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节能减排!金属表面环保清洗的意义

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2017-1-24

       目前国内外主要研究的新型表面处理电镀生产线,重点是根据产品所需的生产工艺,实现工艺多样化、生产自动化、管理智能化,着重提升表面处理关键工序低能耗、零排放、高自动化等技术。谁能在该项技术研究中取得突破,提高产品质量、降低生产成本,将在激烈的竞争中占据主导低位。

       开发新技术,既可以提高电镀产品的使用性能和寿命,又可以改善镀层的质量,提高产品质量的档次。先进的设备,不仅可以改善环境,降低劳动强度,还可以提高效率,降低生产成本。随着我国经济增长模式的转变,带动了制造与消费的升级,对电镀产品的表面处理质量提出高的要求;传统的表面处理模式,能耗高;同时产生大量的工业废气、废水,带来了环境污染。改进表面处理生产线的设备结构,改善设备性能,提高生产水平和生产效率,满足不同领域的需要。

       表面处理工序产生的废水,按照废水的性质,可分为含酸废水、含碱废水、磷化废水和含铬废水等。含酸废水主要来源于酸洗工序所排出的废酸及工件酸洗后的冲洗水,若直接排放,将会腐蚀下水管道和污染水质。含酸废水的处理方式包括回收利用和净化处理。对于含酸浓度在3%以上以及水量比较大的废水,可以采用回收综合利用。对于浓度在3%以上或浓度虽高但水量不大的废水,宜采用中和方法净化处理,其中中和处理的另外一种物质来源就说含碱废水。含碱废水的主要来源是碱液除油及中和工序所排出的废液及其冲洗水,所含的成分复杂,不易回收,一般作为含酸废水中和处理的反应物。磷化废水主要来源于金属表面除油、除锈、磷化工序后的清洗废水,属于第二类工业废水, 一般采用混凝--沉淀处理废水。含铬废水主要来源于钝化及有色金属铬酸阳极氧化处理工序,其主要成分是重铬酸盐类,含有大量的Cr6+,对人体健康有长远的影响,属于第一类工业废水,必须采用适当的方法进行严格处理。

       长期以来,人们低估了节约水资源的价值和环境遭到污染后对社会产生的危害性,高估了企业在管理和投资改造方面存在的困难,因而许多企业在生产过程中并不认真使用有效的清洗技术。我们在技改中必须积极创新地运用各种有效的清洗技术,从源头开始治理电镀废水。

(1) 在电镀生产线上,应该普遍使用间歇式逆流漂洗与喷淋清洗组合的清洗方法,并对逆流清洗槽中的水进行空气搅拌,从而提高清洗水的利用率,大幅度降低新鲜水的用量。有条件的话,在自动线上应该考虑使用间歇式三级逆流漂洗与喷淋清洗组合的清洗方法,这样可以节约更多的水资源。在前处理和部分镀后处理的工序中,可在已经使用间歇式逆流漂洗与喷淋清洗组合的清洗方法的基础上,进一步采用“一水多用”的节水措施。比如,将清洗过酸洗或弱腐蚀工件的清洗水,用水泵输送到脱脂(或除油)后的清洗槽中,用于清洗脱脂(或除油)后的工件,以替代新鲜水。

(2) 在工件镀后清洗的工序中,应使用回收清洗 + 间歇式逆流清洗与喷淋(或喷射)清洗组合的清洗方法,既保证清洗质量,又回收随工件带出槽外的镀液资源。用去离子水作为回收槽的清洗水,逆流清洗则仍可用自然水,用过之后排入下水道。这种清洗方法比单独使用间歇式逆流清洗与喷淋(或喷射)清洗组合的清洗方法更节约新鲜水,最适用于金属价格较贵的加热型镀种(如镀镍、镀铬等)的镀后清洗。还可以用回收槽的水来不断地补充镀液中水分的蒸发失耗,既回用了流失的资源,也减少了污染物数量。当将这种清洗方法用于非加热型镀液时,由于补充镀液水耗的需要量小,为了平衡回收槽中流失资源在水中的浓度和补充水耗量,则可采用加热浓缩回收液、增加回收槽数量、或适当提升镀液温度等措施。

      当使用回收槽回收流失的资源后,必然会出现镀液中杂质逐步积累的问题,这不是使用回收槽措施的过错,可以通过在镀槽旁配置一个辅助处理槽来解决。辅助槽里同样装有镀液,通过连续过滤泵和管道,将两槽连通,保持镀液封闭循环。回收水不直接加到镀液中,而是加在辅助镀槽里,以“少吃多餐”的方式多频次地补充溶液水分和成分的消耗、同时在辅助槽中实施与生产同步的电解(采用大面积阴极和低电流密度)或用除杂剂来处理镀液中的金属杂质,以防止镀液中杂质的积累。另外,还可以在辅助槽中安装加热或降温元件对镀液温度进行控制。

      要实现清洁生产,首先要对表面处理反应槽中的离子进行回收,实现表面处理电镀生产线中废水闭合回路循环,污染零排放。其次去除表面处理电镀生产线槽液中的有害杂质离子,保证了关键工序的槽液成分、浓度的稳定性,保证了产品的质量。

      当电镀废水排放数量大幅度减少后,不仅可以大幅度缩小废水末端治理设备的规模,还可以大幅度降低治理费用占生产成本的比例,同时也能实现废水浓度和污染物排放总量双达标。在此基础上,可进一步尝试使用“达标废水”作原料水,采用先进的反渗透膜处理技术和相应装备进行处理。由于所得到的透过水水质,可以达到电阻率≥100 000 Ω · cm 的水平,即相当于去离子水的水质,企业无需再专门配备去离子水制造设备。反渗透膜处理技术的使用不仅可实现废水的高质量回用,更标志着电镀工业进入了循环经济时代。

      关键工序封闭循环、零排放综合利用等先进技术得以使用,实现表面处理过程中的清洁环保、高效节能,符合我国大力发展低碳经济的政策。

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