1. 引言
线路板厂主要生产多层板，在生产过程中每天要排放一定量的生产废水。其废水主要产生于PC板的湿式制程如：内层刷磨、内层显影、内层蚀刻、内层去膜、电镀、化学EDTA等工序。各湿式制程单元的药液采用多种化学原料，在生产过程中排出各类老化的高浓度废弃槽液及低浓度清洗废水。线路板生产废水成分复杂，并且浓度差距大，废水中主要含Cu2+、COD、酸、碱、EDTA络合离子等污染成份 [1] [2] [3] [4] [5]。
本文以一实际处理线路板废水的污水处理厂为例，对线路板废水处理进行了详细的介绍，包括进水水质、水量；处理工艺；运行问题；降低成本措施等。
2. 设计水质、水量
某线路板厂废水处理工程设计规模为5000 m3/d，本工程废水成分较为复杂，废水种类较多，废水中主要污染物为Cu2+、COD、pH、SS等污染物，根据环保的相关要求，该废水经处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准，设计进、出水水质如表1。
Table 1. Design inlet and outlet water quality
表1. 设计进、出水水质
3. 废水处理工艺
3.1. 废水处理工艺选择的关键问题
该印制线路板(PCB)生产废水主要的污染物是Cu2+、pH、COD等等。因此主流程也以除铜、COD和pH调整为主线。需要注意的是，线路板生产中的化铜、微蚀液等药剂成份复杂，常含有络合剂，如EDTA、柠檬酸、酒石酸等等，这些络合剂与废水中的Cu2+形成络合物，使得常用的pH调整不能形成Cu(OH)2沉淀，从而对去除造成一定困难。除此之外，有机溶剂及表面活性剂也会影响Cu(OH)2的沉淀，也是一些废水站不能彻底达标的原因之一 [6] - [15]。
1) 破络处理(络合铜废水)
该印刷电路板废水中主要的络合剂是柠檬酸和EDTA。
柠檬酸能与铜、铁形成络合物(柠檬酸铜稳定常数1018)，但是其铜络合物本身难溶于水，因此不需要特殊处理。其水量也很少。
EDTA则在酸性条件下易离解 [1]，加入Fe2+可将Cu2+还原为Cu+，而在碱性条件下则形成CuO和Cu(OH)2沉淀，与废水中的Fe(OH)3共沉淀达到去除目的。在工艺设计中需要在酸性条件下投加FeSO4即可，中和后仍然是混凝剂。
为了去除废水中的络合铜，在本工艺设计中设置了破络反应池，破络反应池作为线路板废水处理的核心预处理单元，在将络合物破坏的同时，还具有破坏有机物分子结构的功能，可大幅提高混凝沉淀的处理效果。处理后Cu2+浓度一般都可达到0.3 mg/L以下，可保证出水Cu2+达标排放。
2) COD的去除(显影废水)
COD主要来自去膜显影废水，其COD高达10~20 g/L，是线路板企业的COD超标的主要原因。去膜显影废水主要产生于显影、脱膜等工序，pH > 13，一般呈蓝色。显影去膜废水处理方法常用酸析法和生化法。
在酸性条件下，油膜废水中的感光膜、清洗剂会析出，形成浓胶状凝聚成团成为浮渣去除，再调pH值5~6，同时加入混凝剂，再经过固液分离，上清液排入有机废水处理系统进行生物处理，保证出水COD稳定达标。
3) 有机废水
对于有机废水COD的去除，在本工艺设置厌氧、好氧生物处理设施，进一步降解有机废水COD，保证出水COD达标排放。
4) 综合废水
此类废水主要包括酸碱、Cu 2+等重金属离子的综合废水，采用氢氧化物混凝沉淀法进行处理。
3.2. 工艺流程确定
1) 综合废水处理工艺流程
综合废水调节池→综合废水破络反应池→综合废水pH调整池→快混池→慢混池→综合沉淀池→pH回调池→中间池→砂滤罐→活性炭罐→放流池→达标排放。
2) EDTA络合铜废水处理工艺流程
络合废水调节池→破络反应池→pH调整池→快混池→慢混池→络合沉淀池→有机调节池。
3) 去膜显影废水处理工艺流程
显影废水调节池→显影去膜废水酸化池→显影去膜废水反应池→显影沉淀池→有机调节池。
4) 有机废水处理工艺流程
有机废水调节池→有机废水pH调整池→快混池→慢混池→有机废水沉淀池1→有机废水pH回调池→有机废水厌氧生物池(三级)→有机废水好养池(三级)→有机中间池→综合废水调节池。
3.3. 工艺流程分析
线路板废水种类多，成分复杂，需要先进行分质处理，再进行综合处理。EDTA络合铜废水、显影废水、有机废水等各股废水中的成分不一样，所采取的处理工艺路线不同，不能混合处理，EDTA络合铜废水重点解决废水中的络合铜，显影废水重点解决废水中的COD，有机废水也是重点解决废水中的COD，但显影废水需要先进行酸化破乳分离，再汇入有机废水进行处理。当几股废水均进行预处理后再汇入综合废水处理系统进行综合处理，最终达标排放。
4. 运行问题
1) 运行稳定性
由于每天进水具有一定的波动性，对系统的冲击性较大，特别是当络合铜废水进水的重金属离子的浓度较高，且去除效果有限的时候，会对有机废水处理系统的微生物系统造成较大的冲击，使得出水效果得不到保证。
2) 运行成本高
除有机废水处理系统外，其他处理系统基本是以加药的方式来去除废水中的污染物，各系统对酸碱的调节的加药量特别大，特别是显影废水本身呈强碱性，而处理需要先进行酸化处理，酸的投加量非常大。同时，废水中的铜离子的还原需要投加大量的硫酸亚铁，在出水效果不好的时候，还需投加大量的硫化钠等药剂，药剂消耗是导致运行成本高的主要原因。
5. 降低成本措施
成本的增高主要是由于加药量的增多，特别是硫酸亚铁、氢氧化钠、硫酸的加药量增多。具体降低成本措施如下：
1) 对于工艺技术来说，络合废水和显影废水本应该单独处理，但由于显影废水处理需要先进行酸化，而络合废水本身呈酸性，当两者的pH达到一定范围后可以考虑进行中和处理，进而可以减少酸的用量。经过实际操作证明，该方法可行。
2) 通过取每天进水水样进行实验分析，可以知道当天硫酸亚铁和硫化钠的合适用量从而降低成本，具体如表2。
Table 2. Data of cost reduction test
表2. 降低成本试验数据
通过上述实验数据得出结论，处理前可以先通过做实验，了解当天的水质，进而合理的配药，从而节约用药量，使成本降低。
3) 由于显影废水要进行酸化反应，需消耗较多的硫酸，因本身有高浓度酸性废液要处理，通过实验可以将废酸代替硫酸，从而节约了成本。
6. 结论
综上所述，线路板生产过程中不可避免地会产生一些废液(水)。以上对线路板废液与废水当前处理工艺技术做了较为详细的阐述。目前线路板产生的废水的处理工艺基本上比较成熟，但在设计的细节还可以进行优化，进而增强处理效果，降低投资成本。同时，在运营过程中时刻关注进水水质情况，通过关注进水水质状况达到实现以废治废的目的，进而降低药剂消耗，降低运行成本，从而给企业实现降本增效。
7. 展望
综上所述，可以看出，我国废水处理技术已基本上成熟，但仍需对其加以研究应用的必要。笔者建议，可以就线路板行业废液(水)处理过程中当今存在问题开展如下应用研究：
1) 如前所述，当前线路板铜废液与废水处理技术还不是很完善，可以针对某具体废水开展工艺调整或设备改进方面的研究，使线路板废水中Cu、COD、SS和pH等在达标排放的同时，也降低建设投资和运行操作成本。
2) 针对线路板废水成分多样，处理复杂，深入开展对其处理机理研究。
3) 针对线路板污水产量大，污染严重，深入开展清洁生产以及零排放的研究。