电镀加工量与生的废水量及废渣量之关系

1、文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .电镀加工量与产生的废水量及废渣量之关系王克和( 大连市表面工程协会 , 辽宁大连 116013)电镀加工量和电镀过程中产生的废水量及废渣量有着直接关系 , 但是由于电镀加工件千差万别 , 电镀工艺及污水处理方法各不相同 , 要能准确地得出它们之间的定量关系是非常困难的。提出一些计算思路和方法以及实际验证结果。电镀加工量 ; 废水量 ; 废渣量中图分类号： X781.1 文献标识码： B文章编号： 1001-3849(2010)06-0040-05引言以电镀加工量推算电镀过程中产生的废水量及废渣量 , 对于电镀污染物控制与治理

2、十分有利。 但是由于电镀加工件大小、 形状千差万别 ; 电镀工艺、流程、零件清洗方法、 污水处理方法、 添加药品、污泥脱水方法各不相同 , 所以准确地得出它们之间的定量关系是非常困难的。在现有的文献中很少有关于这方面的报导。为了进一步做好电镀污水和废渣管理工作 , 促进企业走清洁生产之路 , 本文以多年来积累的实践经验和国家标准等文献资料为依据 , 对电镀加工量与产生的废水量、废渣量之间的关系进行初步的探讨。电镀加工量电镀厂、点对电镀 ( 含其他表面处理 ) 的加工量一般以电镀面积或镀件质量为单位进行计算。面积单位用 dm2或 m2,质量单位用 kg 或吨 t 。电镀面积就是计费面积、工作量统

3、计面积 , 也可称为电镀操作时计算电流的面积。不等于电镀件的实际表面积。 由于电镀件形状及大小不同 , 一般只能在电镀件的外表面、端面和一部分内表面镀上镀层。所以电镀面积实际上就是电镀件的外表面积乘以一个大于1 的系数 , 按统计规律取 1.5 。对于大批量的、比较大的结构件计算面积不方便 , 而且大的电镀件容易求得质量和面积的关系 , 所以对这类电镀件都是以质量来计费。 如大连市大量的托盘、 周转箱等中等尺寸镀锌电镀件的质量与面积的关系设为2dm2/kg。对于小的电镀件 , 质量与面积的关系比较复杂。 一般来说 , 同等质量的电镀件 , 厚度越薄 , 对应的面积越大。1文档来源为 :从网络收

4、集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .电镀溶液带出量2.1 计算方法电镀溶液带出量与溶液的性质( 如溶液的黏度 ) 、生产方式 ( 自动线与手动线 ) 、电镀件在电镀槽上停留时间、挂具设计的合理性及电镀件的形状等因素有关。电镀件的形状千差万别 , 带出的电镀溶液量也不同。 平板状电镀件带出溶液相对最少;带内腔的、尤其是带盲孔内腔的电镀件带出溶液最多。电镀溶液带出量有三种计算方法 : 一是按电镀清洁生产工艺1 的资源指标和污染物产生指标( 定量指标 ) 的等级评分标准计算 ; 二是按清洁生产标准电镀行业(HJ/T314

5、-2006)2表 1 中的数据计算 ; 三是按大连市电镀行业2006 年 20家清洁生产审核中物料平衡中的实测数据计算。 ( 这里的镀液带出量是电镀件直接从镀槽中带出的量) 。按照这三种不同方法计算出的电镀溶液带出量差距较大, 数据分散。因此以国家环境保护总局颁布的清洁生产标准电镀行业(HJ/T314-2006) 表 1 中数据为准进行计算比较合适。2.2 电镀溶液带出量计算清洁生产标准电镀行业 (HJ/T314-2006) 给出了电镀行业生产过程清洁生产水平的三级技术指标 : 一级指标代表国际清洁生产先进水平 ; 二级指标代表国内清洁生产先进水平 ; 三级指标代表国内清洁生产基本水平。在该指

6、标要求中 , 分别对电镀工艺选择合理性、电镀设备 ( 整流电源、风机、加热设施等 ) 节能要求及节水装置、清洗方式、挂具与极杠、设备泄漏防范措施、生产作业地面及污水系统防腐防渗措施及镀层金属原料综合利用率等方面进行了严格的规定。例如 : 在电镀工艺选择合理性方面 , 一级及二级指标为 : 结合产品质量要求 , 采用了清洁生产工艺。而三级指标为 : 淘汰了高污染工艺。 而对于清洗方式一级、 二级及三级的指标要求均为 : 根据工艺选择淋洗、 喷洗、多级逆流漂洗及回收或槽边处理的方式及无单槽清洗等方式。按二级指标最大值计算电镀溶液带出量,见表 1。按照清洁生产标准电镀行业 (HJ/T314-2006

7、),1m2 镀层新鲜水用量为0.3t 。按照表 1 中的指标 , 如果污水不处理 , 全部达标 , 则总排水量为 :总排水量 C=镀液带出量 A/ 排放标准 B(1)如果按新鲜水用量定排水量, 则排水中镀液量为 :2文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .排水中含镀液量 E=按新鲜水用量定排水量D排放标准 B(2)计算结果见表 2。电镀厂、点排的污水不是含单一污染物的污水 , 而是综合污水 , 所以计算排水量时应以生产量最大的镀种、 排水量最大的工序为准计算。 如某厂有大量镀锌、少量镀铬和镀镍生产

8、线 , 就应以镀锌生产量为依据 , 镀铬和镀镍生产量不用计算。计算镀锌排水量时要考虑 , 镀锌生产过程中有镀锌和钝化工序 , 两者的 1m2镀层排水量 : 镀锌是 0.16t 、钝化是 0.26,t那么就取镀锌钝化的0.26t 来计算。以上数据是按二级指标 , 即国内清洁生产先进水平计算的 , 如果没达到该水平, 数据还要变大。从表 2 中可以看出镀锌和钝化工艺 C 值小于 D, 按国标规定的用水量 , 污水不用处理就能达标排放 ; 而其它工艺 C 值大于 D,则 A-E=F,F 是要处理的带出溶液的量 , 也是计算产生废渣的依据。按镀液带出量计算泥渣生成量3.1 指标要求根据表 2 中各镀种

9、镀液带出量和排水含镀液量计算结果, 可以求得需处理的镀液量 , 继而求得泥渣生成量。各镀种需处理的镀液量列于表3。3.2 单位电镀面积废渣和废水生成量由于含铜废渣是以氢氧化铜形式存在, 将表 3 中 1.8g/m2 铜换算为氢氧化铜为2.76g/m2 。因此 , 每 1m2镀铜件会产生 2.76g 无水氢氧化铜废渣和0.3t 达标含铜废水。含镍废渣是以氢氧化镍形式存在, 将表 3 中 0.33g 换算为氢氧化镍为0.52g 。因此 , 每 1m2镀镍件会产生 0.52g 无水氢氧化镍废渣和0.27t 达标含镍废水。含铬废渣是以氢氧化铬形式存在, 将表 3 中 3.78g 铬换算为氢氧化铬为7.

10、49g 。因此 , 每 1m2镀铬件会产生 7.49g 无水氢氧化铬废渣和0.24t 达标含铬废水。需要说明的是 , 处理含 Cr( ) 的电镀废水 , 首先要加还原剂将 Cr( ) 还原为 Cr( ) 。如果以亚硫酸氢钠为还原剂 , 虽然其投料量很大 , 是 Cr( ) 的 4 倍, 但其反应产物溶于水 , 不增加废渣量。如果以铁粉或用电解 ( 铁板 ) 法还原 Cr( ), 废渣量就要增加氢氧化铁的质量。另外调高pH时 , 使用氢氧化钠 , 废渣量不增加 , 如果3文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎

11、下载支持 .使用石灰石则废渣质量增加。因此, 废渣质量需考虑还原剂和pH调节剂的影响。按金属利用率计算泥渣生成量4.1 指标要求在电镀工艺中 , 金属的资源利用率即为形成金属镀层的部分 , 其余部分视为含金属的废渣。 根据该原理 , 以清洁生产标准电镀行业 (HJ/T314-2006) 表 1 中资源利用率数据为基础按二级指标计算泥渣生成量 , 资源利用率 ( ) 数据见表 4。因此 , 可以用以下公式计算泥渣生成量。m1=V =A (1)m=m1/(2)m2=m(1- )=S (1- )/ (3)式中 :m1- 金属镀层质量 ,g;m- 金属总质量 ,g;m2- 金属泥渣质量 ,g;V- 金

12、属镀层体积 ,cm3;A- 金属镀层面积 ,m2;金属镀层厚度 , m;金属的质量密度,g/cm3;金属资源利用率。4.2 单位电镀面积废渣和废水生成量由式 3 和表 4 数据计算可知 , 每 1m2镀锌件产生 14.34g 含锌废渣 , 由于含锌废渣是以氢氧化锌形式存在 , 换算为氢氧化锌为 21.8g 。因此 , 每 1m2镀锌件会产生 21.8g 无水氢氧化锌废渣。应当说明的是 , 该结果是在含锌废水得到完全处理时的结果。实际上排水中一定含有锌离子 , 因此 , 实际废渣量小于计算的结果。 由表 2 可知 , 每 1m2镀锌件会产生并排放 0.3t 含锌和 Cr( ) 的废水 , 其中锌

13、 0.6g, 换算成氢氧化锌为 0.9g 。因此 , 每 1m2镀锌件会产生 20.9g 无水氢氧化锌废渣和 0.3t 达标的含锌和 Cr( ) 废水。每 1m2镀铜件产生 22.35g 含铜废渣。由于含铜废渣是以氢氧化铜形式存在,换算氢氧化铜为33.58g 。因此 , 每 1m2镀铜件会产生 33.58g 无水氢氧化铜废渣和0.3t 达标的含铜废水。每 1m2镀镍件产生 3.87g 含镍废渣。由于含镍废渣是以氢氧化镍形式存在,4文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .换算氢氧化镍为5.69g 。

14、因此 , 每 1m2镀镍件会产生5.69g 无水氢氧化镍废渣和0.27t 达标的含镍废水。每 1m2镀铬件产生 11.3g 含铬废渣。由于含铬废渣是以氢氧化铬形式存在,换算为氢氧化铬为22.15g 。因此 , 每 1m2镀铬件会产生 22.15g 无水氢氧化铬废渣和 0.24t 达标的含铬废水。仍需考虑还原剂和pH调节剂对废渣生成量的影响。讨论表 5 给出了各镀种镀液带出量、排水量和废渣生成量。需要说明的是 , 表 9 列出的废渣量是干渣的量, 实际废渣中含水是非常多的。大部分企业经压滤机压出的滤饼含水率介于70%90%之间 , 一般设废渣含水率为80%。由表 5 可以看出 , 根据镀液带出量

15、和金属利用率计算的废渣生成量差别很大。通过企业实际运行数据验证, 以金属利用率计算的结果更贴近实际。因此, 根据金属利用率计算的含水率为80%的废渣生成量结果见表6。企业运行数据验证某外资企业 , 根据以上计算方法计算的理论排水量、 排渣量与实际量对比见表 7、表 8。实际总排水量比理论计算值偏大 , 这可能是由于企业在清洗工序中存在差异所致 ; 排渣量理论值与实际值在一个数量级上 , 实际值比理论值大 , 造成这种情形的原因可能有两个 : 一是实际污泥含水率高 ; 一是污水处理过程中加铁盐过多。某内资企业 , 根据以上计算方法计算的理论排水量、 排渣量与实际量对比见表 9。该企业有一定管理水平 , 产品进厂大都用计算机 PROE软件画图 , 自动计算面积, 所以生产量的数值是比较准确的 ; 该企业污水处理设施先进 , 管理到位 , 处理效果较好 , 成本较低。由表 9 可以看出 , 排水量理论值和实际值是同一数量级 , 污水量偏大 65%,可能与企业精心做好污水处理工作有关 ; 而污泥量仅偏大 14%,说明计算方法和实际比较贴近。 如果设法加强污泥干燥工作 , 污泥量还能减少。 因为本课题涉及可