印制電路板污水處理技術探討

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

　　[摘 要] 本文針對全球印制電路板生產中的污水處理問題，結合國內外相關企業的經驗，就一種行之有效的多層印制板生產過程中的污水處理技術進行了探討。
　　[關鍵詞] 印制電路板 污水處理

　　1 前言
　　印制電路板制造技術是一項非常復雜的、綜合性很高的加工技術。可分為干法（設計和布線、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廢水排出，成分復雜，處理難度較大。按印制電路板銅箔的利用率為30%~40%進行計算，那么在廢液、廢水中的含銅量就相當可觀了。按一萬平方米雙面板計算（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處理就排放，既造成了浪費又污染了環境。因此，在印制板生產過程中的廢水處理和銅等金屬的回收是很有意義的，是印制板生產中不可缺少的部分。

　　 眾所周知，印制電路板生產過程中的廢水，其中大量的是銅，極少量的有鉛、錫、金、銀、氟、氨、有機物和有機絡合物等。

　　 至于產生銅廢水的工序，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（化學前處理、刷板前處理、火山灰磨板前處理等）。
以上工序所產生的含銅廢水，按其成分，大致可分為絡合物廢水和非絡合物廢水。為使廢水處理達到國家規定的排放標準，其中銅及其化合物的最高允許排放濃度為1mg/l（按銅計），必須針對不同的含銅廢水，采取不同的廢水處理方法。

2 含銅絡合物污水處理方法
2.1 污水來源及其成分
2.1.1 化學沉銅工序：
廢水主要含有絡合劑EDTA、酒石酸鈉或其它絡合劑與Cu2+。其中，Cu2+與絡合劑形成極穩定的絡合物，采用常規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NH4+含量較高以及在堿性條件下，Cu2+與NH4+可形成銅氨絡合物，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+無法生成絡合物，但在堿性條件下，可形成絡合物。
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，根據所使用的化學藥品，其廢水都可能含有絡合劑。因而不可采用一般的中和沉淀來處理。

2.2 國內外處理絡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合物重金屬，有著許多優點：占地少、不需對廢水進行分類處理費用相對較低。但此方法有許多缺點：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 破絡處理法
主要是通過強氧化來破壞絡合劑的結構，使之形成非絡合物，這樣，絡合物廢水經破絡處理后，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
利用重金屬絡合物在酸性條件下不穩定，成離解狀態，通過添加Ca2+，Fe2+將Cu2+置換出來，然后再調高PH值，將Cu2+沉淀出來。

2.2.4 化學沉淀法
利用添加能與重金屬形成比其絡合物更穩定的沉淀物的化學藥品，如Na2S、CaS和H2S等，從而達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，達到去除重金屬的目的。

3 含銅非絡合物污水處理方法
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生的漂洗水。
3.2 處理非絡合物污水的主要方法
主要是采用化學沉淀法。在廢液呈堿性時，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簡介
本文作者從事印制板材料、生產、工藝和品質管理工作已有十多年的歷史了。在國外印制板制造公司、國內印制板合資企業，以及目前所從事的國營印制板企業工作中，積累了一定的經驗。現將關于印制板廢水處理方面的一點心得，介紹如下：
4.1關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系。本文作者認為，需根據廢水來源、含銅量大小、單位時間所產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行處理。
（1） 含銅絡合物廢水；
（2） 含銅非絡合物廢水；
（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） 含銅絡合物污水的處理方法：

（2） 含銅非絡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130~150g/l左右），與有關廠商進行協作，采取多種方式進行外運處理，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所需的原料。這樣做，既節省了污水處理費用，又創造了一定的經濟效益。

4.3 確保污水處理達標的幾項措施
（1） 保證所有的含銅廢水經污水站處理：
一些主要的生產工序，如化學沉銅、全板電鍍以及圖形電鍍工序，應于生產場所配備積水盤裝置，這樣就能將正常生產過程中或生產線保養時，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，確保污水處理達標。
（2） 保證不同類型的廢水經由各自的管路流向污水站處理：
嚴格區分不同類型的廢水，根據生產場所的設備布置情況，排放管道，并注上相應標記。這樣，即使生產工藝發生變動，也能根據各藥水的成分，將各種廢水重新導入相應管道，確保污水處理達標。
（3） 嚴格工藝操作，禁止隨處傾倒含銅廢水：
印制板生產企業，各自的生產條件和加工工藝流程不盡相同。由于受印制板加工設備或生產環境的制約，有時會采取一些臨時措施。如：印制板在制件于工序間周轉時，為避免板面銅層氧化，需將其置于盛有稀酸液的塑料槽內；電鍍銅所用磷銅球的異處保養及清洗操作等。
在此情況下，一定要嚴格工藝操作紀律，將上述含銅廢水倒入相應處理槽內，禁止隨處傾倒，確保污水處理達標。
（4） 不斷加強設備進步，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，其工作時，不僅水量大，而且其中含銅粉量高，若一并納入處理，十分不經濟。應加強設備改造，在制程中配合銅粉回收機使用，回收此股廢水再用，以減輕污水處理負擔，確保污水處理達標。
（5） 不斷加強工藝進步，降低含銅絡合物廢水處理量：
在經濟和供貨條件許可的條件下，進行工藝改革。例如，將印制板化學前處理時所用的過硫酸銨，用過硫酸鈉代替。盡管目前過硫酸鈉的價高于過硫酸銨，但采用過硫酸鈉后，可大大降低含銅絡合物廢水處理量，節約了廢水處理費用，應該是合算的。而更重要的是，可進一步確保污水處理達標。
此外，用直接電鍍代替目前普遍采用的化學沉銅工藝，也是一條降低含銅絡合物廢水處理量，減輕污水處理壓力的好辦法。

　　5 結束語
　　綜上所述，印制板生產廢水的處理工作較為復雜，要想保證廢水處理達標具有一定的難度。但只要各級領導重視，加強對職工進行環保法規和法令的宣傳教育，提高廣大職工的環保意識，就一定能使我國的環保水平邁上一個新臺階。另一方面，各生產廠家要加大廢水處理的資金投入，改造舊設備，保證廢水處理設備能正常運轉。此外，要積極引入新的廢水處理技術，只有這樣，才能真正確保廢水處理達標，為我們營造出一個無污染的美好環境。