Опыт внедрения технологии очистки стоков производства печатных плат

В октябре 2009 года на ООО «Электроконнект» были введены в строй новые очистные сооружения

Новосибирский завод печатных плат «Электроконнект» — крупнейшее в России специализированное предприятие но срочному и серийному изготовлению печатных плат. Широкий спектр технологий позволяет компании создавать печатную плату от 1 до 10 слоев и выше высокою качества и стандартов. Отличительная черта предприятия — высокая скорость и качество выполнения заказов. Это достигается путем использования в производственном процессе передовых технологий и опыта сплоченного коллектива профессионалов.

Технология изготовления включает процессы химического и электрохимического меднения, иммерсионного оловянирования, иммерсионного золочения с подслоем никеля. Для сохранения паяемости печатных плат, обеспечения плоскостности покрытия и для надежного монтажа электронных компонентов и паяных соединений необходимо защищать медную поверхность контактных площадок печатной платы, так называемым финишным металлическим защитным покрытием.На элементы рисунка одной платы, имеющие различное назначение, могут наноситься разные покрытия, если это необходимо для обеспечения качества и надежности, либо одно покрытие с «компромиссными» свойствами для упрощения процесса изготовления. Завод готов предложить своим заказчикам оптимальный перечень финишных покрытий -горячее лужение, иммерсионное золочение, иммерсионное олово,гальваническое золочение — который позволит сделать выбор в пользу одного-двух, в крайнем случае, трех вариантов, удовлетворяющих всем требованиям по стоимости,паяемости, надежности и т. д. 

Однако это многообразие имеет и негативные последствия — прежде всего, такие как высокий риск загрязнения окружающей среды.На очистные сооружения поступают: амиакатные концентраты,концентраты с органическими комплексообразователями, мало-концентрированные стоки с комплексообразователями, цианистые стоки, кислые концентраты и кисло-щелочной сок- всего 6 стоков. Увеличение количества загрязнений, поступающих в водоемы, ужесточение санитарных и рыбохозяйственных требований, предъявляемых к качеству воды, приводят к необходимости осуществления комплекса мероприятий по предотвращению сброса неочищенных сточных вод. Гальванотехника — одно из производств, серьезно влияющих на загрязнение окружающей среды,в частности ионами тяжелых металлов (ИТМ) (Cr, Cd, Си, Ni, Zn, Pb и другие), наиболее опасных для биосферы. Поэтому эффективная очистка сточных вод от ИТМ и их соединений приобретает особую актуальность. Завод искал проектировщика, способного разработать достаточно простую и одновременно надежную схему обработки стоков. Именно такое решение предложило заводу ООО «Квант-Минерал».

ООО «Квант Минерал» с 1999 года специализируется на производстве материалов для очистки воды. При решении задач очистки сточных вод компания использует различные технологические процессы, выбирая наиболее подходящие для конкретных условий исходя из критериев эффективности, объема капитальных затрат, стоимости эксплуатации, простоты обслуживания и надежности.

Сточные воды содержат большие количества аммиака и органики, препятствующие осаждению меди в процессе реагентной обработки. Поэтому стоки с комплексообразователями было необходимо предварительно обезвредить. В основу проекта была положена классическая схема обезвреживания гальваностоков — реагентная нейтрализация с сорбционной доочисткой на напорных фильтрах.

В результате активной совместной работы в октябре 2009 года на «Электроконнекте» были введены в строй новые очистные сооружения производительностью 20 м3/ч. По словам главного инженера завода, работы по проектированию были выполнены быстро и профессионально. Многих проблем и затруднений удалось избежать благодаря слаженной работе проектировщика со специалистами завода — настоящими профессионалами в своем деле, которые постарались учесть все особенности предприятия и требования к проекту еще на стадии составления технического задания. На очистных сооружениях в числе прочего — отечественного производства — оборудования были применены сорбционные фильтры конструкции «Квант Минерал» и адсорбент ГЛИНТ. Сорбиционная технология позволяет эффективно удалять из воды катионы тяжелых металлов и доказала свою эффективность в первую очередь для очистки стоков гальванических производств, производств печатных плат, других стоков, содержащих тяжелые металлы.

Концентрированные растворы от ванн проявления и снятия фоторезиста и защитной маски обрабатываются хлорным железом при рН=7,5. Коагулированные хлопья полимеризовавшихся компонентов фоторезиста и защитной маски хорошо осаждаются и легко обезвоживаются на фильтрпрессе. Объем концентратов —порядка 2,5 м3/сутки. Методика обезвреживания концентратов дорабатывалась сотрудниками ООО «Электроконнект» в процессе пуско-наладочных работ.

Электролит аммиачного травления меди регенерируется в электролизерах. Избыток раствора, образующийся при мойке электродов, а также вода от орошения скруббера на линии травления меди направляются на вакуумвыпарной аппарат. Концентраты подкисляются до рН=4 и выпариваются до пастообразного состояния. При этом присутствующей в воде аммиак остается в составе солепродукта в виде аммиачной соли. Количество выпариваемых концентратов составляет порядка 80 л/час.  Для подкисления аммиачных концентратов используются отработанные кислые стоки.

Очистка малоконцентрированных сточных вод производится по двум технологическим линиям:

1. Основной поток — кислотнощелочные стоки, содержащие ИТМ в несвязанной форме. Производительность линии — порядка 18 м3/ч. Стоки проходят стадии нейтрализации, осветления в вертикальном отстойнике, фильтрования на напорных фильтрах. В качестве фильтрующей загрузки использован алюмосиликатный адсорбент «Глинт» — материал, эффективно удаляющий ИТМ. В связи с тем, что адсорбент обладает подщелачивающим действием, в процессе фильтрования происходит перевод присутствующих в воде ИТМ в малорастворимые гидроксиды и задержание их в толще загрузки. Так как оптимальный показатель pH осаждения для различных гидроксидов различен (pHCu=7, а рНа1=9,5) применение указанного материала особенно эффективно при очистке стоков, содержащих несколько металлов. Таким образом, использование адсорбента «Глинт» позволяет заменить стадии фильтрования через песчаную загрузку и катионит. Задержанные загрязнения удаляются при обратной промывке, легко отстаиваются и направляются на обезвоживание. Поэтому в процессе регенерации материала не образуется больших количеств элюатов, требующих повторной нейтрализации. Общий вид фильтровального зала приведен на рис. 3,4 (слева — сорбционные фильтры, емкости для промывки и активации адсорбента ГЛИНТ, справа — верхняя часть вертикального отстойника).
2. Промывные сточные воды и обработанные концентраты, содержащие комплексообразователи. Производительность линии – 2 мЛ/ч. Очищаемые воды проходят аналогичные стадии обработки; в качестве фильтрующих загрузок используются цеолит (удаление аммиака) и Cu-селективные смолы хелатного типа. Образующиеся элюаты подлежат выпариванию.

Осадки, образующиеся на обеих технологических линиях, направляются в общий узел обезвоживания на рамном фильтр-прессе. Образовавшийся шлам имеет 4 класс опасности и вывозится на полигон твердых отходов. В настоящее время прорабатывается вопрос об использовании этих отходов как вторичного медьсодержащего сырья, а также сырьевой добавки при производстве стройматериалов.

Схема предусматривает частичный возврат очищенных стоков на технологические нужды: промывку фильтров, приготовление растворов реагентов на очистных сооружениях, а также для орошения скруббера при очистке воздуха от аммиака на линии травления меди.

Качество проектной документации позволило произвести монтаж оборудования и наладку очистных сооружений без выезда представи-
телей проектировщика на объект, ограничиваясь дистанционными консультациями. В настоящее время очистные сооружения введены в эксплуатацию, замечаний по эксплуатации оборудования и качеству очистки нет. Обслуживание очистных сооружений осуществляют 4 человека.

Очищенные сточные воды практически удовлетворяют требованиям норм ПДК для городской канализации г.Новосибирска (за исключением меди, содержание которой в очищенной воде колеблется от 0,2 до 0,8 мг/л). Это может быть связано с зарастанием ДРС фильтров и, как следствие, недостаточно эффективной промывкой фильтрующей загрузки. В настоящее время идёт отладка всех параметров технологического процесса очистки с целью достижения нормируемых показателей по всем ингредиентам.

Следует отметить, что многие из вышеописанных технологических решений реализованы на уже функционирующих, а так же строящихся объектах машиностроительного профиля.

• ОАО «ГОЗ Обуховский завод», г. Санкт-Петербург (Очистные сооружения цеха гальванических покрытий. (Производительность 60 м3/ч);
• ОАО «Нижегородский машиностроительный завод», г. Нижний Новгород. (Блок доочистки гальваностоков сорбционным методом с направлением фильтрата в оборотную систему водоснабжения. Производительность — 50 м3/ч.);
• ООО «НПФ «Практик»,г. Дзержинск Нижегородской области (Очистные сооружения промывных вод линий цинкования и хромирования общей производительностью 16 м3/ч.);
• Завод по производству АК-103, Венесуэла (Очистные сооружения сточных вод участков гальванопокрытий, окраски, литья, контрольноиспытательной станции. Общая производительность 26 м3/ ч. Проект предусматривает оборотное водоснабжение);
• Автозавод «НИССАН» г. Санкт-Петербург; (Очистные сооружения стоков технологического центра по выпуску и окраске автомобилей. Производительность 50 м3/ч).

Д. С. Киричевский, В. А. Ерастова, ООО «Квант Минерал»
П. Н. Найденов, Н. Л. Романникова, ООО «Электроконнект»