印制電路板污水處理技術(shù)探討

印制電路板污水處理技術(shù)探討
Discuss on the the Technology of Wastewater Treatment in the
Process of the Printed Circuit Board
楊維生
（高級(jí)工程師，南京電子技術(shù)研究所）
YANG WEI-SHENG （Senior Engineer）

　　[摘 要] 本文針對全球印制電路板生產(chǎn)中的污水處理問題，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，就一種行之有效的多層印制板生產(chǎn)過程中的污水處理技術(shù)進(jìn)行了探討。
　　[關(guān)鍵詞] 印制電路板 污水處理

　　1 前言
　　印制電路板制造技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的、綜合性很高的加工技術(shù)。可分為干法（設(shè)計(jì)和布線、模版制作、鉆孔、貼膜、曝光和外形加工等）加工和濕法（內(nèi)層板黑膜氧化、去孔壁樹脂膩污、沉銅、電鍍、顯影、蝕刻、脫膜、絲印、熱風(fēng)整平等）加工過程。尤其是在濕法加工過程中，需采用大量的水，因而有多種重金屬廢水和有機(jī)廢水排出，成分復(fù)雜，處理難度較大。按印制電路板銅箔的利用率為30%~40%進(jìn)行計(jì)算，那么在廢液、廢水中的含銅量就相當(dāng)可觀了。按一萬平方米雙面板計(jì)算（每面銅箔厚度為35微米），則廢液、廢水中的含銅量就有4500公斤左右，并還有不少其他的重金屬和貴金屬。這些存在于廢液、廢水中的金屬如不經(jīng)處理就排放，既造成了浪費(fèi)又污染了環(huán)境。因此，在印制板生產(chǎn)過程中的廢水處理和銅等金屬的回收是很有意義的，是印制板生產(chǎn)中不可缺少的部分。

　　 眾所周知，印制電路板生產(chǎn)過程中的廢水，其中大量的是銅，極少量的有鉛、錫、金、銀、氟、氨、有機(jī)物和有機(jī)絡(luò)合物等。

　　 至于產(chǎn)生銅廢水的工序，主要有：沉銅、全板電鍍銅、圖形電鍍銅、蝕刻以及各種印制板前處理工序（化學(xué)前處理、刷板前處理、火山灰磨板前處理等）。
以上工序所產(chǎn)生的含銅廢水，按其成分，大致可分為絡(luò)合物廢水和非絡(luò)合物廢水。為使廢水處理達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中銅及其化合物的最高允許排放濃度為1mg/l（按銅計(jì)），必須針對不同的含銅廢水，采取不同的廢水處理方法。

2 含銅絡(luò)合物污水處理方法
2.1 污水來源及其成分
2.1.1 化學(xué)沉銅工序：
廢水主要含有絡(luò)合劑EDTA、酒石酸鈉或其它絡(luò)合劑與Cu2+。其中，Cu2+與絡(luò)合劑形成極穩(wěn)定的絡(luò)合物，采用常規(guī)的中和沉淀法是無法處理Cu2+的。
2.1.2 堿性蝕刻工序：
廢水中主要含Cu2+及NH3·H2O，當(dāng)NH4+含量較高以及在堿性條件下，Cu2+與NH4+可形成銅氨絡(luò)合物，無法用中和沉淀的方法來處理。
2.1.3 微蝕（過硫酸銨-硫酸）工序：
廢水中主要含Cu2+及NH4+。在酸性條件下，廢水中的Cu2+與NH4+無法生成絡(luò)合物，但在堿性條件下，可形成絡(luò)合物。
2.1.4 其它工序：
對于酸性去油、堿性去油、解膠、去鉆污、膨化等工序，根據(jù)所使用的化學(xué)藥品，其廢水都可能含有絡(luò)合劑。因而不可采用一般的中和沉淀來處理。

2.2 國內(nèi)外處理絡(luò)合物污水的主要方法
2.2.1 離子交換法
采用離子交換法來處理絡(luò)合物重金屬，有著許多優(yōu)點(diǎn)：占地少、不需對廢水進(jìn)行分類處理費(fèi)用相對較低。但此方法有許多缺點(diǎn)：投資大、對樹脂要求高、不便于控制管理等。處理過程如下：

2.2.2 破絡(luò)處理法
主要是通過強(qiáng)氧化來破壞絡(luò)合劑的結(jié)構(gòu)，使之形成非絡(luò)合物，這樣，絡(luò)合物廢水經(jīng)破絡(luò)處理后，可采用一般的中和沉淀來處理。處理過程如下：

2.2.3 置換處理法
利用重金屬絡(luò)合物在酸性條件下不穩(wěn)定，成離解狀態(tài)，通過添加Ca2+，F(xiàn)e2+將Cu2+置換出來，然后再調(diào)高PH值，將Cu2+沉淀出來。

2.2.4 化學(xué)沉淀法
利用添加能與重金屬形成比其絡(luò)合物更穩(wěn)定的沉淀物的化學(xué)藥品，如Na2S、CaS和H2S等，從而達(dá)到去除重金屬的目的。

2.2.5重金屬捕集劑沉淀法
采用高分子重金屬捕集劑，其能與重金屬離子強(qiáng)力螯合，且不受重金屬離子濃度高低的影響，均能與之形成沉淀，達(dá)到去除重金屬的目的。

3 含銅非絡(luò)合物污水處理方法
3.1 污水來源
主要來源為全板電鍍、圖形電鍍、酸性蝕刻以及其他一些工序產(chǎn)生的漂洗水。
3.2 處理非絡(luò)合物污水的主要方法
主要是采用化學(xué)沉淀法。在廢液呈堿性時(shí)，使其成為不溶性的氫氧化物沉淀、碳酸鹽沉淀或硫化物沉淀。通常，往酸性廢水中加入石灰（氧化鈣），使廢水呈堿性，并形成氫氧化物沉淀。

4 一種印制板污水的綜合處理技術(shù)簡介
本文作者從事印制板材料、生產(chǎn)、工藝和品質(zhì)管理工作已有十多年的歷史了。在國外印制板制造公司、國內(nèi)印制板合資企業(yè)，以及目前所從事的國營印制板企業(yè)工作中，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)將關(guān)于印制板廢水處理方面的一點(diǎn)心得，介紹如下：
4.1關(guān)于印制板污水處理的整體思路
印制板廢水處理的好壞，與印制板廢水是否分類處理有直接關(guān)系。本文作者認(rèn)為，需根據(jù)廢水來源、含銅量大小、單位時(shí)間所產(chǎn)生的廢水量以及是否值得處理等方面，加以全面綜合考慮。
按照以上想法，作者認(rèn)為，可將印制板廢水分為以下幾種類型的廢水，并采用各自不同的方法進(jìn)行處理。
（1） 含銅絡(luò)合物廢水；
（2） 含銅非絡(luò)合物廢水；
（3） 一般含銅漂洗水；
（4） 含其他重金屬的酸堿廢水；
（5） 不含銅的一般酸堿廢水；
（6） 銅含量很高的堿性蝕刻廢水。
4.2 上述各種污水的處理方法
（1） 含銅絡(luò)合物污水的處理方法：

（2） 含銅非絡(luò)合物污水的處理方法：

（3） 一般含銅漂洗水的處理方法：

（4） 含其他重金屬的酸堿污水的處理方法：

（5） 不含銅的一般酸堿污水的處理方法：

（6） 銅含量很高的堿性蝕刻污水的處理方法：
對銅含量很高的蝕刻廢液（一般高達(dá)130~150g/l左右），與有關(guān)廠商進(jìn)行協(xié)作，采取多種方式進(jìn)行外運(yùn)處理，而不需要自己處理。對我們來說是廢液，對其他廠商來說卻是其生產(chǎn)所需的原料。這樣做，既節(jié)省了污水處理費(fèi)用，又創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 確保污水處理達(dá)標(biāo)的幾項(xiàng)措施
（1） 保證所有的含銅廢水經(jīng)污水站處理：
一些主要的生產(chǎn)工序，如化學(xué)沉銅、全板電鍍以及圖形電鍍工序，應(yīng)于生產(chǎn)場所配備積水盤裝置，這樣就能將正常生產(chǎn)過程中或生產(chǎn)線保養(yǎng)時(shí)，不慎造成的溶液滲漏收集起來，從而有效的避免電鍍藥水的跑、冒、滴、漏，確保污水處理達(dá)標(biāo)。
（2） 保證不同類型的廢水經(jīng)由各自的管路流向污水站處理：
嚴(yán)格區(qū)分不同類型的廢水，根據(jù)生產(chǎn)場所的設(shè)備布置情況，排放管道，并注上相應(yīng)標(biāo)記。這樣，即使生產(chǎn)工藝發(fā)生變動(dòng)，也能根據(jù)各藥水的成分，將各種廢水重新導(dǎo)入相應(yīng)管道，確保污水處理達(dá)標(biāo)。
（3） 嚴(yán)格工藝操作，禁止隨處傾倒含銅廢水：
印制板生產(chǎn)企業(yè)，各自的生產(chǎn)條件和加工工藝流程不盡相同。由于受印制板加工設(shè)備或生產(chǎn)環(huán)境的制約，有時(shí)會(huì)采取一些臨時(shí)措施。如：印制板在制件于工序間周轉(zhuǎn)時(shí)，為避免板面銅層氧化，需將其置于盛有稀酸液的塑料槽內(nèi)；電鍍銅所用磷銅球的異處保養(yǎng)及清洗操作等。
在此情況下，一定要嚴(yán)格工藝操作紀(jì)律，將上述含銅廢水倒入相應(yīng)處理槽內(nèi)，禁止隨處傾倒，確保污水處理達(dá)標(biāo)。
（4） 不斷加強(qiáng)設(shè)備進(jìn)步，減少不必要的含銅廢水處理量：
例如，印制板各工序前處理所采用的刷板機(jī)，其工作時(shí)，不僅水量大，而且其中含銅粉量高，若一并納入處理，十分不經(jīng)濟(jì)。應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備改造，在制程中配合銅粉回收機(jī)使用，回收此股廢水再用，以減輕污水處理負(fù)擔(dān)，確保污水處理達(dá)標(biāo)。
（5） 不斷加強(qiáng)工藝進(jìn)步，降低含銅絡(luò)合物廢水處理量：
在經(jīng)濟(jì)和供貨條件許可的條件下，進(jìn)行工藝改革。例如，將印制板化學(xué)前處理時(shí)所用的過硫酸銨，用過硫酸鈉代替。盡管目前過硫酸鈉的價(jià)高于過硫酸銨，但采用過硫酸鈉后，可大大降低含銅絡(luò)合物廢水處理量，節(jié)約了廢水處理費(fèi)用，應(yīng)該是合算的。而更重要的是，可進(jìn)一步確保污水處理達(dá)標(biāo)。
此外，用直接電鍍代替目前普遍采用的化學(xué)沉銅工藝，也是一條降低含銅絡(luò)合物廢水處理量，減輕污水處理壓力的好辦法。

　　5 結(jié)束語
　　綜上所述，印制板生產(chǎn)廢水的處理工作較為復(fù)雜，要想保證廢水處理達(dá)標(biāo)具有一定的難度。但只要各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)重視，加強(qiáng)對職工進(jìn)行環(huán)保法規(guī)和法令的宣傳教育，提高廣大職工的環(huán)保意識(shí)，就一定能使我國的環(huán)保水平邁上一個(gè)新臺(tái)階。另一方面，各生產(chǎn)廠家要加大廢水處理的資金投入，改造舊設(shè)備，保證廢水處理設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，要積極引入新的廢水處理技術(shù)，只有這樣，才能真正確保廢水處理達(dá)標(biāo)，為我們營造出一個(gè)無污染的美好環(huán)境。