生困難,預(yù)處理要求較高。

4)鐵碳微電解法。鐵碳微電解工藝的電解材料一般采用鑄鐵屑和活性炭或者焦炭,當(dāng)材料浸沒在廢水中時,發(fā)生內(nèi)部和外部兩方面的電解反應(yīng)。電極反應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)物具有很高的活性,能夠跟廢水中多種組分發(fā)生氧化還原反應(yīng),許多難生物降解和有毒的物質(zhì)都能夠被有效地降解;同時金屬能夠和廢水中金屬活動順序排在鐵之后的重金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)。

鐵碳微電解就是通過這些作用達(dá)到去除水中污染物的目的。鮑旭平等采用酸化破乳-鐵碳微電解-中和沉淀-SBR組合工業(yè)處理印刷電路板顯影廢水,破乳后出水進(jìn)入鐵碳微電解柱,V(鐵)BV(炭)=1B1,反應(yīng)時間45min。通過這種預(yù)處理后,m(BOD5)Bm(COD)從0.114升高到0.136,廢水中重金屬含量大幅降低,提高了廢水的可生化性,為后續(xù)生化處理打下了基礎(chǔ)。

5)催化氧化法。催化氧化是指在一定壓力和溫度條件下,以金屬材料Pt、Pd、Ni等為催化劑,以空氣、氧氣、臭氧等為氧化劑進(jìn)行的氧化反應(yīng),包括/加氧0和/去氫0兩方面的作用。利用催化氧化加強(qiáng)氧化劑的分解以加快廢水中污染物與氧化劑之間的化學(xué)反應(yīng),去除水中的污染物。

在印刷電路板制備過程中所產(chǎn)生的脫膜廢水,處理難度較大,采用傳統(tǒng)的物化工藝很難將該廢水處理達(dá)標(biāo)。利用微波輻射加熱制備了竹質(zhì)活性炭,并對竹質(zhì)活性炭進(jìn)行改性,以竹質(zhì)活性炭和改性竹質(zhì)活性炭為吸波材料,利用微波誘導(dǎo)氧化印刷電路板脫模廢水。對比了四種條件下廢水的處理效果,考察了常規(guī)加熱和微波加熱對廢水處理效果的影響,著重探討了吸波材料的用量、微波功率和加熱時間對廢水處理效果的影響。當(dāng)使用1g的改性竹質(zhì)活性炭作為催化劑,在微波功率為500W的微波場中加熱處理15min后,預(yù)處理廢水的COD去除率高達(dá)96%。

2.2生物法及聯(lián)合處理法

由于PCB廢水水質(zhì)、水量變化大,傳統(tǒng)處理方法不能保持穩(wěn)定出水水質(zhì)、產(chǎn)生污泥量大和造成二次污染,成本高。而生物法具有成本低、效益高和不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。處理印刷電路板廢水,目前有效的是生物降解法,主要是利用污水處理廠返回的污泥或天然微生物對PCB廢水進(jìn)行處理。生物法對高濃度PCB廢水的去除率不高,且降解不徹底,因而需增設(shè)化學(xué)處理以彌補(bǔ)上述不足,即以生物-化學(xué)聯(lián)合的處理工藝治理印刷電路板廢水。所以采用生物法與其他方法組合處理線路板廢水越來越受關(guān)注,已報道的有混凝-接觸氧化法、反滲透-電去離子(RO-EDI)脫鹽系統(tǒng)、酸化破乳-鐵碳微電解-中和沉淀-SBR組合工藝等。

對印刷電路板廠廢水進(jìn)行分類收集處理,采用混凝-接觸氧化工藝處理印刷電路板廢水,運(yùn)行結(jié)果表明,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,效果良好,對COD及Cu2+的去除率高于95%和9917%。

將制備高純水用的反滲透-電去離子(RO-EDI)脫鹽系統(tǒng)應(yīng)用于印刷電路板行業(yè)的工業(yè)廢水回用處理,先采用錳砂過濾和投氯殺菌等常規(guī)預(yù)處理技術(shù),使這種初級處理廢水達(dá)到RO裝置對進(jìn)水的要求;再選用抗污染的RO膜元件,制作RO裝置;采用等孔隙填充床電滲析器作為EDI裝置,可實現(xiàn)工業(yè)廢水污染物的/零排放0,以及廢水回用資源化。

生物法能克服傳統(tǒng)物理方法如過濾、吸附分離法所需要的日常維護(hù)、更換和二次污染問題,處理印刷電路板廢水效果較好。在微生物處理方案中,采用生物接觸氧化法更為恰當(dāng)。一方面能適應(yīng)污水負(fù)荷的波動變化,且微生物量大、更新代謝和活性相對較好,使設(shè)備處理能力提高;另一方面,因操作簡單,運(yùn)行穩(wěn)定,給調(diào)試及運(yùn)行帶來方便。而且不受出水BOD5比值的限制,這對降解低濃度廢水中的有機(jī)物極為有利。生物法的主要缺點(diǎn)是處理時間長、受外界環(huán)境影響大、不穩(wěn)定等。微生物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了微生物處理印刷電路板廢水的機(jī)理非常復(fù)雜,至今尚未得到統(tǒng)一認(rèn)識。

生物法適于處理含低金屬離子的有機(jī)廢水,如電鍍、蝕刻、模板、脫模、顯影和去油墨等工序的水洗水形成的綜合廢水,生物法的應(yīng)用主要根據(jù)水質(zhì)狀況,組合不同預(yù)處理方法,提高難降解有機(jī)物的可生化性。各種形式活性污泥法的開發(fā)應(yīng)用,既可作為二級處理,又可作為深度處理方法,達(dá)到PCB行業(yè)水回用率60%的目標(biāo)。