稀土企業電鍍生產線水平衡測試及節水分析

陳 暢 翁士創 曾 京 趙小娥 胡彩霞

珠江水文水資源勘測中心，廣東廣州 510000

中國是世界上稀土資源儲量最大、礦種最為齊全的國家，同時也是稀土生產、出口及消費最大的國家。隨著科學的進步，稀土產品的應用得到進一步提高，特別是機器人、新能源汽車、風力發電等領域的高速發展，對稀土的需求大幅增加。

長期以來，對稀土企業的關注主要在于生產過程中廢水及廢氣的達標排放，對企業的取排水總量、用水效率卻重視不夠。隨著我國水資源短缺形勢日益嚴峻，用水總量及用水效率控制成為水資源管理的重要手段。通過企業水平衡測試，可以摸清企業的用水現狀，掌握企業中各單元的用水量，評價企業用水合理化水平，找出節水潛力，制定用水和節水規劃。

1 水平衡測試概況及成果

1.1 項目概況

文章以福建省某稀土加工企業的電鍍生產線為例。該生產線于2016年投入運營，每年處理2500t釹鐵硼磁性材料。生產線采用兩種工藝對釹鐵硼磁性材料進行表面電鍍處理，分別為鍍鎳銅鎳錫工藝和磷化工藝，兩種工藝用水主要包括自來水和純水，其中，自來水主要用于表面處理前的清洗及鍍件的清洗，純水主要用于成品的最終清洗及配藥。企業生產用水經過污水處理站處理后達標排放，部分污水經過系統處理后進行回用。

1.2 用水工藝流程

稀土加工企業用自來水主要供給4個用水單元，分別是生產用水、生活用水、綠化用水和消防用水。其中，生產用水包括表面處理生產線、退鍍退掛線、制水車間和污水處理站。

表面處理生產線包括2種工藝，其中，鍍鎳銅鎳錫工藝線用水工藝為：釹鐵硼磁性元件—浸漬脫脂—水洗—酸洗—水洗—除油—水洗—一次活化—水洗—預鍍鎳—水洗—鍍銅—水洗—二次活化—水洗—鍍鎳—水洗—鍍錫—水洗。磷化工藝線用水工藝為：釹鐵硼磁性元件—浸漬脫脂—水洗—酸洗—水洗—除油—水洗—二次酸洗—水洗—磷化處理—水漂洗。用水流程見圖1。

圖1 用水流程

1.3 測試方法及結果

測試方法根據《企業水平衡測試通則》（GB/T 12452—2008），并結合本次水平衡測試的主要目的進行。為不影響企業的正常運行，選用了無需停工破管的外夾式超聲波流量計，根據供水流程圖并經現場安裝條件復核，最終確定17個測量點，布置在重要的供水節點，進行一周的不間斷測量。

根據測試結果，企業正常運行期間總取水量平均為267.8m3/d，其中新水量未266.5m3/d，回用水量為1.3m3/d。各單元日用水見表1。

表1 稀土加工企業水平衡測試匯總（m3/d）

2 用水結果分析

根據表1對企業各項工業用水指標進行計算，結果如表2所示。企業單位產品電鍍面積新水消耗量為0.338m3/m2，滿足福建省用水定額的要求0.4m3/m2，及《清潔生產標準電鍍行業》（HJ/T 314—2006）三級水平（0.5m3/m2）。達標排放率及水表計量率均達到了100%。但企業循環水量較小，且回用水量為1.3m3，中水回用率僅為0.4%。從結果可以看中水回用率遠沒達到國內60%的先進水平。

表2 稀土加工企業水平衡測試技術指標

3 存在問題及節水潛力

由于企業污水處理站回用水處理費是自來水費用的2～3倍，在實際生產過程中，企業只是對污水進行常規處理達標后排放，不對污水進行回用處理，因此企業污水處理站產生的回用水較少，同時企業表面處理生產線沖洗用水排放量較高，循環水量較小。除此之外，企業存在一定的跑冒滴漏現象，表面處理生產線的技術水平限制也是企業耗水量較大的原因。

在實際生產過程中，建議企業一要實施中水回用，提高中水回用率，如根據廢水種類及水質要求采取不同的中水回用方案，提高回用水利用量。二要增加串聯用水量，根據不同用水環節的水質要求，重復使用后再進行排放。三要采用科學的節水清潔技術，表面處理生產線的主要用水為清洗用水，因此采用科學合理的清潔技術也提高循環用水量，減少排放量的節水措施之一。四要提高員工節水意識，減少跑冒滴漏等現象的發生。

4 結語

通過對稀土加工企業的水平衡測試，得出企業單位產品取水量、中水回用率、達標排放率等用水考核指標。企業單位產品耗水量為0.338m3/m2，滿足《福建省用水定額》及《清潔生產標準電鍍行業》（HJ/T 314—2006）的要求，但企業中水回用量為1.3m3，中水回用率僅為0.4%，遠沒達到國內60%的先進水平。在實際生產過程中，建議企業通過提高中水回用率、增加串聯用水量、提高員工節水意識、采用科學的節水清潔技術等方式達到節約用水的目的。