线路板（Printed Circuit Board,PCB）的生产过程中，会产生大量含铜废水，主要包括清洗废水、剥膜显影油墨废水和综合废水三部分，其中部分金属铜还以络合物的形态存在，成分复杂，处理难度较大，会给生态环境和人们的身体健康带来很大影响^[1]。目前国内外现有的线路板含铜废水处理技术主要通过混凝沉淀法和生化法相结合，将铜离子转化为铜沉淀，处理后出水铜离子小0.5 mg/L，达标排放，但是在污水处理过程中，未将铜资源进行有效的回收，产生大量铜沉淀污泥，运行处理费用昂贵^[2]。本文以某线路板加工企业为例，对其含铜废水处理工艺进行改造升级，采用新型的近零排放资源回收型处理工艺，不仅极大的降低运行处理成本，还能实现铜资源回收，创造极大的经济效益和环境效益，实现清洁环保。

本处理方式针对PCB项目含铜废水为主要废水进行处理（由于目前业主方未有含铬、含镍等其他重金属生产废水，因此本次铜回收方案不考虑其他重金属的影响，如有其他重金属废水排放，需先做预处理沉淀后再进入系统）。传统工艺药剂投加量大，产生污泥量大（大约13.8t/d）；资源不能回收，运行费用高；采用特有的PAN超滤膜技术，不需对来水进行常规处理的细分处理，极大的降低处理流程的复杂性，有效降低成本。油墨废水主要成分为生产用油墨，COD高，将其酸化至pH小于3，剥膜显影油墨废水中的油墨被破乳以胶体形式析出，然后排入综合废水池进行处理。将精调池中废水pH调到3进行预处理沉淀，防止产生铜沉淀，造成铜资源浪费。

根据电镀污染物排放标准，新建企业水污染物放排放浓度限值表1排放要求，并结合实际监测水质数据与调研分析水质特点，最终确定线路板加工企业污水处理站工程设计进出水水质指标如表2所示。

油墨废水先做预处理酸析后排入综合废水池进行处理。综合废水提升到PAN超滤处理设备滤掉废水中的胶体及悬浮物，悬浮物又回到综合废水池，悬浮物浓缩到一定量（SS 100mg/L）时用泵提升到混凝沉淀池处理。PAN超滤产水进重金属吸附设备，利用吸附滤料去除重金属铜离子，重金属吸附设备产水中铜离子已去除99.9%以上，出水铜离子小于0.5mg/L达标排放，重金属吸附滤料饱和后用酸再生，使铜离子解析出来达到20～30g/L，电解后的再生液返回循环使用，不足部分再添加硫酸补充。该工艺由于减少投药处理成本降低，产生污泥量（2.8～4t/d）比传统的处理工艺（大约13.8t/d）减少70%～80%，同时重金属铜也得到了回收，产水部分还可以做回收用于生产线，真正做到了经济持续发展和环境保护的同步达到减排、资源化要求。改造后设计工艺流程如图1所示。

pH精调池由原综合沉淀反应池改造建成，主要是调节进水的pH，保证后续处理系统稳定运行。pH精调池尺寸为L×B×H=5.4m×6m×5.05m，总容积163.6m³，有效容积150m³，有效停留时间2.4h，钢筋混凝土结构；配套提升泵、电磁流量计及液位控制系统。

初沉池由原综合沉淀反应池改造建成主要作用去除废水中可自然沉降的固体悬浮物及大颗粒物质，为后续超滤及树脂吸附处理系统提供更优质的条件。初沉池尺寸为L×B×H=17.1 m×6 m×5.05m，总容积518.13m³，有效容积500m³，有效停留时间8h，表面负荷为2.34m³/（m²·h），配套排泥系统。

中间缓冲池由原pH回调池改造建成，主要起缓冲作用；中间缓冲池尺寸为L×B×H=4 m×2.1m×5.05m，总容积42.42m³，有效容积40m³，有效停留时间0.64h。

新建PAN超滤系统，PAN超滤系统采用PAN超滤膜，进一步降低废水中的悬浮物，保证树脂系统进水效果。PAN超滤系统占地面积为L×B×H=8m×11.5m×1.85m，产水量Q=1 800m³/d，过滤精度0.1μm，膜材质PAN，总有效膜面积8 400m²，不锈钢框架，配有PAN超滤提升泵5台，功率为380V/11kW/50 Hz；超滤清洗泵1台，功率为380V/5.5kW/50Hz；超滤反洗泵2台，功率为380V/15kW/50Hz；罗茨鼓风机2台，功率为380V/4kW/50Hz；配套错流回水管路及超越系统。

新建树脂吸附再生系统，树脂采用特定铜离子螯合吸附树脂，从而实现铜资源的回收再利用，实现废水的资源化处理。树脂吸附再生系统1和2占地面积分别为L×B×H=11.95 m×3.55 m×3.5m,L×B×H=16.7 m×4.75 m×3.5 m，采用PLC自动控制系统，实现全自动控制。树脂吸附再生系统包括反洗、再生、转型、水洗和运行5个过程，配有Φ1 600×3 200碳钢罐6个，每套系统3个，（2用1备）串联使用。

新建高压纳滤反渗透系统，高压纳滤系统占地面积为L×B×H=6.5m×2 m×2 m，反渗透系统占地面积为L×B×H=6.5 m×2 m×1.5 m。高压纳滤系统采用高压耐酸纳滤膜，配套超高压柱塞泵及控制系统；主要作用是将树脂解析液进一步浓缩；浓水为浓缩液，浓缩到一定浓度后进冷冻结晶系统。产生的淡水为稀硫酸，可回用于树脂解析。该系统配有提升泵、进水输送泵各1台，流量：140L/h；扬程：40m；功率：2.2kW；管径：DN50/40；泵体材质：EPDM，泵头材质：CPVC；进水高压泵1台，立式离心，泵头材质：双相钢，流量：8.2 m³/h，扬程：1 200 m，功率：45kW，配变频器等其他常规配套设备。

新建硫酸铜回收系统，采用冷冻结晶技术，制备出硫酸铜晶体。铜回收系统的占地面积为L×B×H=1.8m×2.56m×2.4m。高浓度硫酸铜浓缩液，以一定的流速加入到反应系统内，通过一定的结晶增长方式，形成硫酸铜晶体，低浓度的硫酸铜溶液流出进纳滤浓缩系统，进一步循环使用。

将原有厌氧池1、厌氧池2改造为缺氧池A段，缺氧池增加潜水搅拌机：型号：QJB1.5/8-400/3-740；数量：2套；将厌氧池3、4改造为好氧池，增加曝气装置约120个，材质D215mm EPDM进口橡胶盘式曝气头。在好氧池末端增加硝化液回流泵：型号：150WQ210-7-7.5；材质：铸铁/配套自耦装置；功率：380V/7.5kW/50Hz数量：2套，回流比为1∶1；拆除现有厌氧池填料。新建后的缺氧池尺寸为L×B×H=11m×5.1m×4.85m，总容积272.1m³，有效容积260m³，有效停留时间3.5h，污泥浓度为6000～8 000mg/L，污泥龄为12～15d；好氧池尺寸为L×B×H=11m×5.1m×4.85m+L×B×H=10.3m×7.75m×5m，总容积671.2m³，有效容积660m³，有效停留时间8.8h，污泥浓度为3 500～4000mg/L，污泥龄为10～15d；沉淀池尺寸为L×B×H=10.2m×6.7m×4.85m总容积331.4m³，有效容积320m³，有效停留时间5.12h。

工艺改造完成之后，连续运行1年，出水稳定达标。对主要单元的具体运行数据总结如表1所示，PAN超滤系统的出水COD稳定在450 mg/L左右，铜离子含量在350mg/L，然后进树脂吸附系统，树脂吸附系统出水COD稳定在400 mg/L左右，生化系统的进水COD在300 mg/L，出水COD在31mg/L，铜离子含量为0.3 mg/L，满足出水要求，稳定达标出水。连续运行1年数据如图2所示，因生产不稳定，所以进水波动较大，但是该系统能够较好的适应不同进水情况，可以稳定达标排放。

运行费用包括铜回收直接运行成本和其他间接运营费用两部分，具体如表3所示。

(1）铜回收直接运行成本。包括运行消耗费用和铜收益合计，运行消耗费用包含电费、药剂费用，本工程所有污水设备总装机容量为1 384.4kW·h，总日耗电量为：33 225.6kW；药剂费用包含片碱、50%硫酸、冷冻结晶配酸、中和再生及冷残液片碱、树脂转型碱消耗酸量、自来水等，共计5 206元/d。进水铜离子按照288 mg/L计算，每日1 800 m³/d水可回收铜的含量为15.56t/月，故铜回收直接运营成本为-8.39万元/月。

(2）其他间接费用主要包括人工费用，设备大修及维修费用（包括膜损耗及更换），运营利润等。

因此，通过计算，得出单位水处理费用4.46元。

PCB综合废水铜回收及污泥减量项目改造后，主要有以下几个方面特点：(1)能有效回收贵金属铜；(2)产生污泥量少：节省污泥量70%～80%以上，在现有环保大环境下，对企业更有保障，避免环保风险；(3)节省药剂处理费用：采用PAN超滤技术，可减少预处理部分的药剂费用，可大量节省药剂费用；(4)采用新工艺后，整体污水处理厂环保友好，无后续生化臭味问题（无需投加硫化钠，无硫化氢气体产生）；(5)铜回收收益对生产成本影响降低；(6)对后续企业回用污水创造了更好的条件。

采用PAN超滤系统、高压纳滤浓缩系统、冷冻结晶系统处理PCB综合废水后，不能能够实现废水中COD、NH₃-N以及金属铜的有效脱除，出水水质满足《水污染物综合排放标准》（DB 11/307-2013）中表3排放标准，符合当地环保要求，更能实现贵金属铜资料的有效回收，设计方案合理、选用工艺技术具有创新性、运行条件稳定易控制以及工艺低能高效等特点，该改造工艺充分利用原有设备设施，扩建面积小、维护管理成本低、产泥量少、回收金属铜，此技术在我国线路板行业污水处理设施建设中具有一定的应用前景与推广价值。