鍍鎳線清潔生產(chǎn)機會分析

楊高英，雷兆武

(1.河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北秦皇島066004;2.中國環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島066004)

鍍鎳線清潔生產(chǎn)機會分析

楊高英1，雷兆武2

(1.河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北秦皇島066004;2.中國環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島066004)

以某公司鍍鎳生產(chǎn)線為例，進行清潔生產(chǎn)的審核分析，針對鎳電鍍過程，研究了工藝和單元操作，在鎳金屬平衡和水平衡的基礎(chǔ)上，分析鎳電鍍過程的清潔生產(chǎn)水平，發(fā)現(xiàn)清潔生產(chǎn)機會，以電鍍生產(chǎn)的節(jié)能、降耗、減污和增效的目的為出發(fā)點，實現(xiàn)鎳電鍍過程的清潔生產(chǎn)。

鎳電鍍過程;清潔生產(chǎn);清潔生產(chǎn)機會

引 言

某公司為IT產(chǎn)業(yè)零配件生產(chǎn)廠家，主要生產(chǎn)過程包括沖壓、成型、電鍍及組裝等。依據(jù)公司能耗高、物耗高及污染重環(huán)節(jié)的調(diào)研和考察結(jié)果，結(jié)合國家重金屬污染防治規(guī)劃，確定鍍鎳生產(chǎn)線為公司清潔生產(chǎn)審核重點。

本文以該公司鎳電鍍?nèi)^程為研究對象，進行電鍍過程的清潔生產(chǎn)審核分析。

1 電鍍工藝現(xiàn)狀

1.1 電鍍工藝

該公司鎳電鍍過程為連續(xù)作業(yè)方式，由鍍前處理、鍍鎳、鍍液回收和逆流漂洗等工序構(gòu)成。

1)前處理。為待鍍件進行電鍍前的預(yù)處理過程，主要去除鍍件表面的油污、鐵銹等成分，包括堿洗、酸洗以及清洗等工序。

2)鍍鎳。對經(jīng)過前處理后的鍍件進行鍍鎳加工。采用鎳珠作為陽極，用硫酸鎳、氯化鎳等配制鍍液，在加溫的條件下進行。

3)鍍液回收。對鍍件帶出的鍍液進行回收，減少后續(xù)作業(yè)的中污染物的量，同時，通過對鍍液的回收，可以提高鍍層金屬鎳的利用率。

4)逆流漂洗。對鍍件上殘留的鍍液進行清洗，保持鍍件表面的潔凈。

1.2 電鍍單元操作過程

依據(jù)鍍鎳工藝和原材料使用情況，將電鍍過程劃分為前處理、鎳鍍液回收及逆流漂洗、純水制備等三個單元。各單元操作、原材料使用及產(chǎn)生廢物如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 前處理單元操作流程示意

圖2 鍍鎳液回收及鍍件逆流漂洗流程示意

圖3 純水制備單元流程示意

根據(jù)各單元操作過程，鎳電鍍消耗的主要原材料包括陽極(鎳珠)、鎳鹽(硫酸鎳或氯化鎳等)、添加劑、脫脂劑、酸及水等。

1.3 電鍍過程主要污染物及治理

1)電鍍過程主要污染物。污染物來自與電鍍生產(chǎn)的全過程，主要污染物包括廢水、廢氣和固體廢物。廢水包括前處理過程產(chǎn)生的脫脂廢水、酸性廢水、清洗和逆流漂洗過程中產(chǎn)生的廢水。逆流漂洗過程為廢水產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)，廢水中主要污染物為Ni2+、COD及BOD等。廢氣產(chǎn)生于鍍鎳工序，包括由于電極反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣和鍍液加熱蒸發(fā)產(chǎn)生的廢氣，如硫酸霧、鹽酸霧等。固體廢物包括鍍液過濾產(chǎn)生的廢濾芯、殘余的陽極、鍍槽中殘渣、原材料包裝袋(桶)，以及廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥等。

2)污染物治理。廢水采用“化學(xué)沉淀+生物接觸氧化”工藝進行處理。為防止廢水對土壤等污染，電鍍場地和污水處理設(shè)施進行防滲敷設(shè)。廢氣經(jīng)收集系統(tǒng)收集后，進入堿液吸收塔，廢氣經(jīng)堿液吸收塔處理后，廢氣符合大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)由排氣筒排出。為有效地收集廢氣，在電鍍槽上加蓋板，減少廢氣的逸出。固體廢物屬于危險廢物，委托具備危險廢物處理資質(zhì)單位進行處理處置。

2 電鍍過程物料平衡

進行物料平衡的目的，旨在準(zhǔn)確判斷審核重點的廢棄物流，定量地確定廢棄物的數(shù)量、成分以及去向，從而發(fā)現(xiàn)過去無組織排放或未被注意的物料流失，并為產(chǎn)生和研制清潔生產(chǎn)方案提供科學(xué)依據(jù)，主要包括金屬鎳平衡和水平衡。

2.1 物料實測

為完成金屬鎳平衡和水平衡，需要對電鍍過程中相關(guān)項進行實測，檢測內(nèi)容和方法如表1、表2。

表1 鎳平衡檢測內(nèi)容和方法

表2 水平衡檢測項目和方法

2.2 實測結(jié)果及物料平衡計算

物料實測及平衡結(jié)果如表3。

表3 鍍鎳過程實測和測算結(jié)果

3 電鍍過程清潔生產(chǎn)水平分析

依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)電鍍行業(yè)》(HJ/T314-2006)，鎳電鍍過程清潔生產(chǎn)水平指標(biāo)包括生產(chǎn)工藝與裝備要求、資源利用指標(biāo)、鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(biāo)(末端處理前)及環(huán)境管理要求四類指標(biāo)。

3.1 生產(chǎn)工藝與裝備要求

1)結(jié)合產(chǎn)品質(zhì)量要求，在脫脂過程中，采用熱堿液，通過超聲脫脂和電解脫脂;在電鍍過程中用陽極袋回收陽極殘料。2)采用全自動控制的節(jié)能電鍍生產(chǎn)線，有生產(chǎn)用水計量裝置和車間排放口廢水計量裝置。3)在清洗工序中，采用壓縮空氣噴吹、噴淋清洗及三級逆流方式，提高清洗效率，減少水資源消耗。4)電鍍槽加蓋，防止廢氣散逸;設(shè)備確保無跑冒滴漏。5)生產(chǎn)作業(yè)地面及污水系統(tǒng)防腐防滲措施。

3.2 資源利用指標(biāo)

依據(jù)HJ/T314-2006標(biāo)準(zhǔn)要求，鎳電鍍過程資源利用指標(biāo)如表4。

依據(jù)表3相關(guān)指標(biāo)計算，鎳利用率為92.72%，新鮮水用量為0.289t/m2，滿足二級清潔生產(chǎn)要求。

表4 鎳電鍍過程資源利用指標(biāo)

依據(jù)HJ/T314-2006標(biāo)準(zhǔn)要求，鎳電鍍過程鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(biāo)(末端處理前)如表5。

表5 鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(biāo)(末端處理前)

依據(jù)表3相關(guān)指標(biāo)，鎳電鍍過程鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(biāo)(末端處理前)為0.596g/m2，滿足二級清潔生產(chǎn)要求。

3.3 環(huán)境管理要求

1)遵照國家和地方有關(guān)環(huán)境法律、法規(guī)，污染物排放達到國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)、總量控制和排污管理要求;2)按照GB/T24001建立并運行環(huán)境管理體系，環(huán)境管理手冊、程序文件及作業(yè)文件齊備;3)具備完善的廢水、廢氣凈化處理設(shè)施且有效運行，有廢水計量裝置。有適當(dāng)?shù)碾婂儚U液收集裝置和合法的處理處置途徑，生產(chǎn)現(xiàn)場有害氣體發(fā)生部位有可靠的吸風(fēng)裝置，廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥、及其他電鍍廢物按照危險廢物處置，處置設(shè)施及轉(zhuǎn)移符合標(biāo)準(zhǔn)，處置率達到100%;4)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境清潔、整潔，管理有序，危險品有明顯標(biāo)識;5)購買有資質(zhì)的原材料供應(yīng)商的產(chǎn)品，對原材料供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量、包裝和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)施加影響;危險廢物送到有資質(zhì)的企業(yè)進行處理;6)按照《國務(wù)院關(guān)于全面加強應(yīng)急管理工作的意見》的精神，根據(jù)實際情況制訂和完善本單位應(yīng)急預(yù)案，明確各類突發(fā)事件的防范措施和處置程序。

4 電鍍過程清潔生產(chǎn)機會

清潔生產(chǎn)就是在對電鍍過程分析的基礎(chǔ)上，通過源頭削減和過程控制，達到降低能耗、物耗，減少或避免廢物的產(chǎn)生和排放的目的。清潔生產(chǎn)機會是實現(xiàn)這一目的的具體措施。

1)前處理。加強脫脂劑、酸的質(zhì)量檢驗和庫存管理，采用不含磷洗滌劑代替含磷洗滌，降低廢水中磷的濃度;依據(jù)待鍍件上油脂和金屬銹的附著量，確定脫脂劑和稀酸的濃度和用量;采用中溫或常溫脫脂;控制清洗水用量;將脫脂廢水和酸性廢水進行中和等。

2)鍍鎳、鍍液回收和鍍件漂洗。選用高純度陽極(鎳珠)，降低鍍液中雜質(zhì)濃度;減少鍍件帶出液量;進行鍍液回收;鍍槽采用低濃度鍍液;減少鍍液中添加劑的用量;利用電廠余熱對鍍液進行加熱;對含鎳漂洗廢水采用“微濾+反滲透”工藝，滲透液用于三級逆流漂洗等。

3)純水制備。加強膜裝置在線清洗，提高產(chǎn)水能力;濃水回用于廢氣凈化。

4)生產(chǎn)管理。加強設(shè)備檢查維修和保養(yǎng);綜合廢水經(jīng)處理后用于廢氣的凈化;建立廢物最小化企業(yè)管理體系;制定廢物最小化生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程;提高技術(shù)人員、管理人員的水平;提高員工技術(shù)操作水平;提高員工環(huán)保意識和清潔生產(chǎn)意識;激勵員工積極參與清潔生產(chǎn)等。

5 結(jié)語

鎳電鍍過程清潔生產(chǎn)，旨在降低電鍍過程中的物耗、能耗，減少污染物的產(chǎn)生和排放，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，實現(xiàn)電鍍過程的節(jié)能、降耗、減污、增效的目的。通過對鎳電鍍工藝和單元操作研究，在金屬鎳平衡和水平衡的基礎(chǔ)上，分析鍍鎳生產(chǎn)線清潔生產(chǎn)水平，發(fā)現(xiàn)該過程清潔生產(chǎn)機會，為實現(xiàn)清潔生產(chǎn)制訂合理方案。

［1］雷兆武，申左元.清潔生產(chǎn)及應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007:8

Opportunity Analysis of Cleaner Production for Nickel Electroplating Process

YANG Gao-ying1，LEI Zhao-wu2
(1.Hebei professional technology institute of construction and material，Qinhuangdao 066004，China;2.Enviromental management college of China，Qinhuangdao 066004，China)

According to the nickel electroplating production line in a company，the examining analysis of the cleaner production was progressed.Aiming at the nickel electroplating process，the techniques and unit operations were researched.The cleaner production level of the nickel electroplating process was analyzed based on the nickel balance and water balance.It was found that the opportunity of cleaner production should be started with energy-saving，consumption-reduction，pollution-decreasing and efficiency-increasing，and then the clearer production would be come true.

nickel electroplating;cleaner production;opportunity of cleaner production

TQ153.12

B

1001-3849(2012)08-0026-04

2012-01-21

2012-03-07