電鍍項(xiàng)目在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的金屬平衡分析

張雁雁，溫鵬飛

(1.伊爾姆環(huán)境資源管理咨詢(上海)有限公司，北京 100016；2.北京國(guó)能中電節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 100020)

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電鍍項(xiàng)目在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的金屬平衡分析

張雁雁1，溫鵬飛2

(1.伊爾姆環(huán)境資源管理咨詢(上海)有限公司，北京 100016；2.北京國(guó)能中電節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 100020)

指出了電鍍企業(yè)的金屬平衡分析在環(huán)境影響評(píng)價(jià)的工程分析中起關(guān)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(guān)性。

電鍍；重金屬；物料平衡

1 引言

建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)通過(guò)工程分析確定項(xiàng)目污染源的源強(qiáng)，物料平衡分析作為工程分析必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)有毒有害物質(zhì)的排放情況進(jìn)行核算，從物料的投入、產(chǎn)出著手, 著眼于物料經(jīng)過(guò)生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)化成的各種產(chǎn)出物，尤其是各種廢棄物的形式、種類、數(shù)量和狀態(tài)、可能流失量、回收與綜合利用量、無(wú)害化處理量及最終以各種狀態(tài)排入環(huán)境的數(shù)量[1]。針對(duì)專業(yè)電鍍項(xiàng)目，電鍍使用的原料往往含有有害物質(zhì)，生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)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(guò)涉及重金屬的物料平衡分析，核算相關(guān)污染物的排放量，為計(jì)算廢氣、廢水污染物等源強(qiáng)提供基礎(chǔ)。

2 重金屬平衡的輸入項(xiàng)及輸出項(xiàng)

目前電鍍行業(yè)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(xiàng)主要包括陽(yáng)極金屬及電鍍鹽類。重金屬平衡的輸出項(xiàng)包括進(jìn)入產(chǎn)品中的金屬，掛具表面鍍層金屬，經(jīng)過(guò)電鍍線集氣裝置收集后進(jìn)入廢氣處理設(shè)施的金屬，以及電鍍廢水形式進(jìn)入廢水處理設(shè)施的金屬以及電鍍廢液中的金屬。在相同的電鍍時(shí)間內(nèi)，金屬元素的輸入項(xiàng)之和等于金屬元素的輸出項(xiàng)之和。

3 相關(guān)數(shù)據(jù)取值

在電鍍項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)過(guò)程中，評(píng)價(jià)人員需要收集相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，表1設(shè)計(jì)了電鍍參數(shù)一覽表，便于基礎(chǔ)資料的收集。在設(shè)計(jì)方案明確表1中的相關(guān)參數(shù)后，即確定了建設(shè)項(xiàng)目的產(chǎn)品特征及產(chǎn)能，在計(jì)算金屬平衡及三廢排放過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。

表1 電鍍參數(shù)

3.1 進(jìn)入產(chǎn)品的金屬量計(jì)算

進(jìn)入產(chǎn)品的金屬量即為表1中的金屬含量，金屬含量計(jì)算如下：

M=T×ρ×A/100

式中：M為產(chǎn)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(wàn)m2/年。 電鍍企業(yè)一般設(shè)置退鍍線，因此掛具中的金屬通過(guò)退鍍線進(jìn)入電鍍廢水中。

3.2 進(jìn)入廢氣中的金屬量計(jì)算

電鍍過(guò)程中涉及重金屬排放的廢氣一般為鉻酸霧。鉻酸霧產(chǎn)生在鍍鉻及鈍化工序。鍍鉻工藝由于不是發(fā)生陽(yáng)極溶解的反應(yīng)，而是通過(guò)電鍍液中的鉻酐還原來(lái)獲得金屬沉積的，在電鍍過(guò)程中伴隨著電解水的副反應(yīng)發(fā)生，因此在陰陽(yáng)兩極處分別產(chǎn)生大量的氫氣和氧氣，氫氣和氧氣逸出的同時(shí)，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(jià)或六價(jià)鉻化層，鈍化過(guò)程產(chǎn)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(jù)鍍鉻槽及鈍化槽的面積大小、工作溫度、飽和蒸汽壓等計(jì)算鉻酸霧的產(chǎn)生量，通過(guò)設(shè)計(jì)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(jìn)入廢水中的金屬含量計(jì)算

電鍍企業(yè)產(chǎn)生的含金屬?gòu)U水，鉻、鎳等一類污染物需在車間排放口或處理設(shè)施排放口達(dá)標(biāo)，鋅、銅等可以與其他廢水混合后處理達(dá)標(biāo)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(chǎn)生含鉻廢水，計(jì)算含鉻廢水量時(shí)不要遺漏這部分水。

3.4 電鍍廢液中的金屬含量計(jì)算

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

4 應(yīng)用實(shí)例與分析

以廣東某電鍍企業(yè)為例，計(jì)算鉻金屬物料平衡，項(xiàng)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(chǎn)過(guò)程中去向：①產(chǎn)品中鉻金屬含量(2.576 t/a)；②廢水排放(含鉻廢水產(chǎn)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(yè)鉻金屬物料平衡

5 結(jié)語(yǔ)

電鍍企業(yè)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(xiàng)，明確重金屬元素在環(huán)境中的去向，同時(shí)對(duì)企業(yè)運(yùn)行后的清潔生產(chǎn)水平分析有指導(dǎo)意義。

[1]錢興福.物料投入-轉(zhuǎn)化-產(chǎn)出平衡模型在化工生產(chǎn)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]，化工環(huán)保，1991，1(11)：43～49.

[2]黃永兵. 鍍鋅[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)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(huán)境管理與環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

X820.3

A

1674-9944(2016)18-0113-02