印制电路板污水处理技术探讨

　　1 前言
　　印制电路板制造技术是一项非常复杂的、综合性很高的加工技术。可分为干法（设计和布线、模版制作、钻孔、贴膜、曝光和外形加工等）加工和湿法（内层板黑膜氧化、去孔壁树脂腻污、沉铜、电镀、显影、蚀刻、脱膜、丝印、热风整平等）加工过程。尤其是在湿法加工过程中，需采用大量的水，因而有多种重金属废水和有机废水排出，成分复杂，处理难度较大。按印制电路板铜箔的利用率为30%~40%进行计算，那么在废液、废水中的含铜量就相当可观了。按一万平方米双面板计算（每面铜箔厚度为35微米），则废液、废水中的含铜量就有4500公斤左右，并还有不少其他的重金属和贵金属。这些存在于废液、废水中的金属如不经处理就排放，既造成了浪费又污染了环境。因此，在印制板生产过程中的废水处理和铜等金属的回收是很有意义的，是印制板生产中不可缺少的部分。
　　众所周知，印制电路板生产过程中的废水，其中大量的是铜，极少量的有铅、锡、金、银、氟、氨、有机物和有机络合物等。
　　至于产生铜废水的工序，主要有：沉铜、全板电镀铜、图形电镀铜、蚀刻以及各种印制板前处理工序（化学前处理、刷板前处理、火山灰磨板前处理等）。
　　以上工序所产生的含铜废水，按其成分，大致可分为络合物废水和非络合物废水。为使废水处理达到国家规定的排放标准，其中铜及其化合物的最高允许排放浓度为1mg/l（按铜计），必须针对不同的含铜废水，采取不同的废水处理方法。
　　含铜络合物污水处理方法
　　2.1 污水来源及其成分
　　2.1.1 化学沉铜工序：
　　废水主要含有络合剂EDTA、酒石酸钠或其它络合剂与Cu2+。其中，Cu2+与络合剂形成极稳定的络合物，采用常规的中和沉淀法是无法处理Cu2+的。
　　2.1.2 碱性蚀刻工序：
　　废水中主要含Cu2+及NH3·H2O，当NH4+含量较高以及在碱性条件下，Cu2+与NH4+可形成铜氨络合物，无法用中和沉淀的方法来处理。
　　2.1.3 微蚀（过硫酸铵-硫酸）工序：
　　废水中主要含Cu2+及NH4+。在酸性条件下，废水中的Cu2+与NH4+无法生成络合物，但在碱性条件下，可形成络合物。
　　2.1.4 其它工序：
　　对于酸性去油、碱性去油、解胶、去钻污、膨化等工序，根据所使用的化学药品，其废水都可能含有络合剂。因而不可采用一般的中和沉淀来处理。
　　2.2 国内外处理络合物污水的主要方法
　　2.2.1 离子交换法
　　采用离子交换法来处理络合物重金属，有着许多优点：占地少、不需对废水进行分类处理费用相对较低。但此方法有许多缺点：投资大、对树脂要求高、不便于控制管理等。处理过程如下：
　　2.2.2 破络处理法
　　主要是通过强氧化来破坏络合剂的结构，使之形成非络合物，这样，络合物废水经破络处理后，可采用一般的中和沉淀来处理。处理过程如下：
　　2.2.3 置换处理法
　　利用重金属络合物在酸性条件下不稳定，成离解状态，通过添加Ca2+，Fe2+将Cu2+置换出来，然后再调高PH值，将Cu2+沉淀出来。
　　2.2.4 化学沉淀法
　　利用添加能与重金属形成比其络合物更稳定的沉淀物的化学药品，如Na2S、CaS和H2S等，从而达到去除重金属的目的。
　　2.2.5重金属捕集剂沉淀法
　　采用高分子重金属捕集剂，其能与重金属离子强力螯合，且不受重金属离子浓度高低的影响，均能与之形成沉淀，达到去除重金属的目的。
　　含铜非络合物污水处理方法
　　3.1 污水来源
　　主要来源为全板电镀、图形电镀、酸性蚀刻以及其他一些工序产生的漂洗水。
　　3.2 处理非络合物污水的主要方法
　　主要是采用化学沉淀法。在废液呈碱性时，使其成为不溶性的氢氧化物沉淀、碳酸盐沉淀或硫化物沉淀。通常，往酸性废水中加入石灰（氧化钙），使废水呈碱性，并形成氢氧化物沉淀。
　　一种印制板污水的综合处理技术简介
　　本文作者从事印制板材料、生产、工艺和品质管理工作已有十多年的历史了。在国外印制板制造公司、国内印制板合资企业，以及目前所从事的国营印制板企业工作中，积累了一定的经验。现将关于印制板废水处理方面的一点心得，介绍如下：
　　4.1关于印制板污水处理的整体思路
　　印制板废水处理的好坏，与印制板废水是否分类处理有直接关系。本文作者认为，需根据废水来源、含铜量大小、单位时间所产生的废水量以及是否值得处理等方面，加以全面综合考虑。
　　按照以上想法，作者认为，可将印制板废水分为以下几种类型的废水，并采用各自不同的方法进行处理。
　　（1） 含铜络合物废水；
　　（2） 含铜非络合物废水；
　　（3） 一般含铜漂洗水；
　　（4） 含其他重金属的酸碱废水；
　　（5） 不含铜的一般酸碱废水；
　　（6） 铜含量很高的碱性蚀刻废水。
　　4.2 上述各种污水的处理方法
　　（1） 含铜络合物污水的处理方法：
　　（2） 含铜非络合物污水的处理方法：
　　（3） 一般含铜漂洗水的处理方法：
　　（4） 含其他重金属的酸碱污水的处理方法：
　　（5） 不含铜的一般酸碱污水的处理方法：
　　（6） 铜含量很高的碱性蚀刻污水的处理方法：
　　对铜含量很高的蚀刻废液（一般高达130~150g/l左右），与有关厂商进行协作，采取多种方式进行外运处理，而不需要自己处理。对我们来说是废液，对其他厂商来说却是其生产所需的原料。这样做，既节省了污水处理费用，又创造了一定的经济效益。
　　确保污水处理达标的几项措施
　　（1） 保证所有的含铜废水经污水站处理：
　　一些主要的生产工序，如化学沉铜、全板电镀以及图形电镀工序，应于生产场所配备积水盘装置，这样就能将正常生产过程中或生产线保养时，不慎造成的溶液渗漏收集起来，从而有效的避免电镀药水的跑、冒、滴、漏，确保污水处理达标。
　　（2） 保证不同类型的废水经由各自的管路流向污水站处理：
　　严格区分不同类型的废水，根据生产场所的设备布置情况，排放管道，并注上相应标记。这样，即使生产工艺发生变动，也能根据各药水的成分，将各种废水重新导入相应管道，确保污水处理达标。
　　（3） 严格工艺操作，禁止随处倾倒含铜废水：
　　印制板生产企业，各自的生产条件和加工工艺流程不尽相同。由于受印制板加工设备或生产环境的制约，有时会采取一些临时措施。如：印制板在制件于工序间周转时，为避免板面铜层氧化，需将其置于盛有稀酸液的塑料槽内；电镀铜所用磷铜球的异处保养及清洗操作等。
　　在此情况下，一定要严格工艺操作纪律，将上述含铜废水倒入相应处理槽内，禁止随处倾倒，确保污水处理达标。
　　（4） 不断加强设备进步，减少不必要的含铜废水处理量：
　　例如，印制板各工序前处理所采用的刷板机，其工作时，不仅水量大，而且其中含铜粉量高，若一并纳入处理，十分不经济。应加强设备改造，在制程中配合铜粉回收机使用，回收此股废水再用，以减轻污水处理负担，确保污水处理达标。
　　（5） 不断加强工艺进步，降低含铜络合物废水处理量：
　　在经济和供货条件许可的条件下，进行工艺改革。例如，将印制板化学前处理时所用的过硫酸铵，用过硫酸钠代替。尽管目前过硫酸钠的价高于过硫酸铵，但采用过硫酸钠后，可大大降低含铜络合物废水处理量，节约了废水处理费用，应该是合算的。而更重要的是，可进一步确保污水处理达标。
　　此外，用直接电镀代替目前普遍采用的化学沉铜工艺，也是一条降低含铜络合物废水处理量，减轻污水处理压力的好办法。
　　5 结束语
　　综上所述，印制板生产废水的处理工作较为复杂，要想保证废水处理达标具有一定的难度。但只要各级领导重视，加强对职工进行环保法规和法令的宣传教育，提高广大职工的环保意识，就一定能使我国的环保水平迈上一个新台阶。另一方面，各生产厂家要加大废水处理的资金投入，改造旧设备，保证废水处理设备能正常运转。此外，要积极引入新的废水处理技术，只有这样，才能真正确保废水处理达标，为我们营造出一个无污染的美好环境。