清潔生產在電鍍生產線設計中的體現

曲紹奎， 李敏峰

(無錫市凱靈電鍍設備有限公司，江蘇無錫 214045)

清潔生產在電鍍生產線設計中的體現

曲紹奎， 李敏峰

(無錫市凱靈電鍍設備有限公司，江蘇無錫 214045)

在電鍍生產線的設計中，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，為電鍍行業清潔生產在技術、設備上提供支持，達到節能減排的效果。

電鍍生產線設計;節水;回用水;清潔生產;封閉式電鍍

引 言

電鍍生產線在電鍍產品生產過程中，是現代制造業不可缺少的生產設備。在我國，電鍍仍是一個高耗能、重污染行業，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為污染物。如我國電鍍行業平均用水量為0.82 t/m2，是國外同行的10倍多。全國電鍍工業每年排放的含重金屬廢水高達4億噸，重金屬固體廢棄物5萬多噸，酸性廢氣產生量在3 000萬m3以上［1］。我國電鍍企業生產工藝設備和管理水平普遍落后，影響著行業的可持續發展。

由于電鍍生產過程中產生的污染物一直重在末端治理的做法，在生產線的布局、設計中，考慮如何減少產生污染物、回收流失的資源、降低能耗的較少，尤其是那些小規模的電鍍廠，技術素質差、裝備陳舊、環境保護意識差及污染物排放嚴重失控等，造成了電鍍行業高消耗、高能耗、高污染的局面。

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

我公司結合近幾年電鍍生產線設備設計、制造的實施經驗，談一些體會，希望能為電鍍廠家在新建和改造電鍍生產線設備中，提供一些經驗和借鑒。

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線設備中，注重和貫徹清潔生產、節能減排的理念，制造的6條生產線，由原來排放水量6 000 t/月，降低到2 000 t/月。軍工單位產品品種多，生產批量不大，清洗用水都是手工控制，生產過程中閥門經常處于長流水狀態，很多水還沒有充分清洗工件，就白白流失掉。

在設計制造的生產線中，所有供水點全部采取設定供給量的自動控制系統，根據生產需要預定最佳的供水量，采用工件到位的開啟控制，嚴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，根據各級清洗水濃度差的關系，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，工件從槽液內提出，油污又會附著在工件上，油污清除不干凈，對電鍍質量影響很大。

在除油工序，采取設置與槽體寬度一樣大的溢流口，在溢流口對面設置吹液管，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，達到節能減排的效果。

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消耗，回用了流失的資源，減少了污染物。在設計、制造的鍍硬鉻生產線中，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、油缸鍍硬鉻生產線上的清洗水實現了閉路循環。

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

當電鍍廢水和污染物排放量實現大幅度減少后，不僅廢水末端治理設備的規模可以縮小，治理費用占生產成本的份額也會大幅度降低，同時也實現了廢水的濃度和污染物排放總量降低的雙達標。

4 保持鍍液的清潔

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

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同步處理鍍液中的金屬雜質，或使用除雜劑處理鍍液中的金屬雜質，防止鍍液中雜質的積累。還可以在輔助鍍槽中裝置加熱或降溫元件對鍍液進行加熱或降溫，目的是為了貫徹新型的溶液維護理念，及時清除鍍液中有機添加劑的分解產物和固體懸浮物。

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

5 減少廢氣溢出

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

槽體設置的吸風系統，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蔓延，如加大吸風量，又造成吸風口處風量過大帶來風機電能的高消耗和槽液的過度蒸發損耗，最有效的方法是從廢氣產生源頭控制住廢氣的蔓延，采用縮小槽口溢出面積，在不影響產品進出的情況下，減少槽口寬度，能有效地達到抑止廢氣蔓延的效果。

在吸風罩上設置可翻轉的遮擋板，減小吸風面積，將廢氣吸入處理系統，進行凈化處理，吸風效果得到改觀。在產品可以實現封閉生產的情況下，采用封閉槽體，吸風系統會使槽體內部處于負壓狀態，電鍍過程中產生的廢氣，很順暢的進入吸風管道，杜絕廢氣的蔓延。封閉吸風量是敞開吸風量的1/10，很大程度上降低了吸風機的耗電功率。

6 廢氣的凈化處理

過去陳舊的生產線的廢氣排放，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準(GB21900-2008)的實施，廢氣排放將作為電鍍企業是否允許生產的重要考核指標，對廢氣經凈化處理后再排放，越來越多地應用在電鍍生產線中。

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

廢氣吸風系統中推行插接式風管連接、圓風管輸送吸風，高空排放結構，都對吸風系統節能減排帶來明顯的效果。尤其是生產線設備整體的封閉，除槽體上方設置吸風外，還采取生產線下送風系統，此結構使生產線內的空間環境，保持在清新的狀態，給電鍍生產操作人員創造了清潔的工作環境，改變了過去落后、陳舊甚至戴著防毒面具工作的惡劣生產環境。

電鍍生產線設計理念，不單單只考慮生產線設備是否好用，有效的廢氣治理，也作為電鍍生產線實現清潔生產、節能減排，設計、制造的新的標準。

7 大負荷電流導電裝置的改進

過去很多采用大電流電鍍時，往往整流器電源設計很大，但是在電流輸送到工件的中間環節存在瓶頸和導電設計不夠，或者隨著連續長時間工作，由于接觸表面氧化造成導電系統形成點、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。尤其在鍍硬鉻生產中，這個現象更為突出。

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。設計中采用＜1 A/dm2設計的導電錐盤，增加了導電系統與工件之間的電流輸送面積，加上導電錐盤內冷卻設計，導電盤θ＜40℃，很好的解決了大電流導電問題，這項技術已廣泛應用在電鍍生產線中。

綜上所述，實行清潔生產、節能減排不是很復雜的事情。在電鍍生產線設計中，遵循低碳、環保的理念，采用先進的工藝和三廢治理技術，從原材料、電鍍設備、電鍍工藝及生產過程中注意，加強管理，控制和減少污染物的產生，采用清潔能源降低能源消耗，電鍍行業實現清潔生產、節能減排是很有希望的。

［1］蔡建宏.電鍍清潔生產技術改造宜從何處入手［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