印制电路板污水处理技术探讨

印制电路板污水处理技术探讨

印制电路板污水处理技术探讨
Discuss on the the Technology of Wastewater Treatment in the
Process of the Printed Circuit Board
杨维生
（高级工程师，南京电子技术研究所）
YANG WEI-SHENG （Senior Engineer）

　　[摘 要] 本文针对全球印制电路板生产中的污水处理问题，结合国内外相关企业的经验，就一种行之有效的多层印制板生产过程中的污水处理技术进行了探讨。
　　[关键词] 印制电路板 污水处理

　　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。

2 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。

3 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。

4 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。

4.3 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。