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深入探讨电镀业清洁生产审核技术的要点

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-07  浏览次数:670
核心提示: 电镀行业是广东省传统代表性产业,为广东省国民经济的发展起着重大作用。为了落实国务院2010年颁布的《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》

电镀行业是广东省传统代表性产业,为广东省国民经济的发展起着重大作用。为了落实国务院2010年颁布的《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》,执行《中华人民共和国清洁生产促进法》关于“使用有毒、有害原料进行生产或者在生产中排放有毒、有害物质的企业,应当定期实施清洁生产审核,并将审核结果报告所在地的县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门和经济贸易行政主管部门”的有关规定,广东省经济信息委和环境保护厅等行政主管部门近年来大力推动电镀行业企业实施清洁生产,从源头上减少资源、能源的浪费,实施节能减排。广东省电镀行业清洁生产审核及验收工作已实施多年,取得了显著的成绩,但也在技术及操作方面出现了一些需要规范的问题。本文在解读有关电镀行业清洁生产标准、法规与要求的基础上,提出了电镀行业实施清洁生产审核的技术及操作要点[1],帮助电镀企业在生产全过程中找出清洁生产的潜力和机会,规范清洁生产审核工作,推动电镀行业的节能减排和技术进步,从而实现“节能、降耗、减污、增效”的目的。

2·电镀行业实施清洁生产需遵循的法规与标准

2.1主要法规与标准

在广东省行政区的电镀企业开展清洁生产审核需遵循的国家与地方法规包括《清洁生产促进法》、《清洁生产标准电镀行业》(HJ/T314–2006)、《电镀行业清洁生产评价指标体系(试行)》、《国家重点行业清洁生产技术导向目录》、《电镀污染物排放标准》(GB21900–2008)、《广东省重点企业清洁生产审核评估、验收工作流程》、《广东省清洁生产审核及验收办法》(粤经贸法规[2009]35号)等。其中《清洁生产标准电镀行业》(以下简称《标准》),是电镀行业实施《清洁生产促进法》的具体措施,是电镀行业企业清洁生产水平的判定标准及审核目标、审核重点的依据。该《标准》将清洁生产指标分为4类,即生产工艺与装备要求、资源利用指标、镀件带出液污染物产生指标(末端处理前)和环境管理要求,其中“生产工艺与装备要求”和“环境管理要求”为定性指标,“资源利用指标”和“镀件带出液污染物产生指标(末端处理前)”为定量指标。指标体系总体分为3级:1级代表国际清洁生产先进水平,2级代表国内清洁生产先进水平,3级代表国内清洁生产基本水平。省级清洁生产审核验收要求企业达到2级以上水平。

2.2环境法规与标准

广东省电镀企业需遵守的环境法律法规包括《电镀污染物排放标准》(GB21900–2008)、广东省地方标准《水污染排放限值》(DB44/26–2001)、广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27–2001)、《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597–2001)、《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599–2001)、《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》(粤环发[2010]20号文)以及各地环保机构制定的环保规定和排污许可证等。

清洁生产审核验收要求企业符合上述国家和地方有关环境法律、法规,污染物排放达到国家和地方排放标准,总量控制符合《排污许可证》管理要求。对于《排污许可证》无明确规定污染物排放浓度和/或排放总量的情况,应遵照环保主管部门出具的《环评批复意见》确定,《排污许可证》中规定的污染物排放浓度与《电镀污染物排放标准》不相符时,以《电镀污染物排放标准》为准。

电镀工艺主要环境问题及防治措施

3.1污染分析

电镀工艺生产过程的主要环境问题是产生含重金属离子的电镀废水和各类酸雾废气,其工艺产生的“三废”污染(包括水污染、大气污染、固体废物污染)分析如下。

3.1.1水污染

电镀废水含有数十种无机和有机污染物,其中无机污染物主要为铜、锌、铬、镍、镉等重金属离子,以及酸、碱、氰化物等;有机污染物主要为含碳有机物、含氮有机物等。电镀废水主要分为以下几类:

(1)前处理废水,又叫酸碱废水。包括工件除锈、脱脂、除油、除蜡等电镀前处理工序产生的废水。主要污染物为盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠,COD等。

(2)含氰废水,包括氰化镀铜,碱性氰化物镀金,中性和酸性镀金、银、铜锡合金,仿金电镀等含氰电镀废水。氰是剧毒物,应单独处理。

(3)含铬废水,包括镀铬、镀黑铬、表面钝化、退镀以及塑料电镀前处理粗化等工序产生的废水。铬是一类污染物,必须做到车间排放口达标。

(4)含镍废水,包括光亮镀镍,半光镍,高硫镍,镍封,冲击镍,黑镍,化学镀镍等工序产生的废水。镍是一类污染物,必须做到车间排放口达标。

(5)综合废水,即除上述四类废水以外的电镀废水,主要包括酸性镀铜,酸性和碱性镀锌,各种镀锡等废水。主要污染物为多种金属离子,添加剂、配位剂、表面活性剂等。

(6)混排废水:指滴落在电镀车间地面的废水,此类废水主要存在于手动线车间中。含有上述各种污染物,处理难度很大,应尽量避免产生。

3.1.2大气污染

电镀工艺产生的大气污染物包括粉尘和多种无机污染废气。粉尘中的主要污染物为颗粒物,无机污染废气包括酸性废气、碱性废气、含铬酸雾、含氰废气等。含尘废气来源于喷砂、磨光及抛光等工序产生的沙粒、金属氧化物及纤维性粉尘;酸性废气来源于酸洗、出光、化学抛光等工序产生的氯化氢、二氧化硫、氟化氢、硫化氢、磷酸和酸雾;碱性废气来源于化学、电化学除油,碱性和氰化电镀等工序产生的氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等碱性物质;含铬酸雾来源于镀铬工艺产生的铬酸雾;含氰废气来源于氰化镀铜、镀锌、镀铜锡合金、仿金电镀等工序产生的氰化氢气体。

3.1.3固体废物污染

电镀工艺产生的固体废物主要为化学法处理电镀废水的过程中产生的污泥,以及化学除油工序产生的少量油泥。污泥中含有金属氢氧化物、硫化物等重金属污染物,多属于危险废物。但当金属含量达到精矿含量要求时,可先进行资源化综合利用。

3.2推荐的污染防治技术按照生产过程污染物“减量化、无害化、资源化”的原则[2],从设计时段的源头污染预防到生产时段的污染防治,是电镀行业最佳可行污染防治技术组合。电镀工艺过程污染预防最佳可行技术包括有毒材料替代技术、清洗水减量化技术及槽边回收技术;工业水污染治理最佳可行技术包括碱性氧化法处理技术、化学还原法处理技术、化学沉淀法处理技术、化学法+膜分离法处理技、A2/O生化处理技术、好氧膜及缺氧膜生物处理技术、反渗透深度处理技术;电镀工业大气污染治理最佳可行技术包括喷淋塔中和法处理技术、凝聚法回收铬雾技术、喷淋塔吸收法处理技术、袋式除尘法净化技术、湿式除尘法处理技术;电镀污泥综合利用及处理处置最佳可行技术包括熔炼法技术、氨水浸出法技术、硫酸浸出法技术。上述污染预防及“三废”防治技术方法及技术指标可参考《电镀工业污染防治最佳可行技术指南(试行)》要求。

3.3现场验收对三废处理效果的要求

清洁生产审核现场验收要求电镀企业在“三废”治理方面需满足以下条件:(1)具备完善的废水、废气净化处理设施且有效运行;(2)废水处理站有废水处理工艺流程图,有相应的工艺标识、文字(符号),有废水分类管道标识,有废水计量装置,有明确的应急处理体系,在实际运行中要有应急处理设施,如储水池、管道和泵送装置等;(3)有适当的电镀废液收集装置及合法的处理处置途径;(4)生产现场有害气体发生点有可靠的吸风装置;(5)废水处理过程中产生的污泥应按照危险废物鉴别标准(GB5085.1)进行危险特性鉴别,废渣处理场地有围栏,压渣水可回流综合废水池;(6)属于危险废物的,应按照危险废物处置,处置设施及转移符合标准,包装的固废渣泥要有围栏及遮盖,由符合处理固废资质的单位转移处理,防止二次污染,处置率达到100%,不得混入生活垃圾。

4·污染物减排量计算

清洁生产审核过程中清洁生产方案的实施效益,要求分析估算污染物消减量,对清洁生产方案实施前后减少排放的废水、化学需氧量(COD)、SO2、重金属及其他类型特征污染物进行测算或估算。推荐以下计算方法。

4.1废水减排计算方法

废水中COD、重金属、氰化物等污染物的减排量计算方法:

Ri=Sw×Ci

式中iR为i污染物减排量,wS为废水减排量,iC为i污染物排放浓度。其中,废水减排量根据清洁生产方案实施前后的水表读数得出,i污染物排放浓度取对应清洁生产方案实施前后平均排放浓度,污染物的浓度监测方法依据《清洁生产标准电镀行业》中的规范性引用文件。

4.2废气减排计算方法

清洁生产方案对碳粉尘、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)减排量的计算方法,可分为直接减排计算和间接减排计算。

4.2.1直接减排计算方法

对产生直接减排的清洁生产方案,用“方案实施前废气年排放量”减去“方案实施后废气年排放量”得出废气减排量,然后乘以污染物的平均排放浓度得出污染物的减排量。

4.2.2间接减排计算方法

对于节省的煤、水、电、汽及其他原辅材料的量的清洁生产方案,可通过计算出的资源能源的节约量,按照《工业能源统计手册》中标准煤折算系数(见表1)及国家计量局采用的每度(kW·h)电折0.4kgce(千克标准煤)为参考,计算污染物的减排量(见表2)。

 


 

5·计量管理是清洁生产审核的基础[3]

5.1加强计量管理的必要性

清洁生产审核程序包括预审核,审核,方案产生及筛选,可行性分析,方案实施这几个主要阶段,企业实施过程中往往需要大量的生产数据,作为发现问题、改善生产、产生方案的有力支撑。清洁生产主要审核阶段与数据要求见表3。

 


 

如果电镀企业在推广清洁生产工作时,计量管理工作落后于生产,只采用简单的计量管理,对物料能源的使用、污染物的排放作简单的进出口计量,没有实施生产全过程的三级计量管理,提供不了表3要求的数据,是不可能按规范程序实施清洁生产审核的。因此,企业在开展第一轮清洁生产审核初期,必须首先对每条电镀生产线安装能耗(水耗)、物耗、产/排污计量仪并进行相关计量记录;制定计量资料保存3年的管理制度,实测物料输入输出,定期分析物料、水、能源平衡情况,是保障企业按规范实施及持续推进清洁生产的基础[4]。计量管理越完善,数据来源越科学、准确,清洁生产审核工作就做得越扎实,企业实施清洁生产的效果就越显著。

5.2生产用水三级计量要求

需要特别说明电镀生产用水三级计量要求:一级计量是指以公司、总厂为核算单位进行管理的计量点;二级计量是指以车间为核算单位进行管理的计量点;三级计量是指以班组、重点耗水耗能设备为核算单位进行管理的计量点。生产用水计量装置包括全厂总水表、车间总水表、每条生产线进水的分水表。电镀企业在重点耗水工序安装单独的水表,实施三级计量可实现最大的清洁生产效益。

5.3案例分析加强水计量管理所获得的效益

深圳某电镀厂拥有4条自动生产线,2007年起开展清洁生产审核。厂方在2005年和2006年都存在废水排放量超出总量控制要求,清洁生产审核过程发现各生产线用水量由人手控制,由于人员节水意识较差,控制不善,造成水浪费情况严重。从2006年开始,厂方开展一系列的节水行动来节约生产用水,但是效果都不理想。

基于这种情况,清洁生产审核咨询小组与厂方提出“为各生产线加装流量计”的清洁生产方案。厂方在生产线上需要用水的工序(重点是清洗工序的第三道过水缸水开关处)加装流量计,统一规定(锁定或固定)流量计的流量,并记录每条生产线的用水量,作对比分析及考核,以此限制每天每条生产线的用水量。方案总投资约92000元,方案实施后获得显著的清洁生产效益,单位产品耗水量从原来的0.27m3/m2,下降到0.15m3/m2,下降了44.4%,节约水费(包括水费与水处理费)327600元/年,不但保证废水排放量满足总量控制要求,而且减少重金属排放15.75kg/a。方案实施前后厂方水耗情况见表4。可见,加强企业计量管理,既能节约能源,减少环境污染,且能够强化企业生产经营核算,降低生产成本,提高企业的经济效益和环境效益。

 


 

6·其他需要规范的问题

6.1审核重点应关注的问题

(1)审核重点应选清洁生产机会大的生产线(或工序)建立物料平衡分析,查找发现能耗和物耗浪费的工序是建立平衡的最终目的。

(2)参照国家环保部分期分批公布的《需重点审核的有毒有害物质名录》要求(现已公布的2批),选择清洁生产审核重点工序。

(3)建立物料平衡、水平衡、能耗平衡的数据应选取有精确计量(或精确测算)的典型生产周期内的数据,可以是年、月、周或几天的数据。

6.2电镀行业回用水的统计问题

中水,也称再生水,是指污水经适当处理后达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。它的水质介于污水和自来水之间。

电镀行业的回用水包括回用到生产线上任意工序的中水,但不包括回用于绿化和洗厕用水。

6.3清洁生产审核报告的附件问题

根据《关于印发广东省清洁生产审核报告编制范本的通知》(粤经信节能[2010]739号)的要求,清洁生产审核报告必须具备的附件有:(1)企业污染物排放许可证副本复印件;(2)企业审核前后由县级以上环保监测部门出具的污染物排放监测报告复印件;(3)固体废物处理处置合同及转移联单复印件;(4)企业清洁生产管理制度和激励机制复印件;(5)清洁生产技术服务单位人员名单及资质证明材料复印件;(6)凡列入各级政府监管的重点耗能企业提供节能目标完成情况证明。对于“企业环境管理体系认证证书复印件”和“企业环境标志产品证书复印件”,可根据企业情况酌情处理。对于企业自身无单独废水处理设施,其废水交予污水处理厂统一处理的企业,应附上企业交予污水处理厂时的废水监测报告件。

关于“企业环保守法证明”,进行自愿性清洁生产审核的企业必须具备,强制性清洁生产审核的企业则可根据企业情况酌情处理。

7·结论

本文在解读有关电镀行业清洁生产标准、法规与要求的基础上,探讨在电镀行业开展清洁生产审核需规范的问题,推荐了电镀行业污染防治方法及清洁生产减排效益的计算方法,提出规范计量管理是电镀行业实施清洁生产的保障和审核与验收应关注的技术操作要点,对规范清洁生产审核工作,推动电镀行业的节能减排和技术进步有较好的指导意义。

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