印刷线路板制作工艺流程
线路板生产的流程较为复杂,详见附件4。下面主要列出有污染物排出的生产工序:
洗板---磨板---压膜---曝光---显影---蚀刻---棕化---物理---加工---洗板---磨板---除胶渣沉---铜---板面电镀---磨板---压膜---曝光---显影---镀金或镀银---退膜---蚀刻---退锡---磨板---绿油丝印---曝光---显影---字符丝印--硬化---喷锡或沉锡---处理---洗板---电测试--洗板---包装
1.2印刷线废水的特性
近年来, 随着电子、信息工业的飞速发展, 印刷电路板的需求及产量大幅增加, 我国沿海各省已有几千家规模大小不等的生产印刷电路板的企业。印刷电路板生产历经数十个生产工序, 产生各种废水。
印制电路板行业废水水质成份复杂,须按水质分类处理,因此必须首先将废水按水质和处理方法的不同进行废水分流。
常见印制电路板废水所含成份有: 重金属:Cu、Ni、Pb、Sn、Mn、Ag、Au、Pd等。
有机物:各种电镀或化学镀添加剂、络合剂、清洗剂、油墨、稳定剂、有机溶剂等;
无机物:酸、碱、NH3-N(NH3或铵盐)、P(各种磷酸盐)、F等。
废水分流宜按所含物质离子态Cu、络合Cu和有机物三种类型分流或更多。Ni和CN可根据实际处理需要和当地环保部门的要求,决定是否分流。
至少按此3类进行分流并分别处理或预处理,才能达到常规要求排放标准要求的水质。当CN较多时,应单独分流。要求Ni单独分流并单独处理。Ni为一类污染物 根据GB8978-1996《污水综合排放标准》中第“4.2.1.1条 第一类污染物,不分行业和污水排放方式,也不分受纳水体的功能类别,一律在车间或车间处理设施排放口采样,其最高允许排放浓度必须达到标准要求(采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口)”。
1.3线路板显影废液水的特性
在图像转移工序中产生的显影废水中含有多种有机化合物和铜、铅、 锌等多种重金属元素。其 COD Cr高达几千至几万 mg/L , 且可生化性差, 处理难度较大。一般对此类废水的处理多采用组合工艺处理。
线路板显影废水物理法处理
4.1.1线路板显影废水隔油池
废水含有部分金属碎屑及油类,须先经过简单隔油沉渣后再进入调节池
4.1.2线路板显影废水气浮固液分离
泡沫分离依据表面吸附的原理,利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质或颗粒进行分离,因此又称泡沫吸附分离。
自20世纪70年代,泡沫分离技术在工业废水处理中的广泛使用,其原理是向被处理水体中通入空气,使水中的表面活性物质被微小气泡吸附,并随气泡一起上浮到水面形成泡沐,然后分离水面泡沫,从而达到去除废水中溶解态和悬浮态污染物的目的。
4.2线路板显影废水化学破乳法
根据该显影废水的物质在碱性条件下可溶,在酸性条件下则不溶、且该不溶物质的密度小于水的特性,显影废水的最佳工艺条件是,,
加 30% 硫酸进行破乳;10%的PAC的投加量;0.2%的PAM投加量,并且搅拌混合均匀后,静置 20 min, pH为4.0左右,废水中开始有蓝色絮状物产生。随着pH 的降低, 絮状物越来越多, 废水逐渐由黏稠变为澄清, 絮状物逐渐凝聚为蓝色颗粒沉降。 因废水中含有 Na 2 CO 3, 故反应中产生大量微小气泡。
4.3线路板显影废水微电解法
电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电化学反应相互作用可通过电池来完成,也可以利用高压静电放电来实现,二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。
在物理化学的众多分支中,电化学式唯一以工业为基础的学科。它应用于:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;环境保护可用电渗析的方法去除氰离子、鉻离子等污染物;化学电源;金属的防腐问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。
利用以上原理,人们使用微电解技术处理难于处理的污水得到了很大的进步。具有良好的混凝效果, COD 去除率高,同时可在很大程度上提高废水的可生化性。
微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后,设备内会形成无数的微电池系统 , 在其作用空间构成一个电场。 在处理过程中产生的新生态 [H] 、 Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的 Fe2 + 进一步氧化成 Fe3 + ,它们的水合物具有较强的吸附 - 絮凝活性,特别是在加碱调 pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量吸附水中分散的微小颗粒,金属粒子及有机大分子。
出水加质量分数 10%的石灰乳调节 pH 为 7~ 8 , 沉淀 30 min。
4.4线路板显影废水生化处理法
4.4.1 SBR活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主题的废水生物处理的方法。它是向废水中连续通入空气,经过一定时间后,因为好氧微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物,其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附氧化有机物的能力。活性污泥悬浮于污水中。
针对每周2T的线路板显影废水,采取SBR间歇进水、间歇曝气、间歇沉淀、间歇排水的功能极其适合此线路板显影废水的生化处理。
4.4.2生物膜法
生物膜法主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床等,这些技术因为微生物的多样性,在水产养殖废水和封闭循环使用中得到广泛利用。
在污水好氧生物处理工艺的发展和应用中,活性污泥法和生物膜法一直占据主导地位。随着新型滤料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜工艺技术得以快速发展,即独立又几乎已经结合到污水处理的各种其它工艺中,这是由于生物膜法具有诸多优点:
处理效率高、耐冲击负荷性能好、体积小、占地面积少、运营管理稳定、低成本、低能耗、投资省、运营成本低、不存在活性污泥法的污泥膨胀问题、可以维持较高的污泥龄、生物相相对丰富稳定、具有较高的微生物量、水力停留时间较短、对毒性物质和冲击负荷具有较强的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以实现封闭式运转、解决臭味问题等。
下表为生物膜与活性污泥的微生物比较:
生物膜及活性污泥出现的微生物比较
微生物种类
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活性污泥法
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生物膜法
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微生物种类
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活性污泥法
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生物膜法
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细菌
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大量
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大量
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其他纤毛虫
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一般
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多量
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真菌
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少量
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多量
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轮虫
|
少量
|
多量
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藻类
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极少
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一般
|
线虫
|
少量
|
一般
|
鞭毛虫
|
一般
|
多量
|
寡毛类
|
极少
|
一般
|
肉足虫
|
一般
|
多量
|
其他后生动物
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极少
|
少量
|
纤毛虫缘毛类
|
大量
|
大量
|
昆虫类
|
极少
|
一般
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纤毛虫吸管虫类
|
少量
|
少量
|
|
|
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从上表可以看出生物膜上的微生物种类繁多,各菌种数量稳定且量大,单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的5-20倍,因而生物膜反应器具有较高的处理能力。
以下为几种常用污水二级处理工艺比较。
项 目
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氧化沟法
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生物接触氧化法
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A/A/O法
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基建投资
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大
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较小
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较小
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运行费用
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高
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较低
|
高
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抗负荷变化能力
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抗水质变化能力强
|
抗水质变化能力强
|
较强
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环境影响
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噪声小、有臭味
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无噪音,无异味
|
无噪音,无异味
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污泥膨胀情况
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有污泥膨胀
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无污泥膨胀
|
有污泥膨胀
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污泥回流
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100% 动力大
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不需要
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100% 动力大
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能耗
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较大
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小
|
小
|
污泥产生
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多
|
无
|
多
|
化学药品费用
|
小
|
无
|
多
|
占地面积
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大
|
小
|
小
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操作管理
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简单
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简单
|
简单
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BOD去除率
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90%以上
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93%以上
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90%以上
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气温、水温影响
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较小
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较小
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较大
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