電鍍項目在環境影響評價中的金屬平衡分析

張雁雁，溫鵬飛

(1.伊爾姆環境資源管理咨詢(上海)有限公司，北京 100016；2.北京國能中電節能環保技術有限責任公司，北京 100020)

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電鍍項目在環境影響評價中的金屬平衡分析

張雁雁1，溫鵬飛2

(1.伊爾姆環境資源管理咨詢(上海)有限公司，北京 100016；2.北京國能中電節能環保技術有限責任公司，北京 100020)

指出了電鍍企業的金屬平衡分析在環境影響評價的工程分析中起關鍵作用。基于此，以某電鍍廠的鉻金屬平衡為例，論證了金屬平衡分析與污染物排放的相關性。

電鍍；重金屬；物料平衡

1 引言

建設項目環境影響評價通過工程分析確定項目污染源的源強，物料平衡分析作為工程分析必不可少的環節，對有毒有害物質的排放情況進行核算，從物料的投入、產出著手, 著眼于物料經過生產過程轉化成的各種產出物，尤其是各種廢棄物的形式、種類、數量和狀態、可能流失量、回收與綜合利用量、無害化處理量及最終以各種狀態排入環境的數量[1]。針對專業電鍍項目，電鍍使用的原料往往含有有害物質，生產中會產生大量廢水、廢氣和廢渣[2]。由于鍍種不同，通常涉及到多種重金屬，通過涉及重金屬的物料平衡分析，核算相關污染物的排放量，為計算廢氣、廢水污染物等源強提供基礎。

2 重金屬平衡的輸入項及輸出項

目前電鍍行業涉及的鍍種包括鍍銅、鍍鎳、鍍鋅及鍍鉻等。重金屬平衡的輸入項主要包括陽極金屬及電鍍鹽類。重金屬平衡的輸出項包括進入產品中的金屬，掛具表面鍍層金屬，經過電鍍線集氣裝置收集后進入廢氣處理設施的金屬，以及電鍍廢水形式進入廢水處理設施的金屬以及電鍍廢液中的金屬。在相同的電鍍時間內，金屬元素的輸入項之和等于金屬元素的輸出項之和。

3 相關數據取值

在電鍍項目的環境影響評價過程中，評價人員需要收集相關的設計資料，表1設計了電鍍參數一覽表，便于基礎資料的收集。在設計方案明確表1中的相關參數后，即確定了建設項目的產品特征及產能，在計算金屬平衡及三廢排放過程中起到關鍵作用。

表1 電鍍參數

3.1 進入產品的金屬量計算

進入產品的金屬量即為表1中的金屬含量，金屬含量計算如下：

M=T×ρ×A/100

式中：M為產品中金屬含量，t/年；T為鍍層厚度，μg；ρ為鍍層密度，g/cm3；A為鍍層面積，萬m2/年。 電鍍企業一般設置退鍍線，因此掛具中的金屬通過退鍍線進入電鍍廢水中。

3.2 進入廢氣中的金屬量計算

電鍍過程中涉及重金屬排放的廢氣一般為鉻酸霧。鉻酸霧產生在鍍鉻及鈍化工序。鍍鉻工藝由于不是發生陽極溶解的反應，而是通過電鍍液中的鉻酐還原來獲得金屬沉積的，在電鍍過程中伴隨著電解水的副反應發生，因此在陰陽兩極處分別產生大量的氫氣和氧氣，氫氣和氧氣逸出的同時，帶出電鍍液中的鉻酸分子，形成鉻酸霧；鈍化以鈍化液為主要原材料，在金屬表面形成一層薄的氧化物層，使金屬腐蝕速率大大降低。如果使用的是鉻酸鹽溶液(主要是重鉻酸鉀)，則與金屬作用在其表面生成三價或六價鉻化層，鈍化過程產生的污染物主要是鉻酸霧。其他的金屬鍍種電鍍廢氣中不含重金屬。

根據鍍鉻槽及鈍化槽的面積大小、工作溫度、飽和蒸汽壓等計算鉻酸霧的產生量，通過設計的電鍍線集氣方式和及其效率得到鉻酸霧的排放量。

3.3 進入廢水中的金屬含量計算

電鍍企業產生的含金屬廢水，鉻、鎳等一類污染物需在車間排放口或處理設施排放口達標，鋅、銅等可以與其他廢水混合后處理達標后排放。這里需要注意的是，鉻酸霧采用堿性洗滌塔凈化處理產生含鉻廢水，計算含鉻廢水量時不要遺漏這部分水。

3.4 電鍍廢液中的金屬含量計算

電鍍鍍廢液屬于《國家危險廢物名錄》(2016年版)中廢物類別HW17。電鍍廢液產生量因電鍍操作過程、停留時間等不同產生量范圍較大。通過金屬物料平衡，在其他含量已知的情況下，可以計算出理論電鍍廢液中的金屬量。

4 應用實例與分析

以廣東某電鍍企業為例，計算鉻金屬物料平衡，項目涉鉻原材料用量見表2，鉻平衡見表3及圖1。

表2 原材料用量

表3 鉻金屬平衡

其中鉻元素在生產過程中去向：①產品中鉻金屬含量(2.576 t/a)；②廢水排放(含鉻廢水產生量5.6202 t/a)；③外排鉻酸霧(0.00174 t/a)；④電鍍廢液。

圖1 某電鍍企業鉻金屬物料平衡

5 結語

電鍍企業的重金屬物料平衡工作非常有意義，它可以定量分析重金屬的輸入、輸出項，明確重金屬元素在環境中的去向，同時對企業運行后的清潔生產水平分析有指導意義。

[1]錢興福.物料投入-轉化-產出平衡模型在化工生產項目環境影響評價中的應用[J]，化工環保，1991，1(11)：43～49.

[2]黃永兵. 鍍鋅[M]. 北京: 化學工業出版社, 2006.

Analysis on Metal Balance of Electroplating Project in EIA

Zhang Yanyan1, Wen Pengfei2

(1.EnvironmentalResourcesManagementConsulting(Shanghai)CO.,Ltd.,Beijing100016,China;2.ChinaPowerConservationandEnvironmentProjectionCO.,Ltd.,Beijing100020,China)

This paper pointed out thattheanalysis on metal balance plays a key rolein engineering analysis of EIA. On this basis,we tookthe chromium metal balanceof one certainelectroplating plantas an example, whichexplainedthe consistencybetween metalbalanceandthe emission of pollutant.

electroplating;heavymetal; material balance

2016-07-25

張雁雁(1982—)，女，工程師，主要從事環境管理與環境影響評價工作。

X820.3

A

1674-9944(2016)18-0113-02