PCB油墨廢水處理工藝研究與工程實(shí)踐
印制線路板（Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱為PCB）廢水按照主要污染物的不同一般可分為清洗廢水、油墨廢水、絡(luò)合廢水、濃酸廢液、濃堿廢液等廢水種類，其油墨廢水主要來源于線路板生產(chǎn)過程中網(wǎng)印、顯影、剝膜等工序。PCB油墨廢水是一種高濃度的有機(jī)廢水，其CODcr通常為5000-10000mg/L，有的可高達(dá)20000mg/L，SS約為800-1200mg/L，PH值一般呈堿性，廢水顏色為深藍(lán)色，該類廢水約占PCB廢水總水量的5%左右。對(duì)PCB廢水處理而言， CODcr能否達(dá)標(biāo)（≤100mg/L）的關(guān)鍵是對(duì)油墨廢水中高濃度有機(jī)物的去除。工程實(shí)踐中,我們分別采用了幾種處理方法來處理油墨廢水,通過分析檢測(cè),確定一種比較合適的工藝組合,能有效地去除油墨廢水中的CODcr。
1. 處理方法
印制線路板生產(chǎn)會(huì)用到大量的油墨，印制板油墨的種類根據(jù)功能和用途可分為七種：抗蝕油墨、耐電鍍油墨、堵孔油墨、阻焊油墨（俗稱綠油）、標(biāo)記油墨、導(dǎo)電油墨和可剝性油墨（俗稱蘭膠）等。油墨的成份主要是由樹脂、填料、顏料、助劑和溶劑等組成，不用的油墨常用NaOH溶液去除，排出的油墨廢水的有機(jī)物濃度很高，呈堿性。油墨廢水中含有在大量的樹脂，在酸性條件下易析出。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)PCB油墨廢水處理的工藝主要有:氧化法；生物處理法；過濾-吸咐法；酸化- 凝聚法等,都是針對(duì)去除油墨廢水中的高濃有機(jī)物而采取的方法。
① 、氧化法
采用氧化法處理PCB油墨廢水，是一種強(qiáng)烈氧化反應(yīng)。氧化法常用的處理方法有：燃燒法、電解氧化、化學(xué)氧化、光氧化。燃燒法是將高濃度有機(jī)廢水燃燒處理的方法，對(duì)處理燃燒值較高的有機(jī)廢水是一種好方法，但處理費(fèi)用高，不能普遍采用。電解氧化法處理成本高、設(shè)備投資大，降解程度有限。光氧化還處于研究階段；瘜W(xué)氧化法采用氧化劑有NaClO、H2O2、O3，可將大部分有機(jī)物降低到一定濃度，但不徹底，費(fèi)用也很高，其工藝流程如下：
② 、生物處理法
采用生物法處理PCB油墨廢水，一般采用接觸氧化法，但進(jìn)入生化槽的廢水的CODcr必須小于1000mg/L，一般要對(duì)PCB油墨廢水進(jìn)行預(yù)處理或稀釋，經(jīng)生物處理后出水CODcr可小于200mg/L。但生化處理需曝氣充氧，動(dòng)力消耗大，處理費(fèi)用也很高，而且該種廢水的可生化性較差。PCB油墨廢水中常含有一定量的重金屬離子，對(duì)生物具有毒害作用，大大降低了生物的活性。另外，其廢水pH值要嚴(yán)格控制于中性條件。PCB油墨廢水本身的一些固有特性（BOD與COD之比值太低，生化性太差），嚴(yán)重影響了生物法的應(yīng)用。生物法處理工藝如下：
③ 、過濾-吸咐法
過濾-吸附法處理PCB油墨廢水，先將廢水預(yù)處理后由泵打入過濾器，廢水經(jīng)過濾器處理后可去除大部分的油墨及懸浮物，過濾出水進(jìn)入活性炭吸附設(shè)備，通過活性炭的吸咐、分解作用，能達(dá)到很好的處理效果。但采用此工藝處理PCB油墨廢水，活性炭很易飽和，處理率較低，運(yùn)行成本較高，另外，由于廢水中的油墨粘性較大，容易粘在管路、設(shè)備上，設(shè)備故障率高，此工藝不便采用。過濾-吸附法工藝如下：
④ 、酸化-凝聚法
酸化-凝聚法是目前處理PCB油墨廢水的最常用處理工藝，此工藝一般先將廢水由泵打入酸析池，酸析池內(nèi)設(shè)有pH自動(dòng)控制儀表，由PH儀表控制加酸量，酸析池內(nèi)PH控制在2-3，油墨廢水中的感光膜在酸性的條件下會(huì)析出成濃膠狀凝聚物，其比重較水經(jīng)，易于分離，經(jīng)酸化除渣后的廢水進(jìn)入中和反應(yīng)池再調(diào)pH至堿性（pH值8.5-9.0），同時(shí)在此條件加入PAC及PAM混凝劑，廢水在攪拌作用下發(fā)生混凝反應(yīng)形成大量的礬花凝體，經(jīng)沉淀分離后，上清液出水較好。該工藝處理PCB油墨廢水，CODcr去除率可達(dá)60%-80%(油墨廢水CODcr越高,則去除率越高)，CODcr可降至1000 mg/L以下(個(gè)別水樣有異)。酸化-凝聚法處理工藝流程如下：
2. 實(shí)驗(yàn)研究
上述的四種油墨廢水處理方法,各有優(yōu)劣,考慮到工程實(shí)際的可行性,采用酸化-凝聚法處理PCB油墨廢水是較為合適的方法, 在實(shí)驗(yàn)室小試條件要求也不太高，實(shí)驗(yàn)方便，反應(yīng)時(shí)間要求不長(zhǎng)，可馬上化驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們?nèi)讉(gè)不同廠家的油墨廢水作實(shí)驗(yàn)如下：
實(shí)驗(yàn)流程如下：
步驟：
A、 分別取每個(gè)廠家的油墨廢水（在油墨廢水收集槽直接取混合液，混合液由不同的生產(chǎn)線排出的各種油墨廢水混合而成）各100ml于燒杯中，測(cè)其原水pH值、CODcr和Cu；
B、 加酸液快速攪拌調(diào)油墨廢水pH值至2-3，pH小于5已有油墨析出浮于液面；
C、 靜置分層，可有部分固態(tài)物質(zhì)浮于液面，小部分沉于燒杯底,，取中間清液測(cè)pH值、CODcr和Cu；
D、 除去液面浮渣，加堿攪拌調(diào)剩余混合液pH到8.5-9.0,加入PAC和PAM,第二次形成絮體,
E、 靜置分層,絮體絕大部分沉于燒杯底部,測(cè)上清液pH值、CODcr和Cu；
F、 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)： (單位為mg/L，pH除外)
3. 工程實(shí)踐
我們?cè)诠こ虒?shí)踐中根據(jù)油墨廢水的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，考慮到處理工藝的實(shí)際可行性，結(jié)合對(duì)不同廠家的油墨廢水小試的結(jié)果，主要采用酸析——凝聚法來處理油墨廢水，并在工程實(shí)踐中對(duì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)和完善，我們先后采用了四種處理工藝：
A、油墨廢水 酸析(除浮渣) 濾袋過濾 pH調(diào)整 接觸氧化 沉淀分離 上清液
B、油墨廢水 酸析(除浮渣) pH調(diào)整 混凝 沉淀分離 上清液
C、油墨廢水 酸析(除浮渣) pH調(diào)整 混凝 氣浮分離 氣浮出水(清液)
D、油墨廢水 酸析(除浮渣) pH調(diào)整 混凝 板框壓濾 壓濾液(清液)
工藝A是我們公司早期采用的處理PCB油墨廢水工藝，該工藝應(yīng)用于東莞市雅新電子（集團(tuán)）有限公司，該工程總設(shè)計(jì)規(guī)模為7000噸/天，其中油墨廢水約350噸/天，根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行監(jiān)測(cè)，該廠油墨廢水CODcr一般在3000-15000 mg/L之間，平均約6000 mg/L ,，由于生化處理效果不好，PCB油墨廢水處理后的CODcr仍有2000-3000 mg/L，CODcr去除率僅有70%左右。后據(jù)分析總結(jié)，其原因主要是該油墨廢水原水含有的重金屬離子偏高，Cu含量高達(dá)20mg/L，酸析、中和等處理不能有效去除，從而造成生物池微生物難以培養(yǎng)及馴化，生化處理效率較低（基本無效果）。
工藝B應(yīng)用于紅板電子有限公司線路板廢水處理工程，該工程總設(shè)計(jì)規(guī)模為1200噸/天，其中油墨廢水約50噸/天，根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行監(jiān)測(cè)，該廠油墨廢水CODcr約3000-4000 mg/L，沉淀分離后一般可達(dá)到1000 mg/L以下，CODcr去除率可達(dá)75%左右。該處理工藝在運(yùn)行時(shí)常存在油墨廢水沉淀池浮渣較多現(xiàn)象，主要是由于PCB油墨廢水中的感光膜及其他有機(jī)物質(zhì)比重輕，不易沉淀所致。因此，要達(dá)到理想的處理效果，沉淀池表面負(fù)荷應(yīng)選擇較小為宜，不超過0.6m3/ m2.h，相應(yīng)增加土建(或設(shè)備)投資成本。
工藝C應(yīng)用于耀永電子有限公司印制線路板廢水處理工程，該工程總設(shè)計(jì)規(guī)模為800噸/天，其中油墨廢水約30噸/天。該廠油墨廢水進(jìn)水CODcr約8000-12000 mg/L，經(jīng)氣浮處理后一般可達(dá)到400-600 mg/L，CODcr去除率可達(dá)95%左右。油墨廢水經(jīng)酸析去除大部分浮渣處理后，再加入堿液PH調(diào)整至8.5左右，在進(jìn)入氣浮處理設(shè)備時(shí)投加PAC、PAM混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，油墨廢水在氣浮設(shè)備反應(yīng)區(qū)溶氣水的作用下，形成固液分離，泥渣浮于上面，清液于底部過水管流出。采用該工藝處理PCB油墨廢水，效果較好，管理方便,氣浮出水水很清，透明無色。但其動(dòng)力耗能偏高，泥渣量大。此工藝適宜于濃度較高的PCB油墨廢水。
工藝D應(yīng)用于達(dá)進(jìn)電子有限公司線路板廢水處理工程，該工程總設(shè)計(jì)規(guī)模為13200噸/天，一期規(guī)模為6600噸/天，其中油墨廢水約300噸/天。該廠油墨廢水進(jìn)水CODcr為1000-4000 mg/L，經(jīng)板框壓濾后濾液CODcr有600-800 mg/L，CODcr去除率70-80%左右。處理過程為油墨廢水經(jīng)酸化處理后，有大量的膠狀油墨析出，由自動(dòng)刮渣機(jī)刮除，出水加入堿液進(jìn)行中和，調(diào)pH值到9左右，同時(shí)加PAC和PAM，由空氣攪拌混合反應(yīng)開成混合液，再由螺桿加壓泵打入板框壓濾機(jī)壓濾，廢水中的油墨及懸浮物截留于板框壓濾機(jī)內(nèi)，濾液排出。此工藝處理油墨廢水效果較好，出水較清，處理量大，易于運(yùn)行管理。
以上四種工藝我們先后應(yīng)用于不同工程中，酸析單元主要去除大部分的菲林類物質(zhì)，酸析除渣后廢水懸浮物仍很高，CODcr去除率僅40-50%，還需進(jìn)一步凝聚分離除CODcr、SS和銅等，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以下對(duì)四種工藝優(yōu)劣點(diǎn)進(jìn)行比較。
以上四種工藝，我們工程實(shí)例中主要采用后兩種，但即使如此，油墨廢水的出水CODcr仍很高，一般有400-800mg/L，因油墨廢水占總水量的5%左右，經(jīng)預(yù)處理后的油墨廢水排入總出水，仍會(huì)造成總出水的CODcr的超標(biāo)，因此還需對(duì)油墨預(yù)處理后的出水進(jìn)行深度處理，使其CODcr盡可能降低，一般要求油墨廢水處理后最終出水CODcr＜200mg/L，才能保證PCB廢水處理后總出水CODcr低于100mg/L。在達(dá)進(jìn)工程中，油墨廢水經(jīng)板框壓濾后，濾液調(diào)至中性，再進(jìn)行生物處理，油墨廢水處理全工藝流程如下。
上述工藝應(yīng)于工程中，處理效果較好，酸析除渣主要除去油墨廢水中的菲林類物質(zhì)，可去除50%左右(原水濃度越高,去除率會(huì)偏高)，混凝反應(yīng)和板框壓濾主要去除懸浮物、銅和部分CODcr，懸浮物和銅去除率可達(dá)90%以上，CODcr去除占總CODcr約30%左右，厭氧和好氧主要進(jìn)一步去除油墨廢水中的有機(jī)物，可去除CODcr占總有機(jī)物約15%，全工藝去除油墨廢水CODcr約95-98%，出水CODcr可低至150mg/L以下。注意，厭氧和好氧生物處理，應(yīng)適當(dāng)加入一些生化性較好的有機(jī)廢水（營(yíng)養(yǎng)鹽亦可），提高油墨廢水的可生化性。
4. 結(jié)束語
PCB油墨廢水是一種較難處理的高濃度有機(jī)廢水，其對(duì)線路板廢水處理工程的全因子達(dá)標(biāo)排放至關(guān)重要。特別是PCB油墨廢水的CODcr去除，一般的處理很難達(dá)到100 mg/L以下。因此，必須針對(duì)PCB油墨廢水的特性，以及它所含的成分進(jìn)行深入的研究及實(shí)踐，選擇和確定更加成熟可行的處理工藝。實(shí)驗(yàn)研究和工程實(shí)踐得出以下結(jié)論，可供工程設(shè)計(jì)參考。
①、 油墨廢水水量占整個(gè)印制線路板廢水約5%，對(duì)全部廢水的CODcr貢獻(xiàn)值達(dá)80%，油墨廢水處理必須從車間分水排水把關(guān)，徹底分離出來，不得亂接亂排，盡量避免其它低濃度的廢水或含銅廢水混入，低濃度的廢水混入后會(huì)造成油墨廢水量增加，含銅廢水混入后生物處理較因難。
②、 油墨廢水一般呈堿性，pH值9-12，采用酸析方法除菲林類物質(zhì)，pH要調(diào)至2-3，會(huì)消耗去大量的酸，工程上可利用生產(chǎn)線排出的廢酸液調(diào)油墨廢水的pH值，達(dá)到以廢治廢的目的，會(huì)節(jié)省相當(dāng)大的藥劑費(fèi)用。
③、 油墨廢水中含有COD、SS和銅等污染物，油墨廢水處理工藝應(yīng)考慮這幾種污染物的去除，酸析可去除COD，混凝可去除銅，以避免銅對(duì)生物的毒害作用。經(jīng)酸析和混凝后，COD仍很高，采用生化法深度處理，因BOD/COD值太低（＜0.2）,需適當(dāng)加入有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽，工程中可考慮引入廠區(qū)的生活廢水，以提高油墨廢水的可生化性。
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