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印刷线路板厂废水的处理技术研究

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘俏敏

[导读] 摘要：近年来，印刷线路板行业随着电子工业的发展而迅猛发展，线路板在生产过程中产生的大量废水对环境造成严重污染。

        世纪鑫海（天津）环境科技股份有限公司广东分公司
        摘要：近年来，印刷线路板行业随着电子工业的发展而迅猛发展，线路板在生产过程中产生的大量废水对环境造成严重污染。本文主要介绍了印刷线路板废水的特性以及常用的处理技术研究。
        关键词：电子行业；印刷线路板；有机废水；处理技术
        Abstract：In recent years，PCB industry has developed rapidly with the development of electronic industry.In this paper，we mainly introduce the characteristics of wastewater from printed circuit board production and common treatment technology.
        Keywords：electronic industry； printed circuit board； wastewater treatment
        1.引言
        印刷线路板制造业是电子工业的基础产业，其行业发展也随着信息技术的进步呈现蓬勃发展的趋势。近几十年以来，我国印刷线路板的产量和产值均居世界第一，成为全球最重要的印刷线路板生产基地。在2015年，全球印刷线路板市场产值为553亿美元，而我国就占据了46.6%的比值，其中还不包括台湾地区的13.6%[1]。线路板行业的飞速发展在带来巨大经济效益的同时，也带来了严重的环境污染问题。线路板生产过程中需耗费大量的水，导致废水排放量大，并且这些废水多含有有毒有害物质，未经处理或处理不达标就排放入河流中，不仅会对地表水、地下水、土壤造成污染，还会危害河流中的生物，进而危害人体健康。
        2.印刷线路板废水的分类
        印刷线路板生产的加工工艺比较复杂，包括干法加工法和湿法加工法，而图形的制作则由湿法工艺来完成。线路板的制作包括压膜、曝光、显影、蚀刻、去膜、棕化、镀铜、阻焊等工序，每一个处理工序都会产生相应特性的废水，下面对常见的废水水质及来源进行分析：
        2.1.酸碱废水
        酸碱废水，又称清洗废水，是线路板废水的主要组成部分，占总水量的80%以上[2]。酸碱废水主要在产品的水洗环节产生，包括磨板线水洗水和电镀线漂洗水。废水中的污染物浓度较低，含有大量的机械性磨料、铜粉以及少量溶解性铜离子。
        2.2.络合废水
        络合废水是指废水中含有的络合剂，例如氨水、柠檬酸盐、EDTA等，与重金属离子形成稳定络合物的一种废水。络合废水通常来源于酸碱蚀刻、镀膜和化学沉铜等过程[3]。因为水中络合物结构比较稳定，无法通过传统的酸碱中和或沉淀法去除重金属离子，去除相对困难。
        2.3.含镍或含氰废水
        含镍或含氰废水属于印刷线路板废水中有毒有害废水的代表。镍离子是有毒物质，具有致癌致畸特性，因此需要对其进行无害化处理，才能排放。氰化物也是一种剧毒化学物，如若处理不当，会对人体健康造成严重危害。含镍或含氰废水主要来源于线路板制作的镀金、镀铜、沉金等过程。
        2.4.有机废水
        有机废水是线路板制作过程中污染较为严重的一类废水，主要来源中制作过程中使用的高浓度有机溶剂，例如清洗剂、显影剂、膨松剂、沉铜线整孔液等[4]。由于有机废水水质成分复杂、有机物含量高、较难处理，一般会单独收集处理。
        3.印刷线路板废水处理技术
        印刷线路板废水中的污染物质种类很多，主要有重金属离子（如铜、镍、铅等）及其配合物、无机物（如磷酸盐、氟化物、悬浮物等）和有机物等。线路板废水的种类复杂、产量大。早在上世纪70年代，西方发达国家就开始了对线路板废水处置的研究工作。

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我国起步较晚，从上世纪90年代开始，随着印刷线路板工业的快速发展，线路板废水污染问题日益突出，我国逐步开启了对线路板废水处置的研究工作，并取得了一定的进展。目前，印刷线路板废水最常用的处置方法大体可分为两种，即物理化学法和生物法。
        3.1.生物法
        生物法是通过微生物的降解作用对印刷线路板废水中的污染物质进行无害化处理，从而使废水达标排放的一种处理技术。由于线路板废水水质复杂、水量变化大，一般的处理方法无法保持出水稳定且污泥产生量大，而生物法具有处理效果好，成本低，无二次污染等优点，是目前使用最广泛的一种处理方法。常用的生物处理技术有活性污泥法、曝气氧化塘、生物膜、生物滤池等。例如，聂凯等[5]人采用陶瓷膜和超滤膜生物反应器对印刷电路板厂的废水处理进行研究，结果表明两种生物膜反应器处理效果都很好，出水水质均可达到《污水综合排放标准》中的一级排放标准；陈志伟等[6]采用曝气生物滤池工艺对太湖地区废水处理厂中某印刷电路板厂废水处理出水进行了中试研究。结果表明，出水中COD、NH3-N、Cu的浓度，均低于太湖地区废水排放标准，同时实现1台设备"三重"处理的效果，节约处理成本。
        3.2.物理化学法
        物化法就是利用物理化学作用对印刷线路板废水进行处理的一种技术，常见的有吸附法、化学沉淀法、氧化还原法、电解法、离子交换法等。物化法具有耐冲击负荷强，出水水质稳定，对于难生物降解的重金属或有机污染物具有较好的处理效果等优点，但由于运行成本较高，易产生二次污染物等缺点，通常是和生物法结合使用。例如，潘涌璋[7]研究了铁屑内电解法对印刷电路板废水处置的优化条件，结果表明，当在铁屑床的进水pH为4～4.5，出水pH为8～8.5，停留时间30 min，连续曝气的条件下，出水的各项水质指标均达到排放标准；尹丽等[8]采用硫酸亚铁和硫化钠相结合的化学沉淀法，对影响络合铜废水处理效果进行试验研究，结果表明，在最佳工艺参数下，废水中铜离子的去除率达97.8%，远低于《电镀污染物排放标准》规定的最高允许排放浓度0.5 mg/L。
        4.结论与建议
        印刷线路板行业作为我国电子产业的支柱产业，在现今的信息社会中，仍将呈现快速发展的趋势。随着我国对环境保护力度的加强，作为高污染产业，如何实现印刷线路板的清洁生产和减少环境污染仍是我国印刷线路板企业需要面临的难题之一。印刷线路板废水处理方法很多，各有优缺点，但由于废水水质的复杂性，单一的处理技术往往满足不了处理标准，应开发物理化学-生物相结合的处理工艺，结合不同技术的优点，提高处理效率、降低处理成本。除了末端的污水有效处理，从源头减少废水的产生才是减轻印刷线路板废水污染问题的核心。目前，清洁生产是解决环境污染问题的最有效手段。印刷线路板的清洁生产需做到（1）使用先进的线路板生产设备，避免因为设备落后产生的污染；（2）改进生产工艺，实行技术革新，例如，在生产线上加入环保设备，既可以实现有用物质的及时回收也可减少总出水中的污染物质；（3）加强监管力度，避免企业为了减少成本，采用污染大的生产工序，甚至将废水未加处置，直接排入河流中
        参考文献：
        [1]中国产业信息网.2017年中国PCB行业发展现状及发展前景分析.数据来源于：http：//www.chyxx.com/industry/201712/593057.html.
        [2]贾宝琼，陈晓峰.印刷线路板废水处理与回用工艺[J].电镀与涂饰，2007，26（5）：55-58.
        [3]迟大明.印制板的络合废水处理[J].印制电路信息，1996（4）：44-48.
        [4]蔡升云，丁建华.印刷线路板有机废水的处理[J].电镀与涂饰，2015，34（16）：935-939.
        [5]聂凯，黄伊丕，潘涌璋，等.MBR工艺深度处理印刷电路板废水的研究[J].当代化工，2014（3）：438-440.
        [6]陈志伟，汪晓军.曝气生物滤池对印刷电路板废水深度处理的研究[J].现代化工，2010，30（5）.
        [7]潘涌璋.铁屑内电解法处理印刷电路板厂废水的试验[J].上海环境科学，1996（6）：28-29.
        [8]尹丽，郭琳，查红平，等.化学沉淀法处理线路板厂络合铜废水实验研究[J].环境科学与技术，2011，34（9）：149-151.