Hur kan PCB-avloppsvatten uppnå överensstämmelseutsläpp och ofarlig behandling?

28 Jul, 2026 10:48am

1. Industribakgrund och egenskaper hos PCB-avloppsvatten

Under tillverkningsprocessen av tryckta kretskort (PCB), flera våta processer är involverade, inklusive avfettning, etsning, framkallning, elektroplätering, hålmetallisering och filmavskiljning. Avloppsvatten som genereras från varje process innehåller olika typer och koncentrationer av föroreningar.

I allmänhet innehåller PCB-avloppsvatten olika föroreningar, inklusive tungmetalljoner som koppar (vanligtvis 50–150 mg/L),nickel (20–80 mg/L)krom (10–50 mg/L), zink, samt surt och alkaliskt avloppsvatten. Dessutom innehåller avloppsvatten från utvecklings- och strippningsprocesser höga koncentrationer av organiska föroreningar, med COD-nivåer somnår 5 000–20 000 mg/L, tillsammans med stora mängder eldfasta organiska föreningar som är svåra att biologisktnedbryta.

Om de släpps ut utan ordentlig rening kan tungmetaller ansamlas i vattendrag och mark under en lång period. Genomnäringskedjan kan dessa föroreningar så småningom utgöra risker för människors hälsa. Under tiden hög-koncentration organiskt avloppsvatten kan orsaka övergödning i mottagande vatten, förbruka löst syre och skada akvatiska ekosystem. Utmaningen med rening av PCB-avloppsvatten kommer inte bara från höga föroreningskoncentrationer, utan också från komplexiteten och mångfalden av föroreningsformer. Med koppar som exempel kan PCB-avloppsvatten innehålla både fria kopparjoner och komplexbunden koppar (såsom kopparkomplex bildade med EDTA och ammoniak). Dessa två former kräver helt olika behandlingsmekanismer. Fria kopparjoner kan vanligtvis avlägsnas genom pH-justering och utfällning, medan komplexbunden koppar kräver en dekomplexeringsprocess före utfällning. Utan att bryta den komplexa strukturen kan tungmetaller inte effektivt avlägsnas för att uppfylla utsläppsstandarder.

2. Klassificerat förbehandlingssystem baserat på avloppsvattenegenskaper

På grund av PCB-avloppsvattnets komplexitet är det allmänt antagna tillvägagångssättet i branschen att upprätta ett klassificerat förbehandlingssystem för avloppsvatten. Baserat på olika avloppsvattenegenskaper delas PCB-avloppsvatten generellt in i tre kategorier:

Kategori 1: Tungmetallavloppsvatten som innehåller komplexbildare

Denna typ av avloppsvatten kommer huvudsakligen från strömlös kopparplätering och strömlösnickelplätering. Den innehåller stabila komplex som:

• EDTA-Cu

• Tartrat-Cu

• Ammoniak-Cu

Nyckeltekniken för att behandla detta avloppsvatten är komplex brytning (dekomplexering).

Vanliga behandlingsmetoder inkluderar:

Natriumsulfidfällningsmetod

Sulfidjoner reagerar med kopparjoner för att bilda extremt olösliga kopparsulfidfällningar. Löslighetsproduktens konstant (Ksp) kopparsulfid är ungefär:

Ksp = 6 × 10⁻³⁶

Detta möjliggör avlägsnande av koppar även inärvaro av vissa komplexbildare.

Fenton-oxidationsdekomplexeringsmetod

Under sura förhållanden (pH 3–4), järnsulfat och väteperoxid tillsätts för att generera högoxidativa hydroxylradikaler (·OH, oxidationspotential 2,80 V).

Dessa hydroxylradikaler bryterner molekylstrukturen hos organiska komplex och frigör komplexbundna tungmetaller till fria joniska former.

I praktiska tekniska tillämpningar används Fenton-oxidation i stor utsträckning på grund av dess stabila behandlingsprestanda och kontrollerbara kemikaliekostnader.

Typiska driftsförhållanden inkluderar:

• pH: cirka 3,5

• H2O2/Fe²⁺ molförhållande: 5:1

• Reaktionstid: 60–90 minuter

Kategori 2: Hög-Koncentration Organiskt avloppsvatten

Detta avloppsvatten kommer huvudsakligen från utvecklings- och strippningsprocesser. Den innehåller stora mängder ljuskänsliga material, torra filmrester, bläck och andra organiska ämnen med hög molekylvikt.

Typiska egenskaper inkluderar:

• COD-koncentration: 5 000–20 000 mg/L

• Dålig biologisknedbrytbarhet

• BOD5/COD-kvot vanligtvis under 0,2

På grund av dess dåliga biologiskanedbrytbarhet kan detta avloppsvatten inte direkt införas i biologiska reningssystem.

Den vanligaste förbehandlingsmetoden är:

Försurningsutfällningsprocess

Genom att justera avloppsvattnets pH till 2–3, högmolekylära organiska ämnen omvandlas från lösta former till suspenderade partiklar. Dessa partiklar avlägsnas sedan genom flotation med löst luft (DAF) eller sedimentering.

Efter behandling med sur utfällning:

• COD kan reduceras till cirka 1 000–2 000 mg/L

• BOD5/COD-kvoten kan öka till 0,3–0,4

Det renade avloppsvattnet blir lämpligt för efterföljande biologisk rening.

Kategori 3: Allmänt sköljande avloppsvatten

Detta avloppsvatten kommer huvudsakligen från sköljtankar efter olika produktionsprocesser.

Den innehåller i allmänhet:

• Låga koncentrationer av fria tungmetalljoner

• Syra och alkaliska ämnen

Efter enkel pH-justering och koagulering-sedimentationsbehandling kan den komma in i efterföljande avancerade reningssystem eller vattenåteranvändningssystem.

3. Integrerad PCB-process för avloppsvattenrening

Efter klassificerad förbehandling samlas olika avloppsvattenströmmar till en omfattande utjämningstank för homogenisering och flödesbalansering.

Den huvudsakliga behandlingsprocessen inkluderar:

1. Koagulering och sedimentering

Koagulanter som:

• Polyaluminiumklorid (PAC): 50–150 mg/L

• Polyakrylamid (PAM): 2–5 mg/L

tillsätts för att främja aggregationen av suspenderade partiklar och kolloider till större flockar.

De genererade flockarna separeras genom:

• Sedimenteringstankar med lutande rör

• Hög-effektivitet sedimentationstankar

Typiska designparametrar:

• Ytbelastningshastighet: 0,8–1,2 m³/(m²·h)

• Sedimenteringstid: 2–3 timmar

2. Biologisk behandling

En kombination av:

• Hydrolys försurning

• Kontaktoxidation

är vanligt förekommande.

Hydrolys försurningsstadium

Stora organiska molekyler brytsner till mindre molekyler, vilket förbättrar den biologiskanedbrytbarheten.

Kontakta Oxidationsstadiet

Mikroorganismer fästa vid biologiska fyllmedel bryterned organiska föroreningar genom biologisk oxidation.

Typiska designparametrar:

• COD volymetrisk belastning: 0,8–1,2 kg/(m³·d)

• Hydraulisk retentionstid: 12–16 timmar

3. Sedimentationstank för sekundär sedimentering

Den sekundära sedimentationstanken separerar:

• Fristående biologisk film

• Suspenderade fasta ämnen

från det biologiska reningsavloppet.

Efter dessa processer kan den behandlade vattnets kvalitet uppnå:

• COD <100 mg/L

• Tungmetalljoner <0.5 mg/L

uppfylla ansvarsfrihetskraven.

4. Lösningar för teknik för återanvändning av vatten

Att enbart uppfylla utsläppsnormerna är inte längre tillräckligt för att tillgodose gällande miljöbestämmelser och kravet på kostnadsreduktion. Vattenåteranvändning har blivit en viktig strategi för PCB-tillverkare för att förbättra miljöprestandan och minska sötvattenförbrukningen. WTEYA vattenåteranvändningssystem har en dubbel-membranbehandlingsprocess, inklusive:

Ultrafiltrering (UF)

UF-processen använder membranteknologi med porstorlekar som sträcker sig från:

0,01–0,1 μm

Det tar effektivt bort:

• Suspenderade fasta ämnen

• Kolloidala ämnen

• Makromolekylära organiska föreningar

Den behandlade vattenkvaliteten kan uppnå:

SDI < 3

tillhandahålla lämpliga matarvattenförhållanden för efterföljande behandling av omvänd osmos.

Omvänd osmos (RO)

Membran för omvänd osmos har porstorlekar mindre än:

0,001 μm

RO-systemet kan effektivt ta bort:

• Upplösta salter

• Tungmetalljoner

• Små molekylära organiska föreningar

Avsaltningshastigheten kannå:

Över 98%

Det producerade vattnet kan uppnå:

Elektrisk ledningsförmåga >10 μS/cm

Det återvunna vattnet kan återanvändas i PCB-produktionsprocesser, vilket minskar beroendet av externa vattenresurser och minskar utsläppsvolymen för avloppsvatten.

5. MVR Noll vätskeutsläpp och minskning av fast avfall

RO-koncentratet som genereras från vattenåteranvändningssystemet står vanligtvis för ungefär:

25%–35% av den inflytande volymen

Detta koncentrerade avloppsvatten har vanligtvis:

• Hög salthalt
(TDS: 5 000–15 000 mg/L)

• Förhöjd COD-koncentration
(200–500 mg/L)

På grund av dess höga salthalt och föroreningskoncentration kan RO-koncentrat inte behandlas effektivt genom konventionella biologiska processer och är inte lämpligt för direkt utsläpp. För RO koncentrat och andra höga-koncentration avloppsvattenströmmar, WTEYA tillämpar MVR (Mekanisk ångrekompression) indunstningsteknik för att uppnå avancerad behandling och resursåtervinning.

Arbetsprincipen för MVR Evaporation Technology

Kärnprincipen för MVR-teknik är baserad på återvinning av sekundär ångenergi.

Under drift:

Avloppsvatten värms upp tills det kokar, vilket genererar sekundär ånga.
Den sekundära ångan kommer in i kompressorn, där den genomgår adiabatisk kompression.
Efter kompression ökar ångtemperaturen och trycket.

Typisk temperaturökning:

8–12°C

Den komprimerade ångan återförs sedan till förångaren som en värmekälla för kontinuerlig förångning.

Jämfört med traditionell multi-effektförångare, MVR-system minskar energiförbrukningen avsevärt.

Energiförbrukningen är vanligtvis endast:

1/5–1/3 av konventionell multi-effekt förångningssystem

Elförbrukningen är ungefär:

40–70 kWh per ton avdunstat vatten

Fördelar med MVR Zero Liquid Discharge System

Genom MVR-indunstning separeras vatten från avloppsvattnet som ånga och återvinns genom kondensation.

Det kondenserade vattnet har utmärkt kvalitet:

• Elektrisk ledningsförmåga <50 μS/cm

Den kan återanvändas för:

• Kyltorn makeup vatten

• Produktionsprocessvatten

• Andra industriella tillämpningar

Under tiden koncentreras och kristalliseras lösta salter och tungmetaller i avloppsvattnet och bildar fasta rester.

Det slutliga fasta avfallet har:

Fukthalt <10%

Dessa fasta rester hanteras i enlighet med föreskrifter för farligt avfall och överförs till kvalificerade företag för behandling av farligt avfall för:

• Resursåtervinning

• Säker kassering

• Godkänd deponibehandling

6. Slutför PCB-avloppsvattenrening ochnollutsläppsprocess

Baserat på ovanstående teknologier kan ett komplett PCB-avloppsvattenrening ochnollutsläppssystem sammanfattas enligt följande:

Råvatten → DI vattenberedningssystem → DI-koncentrat → Sköljning av avloppsvatten → Vattenåteranvändningssystem → MVR Zero Liquid Discharge System → Extern hantering av fast avfall

Processen inkluderar:

DI vattenberedningssystem

DI-vattenberedningssystemet ger hög-rent vatten som krävs för PCB-tillverkning. Det koncentrerade avloppsvattnet som genereras vid produktion av DI-vatten kommer in i vattenåteranvändningssystemet för vidare rening.

Klassificerad sköljning av avloppsvatten

Olika sköljande avloppsvattenströmmar som genereras under produktionen samlas upp och behandlas genom klassificerade förbehandlingsprocesser innan de går in i vattenåteranvändningssystemet.

Vattenåteranvändningssystem

Vattenåteranvändningssystemet producerar återvunnet vatten som kan återföras till PCB-produktionsprocesser.

Det koncentrerade avloppsvattnet som genereras från RO-behandling överförs till MVR-indunstningssystemet.

MVR Zero Liquid Discharge System

MVR-systemet avdunstar och återvinner vatten från koncentrerat avloppsvatten.

Det återvunna kondensvattnet kan återanvändas, medan de återstående koncentrerade fasta partiklarna samlas upp och hanteras genom kvalificerade avfallskanaler.

Slutsats:

PCB avloppsvattenrening är ett omfattande tekniskt system som involverar flera discipliner, inklusive:

• Kemisk behandling

• Biologiska processer

• Membranseparation

• Termisk förångningsteknik

Från källseparering och kemisk dekomplexering till biologisknedbrytning, vattenåteranvändning, MVR-avdunstning och minskning av fast avfall, spelar varje behandlingssteg en viktig roll för att uppnå miljöefterlevnad och resurseffektivitet.

För PCB-tillverkare kräver valet av en lämplig lösning för avloppsvattenrening en detaljerad förståelse av avloppsvattnets egenskaper, produktionsprocesser och utsläppskrav.

Genom att integrera avancerad reningsteknik kan företag inte bara uppfylla miljöbestämmelser utan också maximera vattenresursutnyttjandet, minska utsläpp av avloppsvatten och gå mot hållbart ochnoll-vätska-urladdningstillverkning.