印刷電路板生產(chǎn)廢水治理及回收探究
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摘要:印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)時(shí)會產(chǎn)生大量廢水，若不能及時(shí)做好廢水處理工作而讓其任意排放，必然會危害生態(tài)平衡。文中分析印刷電路板廢水處理的必要性，探討如何做好石油廢水處理工作。
關(guān)鍵詞:印刷電路板廢水;處理技術(shù);運(yùn)用措施
印刷電路板生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中含有大量重金屬離子，如果不能做好治理分析工作，將會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。但印刷電路板生產(chǎn)工藝復(fù)雜，會產(chǎn)生各種成分的廢水，這類廢水治理及回收難度較大，有必要做好研究工作，提高廢水綜合治理及回收質(zhì)量。
一、印刷電路板廢水概況分析
隨著技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，印刷電路板生產(chǎn)也開始呈現(xiàn)精細(xì)化模式，造成印刷電路板廢水大量增加。印刷電路板廢水中含有大量硫化物，這些硫化物會影響企業(yè)生產(chǎn)效率，影響化工環(huán)境，造成廢水處理工作任務(wù)量。如果不能對生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，就會直接影響到生產(chǎn)質(zhì)量，影響到生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，阻礙行業(yè)進(jìn)步發(fā)展。在這樣的背景下，進(jìn)行印刷電路板廢水處理時(shí)要選擇合適的處理技術(shù)，提高廢水處理質(zhì)量與效率，推動印刷電路板行業(yè)健康發(fā)展。通常來說，印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)期間會產(chǎn)生大量廢水，這些廢水處理難度較大且污染物質(zhì)繁雜，造成廢水處理難度不斷增加，影響到水資源供應(yīng)，還會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。印刷電路板生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，生產(chǎn)中布線層次存在差異，會產(chǎn)生不同內(nèi)容的廢水含量。印刷電路板廢水根據(jù)成分差異分成不同類型，主要為重金屬廢水、含氟廢水、酸堿廢水等。其中含重金屬廢水主要為Ni2+、Pb2+、Cu2+，含有不同濃度的NH4+、EDTA等絡(luò)合劑等。印刷電路板生產(chǎn)時(shí)會產(chǎn)生大量廢液，這些廢液也是組成生產(chǎn)廢水的主要內(nèi)容。廢水中含有大量有害物質(zhì)，一定條件下會對微生物和生物產(chǎn)生毒性影響，危害到周邊環(huán)境與空氣。印刷電路板企業(yè)生產(chǎn)時(shí)需要田間化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)與氧氣、水相遇后產(chǎn)生反應(yīng)，分析吸收水中的氧氣，打破原有水體平衡，造成水中富氧化、富磷化，使得水中微生物瘋漲，極大可能誘發(fā)赤潮情況，威脅到水生生物的生存環(huán)境。同時(shí)，因?yàn)橛∷㈦娐钒鍙U水pH值處于不斷變化狀態(tài)，不同化學(xué)物質(zhì)屬性不同，酸堿性差異，彼此可能產(chǎn)生中和反應(yīng)，造成廢水酸堿度不斷變化，污水處理時(shí)可以利用這一特性展開，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)處理。污水處理過程中根據(jù)實(shí)際情況向其中投放化學(xué)藥劑，加快或開展某些化學(xué)反應(yīng)，將廢水中的各種物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成沉淀、膠狀物等，解決毒害問題，提高污水的可利用率。
二、印刷電路板廢水常用處理技術(shù)
(一)引入低溫微生物處理方法
印刷電路板廢水中，氮、磷元素明顯超標(biāo)，若不經(jīng)處理直接排出，就可能污染周邊水體，導(dǎo)致富營養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生，對水中魚類、植物等的生長產(chǎn)生直接危害。因此，針對引述電路板廢水的處理，首先需要對其中氮、磷元素進(jìn)行分解，通常會選用低溫微生物對其進(jìn)行分解處理。低溫生物對石油廢水中所含有的烴類物質(zhì)能進(jìn)行有效分解，達(dá)到凈化石油廢水，提升污水凈化質(zhì)量和效率。而且低溫環(huán)境下，這類微生物能夠?qū)U水中的烴類物質(zhì)進(jìn)行有效分解，避免在進(jìn)行污水處理時(shí)產(chǎn)生二次污染。研究表明，通過萘胺降解菌與適冷脫酚菌，可以對污泥中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理。借助AO污水處理工藝降低污水中烴類物質(zhì)含量，降低印刷電路板廢水有害物質(zhì)，避免因?yàn)槲鬯懦龆鴮χ苓吷鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。而固化微生物會利用海藻酸鈉對活性污泥進(jìn)行包埋處理，在印刷電路板廢水處理時(shí)，引入固化微生物，還能對其中的氨氣和臭氣進(jìn)行有效處理。
(二)廢水預(yù)處理技術(shù)分析
1．除油預(yù)處理
目前為止，對于污水表面的油脂在處理過程中，最常用的有兩種方法:(1)隔油法。隔油法主要利用了油脂污染物的物理特性，對漂浮在污水表面的輕質(zhì)油進(jìn)行隔離處理，再借助生物技術(shù)對這些污染物采取清除處理，以此達(dá)到降低污水中油脂類污染物的濃度，使其達(dá)到符合排放的安全標(biāo)準(zhǔn)的目的。(2)氣浮法。該方法主要用于去除廢水中的油脂懸浮顆粒，通過加壓、電解等綜合方法，對其進(jìn)行分解處理，以此降低廢水中污染物的濃度以及毒性。
2．脫酚預(yù)處理
脫酚預(yù)處理技術(shù)的主要工作原理是通過萃取法對廢水中的污染物進(jìn)行分離處理。首先，在廢水中加入對應(yīng)的脫酚試劑，對其中的酚類物質(zhì)進(jìn)行有效分解，然后在利用現(xiàn)代萃取技術(shù)，使廢水中的酚類物質(zhì)和其脫離開來。該種處理模式所取得的分離效果較好，而且一般情況下，可以有效去除廢水中大約97%的酚類物質(zhì)。但如果廢水中所含的酚屬于非揮發(fā)類物質(zhì)，其分離效果也只能達(dá)到46%，但也十分不錯(cuò)。另外，這種分離處理方法同時(shí)也能去掉廢水中大約87%的CODCr。
3．脫氨預(yù)處理
現(xiàn)階段，對于廢水中氨的處理，最常采用的方式為蒸汽除氨法。其具體操作方法為:先通過一定操作處理，使廢水中的氨氮類化物變成游離狀態(tài)，然后通過外部蒸汽操作，使其中的氨氮化物能夠自動從廢水中脫離出來。之后在利用一定化學(xué)物質(zhì)，對分離后的氨氮化物進(jìn)行吸收處理，最后使其在磷酸溶液的作用下再次生成，以此達(dá)到對氨氮化物的回收和再利用。此種回收處理方法不僅能有效實(shí)現(xiàn)對廢水中氨氮化物的回收和再利用，而且脫氨效果良好，一般情況下，可以有效去除廢水中氨氮化物含量的97．5%。
(三)化學(xué)處理方法
1．沉淀劑的應(yīng)用
印刷電路板廢水中存在大量有害的化學(xué)物質(zhì)，在進(jìn)行廢水處理時(shí)，可以利用這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)對其進(jìn)行處理，通過相互間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最終生成沉淀或者氣體、懸浮物等，從而實(shí)現(xiàn)對廢水中有害物質(zhì)含量的控制，甚至完全去除。或利用物理處理方式分離不溶解的化學(xué)物質(zhì)。沉淀劑的作用原理為污染物和化學(xué)藥劑之間的相互反應(yīng)，從而形成不溶于水的無害物質(zhì)，通常為沉淀或者顆粒懸浮物，然后借助目前先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行固液分離，對廢水進(jìn)行提純處理。而常用的化學(xué)藥劑包括鋇鹽制劑、氫氧化物等，這些藥品能夠快速溶于水中，并在其中發(fā)生反應(yīng)分理出重金屬離子。實(shí)際印刷電路板廢水處理時(shí)根據(jù)污水組成選擇沉淀劑，保證廢水處理的有效性。
2．化學(xué)氧化法
該方法是利用氧化劑本身所具有的氧化作用，將很難降解的有機(jī)物或氧化有機(jī)物降解物容易降解的有機(jī)物或CO2和H2O。在印刷電路板行業(yè)中，最常用的氧化劑為芬頓、臭氧和氯等。對于廢水中的漂浮物質(zhì)，可以通過化學(xué)凝聚法對其進(jìn)行收集處理，提高廢水回收處理的效率。另外，利用化學(xué)凝聚法處理水中漂浮物時(shí)，工作人員可以同時(shí)在水中加入絮凝劑，將漂浮物的凝聚作用催發(fā)到極致，便與后續(xù)回收處理。
3．超臨界水氧化法
當(dāng)水溫發(fā)生變化時(shí)，印刷電路板廢水中的化學(xué)成分也會隨之發(fā)生變化。因此，可以借助超臨界水氧化法對廢水進(jìn)行凈化處理，具體操作為:將廢水水溫升至臨界點(diǎn)，對其傳遞性進(jìn)行強(qiáng)化，使其中的水、氣體、有機(jī)物等彼此之間相互溶解，成為一種介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對印刷電路板廢水中污染物的有效溶解。但該技術(shù)使用條件較為苛刻，對材料、器械的性能要求較高，實(shí)際應(yīng)用范圍有限。
(四)印刷電路板廢水物理處理方法
1．吸附處理方法
所謂的吸附處理法是這里用一些固體材料，如活性炭等自身所具有的吸附性對水中污染物進(jìn)行凝聚和吸附。除去污水中的COD、顏色、味道等，但這類處理方法成本較高，稍不注意還可能造成二次污染。在印刷電路板污水處理時(shí)，吸附法通常與臭氧氧化法或絮凝法組合在一起共同使用。
2．膜分離方法
膜分離的方式有很多種，比如常用的微濾、超濾和反滲透。通過膜分離方法，可以去除廢水氣味、有機(jī)物、微生物等，提高廢水處理質(zhì)量，大幅度提升水質(zhì)穩(wěn)定性。將印刷電路板行業(yè)所產(chǎn)生的廢水中通過生物薄膜，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)交換的同時(shí)達(dá)到對有機(jī)物的快速降解?？梢?，在印刷電路板廢水處理過程中，利用微生物活動轉(zhuǎn)化廢水中的污染物，順利實(shí)現(xiàn)污水凈化。
3．氣浮處理方法
氣浮處理法是將氣體以微氣泡的形式通入含有油料和其他雜質(zhì)的污水中，在氣泡上浮過程中與污水中的油漬、雜質(zhì)顆粒等黏附在一起，共同上浮至污水表面，然后利用撤油器將其從水表撤除，達(dá)到凈化污水的目的。在這過程中微氣泡大小主要由所加入其中的氣浮藥劑和相關(guān)處理工藝決定。所以當(dāng)印刷電路板廢水需要進(jìn)行絮凝和油漬分離時(shí)，可以利用氣浮處理方法。大量實(shí)踐效果表明，氣浮處理廢水效果顯著，具有推廣價(jià)值。
4．直接過濾方法
一般情況下，印刷電路板廢水中有些物質(zhì)會直接以固體顆粒形式存在，因此可以直接利用網(wǎng)篩法對這些物質(zhì)進(jìn)行過濾處理。隨著科技水平的不斷發(fā)展，過濾設(shè)備也在快速更新，對于可去除物質(zhì)的種類和強(qiáng)度不斷升級，而且去污效率也有明顯升級。比如，最新發(fā)明的通過重力法去除廢水中有害沉淀操作，該方法還能對廢水中的懸浮物進(jìn)行有效去除。
5．合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)
在建立污水處理仿真系統(tǒng)的過程中，要利用Simulink軟件進(jìn)行魔性轉(zhuǎn)換，利用Borland軟件開發(fā)上位系統(tǒng)，依據(jù)UML理念分析系統(tǒng)需求，完成整體設(shè)計(jì)。而上述工作的開展，需要大量原始數(shù)據(jù)做基礎(chǔ)。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建仿真數(shù)據(jù)庫、控制數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，形成廢水處理仿真系統(tǒng)。然后借助系統(tǒng)，分析各類污水處理項(xiàng)目的投資成本、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，從而選擇合適方案，節(jié)省成本;對污水處理系統(tǒng)運(yùn)營狀態(tài)進(jìn)行模擬、預(yù)測，優(yōu)化處理工藝，提升處理效率。
所謂的源頭控制，是指在整個(gè)印刷過程中采用綠色環(huán)保的印刷技術(shù);先進(jìn)科學(xué)的印刷設(shè)備以及健康環(huán)保型油墨。在當(dāng)代現(xiàn)有印刷工藝中，最常采用的就是膠印工藝和凹版印刷等技術(shù)，這些印刷技術(shù)在實(shí)際操作過程中都會用到潤版液和一些溶劑，而這些物質(zhì)在使用過程中都會不可忽視的產(chǎn)生一些CODs廢水。針對這種情況，印刷企業(yè)可通過采用綠色環(huán)保型油墨印刷替代當(dāng)前會產(chǎn)生嚴(yán)重污染的印刷工藝。比如，用柔版印刷工藝替代傳統(tǒng)替代傳統(tǒng)平版和凹版印刷工藝，如此能在一定程度上減少和降低整個(gè)印刷過程中CODs廢水的排放量。
(一)做好廢水水質(zhì)成分檢驗(yàn)
1．合理編制采樣方案，奠定高效檢測基礎(chǔ)
現(xiàn)場采樣方案的編制是水質(zhì)檢測采樣的具體參考和指導(dǎo)，在開展實(shí)際采樣前，需對采樣的目的、對象和要求進(jìn)行詳細(xì)和充分的了解?，F(xiàn)場采樣方案的在編制過程中要包含詳細(xì)的工作流程和具體的負(fù)責(zé)人，比如采樣任務(wù)的主要目的、具體要求、完成時(shí)間、需要注意的內(nèi)容、具體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、具體工作內(nèi)容、采樣質(zhì)量要求等等。因此在進(jìn)行采樣方案編制時(shí)，一定要仔細(xì)、慎重，做到事無巨細(xì)都涵蓋在內(nèi)，確保內(nèi)容縝密。采樣標(biāo)準(zhǔn)一定要遵循國標(biāo)認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，既有現(xiàn)場勘查，也有從各種途徑收集到的資料，最終編制出全面且符合要求的現(xiàn)場采樣方案。而且在具體采樣過程中，質(zhì)量控制措施必不可少，它屬于采樣方案的重要組成內(nèi)容，其中一定要包含空白樣、質(zhì)控樣、平行樣以及現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控員等對比控制措施，確?，F(xiàn)場所采集到的樣品的規(guī)范性和具有代表性，以此避免和減少現(xiàn)場采樣中采樣員操作的隨意性和盲目性。
2．處理間接測量誤差
在對廢水水質(zhì)進(jìn)行檢測化驗(yàn)的過程中，一定要根據(jù)要求做好水樣的提取、運(yùn)輸和預(yù)處理等工作。同時(shí)，檢驗(yàn)員需要根據(jù)檢測要求嚴(yán)格操作，為保證儀器精度符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，需要在具體操作前，對其精度進(jìn)行全面校準(zhǔn)。最后，控制實(shí)測數(shù)據(jù)精度，這也是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。具體可以從以下方面入手:在廢水檢測測試過程中，是將檢測所得數(shù)值直接代入公式計(jì)算，從而間接獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)的最終測量值。所以，所謂的間接誤差不僅包括直接測量數(shù)據(jù)值時(shí)所產(chǎn)生的誤差，還包括公式計(jì)算過程中產(chǎn)生的計(jì)算誤差。實(shí)際上，間接測量所得的測量值和直接測量所得測量值之間存在必然聯(lián)系，都對最終測量結(jié)果產(chǎn)生影響。在進(jìn)行測量數(shù)據(jù)誤差分析時(shí)，如果按照算術(shù)平均誤差進(jìn)行計(jì)算，需要思考誤差疊加對最終結(jié)果的不利影響。再利用間接測量公式，比如加減法進(jìn)行誤差分析時(shí)，需要考慮絕對誤差和相對誤差對結(jié)果的影響，而且該誤差分析法應(yīng)包含整個(gè)間接測量過程，如較為復(fù)雜的操作等，在整個(gè)分析過程中需要先考慮絕對誤差，然后再分析相對誤差，順序不能搞混，如此在利用計(jì)算方法進(jìn)行總結(jié)最為合理。
3．制定質(zhì)量控制方案
首先，采用合理的廢水檢測分析方法，確保符合國家權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，又保證檢測方法的敏感性，如此才能最大程度上保證廢水水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。其次，作為實(shí)驗(yàn)操作人員，需要每天對實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)測量和記錄，避免實(shí)驗(yàn)室環(huán)境變化對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，同時(shí)通過數(shù)據(jù)對比，分析得出實(shí)驗(yàn)室廢水質(zhì)量檢測的最佳環(huán)境。同時(shí)，每次操作完成后要對所用儀器進(jìn)行清理、消毒和干燥處理，避免一起受到污染，且定期對各種儀器進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，確保其能一直符合實(shí)驗(yàn)室精度檢測標(biāo)準(zhǔn)。另外，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行純凈水的廢水質(zhì)量檢測和記錄時(shí)，一定要充分認(rèn)識到規(guī)范操作的必要性，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中水樣質(zhì)量符合要求。
(二)回收處理措施
1．治理一般混合廢水
一般混合廢水?dāng)?shù)量大且僅含有少量CODCr時(shí)，可以直接將小批量含銅廢水、酸堿廢水進(jìn)行混合，經(jīng)過綜合處理系統(tǒng)處理，經(jīng)過各個(gè)流程后可以順利完成污水處理。處理時(shí)經(jīng)過置換與混凝，選擇PAM絮凝劑，通過斜板沉淀池，對沉淀后的泥水進(jìn)行分離處理，用清水缸收集上層清水，利用砂率器進(jìn)行后續(xù)過濾處理，通過對污水中懸浮物的回收處理，調(diào)整廢水的pH值，廢水處理后達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行排放。
2．治理酸堿廢水的方法
印刷電路板生產(chǎn)廢水中酸堿廢水主要來自生產(chǎn)線洗缸產(chǎn)生的廢液，主要污染物為CODCr，經(jīng)過分開收集后按照一般混合廢水處理方式。實(shí)際處理時(shí)為了保證處理的質(zhì)量，需要將酸堿廢水平均定量加入，最終通過綜合處理系統(tǒng)完成分析與處理。
3．治理一般有機(jī)廢水
印刷電路板生產(chǎn)廢水主要來自退膜、顯影等工序清洗時(shí)產(chǎn)生的廢水，這種廢水中含有高濃度的CODCr。處理時(shí)需要增加預(yù)處理后的高濃度有機(jī)廢水，而且涉及酸化和頓氧化操作。實(shí)際處理時(shí)雙氧水作為處理氧化劑、硫酸亞鐵為催化劑，酸性環(huán)境下二價(jià)鐵鹽會分解成雙氧水，生成游離氫氧自由基，這種自由基具有極強(qiáng)的氧化能力，與有機(jī)物反應(yīng)成生成水與二氧化碳。處理完成后調(diào)整酸堿度，利用的泵定量方式將其加入處理系統(tǒng)中。
4．治理高濃度有機(jī)廢水
高濃度有機(jī)廢水中含有大量CODCr，在對其進(jìn)行治理時(shí)，首先需要對其進(jìn)行預(yù)處理。而預(yù)處理時(shí)需要先對其進(jìn)行酸化，然后在進(jìn)行沉淀處理。即實(shí)際處理操作中，通過酸化劑調(diào)整廢水的酸堿值，使其穩(wěn)定在5左右，然后在酸化處理的廢水中聚合氯化鐵，從而得到大顆粒絮狀沉淀，即固液分離物，以此實(shí)現(xiàn)對油狀有機(jī)物的有效凝聚。之后，向廢水中絮凝劑PAM，將懸浮物的凝聚作用催發(fā)到極致，最后再利用壓濾處理技術(shù)，對高濃度有機(jī)廢水中的固體懸浮物進(jìn)行分離處理，回收其中對油狀有機(jī)物。四、結(jié)語總之，印刷電路板廢水處理技術(shù)及運(yùn)用效果對行業(yè)發(fā)展來說具有現(xiàn)實(shí)意義，廢水處理效果直接關(guān)系到企業(yè)效益及市場競爭力。印刷電路板廢水處理人員掌握廢水處理技術(shù)要點(diǎn)，利用各類處理技術(shù)，提高廢水處理效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
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作者:涂佳 單位:重慶市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司
