电镀工厂清洁生产设计

关于清洁生产条件下电镀工厂设计的我见关于清洁生产条件下电镀工厂设计的我见 清洁生产是世界工业发展的一大趋势 是相对于粗放的传统工业生 产模式的一种新型生产模式 清洁生产是一种新的创造性的思想 它将 整体预防的环境战略持续应用于生产 产品和服务中 以增加生态效率 和减少人类及环境的风险 它对生产过程要求节约原材料和能源 淘汰 有毒原材料 减少所有废弃物的数量和毒性 对产品 要求减少从原材 料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响 对服务 要求将环境 因素纳入设计和所提供的服务中 我们可以将它概括为 低消耗 低污 染 高产出 并从以下几方面得到体现 1 生产过程采用无污染 低污染的原料 2 用清洁的生产工艺 减少有害废物 对排放物综 合利用 3 向社会提供清洁的产品 将对人体和环境的污染减少到 最低程度 4 产品可以回收利用 不存在对环境的潜在威胁 5 有完善的清洁生产保障制度和操作规程 并有监督机制 6 在设计和服务过程中要将环境因素纳入其中 由此可见清洁生产 对电镀工厂的要求何等严酷 国家环境保护总局首先选定电镀 啤酒和 造纸等三个具有代表性的环境污染行业作为推行清洁生产评定技术标准 的试点是非常及时的 在工业生产各个行业开展清洁生产审计 是我国 工业持续发展的一项重大战略 是实现我国工业污染控制重点 由末端 控制向生产全过程控制转变的重大举措 这将对促进各行业的生产健康 发展起到积极推动作用 电镀工厂实现清洁生产的难度比起其它行业要大得多 从我国目前 情况看 许多工厂都需要进行技术改造 没有一个完善的清洁生产规划 和工程设计 技术改造的结果是难以达到预期的清洁生产条件的 电镀工厂的建设和技术改造必须进行工程设计 它是工程项目施工 和验收的依据 完善的工程设计也是实现清洁生产的前提条件 它牵涉 到 新建厂区选址是否恰当 是否符合环境评价的要求 重点污染车间 在厂区的位置是否合理 采用的工艺流程能否满足清洁生产要求 节水 节能和资源回收技术是否得到充分利用 环境污染是否受到最大限度的 控制 生产废弃物是否有了妥善的处理措施 生产组织与管理部门的设 置是否完善等一系列复杂问题 必须认真对待并给以高度重视 现就有 关问题结合自己从事电镀工厂设计的经验对清洁生产条件下电镀工厂设 计提几点意见 希望对新形势下电镀工厂的建设和技术改造有所帮助 1 新建厂区选址和重点污染车间在厂区的位置对控制污染极为重要 电镀工厂的布局必须符合城市建设和环境保护主管部门的规划要求 在一定协作半径内的厂点数量要恰当 要坚决关闭不合格的电镀厂 点 严格控制新建电镀工程 使电镀工厂的污染源得到有效扼制 现有 电镀工厂的改建与扩建工程 经过环境影响评价并得到有关部门批准后 应严格按照环境影响评价和审批文件的规定进行设计 污染物的排放必 须控制在其限定的控制数据以内 对于电镀工厂的环境规划还应考虑它 对厂区周边环境的不利影响 要参考当地全年主导风向情况 采取必要 的隔离措施 电镀车 间特别是前处理车间在厂区的位置尤为重要 既 要照顾到它对相邻车间和管理部门的影响 又要避免对厂区外部环境造 成危害 它的下风方向不能布置有机床设备的车间和电镀成品仓库等易 受腐蚀气氛影响的建筑物 也应避开人员比较密集的场所 各建筑物之 间必要的间距和绿化是非常关键的 对绿化花卉和树木种类的选择也要 注意 如栽种夹竹桃等能吸收有毒废气的花卉品种和能分散阻挡气流的 多品种高大乔木屏障等 都是很有效的 2 生产工艺的选择是优质 高产的关键 也是能否实现清洁生产的关键 近三十多年来广大电镀工作者对提高产品质量和减轻环境污染的电 镀新工艺进行了大量研究工作 不少行之有效的低污染 低消耗 高质 量 高效率的电镀新工艺 新技术 新材料和新设备相继应用于生产 收到了良好的技术经济效益和环境效益 如 镀前处理及化学处理工艺 中的中温 常温除油 液体喷砂 振动磨光 无黄烟铝件和铜件化学抛 光 钢铁件中温 常温磷化 钢铁件常温氧化 发蓝 发黑 铝合金 常温阳极氧化等 镀后处理工艺中的铜合金钛盐钝化 镀锌 层低铬 微铬钝化 三价铬钝化 有色金属镀层的防护应用有效的导电 减磨有 机涂层等 电镀工艺 的低氰 微氰 镀锌 碱性锌酸盐 镀锌 氯化物 镀锌 柠檬酸盐 镀金 咪唑 镀银 等 为了减低污染 还研究了许多代 用镀层及相应的电镀工艺 如 代铬镀层 代镉镀层 无铅可焊性锡 合金镀层 预 镀银 替代汞齐化等 在产品设计上推广应用耐磨磷化 化学 镀镍 磷 离子镀氮化钛 复合镀耐磨减摩镀层等来替代模具 液压 油缸和柱塞等机械零部件过去沿用的镀硬铬和青铜镀层 有条件的镀种应在溶液中添加气雾抑制剂 如酸雾抑制剂 碱雾抑 制剂 铬雾抑制剂等 减缓有害气体挥发 减轻排气净化设备的负荷 提高净化处理工作效率 只有控制了电镀工厂数量 大力推广低污染新工艺 才能堵住污染 源头 我们首先做到了 断源 并在设计和生产中采取 节流 清尾 和 严管 措施 清洁生产就有了保证 3 电镀工件的清洗技术 溶液的回收与再生技术 对节约资源和减 少污染物排放非常有效 减少清洗用水 将清洗水回用于镀槽 尽量回收与再生失效溶液 就减少了资源的流失 也就做到了 节流 对清洗技术的研究是国际上许多行业长期关注的重要课题 先进清 洗技术在电镀生产中的推广应用 对于水资源匮乏的中国更具有特别重 要的意义 多级间歇逆流清洗技术是国际上公认的最节水的新技术 经 过二十多年推广应用 已经收到显著成效 而且有了新的发展 化学法 处理混合电镀污水又是大家公认的可靠而经济的传统技术 将二者加以 结合 再配合活性炭吸附和离子交换等有效的净化技术 就能真正做到 电镀工厂生产用水闭路循环 减少排放 为实现清洁生产创造良好条件 多少年来 一些工厂采用多级间歇逆流 全翻糟 清洗技术力图达 到自然平衡而不排放过剩污水 每道工序配备五 六个清洗水槽 延长 了生产线的长度和工序加工时间 占用较大厂房面积 却只能达到部分 电镀工序的用水平衡 大量镀前处理的酸碱污水仍需要处理达标后才能 对外排放 因此 从整个电镀工厂来说并没有达到无排放 只是达到了 电镀工序节水的目的 我认为 既然工厂要建立污水处理站 电镀生产线上就不必一味强 求自然平衡 清洗槽一般配3 4 个就可以了 这样既可以缩短电镀生 产线的长度和工序加工时间 也同样节约了用水 末级清洗槽的低浓度 清洗水可以采用小型离子交换柱来净化以维持其清洗效能 末级清洗槽 的补充水也由小型离子交换柱来提供 由于末级低浓度清洗水中的有机 添加剂和重金属离子含量极微 采用小型活性炭柱和离子交换柱进行吸 附 交换 过滤后 可保持末级清洗水的纯净程度 还可供配制槽液使 用 而且交换柱的再生周期也很长 要达到生产线闭路循环是可靠而经 济的 这样 在电镀工厂的污水处理设施中就出现了两个系统 即生产线 多级间歇逆流清洗和循环回收系统与全厂 或车间 电镀污水处理净化 回收系统 电镀工序的清洗用水不排放比起整个电镀车 间的清洗用 水不排放来说 其技术难度要小得多 国内媒体曾经多次将局部的电镀 工序清洗用水不排放技术笼统地说成 电镀废水 不排放 在环境保 护主管部门造成极大误会 也给电镀工厂的污水治理工作造成很大压力 我们所追求的最高境界应该是做到电镀工厂 或车间 用水全面回收 少量排放处理净化后的污水 彻底消除电镀生产排水对环境造成的污染 只要大家坚持不懈地进行工艺更新 改进工艺装备 如挂具 滚筒 喷 洗和搅拌装置等 减少污染物的产生和带出量 防止无序的跑 冒 滴 漏发生 严格管理生产用水的节制 回收和利用 排入污水处理站 的电镀污水将会大幅度地减少 其处理与回收费用就会降低 就有可能 从生产的受益中得到补偿 4 电镀工厂失效溶液的再生 回收 利用与处理也是影响清洁生产 的一大问题 电镀工厂的失效溶液浓度较高 如果不加控制任意排入污水处理系 统 其污染物含量会大大超出污水处理系统的设计能力 如果不对这些 失效溶液区别不同情况 分别加以再生 回收 利用与处理 也是对资 源的浪费 电镀生产用酸量很大 金属酸洗溶液的失效多是由于金属离子浓度 过高而降低了效率 在有条件的工厂或地区可以采用不同规格的再生设 备使其得到重复利用 有色金属酸洗的失效溶液应该采用回收装置首先 回收有色金属 再进行必要的净化与调整 使其恢复功能 尽量避免排 放 不得不报废的酸液 必须设计有废酸贮存容器 使其作为污水处理 的 pH 值调节用酸 按需求量加入调节池中 铁杂质含量过高的镀铬 溶液 电抛光溶液等宜采用隔膜电解设备 进行再生 不应轻易报废 其它失效溶液采取必要回收措施后 也应考虑配备妥善的处理设施 如氰化溶液的槽内处理等 不得随意排放 5 电镀有毒有气 体的净化与排放设施的有效性与可靠性 是实现清洁生产不可忽视的环 节 在电镀车 间通风设计规范中 镀槽通风罩的原有形式已经不能满足 当前各类电镀生产线的安装要求 应按照清洁生产的标准进行修订 通 风管道的合理布置 管件结构的可靠性 选材的正确性与维修保养方便 程度 对保持 电镀厂 房良好生产环境至关重要 气体净化装置的效率 和质量的提高 是贯彻实施清洁生产的迫切要求 设计单位除了在设计 中选用国产优质高效风机产品 气雾回收装置和气体净化装置外 还应 配合工厂开展新型产品研究开发工作 以尽快满足新形势的要求 利用 镀铬 镀镍 的通风排气来蒸发镀液 使镀件清洗用水自然平衡 同时消除铬雾的节能环保设备在国外已应用20 余年 效果显著 八 十年代国内曾对日本中央制作所的这类设备进行过测绘和试制 第一汽 车厂最近也介绍了这类设备的设计情况 尚未引起重视 应该加强宣传 尽快推广应用 6 电镀生产的废渣和有害化学品包装材料的处置是长期没有很好解 决的课题 电镀污水处理产生的污泥 一般工厂只能做到压滤或真空脱水固化 而不能进一步回收利用 如果由工厂任意处置 有可能经地表水浸润而 造成二次污染 过去曾研究过用作工业填料 制砖原料等办法 都不是 电镀工厂力所能及的 再加上其它有害化学品包装材料的处置 也都希 望能够按地区统筹安排 使之得到妥善解决 电镀污泥不能很好回收利用的原因是多方面的 电镀污水没有分质 处理 重金属含量太杂 无法冶炼回收 一个电镀工厂污泥量较少 没 有一个部门统一收集并与冶金工厂挂钩 统筹安排管理 这就要求电镀 工厂设计时 污水按镀种分流 分别分质处理 各地区政府的主管部门 应设置相应机构统管固体废弃物的回收与处置工作 日本在资源回收方 面的经验可供借鉴 只有把流失的废水 废气和其它废弃物收拾干净了 才算做到了 清 尾 7 作好 电镀厂 房设计 合理布置设备和管道 提高电镀生产的机械 化和自动化程度 为清洁生产创造良好条件 设备布置应保证生产过程物流线路最短 尽量减少湿工件的跨线运 输 要采取措施防止挂具 滚筒和料筐提出镀槽时将带出液滴到槽外 有效地控制污染 加温镀槽和热水槽应设计温度自动控制器和电磁阀 清洗槽要安装 电导节水仪和电磁阀 防止能源和水资源浪费 污水处理站设计应选用自动化程度较高的机械设备 化学法处理系 统一般应有液位控制系统 药剂配制与添加设备 pH 值监测控制和 ORP 监测控制系统等 条件许可的工厂尽可能采用处理全过程计算机控 制系统 确保处理水质达标排放 出现事故也有据可查 新建厂房可将管道布置在能通行的 净高2 米 地下层内 以 便经常检查和及时维修 旧厂房改造也宜采取地上明设管道和明沟 或 沟内套管 排水方式 有利于观察管道工作状态和定期更新 电镀厂 房地面的渗漏对环境的污染往往被人们忽视 在建筑设计上 对地坪垫层已采取了三布四涂的玻璃纤维树脂防腐蚀隔离处理 但面层 的强度 刚性 耐磨性 耐冲击性和整体性等也是不可忽视的 对于大 批量的中小零件采用自动线生产的厂房 宜选用整体地坪 如玻璃钢面 层等 对于重大工件采用手工操作生产的厂房 宜选用树脂胶泥勾缝的 砌块面层 如大块花岗岩面层等 只要面层不渗漏 垫层不开裂和下陷 玻璃纤维树脂防腐蚀隔离层是不会轻易破坏而泄漏的 7 设计中要考虑健全的清洁生产管理机构 以