【文章內(nèi)容簡介】 各類型電鍍製程特性、廢液來源及重金屬污染物彙整 電鍍類型 製程特性 製程廢液來源 重金屬污染物 裝飾電鍍 以鎳或銅鍍底後再鍍上金、銀等金屬 脫脂、電解脫脂、酸洗 銅、鎳、金、銀 工業(yè)電鍍 於鐵材或銅材鍍上耐蝕性強(qiáng)且硬度大的鎳及鉻金屬 脫脂、電解脫脂、鍍鉻 鋅、鉻 電子電鍍 在電機(jī)、電子材料接點(diǎn)上鍍錫鉛或貴金屬，使材料獲得良好的焊錫性或?qū)щ娦? 脫脂、電解脫脂、浸酸、鍍錫 (鉛 )、中和 鉻、鎳、鉛、錫、金 塑膠電鍍 將非導(dǎo)電性之塑膠製品表面予以導(dǎo)體化，沉積上一層金 屬鍍層後，再進(jìn)行一般的鍍銅、鎳及鉻等電鍍程序 脫脂、粗化、敏化、化學(xué)鎳、鍍鉻 鉻、鎳、銅 電鍍污泥方面，依據(jù)環(huán)保署「事業(yè)廢棄物管制中心」統(tǒng)計(jì)各清理流向申報(bào)量資料，顯示在 90 年度委託或共同處理 19,255 噸、廠內(nèi)自行處理 15 噸、再利用 6,551 噸、境外處理 7,345 噸、廠內(nèi)暫存 1,126 噸，總計(jì) 34,291 噸。環(huán)保署為解決污泥的問題， 89 年度透過水污染申報(bào)系統(tǒng)，掌握到 %的污泥產(chǎn)生量 (2,526 噸 /月 )，稽查後提升至 %；如以全國每年應(yīng)產(chǎn)生之最大污泥量 157,160 噸來比較，透過水污染申報(bào)系統(tǒng)掌握到的也只有 25,889 噸 (%）。廢液方面，氰系廢液提升至 68 公升 (88 年 12 月 60 公升），鉻系廢液提升為 9,650 公升 (88 年 12 月 8,050 公升 )。這些現(xiàn)象充分顯示現(xiàn)實(shí)的差異，由於電鍍業(yè)的小型或未登記的工廠數(shù)頗多，申報(bào)量與實(shí)際產(chǎn)生量應(yīng)有相當(dāng)?shù)牟罹唷? 依據(jù)環(huán)保署 89 年之樣本分析所得的單位產(chǎn)品廢棄物產(chǎn)生量，推估 89 年相關(guān)產(chǎn)業(yè)之廢棄物中重金屬污泥 161,520 噸，銅製品製造業(yè)所產(chǎn)生的重金屬污泥約 62,480 噸；估計(jì) 處理成本約新臺幣 24 億元。若是考量廢棄物中重金屬與貴金屬的購買成本，其損失的價(jià)值約值新臺幣 12 億元。 4. 重金屬污染現(xiàn)況 重金屬自古即為工藝商品之重要原料，隨著工業(yè)之發(fā)展，從工業(yè)廢水中流失之重金屬愈來愈多，由於這些未經(jīng)處理之廢水進(jìn)入灌溉水路系統(tǒng)後，將造成農(nóng)地之劣化問題。污染途徑調(diào)查研究顯示，百分之八十的污染是由廢水造成的；而重金屬有可能藉由農(nóng)作物之途徑為人 體消化及吸 收。 調(diào)查結(jié)果表明，東北地區(qū)重工業(yè)和油田開發(fā)區(qū)地下水污染嚴(yán)重，其中哈爾濱、長春、佳木斯、大連等城市污染較重；華北地區(qū)地下水污染普遍呈加 重趨勢，其中北京、太原、呼和浩特等城市污染較重；西北地區(qū)地下污染較輕，蘭州、西安等城市污染較重；南方地區(qū)地下水局部污染嚴(yán)重，武漢、襄樊、昆明、桂林等污染較重。 118 個(gè)大中城市地下水監(jiān)測統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，較重污染的城市占64%，也就是說，大致有 75 個(gè)大中城市地下水屬于較重污染區(qū)。在我國中東部城市和老工業(yè)基地，地下水主要污染組分為“五毒”（揮發(fā)酚、氰化物、砷、汞、六價(jià)鉻）和其它重金屬元素等 。 二、回收再利用方法 分析 過去十幾年， 很多 金屬表面處理廠已裝置廢水處理系統(tǒng)以符合排放標(biāo)準(zhǔn)。不久，廠方人員就發(fā)現(xiàn)處理費(fèi)用很貴 ，而且處理後產(chǎn)生污泥的處置更是沉重的負(fù)擔(dān)。因此近年來，許多工廠開始改變廢水處理的方式，以減少污泥量來降低委外處理費(fèi)用；改善措施包括：廢水預(yù)處理、改變化學(xué)性質(zhì)、使用高壓壓濾以及污泥乾燥。這雖然有效降低委外處理費(fèi)用，但是加在產(chǎn)業(yè)界的成本壓力日漸增加。 金屬表面處理業(yè)者都認(rèn)為最重要的製程物料是「水」；許多回收再利用技術(shù)應(yīng)用失敗，是因?yàn)楹雎粤嗽乃|(zhì)。在應(yīng)用批式製程時(shí)，水中的雜質(zhì)逐漸累積，終致影響品質(zhì)無法接受。不論是將該溶液廢棄或補(bǔ)充處理，均造成昂貴藥劑的消耗。為確保原水水質(zhì)，離子交換與 逆滲透是最常用的技術(shù)。如果 原水中的溶質(zhì)濃度超過 500 毫克 /公升，最好是採用逆滲透法處理，然後視需要應(yīng)用離子交換處理 。 ◎廢水減量 廢水減量最有效的方式為：改變平行清洗法為逆向清洗法。逆向清洗法的用水量是與階段數(shù)成反比，逆洗方式包括自然順流、噴流或注射空氣對流。為了獲得最經(jīng)濟(jì)有效的回收效果，務(wù)必要減少製程用水的帶出量，有下列措施： ▲ 製程使用的化學(xué)藥劑不要超量。 ▲ 製程維持最高容許溫度。 ▲ 於電鍍槽與潤洗槽之間安置承滴板。 ▲ 每一階段電鍍之前先充分清洗，以避免交叉污染。 ▲ 調(diào)整鍍件以加速排流。 ▲ 改善設(shè)計(jì)以 加速排流。 ▲ 藉潤濕劑以改善清洗效率。 ▲ 減緩鍍件自鍍槽中提起速度，滾鍍時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒。 ◎回收技術(shù) 目前已經(jīng)有許多有效的方式可供應(yīng)用；若是能夠適度的組合使用，是有可能達(dá)到廢水零排放的目標(biāo)，而且僅產(chǎn)生少量的濃縮廢液與固體廢棄物。 回收的基本原則包括： 。 ，以延長溶液使用壽命。 ，或送供應(yīng)商與回收商加工使用。 有關(guān)製程中帶出物質(zhì)的回收措施，各種利弊得失必須預(yù)先考量。依據(jù)溶液的使用狀況，帶出物質(zhì)的回收率可達(dá) 60%，而此時(shí)回收物質(zhì)的純度，會顯著影響金屬沉積與表面處理的品質(zhì)；如果回收造成雜質(zhì)的累積，會使得製程的狀況逐漸惡化。 至於電路板的製造，由於大量生產(chǎn)講求經(jīng)濟(jì)效益，作業(yè)以連續(xù)且自動(dòng)化以應(yīng)付繁複的製程，產(chǎn)生的廢水與廢液須經(jīng)分析瞭解，才能據(jù)以評估回收 /處理的技術(shù)方案 。 下列回收技術(shù)已經(jīng)證明有效： ◎金屬置換法 這是利用金屬元素相對的活性，以補(bǔ)集特定金屬離子的方法。例如：銀離子接觸鐵原子時(shí)， 因?yàn)殍F活性較強(qiáng)，則釋出電子給銀離子，於是鐵溶出 銀沉積。 2Ag++ Fe = 2Ag + Fe+2 理論上， 1 公克鐵可 以回收 公克銀 (通常只能回收 公克銀 )。雖然鋁、銅、鎂、鋅的活性均比銀活性為強(qiáng)，但是鐵的成本較廉，且毒性較弱。 表 4 金屬表面處理相關(guān)廢水重金屬減量方案 減量方案 建議方法 應(yīng)用情形 應(yīng)用限制 一般減廢措施 ◎改善操作程序 ◎減少帶出量 ◎減少清洗水用量 ◎減少空氣污染逸散 ※所有傳統(tǒng)電鍍作業(yè)均適用 ※應(yīng)納入標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序 ※所需要的設(shè)備成本極低 ○舊式設(shè)施可能因限於既定製程與有限空間，無法進(jìn)行改變。 更新製程 熱噴塗裝 ◎火燒 ※主要用於修復(fù)作業(yè)，但逐漸應(yīng)用於配合作○作業(yè)技術(shù)仍持續(xù)發(fā)展，商業(yè)應(yīng)用限於特 ◎電弧 ◎電漿 真空蒸鍍法 ◎離子披覆 ◎ 離子佈植 ◎?yàn)R鍍 ◎雷射表面重熔 化學(xué)氣相磊晶法 業(yè)。 ※主要用於高價(jià)的高科技產(chǎn)品。 ※能改善產(chǎn)品品質(zhì)與耐用性。 殊需求。 ○限於不計(jì)成本的零件加入，例如航太、軍品、電子產(chǎn)品等。 ○需要更好的程序控制、員工訓(xùn)練、自動(dòng)設(shè)備等。 替代製程 產(chǎn)品改變 原料改用無毒種類 ◎氰化物 ◎鎘 ◎鉻 ※所有傳統(tǒng)電鍍作業(yè)均適用 ※專屬的作業(yè)線可探討產(chǎn)品改變 ○代工廠較無原料改用控制權(quán) ○產(chǎn)品改變要先評估客戶接受度 ○產(chǎn)品規(guī)格迫使放棄製程改變 製程溶 液維護(hù) 傳統(tǒng)維護(hù)方式 革新維護(hù)方式 ◎微過濾 ◎離子交換 ◎酸吸附 ◎離子轉(zhuǎn)移 ◎薄膜電解 ◎製程監(jiān)控 ※傳統(tǒng)維護(hù)方式所有傳統(tǒng)電鍍作業(yè)均適用 ○革新維護(hù)方式需求大幅更改製程設(shè)計(jì)、操作方 式與化學(xué)成份。 ○有些方式對於一些情況不適用，例如微過濾不適宜銅與鋁的製程。 化學(xué)藥劑回收技術(shù) ◎蒸發(fā) ◎離子交換 ◎電解沉積 ◎電透析 ◎逆滲透 ※需要相當(dāng)瞭解工程、規(guī)劃、製程化學(xué)特性。 ○成本變化大，難以精確估計(jì) 委外金屬回收 ◎過濾 ◎離子交換 ◎電解沉積 ◎電透析 ◎逆滲透 ※廢水處理含金屬污泥 ※廢液 ○廢棄物 特性須符合回收商的要求 表 5 電路板各製程廢水 /廢液處理回收措施 製程 桶槽別 化學(xué)品 製程廢棄物 一般槽浴維護(hù)與回收方案 抗焊綠 漆 顯像 碳酸鈉 清洗廢水通常不含金屬。 製程溶液含阻溶劑。 以產(chǎn)品處理表面積分析方式，替代作業(yè)時(shí)間分析方式，進(jìn)行槽浴管理 。 熱風(fēng)整平噴 錫 酸洗 微蝕 鹽酸 微蝕劑 清洗廢水含銅金屬。製程