宁波塑料电镀厂清洁生产的成功实践

 1.前言
    电镀行业在国民经济发展过程中扮演着重要角色，是现代制造业不可缺少的配套行业。在我国，电镀行业却是一个高耗能、重污染行业。电镀工业对资源消耗十分巨大，而资源利用率却很低，大量耗用各种贵金属、能源和水资源，大量的宝贵资源流失并变为污染物。如我国电镀平均用水量为0.82t/m²，是国外同类电镀生产线用水量的10倍多。电镀废水毒性高、排放量大，全国电镀工业每年排放的含重金属废水高达4亿吨，重金属固体废弃物污染5万多吨，酸性废气产生量在3000万m³以上。我国电镀企业生产工艺设备和管理水平普遍落后，影响着该行业的可持续发展。
    鼓励和促进电镀企业施行清洁生产是目前能有效改变电镀企业现状的重要手段。因此，自1993年国家启动清洁生产审核试点工作以来，电镀行业就一直是清洁生产关注的重点领域。宁波市塑料电镀厂于2004年被宁波市确定为12家清洁生产试点企业之一，开始进行清洁生产审核工作。实践表明宁波市塑料电镀厂通过清洁生产审核，加强了管理、改进了电镀生产过程控制、提高了资源利用率、改善了环境质量，在节水节电、减少原料流失和降低废水毒性等方面都取得明显的环境效益和经济效益。

2.清洁生产水平分析
    在我国《电镀行业清洁生产技术要求》（报批稿）中衡量电镀生产过程（综合电镀类）资源利用指标中包括镀层金属原料综合利用率等指标（见表2-1 电镀行业清洁生产审核技术要求（综合电镀类）），每个指标分为3级，其中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。
    清洁生产审核的评估阶段重点对四个审核重点车间的电镀生产线进行评估，通过建立物料平衡、水平衡，分析物料流失的环节，分析企业目前所处的清洁生产水平，找出污染物产生的原因，查找材料储存、生产过程控制和管理等方面存在的问题，以确定预防污染的方案。为了保证审核质量和所有数据的真实性，本轮清洁生产审核中对电镀生产线所镀覆处理的零件数量和消耗的物料、水、电等进行了统计，并且利用一个月的时间对生产线当月镀覆的零件、零件带出量及消耗的清水量进行了实测和统计，部分指标的实测结果见表2-2。可以看出，该企业镀层金属原料综合利用率达到《电镀行业清洁生产技术要求》（报批稿）综合电镀类指标的三级指标，即国内清洁生产基本水平。   

二、资源综合利用指标
1.镀层金属原料综合利用率 
镀种           清洁生产指标等级   一级  二级  三级
 锌   锌的利用率（钝化前），％ ≥85 ≥80 ≥75
 铜   铜的利用率                  ％ ≥92 ≥90 ≥85
 镍   镍的利用率                  ％ ≥95 ≥92 ≥88
硬铬 铬酐的利用率               ％ ≥90 ≥80 ≥60

表2-2  塑料电镀厂镀层金属原料利用率
 

电镀生产线	金属利用率	三级要求	可达到的水平
镀锌	锌板利用率（钝化前），77.1%	75%	基本
塑料电镀线	铜的利用率，86.2%	85%	基本
	镍的利用率，91.4%	88%	基本
	铬酐的利用率，70.5%	60%	基本
镀硬铬线	铬酐的利用率，66.3%	60%	基本
镀金线	氰化金钾的利用率，81.2%	无	－

3.清洁生产技术
    清洁生产是走出“先污染，后治理”误区的一种新的创造性思想，它可以通过从源头控制污染，加强电镀生产和技术管理，改造落后生产技术、工艺、设备，提高电能、新鲜水和化学品的利用率，从而提高企业利润。在本轮清洁生产审核过程中，通过聘请电镀专家指导，参加电镀清洁生产技术研讨会、吸取电镀行业中 的节能降耗生产技术等手段深入挖掘企业自身清洁生产潜力，实现了清洁生产目标。
 3.1加强监测手段
    在清洁生产审核评估过程中，对生产过程物料平衡分析测试，旨在准确地判断废物流产生的环节，定量确定废物数量，去向和成份，为制定预防污染削减废物的清洁生产方案奠定科学的基础。在实际审核过程中，物料平衡是清洁生产评估过程的难点之一。为准确获得相关数据，探明清洁生产水平，寻求清洁生产机会，作为本轮审核中费方案之一，企业购置了重金属测试仪器－原子分光光度计，保证了清洁生产审核评估过程中物料平衡的真实性和准确性；此外，将原子分光光度计应用于监测出废水中重金属的浓度，可以避免废水处理药剂过量使用，节约废水处理的成本。
 3.2节约用电消耗
    由于我国能源效率低，主要是粗放型经济增长方式，经济结构不合理，技术装备落后，造成能源消耗量大，电资源紧张。尤其是在夏季，经常要求企业进行限电，给企业的生产和经营带来很大的影响。电镀行业是用电大户，实施清洁生产必须在节电环节上作好文章。
    本轮清洁生产选用的高频开关电源较传统的可控硅电源节电25%～30%,是国家环保总局等五部委重点推荐的新型节能产品。在清洁生产审核过程中企业逐步对可控硅电源进行替代，目前已经更换高频电源开关20余台，由于资金量比较大，企业决定先在部分电镀生产线采用高频开关电源，其余的生产线则需要逐步更换。由于取得的经济效益明显，各电镀分厂均有加快更换开关电源的要求。
 3.3替代含氰镀锌工艺
    剧毒的氰化物在电镀中是非常强的络合剂，被广泛应用在电镀工艺中。如果使用得当，认真处理，其危害尚能控制，若失控并流入环境则危害极大，故淘汰含氰电镀工艺势在必行。我国政府已于2002年颁布32号令，明令淘汰含氰电镀。电镀业界人士为此做出了积极努力的工作，并取得了一定的成效。目前，无氰工艺替代含氰镀锌工艺已经成熟。
    本轮清洁生产审核中对审核重点车间镀锌生产线进行改造，用比较成熟的无氰碱性盐镀锌工艺取代原来的含氰电镀工艺。该工艺镀液无需重新配槽，也无需对原镀液进行处理，只要停止向镀槽中补加氰化物，逐步降低氰的含量，同时逐步提高镀液中氢氧化物的含量，控制锌与碱的比例，用专用光亮剂代替添加，就在一定时间内能变有氰镀锌为无氰镀锌。无氰镀锌工艺具有分散能力和覆盖能力好，电流效率高，并适用于形状复杂的镀件，其镀层质量可以达到氰化镀锌的水准。
    采用无氰镀锌工艺，虽然会增加电镀成本，但减少了污水处理的费用后，生产成本还有所降低。本方案的实施可以减少氰化物的用量，在生产全过程中控制了氰化物等强毒性物质的使用，采用无污染的原材料和先进的替代技术，使之对人体和环境的污染减少的 的程度，同时也减少了由于氰化物排放造成的末端治理的压力，可以产生具有巨大的环境效益。
 3.4膜分离技术处理电镀含镍废水
    宁波市塑料电镀厂产生的电镀含镍废水主要来自镀镍生产工艺中清洗工件的漂洗水，占全厂废水总量的20%左右，约每天40吨。现采用化学法处理，因废水中镍离子含量较高，产生的含镍废水，给环境带来污染。为从根本上解决电镀镍废水的污染问题，采用先进的膜分离技术处理电镀含镍废水，改善环境，回收镍和中水、纯水，提高资源利用率，降低生产成本，实现电镀废水资源化。
    该项技术实施后，电镀含镍废水排放量从每天约40吨减低到零排放或微排放；电镀镍干化污泥量每月从12t减少至无镍干化污泥。对电镀含镍废水进行回收，每年可回收镍592kg，回收中水11232t，回收纯水998t，实现中水回用和废物资源化。方案的实施从源头上削减了污染物的产生，保护了环境。本项清洁生产技术虽投资较大，投资回收期偏长，但是它从根本上解决了电镀含镍废水的污染问题，符合电镀行业可持续发展政策。
 3.5镀钕铁硼生产线的半自动化改造
    该企业原有的钕铁硼电镀生产线均为手工操作,清洗水浪费大,工效低,员工劳动强度大。原车间的生产面积小，设备工位排布非常拥挤。
    清洁生产中将该生产线迁入新建厂房内，改为半自动电镀生产线，提高了工效。扩大了生产面积，设备工位布排合理，地面废水清理采用地沟，用铸铁盖板，地沟内铺设花岗石，环氧树脂密封，达到防渗防腐，考虑到含镍废水回收利用，铺设镍废水PVC专用管道。同时采用多级逆流漂洗，镀液多级回收等清洁生产技术，节约资源，减少浪费。在改进生产线后，生产能力大大增加，但污染物的产生量却不会增加，从源头上削减了污染物，实现了经济效益和环境效益的统一。
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