摘 要:本文通过实例叙述了印制板加工的节约用水、水资源回用和污水处理工程技术的采用效果。为推进印制板产业的清洁生产,促进其可持续发展。
作 者:梁志立
关键词:■ 水处理■ 形势■ 方向■ 标准
水是人类生存的基础资源,我国又是水资源短缺的国家,人均水资源拥有量仅占世界人均水平的l/4。因此,水资源十分宝贵。印制板加工按万元产值标准耗水量,大约为30-35 M3。伴随我国印制板产业产值、产量逐年按25-30%的快速发展,用水和水处理已成为企业、政府和社会高度关注的大问题。特别是印制板产业相对集中的珠三角、长三角等地域的供水与经济发展、民众生活、供水和水资源的环境保护的矛盾日渐突出。
因此,2006年深圳市政府已明确将印制板新建、扩建、搬迁项目纳入了环境保护和循环经济发展的受限项目。提高了印制板项目环保申报审批标准,要求必须符合:(1)10层以上刚性印制板或5层以下柔性印制板项目:(2)项目位于非饮用水源保护区、非二类海域环境功能区沿岸,基本生态控制线之外的标准工业园区内;(1)符合清洁生产要求,废水日排放量超过100吨的项目,废水回用率应达到65%以上。自2006年开始将对原有印制板企业建立长效监管机制,采用铁腕制污,在废水排放口安装监测探头,直接监测排放水质和水量。谁撞“红灯”将受到“警告”、“罚款”、“媒体曝光”。并对超标排放企业“限期整改达标,逾期关停”,力争每年淘汰10%的污染企业。深圳数百家印制板企业已受到了水环境资源保护的“高压”。2006年10月CPCA发表了“实施行业绿色生产、循环经济倡议”书,要求全国印制板企业坚决贯彻“国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定”,在“废弃物产生环节,要强化污染预防和全过程控制、实行生产者责任延伸,合理延长生产链,强化对各类废物的循环利用”。要求印制板企业控制用水量,改进工艺、节约用水、实现废水循环利用≥10%,在—年之内废水排放达到国家一级污水排放标准。政府和社会的苦心忠告,必将引起印制板高层管理者和同仁的高度重视。环保压力必将成为印制板企业控制用水和水处理的动力。按照循环经济要求,走印制板产业可持续发展之路。
面对上述要求,印制板企业必须落实:(1)加工流程节约用水措施,将节水指标与产量、质量、效益、工资进行综合管理;(2)按照印制板加工用水水质要求,采用循环用水措施、降低印制板加工单位面积的耗水量;(3)根据工艺和用料分析排放污水水质的含重金属(cu、sn、Ni、Au、Ag)和有机物、络合剂、添加刑、除油剂量,实现污水分流处理;(4))配备专业技术人员将节水和排水纳入公司清洁生产管理体系。全面推进企业质量、产量、效益、环保指标的综合考核。
本文简要介绍一些用水和水处理的实例,其目的为了推进水资源的合理利用、实现印制板的清洁生产要求,促进企业可持续发展。
一、印制板加工用水
1.1 印制板加工耗水量:
印制板加工用水主要用于配制溶液和板面清洗。配制溶液和化验分析用水,对水质有一定要求,占印制板加工总用水量≤10%。板面清洗用水,除成品板清洗对水质有一定要求之外,大多采用城市供水(自来水),占印制板加工总用水量≥90%。涉及清洗用水的“湿流程”有:成品清洗用水和前处理清洗用水(磨板、镀前处理、图形前处理、0SP前处理、喷Sn前处理等);内层处理(黑化或棕化)、沉铜、电镀cu、sn、Ni/Au、化学镀Ni/Au、Ag、sn、酸性或碱性蚀刻、退Sn等清洗用水;线路或阻焊图形显影、退膜、0SP涂复等清洗用水。
2006年10月CPCA制订了“清洁生产标准”,公布了印制板的用水量标准:
设定:某印制板企业日产量DPCB=700m2、MPCB(含4、6、8、10LPCB)=300 m2。根据表1预测其用水量=700×1.5+300×3.0=1950 T/日,该企业应向环保部门申报印制板的总用水量(或排放水量)2000 T/日,废水回用应达到≥200 T/日以上。
1.2 推进全员节约用水:
深圳BM公司自2004年开始,按印制板加工面积(m2)考核工序耗水量,推进全员节约用水。仅2005年度统汁:(1)采用磨板清洗水cu粉过滤装置实现清洗水循环使用,年节约用水20000 T;(2)图形显影清洗水回用于蚀刻前的退膜用水,年节约用水2000 T;(3)成品清洗水回用于蚀刻和退Sn用水,年节约用水7500 T。深圳BM公司仅2005年节约供水量29500T,占生产总用水量29.7%。生产1平米印制板的用水量一直保持在o.5 T左右。
说明节约用水大有潜力可挖。严格考核耗水量,使每吨水资源创造最佳的经济和社会效益大有文章可做。
1.3 印制板配制溶液和成品清洗用水水质:
应符合IS03696扯术规范指标:PH=5-7.5,最大电导率=10—50uμS/cm(25℃)、最小电阻率=0.1—0.02MΩ-cm(25℃)、水质高于城市供水电率25-60 μS/cm。溶解性总固体(TDS)=20—50mg/L。
伴随当今水处理技术的成熟,印制板清洗污水经处理后可满足电导率≤30μS/cm,TDS≤20PPm,PH=5-8的用水水质要求,高于城市供水水质指标。
1.4 清洗水按水质分类统计:深圳BM公司2005—2006年度月平均用水量分类统计
印制板企业只要对“磨板+青洗”(25.4%)、“电镀+退Sn”(31.9%)清洗污水处理回用,即可达到57.3%的污水回用,实现水资源的循环使用。从实例分析得出结论,印制板企业的管理者只要重视水资源的合理利用,重视用水、处理水、投入少量资金即可实现水资源回用。—定会从环保的压力下解放出来,—定会从缺水的痛苦中走出来,关键在于“舍”与“得”,企业利益和社会责任并重。
二、印制板的污水处理回用技术
印制板的污水处理回用技术伴随微滤(MF)—超滤(UF)—反渗透(RO)技术的逐渐成热,配套设施的完营、总投资价值的降低,水处理成本(药水、电、人工成本)的可接收性,在印制板水处理回用方面具有较广泛的适用性。MF—UF—RO技术应针对印制板企业不同产品类别、产量、水量采用不同的水处理回用工程设计方案,一定会实现对回用水质和水量的要求,水处理成本的控制。
2.1 MF—UF—RO简介:
(1)微滤(MF):? 微孔过滤(Microporous Filtration),简称微滤。其主体为微孔膜,膜体常用工程塑料制作。微孔滤膜的特点是,孔径比较均匀。微滤膜的孔隙率ε=70—80%,可分离去除污水中直径o.03—15μm的微粒、亚微粒和细粒物质。过滤动力为膜两侧的静压差,操作压力o.01—0.2 MPa。? 微孔过滤属于精密过滤设备,可作为污水再生系统的前置单元,不宜直接作为污水过滤设备。对进入微滤设备的污水应该进行必要的预处理。例如沉淀处理或沉淀—粗滤处理。微孔滤膜本身的厚度很小,组成过滤单元的过滤面积很大,滤速稳定,过滤能力很强,过滤周期较长。随着过滤时间的延续,膜面会积累一定厚度的滤饼,滤饼厚度的增加,造成过滤阻力增大,阻力增大到相当程度时需要进行反冲洗。当前市场可采购到的微滤单元品种较多,比较高级的品种可以实现过滤精度可调,不停机在线反冲洗等项目的人工或自动控制。
(2)超滤(UF):主体为非对称性膜,表层有微孔,膜体常用工程塑料制作。可分离去除污水中直径0.005—10μm的大分子、胶体、蛋白质等分子量大于500μm的微粒物质。过滤动力为膜两侧的静压差,操作压力0.1—0.5MPa。? 与微孔滤膜类似,超滤膜本身的厚度很小,组成过滤单元的过滤而积很大,滤速稳定,过滤能力很强,过滤周期较长。又由于超滤的设置一般在精密过滤或微滤装置之后,所以过滤周期可以更长,一般定期排放截留侧的残液即可恢复膜的透过性能。
(3)反渗透(Ro),主体为表层致密的非对称性滤膜,膜体常用工程塑料制作。可分离去除污水中分子量小于500μm的小分子物质和无机盐。过滤动力为膜两侧的静压差,操作压力2-lOMPa,水透过率0.1—2.5m3/m2?d。反渗透(Ro)技术的突出优势是其除盐分离作用,并具有如下特点。
A. 有机物无机物容易分离,当代的脱盐膜的抗有机物污染能力已经可以稳定的达到耐受CODcr≤1OOmg/L的水平。
B.电解质比非电解质容易分离。以离子荷电高低分析Al3+>Mg2+>Ca2+>Na+和PO3->SO2->CL-的去除顺序。以离子水合半径分析,可能出现Mg2+>Ca2->Li+>Na+>K+和F->Cl->Br->NO3-的去除顺序。对硼酸、有机酸等弱酸的去除率比较低。对某些有机化合物,有柠檬酸>酒石酸>乙酸,乙醛>乙醇>胺>酸的顺序。
总之,目前可选择的实用污水脱盐再生技术很难绕开反渗透技术。
2.2 深圳BM公司污水处理回用工程
2006年2月深圳BM公司委托东莞市DY水处理公司承担BM公司印制板污水处理回用工程。
(1)工程设计主要技术指标:? 回用水量≥270 T/日,回用率达到进水量的75-82%;? 处理费用1.7元/T(不包含人工和电费);进水导电率如在4000? μS/cm,经处理后可达≤26μS/cm。小时处理污水量≥15 T。水质可满足磨板、清洗、电镀、沉cu、OSP、蚀刻、显影等用水水质要求。
(2) DY水处理公司提供“前处理+MF+RO1+R02” ,水回用处理主要设备包括:进流泵(2HP)2台;双控式酸碱度监控器(Sunter310)1套;可调式加药机(2升/分)2台;贮药桶(2升)2个;倾斜板40m2:搅拌机(2HP)2台;? 前处理系统(处理量30—35m3/小时)1套:HF超微泸系统(30 35ma/小时、处理效率c sDI<5)l套:纯水系统(渗透量16 20ma川、时)1套;自动控制系统1套。
(3)回用水处理流程:? 酸/碱水洗废水、铬合废水(约338m3/日)→回收调节PH调整池(反应池1/反应池2)(加NaOH调PH=6.5-7.5)→斜管沉淀池→中间水池→MF系统→中间水池→R0/ROl(回收系统)
(4)污水回用处理工程平面结构:101.2 m2(长22m×宽4.6m)分为:中间水池(44.4m3=1.85×1.25×4.8 M×4个);沉淀池(88.3 m3=4×4.6×4.8 M×4个):反应池(17.3 m3=2.O×l.8×4.8 M);
(5)处理成本分析:平均月回用水量=5163T,平均日回用水量=172T,占总用水量=45.4%、平均减少日排放水量=140 T。回用水平均耗电量2 KW/T。平均每T回用水成本费用=电费:1.4元? +人工费o.4元+药水费? 1.8元=3.5元/T。
(6)经济效益分析:
设定:自来水费3.00元/T,排放废水处理费5.00元/T,回用费3.60元/T,
BM公司月平均回用水量=5000T。核算月经济效益=5163(3+5-3.6)=4.4×5163=22717元,核算年经济效益=22717 ×12=272604元。
伴随回用水量的增大,水回用处理技术的提高,回用水处理成本将逐渐下降。
(7)回用水监测数据? (宝安区环境采水样监测报 编号wsw2006284):