清潔生產(chǎn)報告書

1、摘要：清潔生產(chǎn)能有效實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污、增效,使該行業(yè)獲得巨大的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益,而且對于緩解我國能源短缺問題也有十分重要的意義。目前，我國在電鍍行業(yè)推行實施清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)，應(yīng)用較為成功并得到行業(yè)廣泛認可的清潔生產(chǎn)技術(shù)主要有無氰鍍鋅、酸性鍍銅、無氰鍍金、三價鉻電鍍及納米復(fù)合電鍍等。由于清洗廢水占電鍍廢水總量的絕大部分，所以清洗廢水需重點關(guān)注。結(jié)合某廠實例說明技術(shù)改造是提升電鍍企業(yè)生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。目錄1電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)11.1 清潔生產(chǎn)與電鍍行業(yè)1清潔生產(chǎn)與基本國策11.3 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)主要途徑22 實例分析22.1 企業(yè)概況2原生產(chǎn)狀況2原生產(chǎn)加工工藝流程23 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)實用

2、技術(shù)83.1 有毒原輔材料替代技術(shù)83.2 電鍍清洗水減量化技術(shù)9清洗廢水的潛力分析9系統(tǒng)削減電鍍廢水的對策104 現(xiàn)狀總結(jié)及處理方案15技術(shù)應(yīng)用分析15處理方案16方案實施后水平衡關(guān)系圖165 結(jié)論176后記171電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)與電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)是一種全新的工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展模式,是工業(yè)企業(yè)實施可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。它是以技術(shù)、管理為手段,以節(jié)能、降耗、減污、增效為目標,通過對生產(chǎn)的全過程的排污審核篩選并實施污染防治措施,以消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響,從而達到防治工業(yè)污染、提高經(jīng)濟效益雙重目的。電鍍工業(yè)屬于高能耗、高水耗、高污染的行業(yè)。目前,國內(nèi)尚未開展電鍍行業(yè)的

3、清潔生產(chǎn)示范工程,缺乏有效的清潔生產(chǎn)技術(shù)信息是電鍍企業(yè)實施清潔生產(chǎn)的一大障礙。因此,對電鍍企業(yè)進行清潔生產(chǎn)試點研究,結(jié)合國內(nèi)外同行業(yè)清潔生產(chǎn)狀況和其他行業(yè)清潔生產(chǎn)的經(jīng)驗,研制并實施各項可行的清潔生產(chǎn)方案,有效實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污、增效,不僅使清潔生產(chǎn)在該行業(yè)獲得巨大的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益,而且對于緩解我國能源短缺問題也有十分重要的意義。本文在介紹清潔生產(chǎn)基本概念和內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,結(jié)合電鍍企業(yè)清潔生產(chǎn)實例，通過清潔生產(chǎn)在電鍍行業(yè)的技術(shù)種類及分析，提出在實際生產(chǎn)上實施清潔生產(chǎn)的方案。清潔生產(chǎn)與基本國策中央在十六屆五中全會上把節(jié)約資源作為基本國策，重點提出了：“以生態(tài)思維作為經(jīng)濟活動全過程的總體設(shè)計，

4、使經(jīng)濟活動像生態(tài)系統(tǒng)那樣，自我調(diào)節(jié)控制能量流動和物質(zhì)循環(huán)，做到綜合利用資源，變以往末端治理污染為從源頭消除，最大限度減少污染，保護自然環(huán)境，從而產(chǎn)生最大的社會效益，達到循環(huán)經(jīng)濟的目的?！鼻鍧嵣a(chǎn)是一種全新的工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展模式,是工業(yè)企業(yè)實施可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。它是以技術(shù)、管理為手段,以節(jié)能、降耗、減污、增效為目標,通過對生產(chǎn)的全過程的排污審核篩選并實施污染防治措施,以消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響,從而達到防治工業(yè)污染、提高經(jīng)濟效益雙重目的。1.3 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)主要途徑從電鍍生產(chǎn)的行業(yè)特點分析，其實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的途徑主要有: 1) 在產(chǎn)品設(shè)計和原材料選擇時，不使用有毒有害

5、的原料，減少對環(huán)境的危害; 2) 采用物理氣相沉積、熱浸鍍代替電鍍; 3) 改善工藝，更新裝備，提高原材料和能源利用率; 4) 生產(chǎn)過程控制，電鍍自動線通過機械和電氣裝置自動完成全部工序過程，精確控制槽液濃度、溫度和電流等工藝參數(shù)，可以大幅度提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量;5) 廢棄物的循環(huán)利用及清洗水的重復(fù)使用; 6) 建立有效的生產(chǎn)管理制度，如推行ISO14000 環(huán)境管理體系認證、5S 管理; 7) 重點強化廢水、廢氣治理，削減污染物排放，清潔生產(chǎn)并不排斥末端治理，況且在現(xiàn)階段，末端治理仍是污染防控的最后屏障;8) 安全處置危險廢物( 如廢水站污泥、化學(xué)除油工序產(chǎn)生的油泥) ，防范環(huán)境風險

6、。2 實例分析現(xiàn)以某電鍍廠(以下簡稱“a廠”)實行清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)型工作作為實例，探討電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)。2.1 企業(yè)概況深圳市a廠是一家來料加工企業(yè)，于1989年投資設(shè)廠在龍崗，租地自建廠房共10900平方米，主要經(jīng)營加工電鍍電子元器件支架等產(chǎn)品，一直以來穩(wěn)定發(fā)展經(jīng)營，主要經(jīng)營加工電鍍各類電子元器件支架等產(chǎn)品。原生產(chǎn)狀況原生產(chǎn)加工工藝流程我廠現(xiàn)階段主要從事三極管等電子元器件的電鍍加工，鍍種以鍍銅、鍍錫、鍍鎳、鍍銀為主。生產(chǎn)工藝流程如下：1）、掛鍍銀自動線工藝流程：2）、掛鍍錫鉍自動線工藝流程3）、掛鍍錫手動線工藝流程4）、掛鍍錫自動線A工藝流程5）、掛鍍錫自動線B工藝流程原生產(chǎn)工藝1）、電

7、鍍工藝2）、清洗方式 3） 、電鍍裝備節(jié)能要求及節(jié)水裝置4） 、回用情況原用水量統(tǒng)計廢水處理設(shè)施基本情況 a廠于2003年5月委托深圳市中棱環(huán)保公司建成了一套處理能力300m3/d的廢水處理設(shè)施，將生產(chǎn)廢水分為含氰廢水、含鉻廢水、陽極氧化廢水和綜合廢水4類。廢水處理工藝流程圖電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)標準（綜合電鍍類）3 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)實用技術(shù)目前，我國在電鍍行業(yè)推行實施清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)，應(yīng)用較為成功并得到行業(yè)廣泛認可的清潔生產(chǎn)技術(shù)主要有無氰鍍鋅、酸性鍍銅、無氰鍍金、三價鉻電鍍及納米復(fù)合電鍍等。3.1 有毒原輔材料替代技術(shù)氰化物是常用的電鍍絡(luò)合劑，但因其巨大的安全和環(huán)境風險，人們從

8、來都沒有停止對無氰電鍍的追求。幸運的是，目前鍍鋅、鍍銅的無氰電鍍工藝已經(jīng)成熟，其他一些無氰電鍍工藝如無氰鍍銅-錫合金和鍍銀，也成為電鍍技術(shù)研究的熱點。1) 無氰鍍鋅。無氰鍍鋅工藝是無氰電鍍中最為成熟的工藝之一，依據(jù)不同的需要和所采用的不同技術(shù)，無氰鍍鋅分為堿性、中性( 弱酸性) 、酸性三大系列。其中堿性鍍鋅的性能與氰化物鍍鋅最為接近堿性鍍鋅是以鋅酸鹽為主的無氰鍍鋅工藝，基本成分是氫氧化鈉和氧化鋅，通過添加有機胺、醛改善分散能力和鍍層的韌性。氯化物弱酸性鍍鋅是另一重要的無氰鍍鋅技術(shù)，以添加光亮劑為特征，分銨鹽型和鉀鹽型兩大類，鉀鹽鍍鋅在我國應(yīng)用廣泛，滾鍍大多選用氯化鉀鍍鋅工藝。實踐表明，無氰鍍鋅

9、技術(shù)在鍍液性能如均鍍性、電流效率、耐大電流沖擊、光亮區(qū)范圍及鋅層理化性能如耐蝕性、延展性等方面都能達到工業(yè)制品質(zhì)量需要，且工藝過程不使用氰化物，減少了含氰污染物的排放。在電鍍行業(yè)氯化物鍍鋅技術(shù)已經(jīng)占電鍍鋅工藝約90%。目前，無氰鍍鋅工藝在厚鍍鋅層上鍍層性能還達不到氰化鍍鋅水平，須嚴格控制工藝參數(shù)。2) 無氰鍍銅。無氰鍍銅有焦磷酸鹽鍍銅、堿性無氰鍍銅和酸性無氰鍍銅都有成熟的工藝應(yīng)用在行業(yè)中。其原理是: 選擇適合酸性鍍銅液的酸鹽與阻化劑合理配位，抑制銅離子與鋼鐵的置換反應(yīng)，以葡萄糖等組成的復(fù)合還原劑，使二價銅離子在金屬表面形成鍍層而不是置換層，工件基體與鍍層結(jié)合牢固，組合絡(luò)合劑使酸性鍍銅液產(chǎn)生的有

10、害成分和帶入的雜質(zhì)有效分離沉淀，從而獲得結(jié)合力牢固的鍍銅層。該技術(shù)鍍層結(jié)晶細致牢固、工藝穩(wěn)定、電流效率高、沉積速度快，鍍液穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，電鍍成本低，操作簡單。鍍液不含氰化物、甲醛及強絡(luò)合劑等有害成分，生產(chǎn)中無有毒、有害氣體揮發(fā)。3) 三價鉻電鍍。適用于鍍裝飾鉻，不適用于鍍硬鉻。該技術(shù)采用氨基乙酸體系和尿素體系鍍液，鍍層質(zhì)量、沉積速度、耐腐蝕性、硬度和耐磨性等都可媲美Cr ( ) 鍍層，但Cr ( ) 的毒性遠遠小于Cr( ) ，在裝飾鉻領(lǐng)域大有取代Cr( ) 電鍍的趨勢。4) 納米復(fù)合電鍍。通過電沉積的方法，在合金電鍍?nèi)芤褐刑砑咏?jīng)過特殊制備、分散的納米材料，合金與納米材料共沉積于鍍層，生成納

11、米合金復(fù)合鍍層使其性能得到改善。目前，通過電沉積法已經(jīng)得到了40 多種納米復(fù)合鍍層，例如Ni-Cu 合金、Ni-Mo 合金、Ni-W 合金及Ni-W-P 合金等。Ni-W-P 合金鍍層具有高的熱穩(wěn)定性，良好的可焊性，耐磨性和耐蝕性，可用于微電子電路，還有良好的催化析氫特性。納米復(fù)合電鍍技術(shù)工藝簡單，可自動化控制，電流效達80%，材料利用率大于95%，但成本稍高，是有望替代鍍硬鉻的關(guān)鍵技術(shù)之一。3.2 電鍍清洗水減量化技術(shù)清洗廢水的潛力分析清洗廢水占電鍍廢水總量的絕大部分，清潔生產(chǎn)審核過程需要重點關(guān)注清洗廢水的潛力分析。 （1)工藝依然采用高濃度的鈍化工藝；未考慮鍍液的回收，鍍液帶出量

12、大；前處理效果不好，需要大量清洗水沖洗工件才能保證質(zhì)量。 (2)過程控制 我國除了少部分正規(guī)專業(yè)電鍍廠擁有國際先進水平的工藝設(shè)施外，大多數(shù)中小型企業(yè)(尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍)仍然使用陳舊簡陋的設(shè)備，以手工操作為主，沖洗的清洗方式仍較普遍，跑冒滴漏嚴重。 (3)設(shè)備清洗槽設(shè)計不合理導(dǎo)致清洗水“短路”，清洗槽中下部的清洗水未能實現(xiàn)流動更新，影響清洗效果(見圖1)；滾筒網(wǎng)眼過小或掛具設(shè)計不合理，鍍液回收困難，帶入清洗工序易造成清洗水用量增大。   (4)廢棄物廢水未能考慮分級分質(zhì)循環(huán)利用，2005年頒布的電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系(試行)規(guī)定綜合

13、類電鍍企業(yè)的水重復(fù)利用率評價基準為30，對大部分加工質(zhì)量要求不是很苛刻的生產(chǎn)線而言，通過簡單的廢水分質(zhì)分級利用措施，30的循環(huán)利用率是可以達到的。  (5)用水管理受傳統(tǒng)“末端治理”觀念影響，企業(yè)關(guān)注廢水處理甚于廢水減量，水費在企業(yè)成本中比例不高，企業(yè)用水計量考核不到位；用水開關(guān)安裝位置不合理，員工需要中斷正常操作、花費較多時間才能關(guān)閉水龍頭；間隙電鍍加工采用連續(xù)清洗方式，存在長流水現(xiàn)象。系統(tǒng)削減電鍍廢水的對策     工藝技術(shù)和過程改進 (1)技術(shù)革新在綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等各方面因素的基礎(chǔ)上，應(yīng)優(yōu)先選擇機

14、械鍍、熱噴涂、物理氣相沉積等輕污染技術(shù)，盡量避免采用清洗工序。例如達克羅(Dacromet)作為一種可代替電鍍鋅的清潔生產(chǎn)技術(shù)，能杜絕過程中產(chǎn)生的廢渣、污水和廢氣排放，是替代電鍍鋅、熱鍍鋅等進行表面防腐蝕的高新技術(shù)，已逐漸被國內(nèi)廠家所接受；寧波某電子企業(yè)將塑封引線框架的局部鍍銀改造為噴鍍銀，不僅提高了銀的利用率，也減少了清洗水用量。    (2)工藝優(yōu)化根據(jù)工件特性和質(zhì)量要求優(yōu)化工藝(尤其是前處理工藝)，有助于廢水減量和保證產(chǎn)品質(zhì)量，例如對油垢、銹蝕嚴重的非精密鍍件采用滾光方式進行前處理，能起到減少化學(xué)品和清洗水用量的作用；對油垢、銹蝕少的工件采用除油酸

15、洗二合一工藝，可減少一道清洗工序；根據(jù)生產(chǎn)實際增加一道中和工序，使與酸液反應(yīng)后的工件先在堿性溶液里中和，也有利于后繼的清洗。 (3)改進過程控制將人工操作改造為自動(半自動)生產(chǎn)線，能有效減少廢水的跑冒滴漏，避免人工操作引起的回收工序停留時間不足、人工沖洗導(dǎo)致用水浪費等不規(guī)范操作現(xiàn)象。    減少工件帶出液 減少工件帶出液不僅有利于后繼清洗工序的水量削減，也有助于提高原材料利用率，是電鍍行業(yè)推行清潔生產(chǎn)的基本要求。 (1)增設(shè)回收槽鍍槽后增設(shè)回收槽是必需的(必要時可設(shè)置多個回收槽)，鍍件出槽后放在空槽上部，用于回收工件帶出液

16、，可輔以滾筒空轉(zhuǎn)、空氣吹掃和汽霧噴淋等方式加強回收，回收的帶出液經(jīng)過處理后還可以回用到鍍槽。 (2)優(yōu)化工件出槽停留時間 優(yōu)化工件出槽停留時間需要綜合考慮兩個因素，一是要盡量減少工件帶出液，二是要避免因此降低生產(chǎn)效率或工件暴露空氣中影響鍍層質(zhì)量的可能。對自動化生產(chǎn)線而言，可通過改變控制參數(shù)延長工件出槽停留時間，由于工件在運進過程中鍍液會自行滴落，對于較長的生產(chǎn)線，可只提高末端若干鍍槽的停留時間，使鍍液能更多地回落到鍍槽；對于掛鍍?nèi)斯げ僮?，可考慮將電鍍和清洗安排兩個員工分別操作，以回收槽作為過渡槽，避免“跳槽”(跳過回收工序)或停留時間不足導(dǎo)致的鍍液回收不徹底。 &

17、#160;(3)改進工件和設(shè)備設(shè)計工件設(shè)計時須考慮到對電鍍的影響，要避免留有凹坑和棱角，對積聚鍍液的死角部位可采用開漏水孔等方法；滾筒網(wǎng)眼孔徑要盡 量大，以不掉出鍍件為宜；掛具的絕緣部分要平滑，不能有裂縫和溝槽，不絕緣部分要及時作退鍍處理，防止帶出液積聚和黏附。 (4)降低鍍液黏度和濃度適當提升鍍液溫度或加人潤濕劑以降低鍍液表面張力，可提高鍍液滴落速度，減少鍍液帶出量。降低鍍液的濃度，如采用低鉻(超低鉻)鈍化工藝和低溫低濃度多稀土鍍鉻添加劑技術(shù)，在一定程度上也能起到節(jié)水的目的。提高清洗效率1）清洗槽設(shè)計改進清洗槽應(yīng)只有一個人水口，且出水口應(yīng)距離人水口越遠越好，以防止水流短路

18、。在清洗槽人口增設(shè)一塊擋板(見圖2)，不僅能加強清洗水流動，也容易控制水量。2）適宜的清洗用水：電鍍工藝對清洗用水的水質(zhì)要求應(yīng)按照產(chǎn)品要求來選擇，像鍍鋅前處理過程對清洗水的要求就不那么嚴格，一般水洗可用電阻率在50 kQ·em20 MQ·em的水，要求較高的產(chǎn)品需用2MQ ·em以上的去離子水，另有一些電鍍用水標準可供參考，如國外通行的ASTM D 1193試劑水(聯(lián)邦試驗方法No7916)，國內(nèi)航空標準HB5472金屬鍍覆和化學(xué)覆蓋工藝用水水質(zhì)規(guī)范等。    3）合適的清洗

19、方式：電鍍清洗方式多種多樣，包括單級直流清洗、多級并聯(lián)直流清洗、多級逆流清洗等。理論和實踐表明23級逆流清洗是最佳選擇 ，是電鍍廢水減量的基本措施，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實際情況選用一些加清洗的技術(shù)，例如噴淋清洗、超聲波清洗、空氣攪拌和升溫清洗等(見表2)。加強用水管理 (1) 加強水流控制 目前大部分電鍍企業(yè)的用水開關(guān)由人工控制，要將開關(guān)安置于容易觸及的部位，方便員工及時關(guān)閉。此外還可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實際，選用合適的水流控制技術(shù)，包括導(dǎo)電度控制、限流器控制和時控流量系統(tǒng)等(見表3)(2) 健全用水考核體系推行三級計量制度，將用水指標納入對員工的成本考核，建立企業(yè)廢水減量的

20、長效機制，提高企業(yè)員工對節(jié)水的積極性和主動性。加強廢水回用  加強廢水回用就是要做到一水多用、分質(zhì)使用和凈水復(fù)用。 (1)一水多用加強廢液的復(fù)用，如滾光廢液使用后并未立即失效，可收集后多次使用；生產(chǎn)中用的堿性除油液或酸洗液失效廢棄時可用于廢水處理中調(diào)節(jié)pH值，堿洗溶液可用于廢水處理中化學(xué)沉淀段調(diào)節(jié)pH值，酸洗廢液可用于六價鉻廢水還原處理時調(diào)節(jié)pH值 。  (2)分質(zhì)使用例如酸洗后的清洗水可用于電解除油后的清洗，而這些清洗水進一步回用，成為除油后的洗水，這樣只需要一個清水進水處，而不是原先所用的三個，并且由于酸性洗水與堿性洗水進行酸堿中

21、和，還能提升清洗效果；銅鎳鉻生產(chǎn)線中，鍍鎳后的清洗水替代自來水回用于鍍銅后的工件清洗，也是一種很好的節(jié)水措施。某企業(yè)通過實施水分質(zhì)使用方案(改造后的鍍鋅工藝流程見圖3)，水龍頭從7個減少到3個，水循環(huán)使用率可提高到30以上。 (3)凈水復(fù)用按回用部位的不同，凈水復(fù)用可分為槽邊循環(huán)、生產(chǎn)線鍍種循環(huán)和綜合治理閉路循環(huán)。槽邊循環(huán)是在清洗槽旁設(shè)置一套循環(huán)回收或凈化裝置，利用真空蒸發(fā)、反滲透、離子交換和膜分離等技術(shù)回收重金屬離子，實現(xiàn)清洗水的循環(huán)利用。其中，利用膜分類技術(shù)從附加值高的金、銀、鎳系清洗廢水中回收重金屬和水資源已在不少電鍍企業(yè)得到成功應(yīng)用，該清潔生產(chǎn)工藝不但能減少廢水和污染物排放，

22、而且回收的重金屬價值高，經(jīng)濟效益和環(huán)境績效顯著。生產(chǎn)線鍍種循環(huán)是在系統(tǒng)實施節(jié)水措施的基礎(chǔ)上，盡量利用清洗水作為鍍液補充液，或清洗廢水處理后回用到生產(chǎn)線，從而實現(xiàn)“零排放”。綜合治理閉路循環(huán)就是將綜合電鍍廢水簡單的物理化學(xué)法處理后，采用膜分離等技術(shù)回用處理后廢水，回收率可達60 80 。清洗廢水槽邊處理技術(shù)清洗水經(jīng)過多次使用，其中鍍液( 或某離子) 濃度高于清洗水質(zhì)標準限值時，可采用離子交換、反滲透膜或電解技術(shù)等對清洗水進行在線處理，出水水質(zhì)能夠滿足清洗水要求，返回清洗系統(tǒng)，濃溶液可回補鍍液槽或直接回收貴金屬。上海某研究所開發(fā)的基于離子交換技術(shù)的槽邊處理裝置在江蘇省已安裝400 余套，該裝置對鍍鎳廢水中鎳的回收率在90% 以上，處理后清洗水回用率在70%以上。4 現(xiàn)狀總結(jié)及處理方案技術(shù)應(yīng)用分析根據(jù)電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)標準（綜合電鍍類）指標要求，對清潔生產(chǎn)技術(shù)進行應(yīng)用分析。1） 由于氰化物預(yù)鍍銅