清潔生產(chǎn)在電鍍生產(chǎn)線設(shè)計中的體現(xiàn)

曲紹奎， 李敏峰

(無錫市凱靈電鍍設(shè)備有限公司，江蘇無錫 214045)

清潔生產(chǎn)在電鍍生產(chǎn)線設(shè)計中的體現(xiàn)

曲紹奎， 李敏峰

(無錫市凱靈電鍍設(shè)備有限公司，江蘇無錫 214045)

在電鍍生產(chǎn)線的設(shè)計中，通過對供水的控制、對廢氣排放的控制、逆流漂洗與噴淋清洗組合的運用、廢水的回用以及封閉式電鍍，使電鍍生產(chǎn)過程中廢水、廢氣的排放減少和得到控制，能源消耗的降低，為電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)在技術(shù)、設(shè)備上提供支持，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

電鍍生產(chǎn)線設(shè)計;節(jié)水;回用水;清潔生產(chǎn);封閉式電鍍

引 言

電鍍生產(chǎn)線在電鍍產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，是現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備。在我國，電鍍?nèi)允且粋€高耗能、重污染行業(yè)，大量耗用各種貴金屬、能源和水資源，造成寶貴資源流失并變?yōu)槲廴疚铩Ｈ缥覈婂冃袠I(yè)平均用水量為0.82 t/m2，是國外同行的10倍多。全國電鍍工業(yè)每年排放的含重金屬廢水高達(dá)4億噸，重金屬固體廢棄物5萬多噸，酸性廢氣產(chǎn)生量在3 000萬m3以上［1］。我國電鍍企業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)備和管理水平普遍落后，影響著行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

由于電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物一直重在末端治理的做法，在生產(chǎn)線的布局、設(shè)計中，考慮如何減少產(chǎn)生污染物、回收流失的資源、降低能耗的較少，尤其是那些小規(guī)模的電鍍廠，技術(shù)素質(zhì)差、裝備陳舊、環(huán)境保護(hù)意識差及污染物排放嚴(yán)重失控等，造成了電鍍行業(yè)高消耗、高能耗、高污染的局面。

目前國家大力提倡清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的理念，主張從源頭削減污染，提高資源、能源的利用率，減少或避免生產(chǎn)過程中污染物的產(chǎn)生，盡可能地回收、利用生產(chǎn)過程中污染物的資源回用，嚴(yán)格控制污染物的排放總量，而末端治理只是其中的一個環(huán)節(jié)。

我公司結(jié)合近幾年電鍍生產(chǎn)線設(shè)備設(shè)計、制造的實施經(jīng)驗，談一些體會，希望能為電鍍廠家在新建和改造電鍍生產(chǎn)線設(shè)備中，提供一些經(jīng)驗和借鑒。

1 降低清洗水的使用量

在為西北一個航空單位制造的生產(chǎn)線設(shè)備中，注重和貫徹清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的理念，制造的6條生產(chǎn)線，由原來排放水量6 000 t/月，降低到2 000 t/月。軍工單位產(chǎn)品品種多，生產(chǎn)批量不大，清洗用水都是手工控制，生產(chǎn)過程中閥門經(jīng)常處于長流水狀態(tài)，很多水還沒有充分清洗工件，就白白流失掉。

在設(shè)計制造的生產(chǎn)線中，所有供水點全部采取設(shè)定供給量的自動控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)需要預(yù)定最佳的供水量，采用工件到位的開啟控制，嚴(yán)格和合理使用了水源。采用清洗水逆流漂洗與噴淋清洗技術(shù)，根據(jù)各級清洗水濃度差的關(guān)系，盡可能將附著物清洗在前級清洗水中，形成逆流清洗水濃度的高低差，實現(xiàn)高濃度清洗水的利用，使后級清洗水濃度降低，逐級噴淋、逆流漂洗再加上空氣攪拌的清洗效果，充分利用了清洗水源，達(dá)到清洗水充分利用的最佳效果。該單位排放水量降到2 000 t/月，是過去用水量的30%。

2 除油槽加裝油水分離裝置

在電鍍工藝流程中，電鍍工件需先進(jìn)行除油處理，從工件表面剝離的油污往往浮在除油槽液的表面，工件從槽液內(nèi)提出，油污又會附著在工件上，油污清除不干凈，對電鍍質(zhì)量影響很大。

在除油工序，采取設(shè)置與槽體寬度一樣大的溢流口，在溢流口對面設(shè)置吹液管，迅速將浮在除油槽液面的油污溢流到槽體外的油水分離裝置，此裝置可以將油水進(jìn)行分離，再將除油液輸送回除油槽。這樣就大大減少清洗槽的壓力，也相對減少了清洗水的用量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

3 清洗水的再利用

鍍鉻后清洗，用回收槽的水補充鍍鉻液的蒸發(fā)消耗，回用了流失的資源，減少了污染物。在設(shè)計、制造的鍍硬鉻生產(chǎn)線中，廣泛采用和使用多級逆流回收清洗，將回收水補充鍍槽，使活塞桿、輸送缸、油缸鍍硬鉻生產(chǎn)線上的清洗水實現(xiàn)了閉路循環(huán)。

對于前處理清洗水和含鎳廢水，也在活塞桿鍍鎳、鉻生產(chǎn)線上進(jìn)行了嘗試。將這些廢水經(jīng)過膜處理技術(shù)，再回用到前級清洗水中，有效地減少了廢水的排放量，使生產(chǎn)線用水量大幅度的降低。膜處理技術(shù)和相應(yīng)的膜處理裝備，經(jīng)反復(fù)膜處理使處理后的水質(zhì)，能滿足回用在生產(chǎn)線中清洗和配制鍍液對水質(zhì)的要求，此舉措意義不僅在于實現(xiàn)了廢水的回用，更標(biāo)志著電鍍工業(yè)進(jìn)入了水循環(huán)使用時代。

當(dāng)電鍍廢水和污染物排放量實現(xiàn)大幅度減少后，不僅廢水末端治理設(shè)備的規(guī)模可以縮小，治理費用占生產(chǎn)成本的份額也會大幅度降低，同時也實現(xiàn)了廢水的濃度和污染物排放總量降低的雙達(dá)標(biāo)。

4 保持鍍液的清潔

在很多電鍍生產(chǎn)線中，都設(shè)置了槽液外部循環(huán)系統(tǒng)。就是在生產(chǎn)線外再配備一只輔助槽(也稱中央調(diào)控槽)，鍍槽里溶液通過專用連續(xù)過濾泵和管道，將中央調(diào)控槽和鍍槽連通，保持封閉循環(huán)。

在輔助槽里實行少加勤加的方式多頻次補充消耗的溶液、用低電流密度與生產(chǎn)同步處理鍍液中的金屬雜質(zhì)，或使用除雜劑處理鍍液中的金屬雜質(zhì)，防止鍍液中雜質(zhì)的積累。還可以在輔助鍍槽中裝置加熱或降溫元件對鍍液進(jìn)行加熱或降溫，目的是為了貫徹新型的溶液維護(hù)理念，及時清除鍍液中有機添加劑的分解產(chǎn)物和固體懸浮物。

以上措施的采用，縮短了鍍槽頻繁清洗的周期，使電鍍生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，更有利于提高批量生產(chǎn)的合格率，在設(shè)計制造的多條生產(chǎn)線中，因為貫徹了新的理念，改變傳統(tǒng)的電鍍模式，使生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。徐工集團(tuán)、三一重工、小松挖掘機油管鍍鋅、鄭州煤礦機械等電鍍生產(chǎn)線采用以上技術(shù)，都產(chǎn)生良好的效果，為生產(chǎn)線開創(chuàng)新的設(shè)計、制造模式。

5 減少廢氣溢出

在批量大，有規(guī)律的產(chǎn)品電鍍生產(chǎn)中，采取減小氣體溢出面積或封閉進(jìn)行生產(chǎn)，都會使電鍍廢氣溢出量減小，有效的控制廢氣的溢出。

槽體設(shè)置的吸風(fēng)系統(tǒng)，由于鍍槽寬度限制，難以將槽液面中間部位的廢氣吸入凈化處理裝置，中間部位的廢氣還是在車間內(nèi)蔓延，如加大吸風(fēng)量，又造成吸風(fēng)口處風(fēng)量過大帶來風(fēng)機電能的高消耗和槽液的過度蒸發(fā)損耗，最有效的方法是從廢氣產(chǎn)生源頭控制住廢氣的蔓延，采用縮小槽口溢出面積，在不影響產(chǎn)品進(jìn)出的情況下，減少槽口寬度，能有效地達(dá)到抑止廢氣蔓延的效果。

在吸風(fēng)罩上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的遮擋板，減小吸風(fēng)面積，將廢氣吸入處理系統(tǒng)，進(jìn)行凈化處理，吸風(fēng)效果得到改觀。在產(chǎn)品可以實現(xiàn)封閉生產(chǎn)的情況下，采用封閉槽體，吸風(fēng)系統(tǒng)會使槽體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，電鍍過程中產(chǎn)生的廢氣，很順暢的進(jìn)入吸風(fēng)管道，杜絕廢氣的蔓延。封閉吸風(fēng)量是敞開吸風(fēng)量的1/10，很大程度上降低了吸風(fēng)機的耗電功率。

6 廢氣的凈化處理

過去陳舊的生產(chǎn)線的廢氣排放，很大程度都是直接排放到空氣中，隨著國家2010年頒布的電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008)的實施，廢氣排放將作為電鍍企業(yè)是否允許生產(chǎn)的重要考核指標(biāo)，對廢氣經(jīng)凈化處理后再排放，越來越多地應(yīng)用在電鍍生產(chǎn)線中。

多級噴淋凈化處理以及負(fù)壓式吸風(fēng)凈化系統(tǒng)，越來越多地應(yīng)用在生產(chǎn)線廢氣處理中，排放口高度為15～20 m，實現(xiàn)廢氣凈化處理，注重排放、降低排放有害廢氣，是今后電鍍生產(chǎn)廠家必走之路。

廢氣吸風(fēng)系統(tǒng)中推行插接式風(fēng)管連接、圓風(fēng)管輸送吸風(fēng)，高空排放結(jié)構(gòu)，都對吸風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能減排帶來明顯的效果。尤其是生產(chǎn)線設(shè)備整體的封閉，除槽體上方設(shè)置吸風(fēng)外，還采取生產(chǎn)線下送風(fēng)系統(tǒng)，此結(jié)構(gòu)使生產(chǎn)線內(nèi)的空間環(huán)境，保持在清新的狀態(tài)，給電鍍生產(chǎn)操作人員創(chuàng)造了清潔的工作環(huán)境，改變了過去落后、陳舊甚至戴著防毒面具工作的惡劣生產(chǎn)環(huán)境。

電鍍生產(chǎn)線設(shè)計理念，不單單只考慮生產(chǎn)線設(shè)備是否好用，有效的廢氣治理，也作為電鍍生產(chǎn)線實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排，設(shè)計、制造的新的標(biāo)準(zhǔn)。

7 大負(fù)荷電流導(dǎo)電裝置的改進(jìn)

過去很多采用大電流電鍍時，往往整流器電源設(shè)計很大，但是在電流輸送到工件的中間環(huán)節(jié)存在瓶頸和導(dǎo)電設(shè)計不夠，或者隨著連續(xù)長時間工作，由于接觸表面氧化造成導(dǎo)電系統(tǒng)形成點、線接觸，使電能不能有效的輸送到工件上，造成電鍍效果很差，還耗費了電能。尤其在鍍硬鉻生產(chǎn)中，這個現(xiàn)象更為突出。

采取水冷卻V型極座的方法，可以確保在大電流電鍍過程中，極座的降溫，從而確保電流的輸入。設(shè)計中采用＜1 A/dm2設(shè)計的導(dǎo)電錐盤，增加了導(dǎo)電系統(tǒng)與工件之間的電流輸送面積，加上導(dǎo)電錐盤內(nèi)冷卻設(shè)計，導(dǎo)電盤θ＜40℃，很好的解決了大電流導(dǎo)電問題，這項技術(shù)已廣泛應(yīng)用在電鍍生產(chǎn)線中。

綜上所述，實行清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排不是很復(fù)雜的事情。在電鍍生產(chǎn)線設(shè)計中，遵循低碳、環(huán)保的理念，采用先進(jìn)的工藝和三廢治理技術(shù)，從原材料、電鍍設(shè)備、電鍍工藝及生產(chǎn)過程中注意，加強管理，控制和減少污染物的產(chǎn)生，采用清潔能源降低能源消耗，電鍍行業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排是很有希望的。

［1］蔡建宏.電鍍清潔生產(chǎn)技術(shù)改造宜從何處入手［J］.電鍍與涂飾，2006，12(09):56-60.

Cleaner Production Concept in Electroplating Process Design

QU Shao-kui，LI Min-feng

TQ150.5

B

1001-3849(2012)01-0023-03

2011-04-26

2011-06-22