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我国电镀用水形势将更加严峻节水还应加强

放大字体  缩小字体发布日期:2013-01-07  浏览次数:3060
核心提示:较新消息,2012年2月16日,国家水利部门负责人在CCTV13上,宣布了国务院已决定我国将实行"最严厉"的水资源利用管理使用措施,划了三条红线、提出四项原则性举措。

袁诗璞 (成都市武侯区晋阳巷2号会所花园A3-02-202,610045)

1 我国开始实施“最严厉水资源管理”政策

较新消息,2012年2月16日,国家水利部门负责人在CCTV13上,宣布了国务院已决定我国将实行"最严厉"的水资源利用管理使用措施,划了三条红线、提出四项原则性举措。要求分期将水资源利用率达到发达国家水平,废水排污量达到天然水体自净允许能力。指标将层层落实到各级政府,达不到者将对政府主要领导实行严格问责。

1.1 工业用水将严加限制

我国人口众多,人均淡水资源原本就很低,但必须保证人畜用水、保证涉及粮食安全与菜篮子工程所需农业、牧业、养殖业等的用水,故节水主要在于减少工业用水。2月19日,CCTV13明确公布了对工业企业2012年的具体指标为:工业用水节水量5%、工业企业污水减排量5%。电镀作业既是用水大户也是排污大户,分配下来,定会高于不少其它工业部门,因为文献一再报导,我国电镀单位表面积的用水量是发达国家的5~10倍,节水任务更重、潜力巨大。

1.2 将严管地下水的开采

我国人均淡水资源本就少,又分布不均。原仅为南多北少,故国家投巨资实施南水北调工程。但近年来,水资源形势更加恶化。

1.2.1 南方局部地区已显缺水严重

由于工业发展不平衡,沿海地区发展快,因而用工量大、外来打工人口增加。2月,在CCTV13上,广东省相关部门介绍,广东省的人均淡水量仅为全国平均的一半,显然,已缺水很严重。笔者认为,这与珠三角、长三角地区治污乏力,地表水污染严重,而可供应用的干净水太少也有关,而这种情况在全国又普遍存在。因此,节水与治污减排应同时并举,缺一不可。

1.2.2 西部缺水带来的问题

我国地势西高东低,过去主要是河流汇集,从西向东河流入湖海。如今,由于多种原因,从西流向东的水量也锐减。这些原因例如:

1) 由于拉尼娜等现象,特异性天气频发,我国西部地区连年降雨、降雪量总体大幅减少,造成过去少有的云、贵、川也出现长期持久干旱,尤以云南、川南部分地区为甚,连人畜饮用水都不保。以云南省为例,2012年3月3日CCTV13再度报导,由于农民都居住在半山腰,不但农业生产靠天吃饭,富源县连续3年大旱,水库全部干涸,政府每户补助130元修的水窖也无水了,人畜饮用水不保。政府又补助每车170元去远处拉水。双诸村在远处山中找到一取水点,却要冒危险从深90米的山洞中去一点一点取水再背回家中。2011年云南已投资200多亿元兴修水利,国家水利部门提出,未来十年云南兴修水利设施还将投入4万亿元才行。内蒙古一些地区则连续6年大旱。我国玉米主产区辽宁省去冬今春干旱,玉米产量大减,玉米期货价格随之大涨,引发饲养行业对饲料的极度担心。

2012年3月5日,温家宝总理在十一届人大五次会议所作政府工作报告中,一开始就坦诚相告,2011年政府制定的节能减排、物价调控两项指标未能完成。报告中明确指出,国家将实行最严格的水资源管理政策,要求各级政府加强对水资源费的收取。

2) 由于全球气候变暖,西部原有的高山积雪与冰川早已快速消融,造成夏天本应丰水的河道也水量很小。

3) 西部大开发,东部一些耗水企业也转向西部,本为劳动力输出大地区的西部农民工,也选择了就近打工等等原因造成西部地区自身用水量大增。

由于从西部、中部地区河流来水减少,东部地区也日益缺水严重。据报导,除小水库干涸外,洞庭湖、鄱阳湖、阳澄湖等大湖,也因来水不足而水位下降、湖面减小,湖边干涸开裂。原靠湖水淡水养殖的养殖户、打鱼为生的渔民,已是生计难保。为救急,三峡水库已几次开闸放水、调水,若情况进一步恶化,我很担心斥巨资的南水北调工程,完工后很可能出现无南水可北调的局面。也许有关部门已预计到此,早已对黄河下游一些河段抽用黄河水用作农业灌溉也收取水资源费。2012年3月20日晚,CCTV13"东方时空"栏目也只是批评了某些地方农业用水并没有抽用黄河水,地方政府却借机从国家投入的每亩地100元农业直补金中扣取40元的乱收费现象。

1.2.3 地下水超采带来的严重问题

2012年2月20日,CCTV13报导,由于对地下水的过度超采,我国有不少于50个城市发生地面沉降严重,面积达2900km2、华北平原地面沉降大于200mm的面积达4800km2,连西部的西安地区也达150km2,出现14条大型地裂缝。湖南等地则频繁出现多处天坑。(全国各地都出现天坑现象)。

据统计,全国总用水量的75~80%采自地下水,每年超采量超过1万亿m3。

地面沉降与天坑、地裂等,又会引发建筑物开裂、倾斜与倒塌、地下管网受损等次生灾害。

地质专家告知,一旦因地下水超采造成地面沉降,恢复期要超过100年。

因此:1)国家十部委正联合制定防地面沉降措施,首先要在全国各地设置地面沉降的监测装置。2)专家已建议人大常委会对限采、超采地下水进行立法,以法律形式减少最终杜绝对地下水的超采。笔者预计,只有在为保人畜饮用水与农业抗旱用水等不得已情况下才会允许打深井开采地下水用。

1.2.4 发挥经济杠杆作用

对城镇自来水,水价是一涨再涨,并将实施梯价收费:用水量越大,水价越高(电价也是这样)。2012年2月,广东省又再次拟对自来水涨价。老百姓已看穿了各种涨价前的所谓"听证会",无非是走过场,听证的结果必然还是涨。因为许多人不理解,这里对节能节水有个发挥经济杠杆作用的目的。而对涨价后造成生活困难的低保家庭,国家则不断增加低保收入,以保证基本的民生需求。

地下水属于国家资源,工业企业抽用地下水,国土资源部门早有收取水资源费的规定。例如早在上世纪七十年代笔者所在国营企业,抽用地下水就装表计量并按每吨水收取8分钱水资源费的。2011年,央视也曝光批评了某地(当时未作记录)国土资源部门未按规定,未收取化工厂每吨地下水2元多的水资源费。

2 电镀对地下水的依存度很高

电镀厂一般用不起城镇自来水(地处边远地区的也无自来水供应),河水或因生活、养殖等废水污染,或因混浊(特别夏天雨季),达不到电镀用水对水质的高要求。因此,电镀多抽取地下水用。当电镀用水量大时,集中几点大量超采地下水,同样会出现地面下沉、天坑等问题,这对投巨资兴建的电镀工业园区,会是一场灾难。

众所周知,中国的现实是:某些地方政府或执法部门,当出于某些利益关系,对一些问题是睁只眼闭只眼,甚至紧闭双眼的,这在央视"焦点访谈"栏目已曝光过不少。而一旦要认真起来也可认真得很。国家已决心实行最严厉的水资源管理政策与措施,并对各级政府官员实行问责制,因此,对节水减排就不得不认真抓了。可以预见,我国将出现环保部门、水利部门、国土资源部门等,对节水减排齐抓共管的局面。

对抽取地下水,会加装水表,按表计量收取还会不断上涨的水资源费,已有专家建议,应采用"智能水表",这种水表流水量超过刷卡交费的核准用水量后,将自动断水。这样才真正能防止工业企业对地下水的超采。

总之,哪一个企业、哪一个电镀厂老板具有远见,现在即采用科学方法从节约点滴用水抓起,那个企业、电镀厂就会赢得先机,将来在因节水减排问题上形成的生存竞争中就易于立于不败之地。

3 中国何以能变为电镀强国

笔者自参加工作起,就从事电镀操作、工艺技术与管理工作。几十年对中国电镀、特别是生产第一线的历史、现状了解得越多,深入全面,越对中国由电镀大国转变为电镀强国越信心不足,甚至时有凄凉之感。

3.1 职工教育缺失、人员素质太低

按全面质量管理(TQC)基本理念,影响产品质量的主要因素有人、机(设备设施)、物(材料、工装等)、环(环境因素)、法(各种管理制度)。其中人的因素排第一,唐朝韩愈早就说过:"人非生而知之者,孰能无惑?惑而不从师,其为惑也终不解矣。"已强调了对人后天教育的重要性。越是发达的国家,其全民受教育的程度越高、人的科技等素质越高,发展越快。在教育方法上,别人强调启发性教育与智力开发,而在我国,则是"填鸭式"的硬灌,看中分数成绩与升学率,往往形成拨苗助长、结果非所愿的不良结果。

但学总比不学好。上世界七、八十年代,国营企业是设有专门教育科的,并要求对全体职工文化补课达初中水平。笔者作为表面处理车间主任,亲自上阵讲语文、物理、数学等课程,车间荣获成教市职工教育先进集体。考虑到电镀生产白天忙,成都表面处理研究会还在成都市劳动人民文化宫举办过为期近一年的电镀夜校,从元素符号开始讲到电化学,学员大多成为企业技术骨干或内行老板。我们也曾举办过10期"无氰镀锌与低铬钝化"短训班。其中一期是应西安电镀协会邀请去西安举办的。行前母亲已病重,但报名学员已有70余名,不能不去。就在这期间,寡居几十年的老母辞世,儿子也未能与其送终,留下终身憾事。

我去过不少企业作技术服务,凡有机会都要对职工讲课(也有白天太忙,晚上讲课的,如成都兴达洁具公司)。成都有个天鹅电镀厂,厂小但老板很精明,买了个大黑板,一遇停电、任务少而不急时,就叫“袁老师,讲课!”老板也认真听,作笔记。其儿子学会了熟练作霍尔槽试验等笔者真传,后自管工艺与生产,从来未请过其他技术人员,而产品质量一直上乘,加工单价很高,至今仍是本地区效益最好的电镀小厂。现儿子已接班成为法人,其父有私人资产不下2000万元,但是财权不放。最近又拿出几十万元改造,在本地区第一批清洁生产验收过关。

对操作农民工,不能多讲理论,重点是每一步操作步骤的具体要求,以及为什么要提出这些要求,达不到要求会出现些什么问题。明白了其中道理,操作工人才会主观能动地去自觉干好。最终,产品质量提高了,返修率下降了,工艺液故障少了,员工收入增加了,学习积极性也高了。

在优胜劣汰的自然法则支配下,一些电镀企业存活、发展壮大了,一些则垮了,被淘汰出局了。说点不中听的话,电镀界富一代的老板多为农民出身,只是在企业管理与处理各种复杂的人际关系中有某些长处,真正属电镀内行的为凤毛麟角。而躺在富一代财物上过日子,肯学肯钻的富二代也不多。

正因为我国电镀第一线人员与老板技术与文化程度都偏低,而由于自然规律,懂行的老专家又越来越少,造成对某些并不能成功用于工业化大生产的工艺技术与设备设施缺乏鉴识能力而盲目采用,一些所谓的"专家",学识面也不广,为企业盲目决策雪上加霜。

笔者常接到包括发达地区的电镀老板或工艺技术人员打来的义务咨询电话,不少实属电镀基础性问题及常见故障。不远千里肯问者实属于好同志,只能耐心给以分析回答,提出可行性建议。不懂装懂,惑而不从师者危害更大。

3.2 现今我国电镀界的一些乱象

3.2.1 一窝蜂式地乱上技术设备

30余年来,由于市场经济的发展,不断出现过不少出于商业目的只讲优点不谈问题的工艺技术与设备设施。德国戈培尔的"谣言重复千百遍也就成了真理"的谬论,在中国电镀界似乎是成立的。由于上述的人员素值偏低问题,缺乏鉴别能力,不适用的技术等鼓吹的人多了,也就信以为真了,大家都上马,结果以失败告终,企业白花不少钱而走弯路。此处仅举几方面的例子。

(1) 电镀废水处理方面

例1、钛质薄膜蒸发器:能源蒸汽消耗太大、镀铬液中的有机添加剂在高温下分解变质。

例2、小极距电解法:电耗大、铁板消耗大、当原水中六价铬浓度大于50mg/L时,电解无法达标。

例3、铁氧体气浮法:生成铁氧体无出路(铁氧体生产单位反映用正常配料,产品质量也难保,更不敢用杂质重的电镀污泥),当废水中含高泡表面活性剂时,再也无法气浮(如镀铬液中的铬雾抑制剂、氯化钾镀锌含铬钝化废水等)。

例4、焦炭-铁屑法(铁屑内电解法):铁屑消耗快,易堵塞、要常清池而麻烦。

提出的许多方法均仅适于单一的含铬废水,对实际的含多种重金属离子的混合废水并不实用。最终还是回归到了化学法:含氰废水分质排放后作二级氧化处理,含铬废水分质排放后作还原处理,混合重金属废水再作中和沉淀或硫化物沉淀处理。

(2) 废水深度再处理的反渗透法

电镀清洗对水质要求很高,经化学法处理后的废水,即使能达标排放,至少因盐分增加也不能直接回用于生产,而必须作深度再处理后才行。

最近几年,趁绝大部分人对膜分离技术还一无所知或知之甚少的情况下,大肆鼓吹反渗透法膜分离技术对废水作深度再处理而达到回用目的。于是,不少电镀企业与工业园区又花数十、数百万元上反渗透设备。笔者[1]不得不发文对各种膜分离技术作了较详细介绍,并严正驳斥了少数人鼓吹的可通过反渗透实现废水的真正零排放的瞎说。李峰、吴欲、胡如南[2]三位比笔者了解更多国外现状的专家明确指出了反渗透的缺点:1)整个系统新用时,废水再生率为70%,即使有良好保养措施,一年后也只能达50%;2)投资大、处理成本高;3)换膜费用高。原文对此法总的结论是:"根据对全国各地已有该装置的电镀工厂的考察,有80%以上并不经常使用。在与国外(特别是欧盟和美、日等国)同行的交流和考察中了解,他们也不推崇这种方法。"(反渗透)"并不是最理想的电镀废水处理的好方法。不出本人所料,不少人又听信鼓吹而上当了。文章还介绍,国外特别是欧盟90%以上的电镀生产线(车间)采用的是(线边)离子交换树脂法。笔者在此建议:我国的电镀工作者与环保工作者、设备制造单位,对李峰等所写文章得认真读一读。

3.2.2 应及时制止不适用方法的胡乱宣传

本人不是先知先觉者,但尚善于学习与试验。因此常写些得罪人的文章,因为不得罪少数私欲主义者,就会得罪挣点辛苦钱的广大电镀工作者与农民工。

例1、对重金属离子捕集剂TDCR

对国内某"祖师爷"生产的并正在鼓吹的废水重金属离子捕集剂DTCR,一看使用说明书上要求的处理pH值应达9左右,立即敏感地发出疑问:到底是DTCR在起作用,还是中和沉淀在起作用?于是作了详尽的试验,结果发现主要还是中和沉淀在起作用。于文献[3]中详细介绍了试验过程与结论,减少了上当受骗的人。

例2、新报导的CKR电镀废水处理新技术

最近,见到薇伊[4]报导,上海某公司引进了德国捷思安公司的非膜电镀废水循环处理技术CKR:采用特殊的树脂等填料,在pH0~9的条件下可以直接处理电镀废水并回收废水达90%~95%,通过二级处理可制备纯水。每吨水处理费3~5元,二级再处理1~2元,可谓神奇。

但笔者建议,不要盲目采用CKR技术。原因是:废水原水在进入树脂等处理之前,应先达到2个要求:

1) 足够清洁,悬浮物SS应很低。这一点,国内不难达到,可以先经絮凝或废水处理专用大型板筐压滤机作预处理。

2) 原水有机物含量量应很低,CODCr应小于60~80mg/L,这一点,在德国易于办到,对中国多数电镀企业则难办到。其原因分析如下:

a:在发达国家并不反对和禁用氰化电镀,只要求含氰三废水处理达标。而我国是反对并要求逐步淘汰氰化电镀的。因此多年来都推广富含有机添加剂和非氰有机配位剂的工艺。结果造成废水中有机物含量很高,造成CODCr很易超过80mg/L,而无法采用CKR技术。笔者所知,出口欧盟的电子电器与汽车零件镀锌中,指明要采用无氰锌酸盐镀锌,而禁用抗蚀性特差的氯化钾镀锌。但并不强求采用氰化镀锌,因为已有不少文献报导,良好锌酸盐镀锌的三价铬钝化层的抗蚀性还优于氰化镀锌。而我国遍地开花的至今仍用量最大的还是氯化钾镀锌,废水中富含的大量有机添加剂,使CODCr极易超过80mg/L。对其原因,笔者[5]早已发文讨论过。

b:报导提出对采用CKR技术时,废水应先预处理使CODCr<80mg/L(估计有机物会造成树脂因易于吸附而中毒失效且无法用酸碱进行再行处理。"预处理"三个字好写,但作预处理就难了:不少文献早就指出,对电镀废水中有机物的处理,至今无过关的技术。氨氮、有机添加剂造成的CODCr与BOD5,唯一可行办法是采用微生物降解。但其占地面积很宽、处理进间很长,这是处理生活废水的常用办法。对电镀废水,微生物降解还有困难:废水中的许多重金属离子会使微生物中毒死亡。

笔者曾为一大型乡镇企业非氰但含铬(工艺布局一改再改,含铬废水无法分质排放处理)的混合废水研究过一种低成本的化学处理方法。试验样水送环保部监测,六价铬、总铬、铜镍监测不出,锌0.01mg/L,但CODCr达110mg/L而超标。老板问我如何办?我说别无它法,而只能大量削减氯化物镀锌。

预处理CODCr至小于80mg/L,在我国,对不少电镀厂是困难的、甚至无法的。因此,只有达到下述要求时才可考虑采用"神奇"的CKR技术:a、通过工艺改革,使废水原水长期监测结果表明,CODCr本身就小于80mg/L。b、对试用单位至少应用半年后作实地考察,看CKR技术是否真的适用,真有介绍的那么神奇?目前该法在中国尚不宜盲目推广。

最可怕的是盲目乱宣传会导至某些执法部门或清洁生产验收部门错误决策而要求强制性采用。这方面的实例已有不少,教训深刻。

3.2.3 我国电镀科研的方向性问题

我国表面处理期刊上几乎都发表过不少研究性论文,其中绝大部分又为研发生的毕业论文。笔者拙见,从文中可见,我国表面处理科研上存在实用性很差的方向性问题。

(1) 研究内容过于偏窄,不具生产实用性。例如发表过不少多元复合化学镀方面的文章。不要说多元复合化学镀,工业生产中要掌握好二元、三元电沉积都困难重重。你那个结果,猴年马月才能转化为生产力?

(2) 文章过于深奥。大专院校与科研单位的优势之一是不缺电镀化学研究手段。因此,不少文章中列有不少电化学测试数据、曲线、电镜照片等。笔者征求过不少电镀基层人员意见,一致反映是"看不懂,没有用",不少人因此连表面处理期刊也不订阅了。当然,没有这些东西,档次又显低了,就没有内容可写了。

而真正的表面处理基础理论研究又很难。例如,笔者曾提出过一些很基本的现象:同为三价铬盐的镀锌钝化层,蓝白色与银白色的发色机理有何不同?在低铬彩钝液中,催化阴离子SO42-与Cl-是如何起作用的?为什么含量过多、过少都不能获得良好的色泽与结合力?正因为缺少基础理论研究,大生产中只能凭经验、实验甚至瞎蒙来解决问题。滚镀锌小件蓝白钝的蓝度不足,又只好用"增蓝剂"之类的染料来着色。

当然,笔者不能责怪研究生们。因为他们在考研、读研前很可能对表面处理还一无所知。更不要说看过、到过生产第一线了,在短短两三年时间,又要读书、查资料,又要作试验,是不可能开发出实用技术的,只能发表一篇毕业论文交差。但这确实是对国家教育科研资金的一种浪费,举一实例:成都飞机维修公司有钱,电镀车间曾引进过3名电化学专业毕业的研究生,但还不如老工人,一个生产实际问题都解决不了,自己都不好意思,不到一年,都主动请辞了。教育部已认识到我国研究生培养教育中的一些问题,早已提出要逐步改变重论文轻实际动手能力的现象。

一项实用技术的开发确非朝夕之功。今举少数例子:

例1、造纸黑液的处理曾是老大难问题,当一条小河上游有一造纸厂,这条河水就完蛋了。CCTV10(科教频道)在"创新无限"栏目却报导过一个笔者十分感慨的实例:一位本身就从事多年造纸的老同志,利用化工生产的废酸碱及其它废料,经多年潜心试验研究,发明了一种絮凝物质,电视上演示,当造纸黑液中滴加少量这种液体絮凝剂后,黑色物质很快絮凝沉降。据介绍,上部清水可直接用于农业灌溉与渔业养殖(查相关国标,特别是对渔业养殖,对有机物造成的CODCr与BOD5允许值,远小于对电镀废水的排放指标),而其沉淀又可用作有机肥料。在此基础上,该老先生又组织团队,对造纸废水开展催化氧化方法研究,最终实现了造纸的无害化真正零排放。但试验筛选合适的氧化用催化剂方面,就花了十年时间。

我在想,对电镀废水中氨氮、有机添加剂与配位剂去除的老大难问题,是否能有有志之士,也学一学这位老先生的方法与坚韧不拔精神呢?

例2、电镀助剂的开发。开发一种实用的电镀助剂,要经过调研比较-实验室试验-生产试用-改进-再试用等漫长过程。靠读研的研究生是不可能的,只有靠上海永生、福州八达、广州二轻所、广州达志公司等懂专业的掌门人与有生产实践经验的研究团队来完成。例如上海永生助剂厂,单在改进光亮酸铜的光亮剂上就经历过数次失败,花了十多年时间。

3.2.4 公开的配方未必就是实用的

不少老板与工艺技术人员或不懂或不求甚解,总希望从杂志上能找到没有代号的公开配方,拿来就用。必须指出,实际情况未必如此。

(1) 标识不清

举一例:配方中有"硫化钠1.25g/L"。也许作者也未意识到,这是一个很不明确的标识。其一,硫化钠有无水、2~9水数种,无水Na2S与Na2S·9H2Ο实际含量就差得多了。

其二,未标明材料纯度等级。工业级分三等,最高含量60%,化学纯与分析纯含量也有差异。如果你用的材料与配方提出者用的大不相同,则未必有好的效果。正确标法应是:硫化钠(分析纯,Na2·9H2Ο)1.25g/L。

有些产品更深层次的问题就难以深究了,因为材料供应就标识不明。例如酒石酸及其盐类有三种不同消旋性的化学异构体:右旋光的(L)、左旋光的(R)和内消旋的。L和R旋光性的才易溶于水,且用于化学镀铜的酒石酸钾钠(罗谢尔盐)以右旋体的效果最好。

(2) 材料来源不明

我国电镀化工材料的供应,排开伪劣产品,也可谓鱼龙混杂,必须优选单位定点供货。在各种光亮剂中,搞出良好的酸铜光亮剂最为困难。本人在所技术服务过的电镀厂点,为降低生产成本,均是自配光亮剂用,一直采用M、N、SP、P及其改进体系,10余年来不断改进完善配方。搞酸铜光亮剂之所以难度大,是因为各组份间的良好协同效应十分重要,配比不良或某一组份质量不良,都不能取得良好效果。笔者对此体会很深,举几例:

例1、同为乙撑硫脲N,一家的用量要另一家产品的一倍才行。

例2、同为M6000的聚乙二醇P,国产品中只有上海科龙精细化学厂的好用,否则就要用进口货。塑料电镀对镀光亮酸铜要求很高。我在一塑料电镀厂技术服务过,由于勤作试验调整,长期用自配成本仅每升2元多的光亮剂用,效果也很好。一次,老板买了些天津某厂产聚乙二醇,配光亮剂试验,一镀,整个霍尔槽试片通身起细泡。这老板也有魄力,叫不要放在库房中,全部扔进垃圾堆中,以免用错,另购进口品用。

(对十二烷基硫酸钠,国产标称分析纯的,还不如日本进口的工业品好用)。

例3、聚二硫二丙烷磺酸纳SP,目前宜用武汉中德化工公司的高纯品SPS为好。

例4、M、N,江苏梦得的可用。但后来产的结晶态的N又比原来产的粉末状的用量又要少许多。定点供货也还存在批次问题。

诸如此类的材料问题还很多。乱吹乱用活性炭的人也很多,许多人已认识到,配制酸性硫酸盐镀锡光亮剂的ΟΡ类载体,全国只有杭州电化厂独家的正宗货好用。

本文所述中国电镀的一些乱象,不少已离题,但已是本人憋在肚内多年想说又未说的。其实与本人并无多大利害关系,纯出于社会责任心。因为老天给我留的时间已不多了,再不说恐怕就无机会了。

4 电镀节水还得讲求科学、深挖潜力

4.1 电镀节水减排的确难度很大

4.1.1 电镀对清洗水质要求很高

电镀的工序很多,清洗次数很多,而往往对清洗水质要求又很高,否则会造成对工艺液的相互污染,造成故障频繁、镀液处理频次增加,而处理镀液,往往又带来新的污染。

例1、含氯离子重的水不能用于光亮酸铜的镀前清洗,应是一种常识了。

例2、碱性锌酸盐镀锌液中的钙、镁杂质也有害,故有的要加入“水质净化剂”添加剂等。

例3、K+会增加亮镍层的脆性。当车间地坪等防渗漏处理不到位时,抽取浅层地下水用,若水中含有少量氯化钾镀锌添加剂时,会造成亮镍层发雾,而又无法处理去除,工业生产中曾因此报废过亮镍液。

4.1.2 重在节约清洁用水

(1) 适应国家的最严格的水资源管理政策

如本文前述,2012年初,国家已提出将许多部门对节水减排实施最严格、严历的水资源管理政策。其中认真收取工业用水采集地下水的水资源费、实行限采禁采地下水是重要举措,这对于绝大部分是采地下水用的电镀厂点而言,形势十分严峻。

(2) 我国并无适用的废水深度再处理技术装备

如文献[2]、本文2.2.1仅引用其结论所述,这几年我国鼓吹乱上的反渗透法,是在欧美、日本等发达国家并不推崇的技术,而已花几十、几百万上反渗透设备的80%都不经常使用。20%还硬起头皮在用。“不经常”,恐怕指的就是验收当时,应付检查、供人参观以及需制备生产用纯水时才用一下。

因此,目前在未推行发达国家实用节水的废水深度再处理技术之前,尚不能寄希望于水的大量生产回用;同时,不切实际地提出回用水率的高要求,无异于是对电镀的杀害。

(3) 清洁用水费用将不断上涨,用量受限

如前所述,国家将实行多部门齐抓共管的最严历水资源管理政策。电镀收取装表计量的地下水的水资源费指日可待。若再要求限采、禁采,则电镀用清洁水费会不断上升,最坏结果是通过立法,限采、禁采地下水,则至少地面沉降地区的电镀用水形势将十分严峻。不但发达地区,中西部电镀企业都应具用水的危机感,现在就应从节约点滴用水作起。

4.2 再谈科学节水方法

4.2.1 不切实际的瞎吹鼓吹已造成一些恶果

正如文献[2]介绍,我国在废水深度处理上,在并不了解欧美等发达国家实用技术的情况下,就鼓吹乱上反渗透技术,造成很大损失,而获利的只有疯赚中国人钱的美国膜制造商。同样,在节约清洁用水方面,在不了解什么方法才是最科学实用方法时,就只知道瞎鼓吹多级逆流漂洗与喷淋清洗。

笔者[6]已指出过这些方法在工业化生产应用上是存在不少困难的,而最科学的方法是为电导法自动控水。这里再简述几句。

1、多级静态逆流漂洗(多吸回收)只适用于首级回收水能完全反掺于该工艺镀液因蒸发量大而能允许的少数场合。就在笔者写此文的2012年3月9日上午,接到东莞一电镀大公司的电话:他们原对镀镍后未回收时,废水经中和沉淀后尚能达标。在采用一级回收后,因回收水掺入镀镍液的量有多,将回收多余的水排放,废水中镍浓度上升,处理后就超标了。用重金属离子捕集剂DTCR处理还是不达标,问我用硫化物沉淀如何,我给对方分析了不达标的原因,建议改中和沉淀为硫化物沉淀,并介绍了如何正确使用硫化物沉淀,以保证S2-不超标,而Ni2+可以处理到检测不出的程度,且能极大降低处理成本。

(2) 喷淋清洗并不适于任何工件

喷淋情况只适合于定型的简单工件清洗,并非放之四海而皆准。原因是必须针对工件作喷头的合理设计与布局,才能取得较好的清洗效果。对非定型产品及有盲孔等难清洗件,至少要喷淋加浸洗才行。

(3) 三级动态逆流漂洗(有的工艺还要求一级回收)占地宽,生产线拉得很长,增加投资、昂贵的占地费用、降低生产效率,同时在用于手工作业时会大大增加工人劳动强度而受到操作者的抵制。

与并不了解发达国家并不推崇的反渗透制取回用水一样,我国电镀界同样对于节水技术,也在不知情况下,对多级逆漂洗瞎吹的时间更长了。可怕的是这种瞎吹已误导了不少决策者,甚至清洁生产验收要求。

宁波市环保局是率先对电镀节约清洁用水提出硬性指标的执法部门。宁波电镀协会同仁希望我将1988年所获国家专利的电导水器再改进投入工业化生产,加以推广。花8个余月时间与不少经济批量生产后,在宁波地区推广效果并不好。后来终于明白了原因:受瞎鼓吹误导,宁波地区电镀厂必须进入工业园区,而工业园区又规定入园区者必须采用多级逆流漂洗或喷淋清洗。前些年的老自动线两三年前顾不了其缺点,已投巨资对生产线作了重新布局、制造改进。

笔者后悔早几年未宣传介绍发达国家早在上世纪七十年代末就开始推广应用的电导控水技术,也不致于形成如今这种既浪费又被动的局面。

4.2.2 再谈电导自动控水的应用

(1) 最适于单槽清洗

试验与应用证明,采用单槽清洗时,节水率可达50~80%。

(2) 二级动态逆流

节水率可达30%,可以作到比三级动态逆流漂洗更好的节水效果。

(3) 多级动态逆流漂洗

多级动态逆流漂洗一般采用三级已足够了。实地考察宁波工业园区内,小件全自动线采用三级为主,少数手工作业则采用二级。笔者认为,即使采用三级动态逆流漂洗也未必能达到国标GB21900-2008中对单位产品基准排水量的提标后的要求及2012年新提出的逐步达到发达国家水资源利用率的更高要求。这里有些问题还需从更深入层次作认真讨论。

1) 末级清洗到底开多大供水量为宜?动态逆流漂洗是从末级清洗槽(三级时从第三级)供水的。清洗的最终效果取决于末级清洗水的清洁程度,如果一味为节水,将供水量开得过小,则清洗不干净,造成工艺液的相互污染;如果水量供应过大,又会造成水的浪费,降低节水效果,投入不少而达不到预期效果。对镀非定型产品则更难掌握好。

2) 手工掌握的随意性问题。对末级供水量,当缺乏监控设备时,末级供水量的阀门是操作工人随意控制的,很难保证恰到好处,甚至出现常流水现象。

(4) 动态逆流漂洗情况下,电导控水的再应用

本来,逆流漂洗在工业化生产中是存在许多问题的,发达国家应用并不推广。但多年来国内鼓吹太多,"谣言也成为真理",而宁波等地区也受误导,工业园区要求强制性采用,木已成舟,老夫也无可奈何。但面对国家将实行最严历的水资源管理政策,严格收取工业用水的水资源费已为时不远。若限采、禁采地下水已立法,而我国废水回用又无实用技术,则电镀用水形势及减排任务完成,将是十分严峻的。

电镀节水必须从点滴作起。在二级或三级动态逆流漂洗的末级供水上若能再小投资一点加装电导自动控水,则既能保证清洗效果,又能杜绝手工开水的随意性及可能出现的长流水现象,对电镀定型与非定型产品都具进一步节水效果。试验证明,在动态逆流漂洗末级清洗槽再加电导控水,可能出现这种现象:当末级供水的停供水时间过长时,第一级(或第二级)清洗水不断地被带入末级时,前级水位可能下降很多。对此,笔者在设计WWD-2型电导控水器时已考虑到:只要控水器具有高的灵敏度,供水电磁阀开关频繁一点,就能加以克服。有两点措施:第一、每台控水器在出厂测试时都采取了各种措施,将测控灵敏度调得很高;第二、产品使用说明书上介绍有如何通过精细预置来进一步提高测控灵敏度的方法。

5 结语

2012年2月起国家基于我国水资源十分短缺的现状,将实施最严厉的水资源管控政策,形成不单是环保部门的多部门齐抓共管节水减排的局面,电镀厂点必将面临更加严峻的、关系生死存亡的用水问题。要吸取过去听信瞎吹的多方面教训,坚持科学发展观。

如何学习文献[2]介绍的欧州90%采用线边小型离子交换设备来节水减排,则需要我国电镀与环保设备厂通过引进、消化吸收、再创新来抓紧开发。

参考文献

[1] 袁诗璞.反渗透在电镀工艺和废水处理应用上的局限性[J].电镀与涂饰,2010(29)12:48~52

[2] 李峰、吴欲、胡如南.我国电镀废水处理回用的现状及探讨[J].电镀与精饰,2011(33)10:17~20

[3] 袁诗璞.重金属离子捕集剂DTCR的应用试验[J].电镀与涂饰,2011(30)2:32~36

[4 ]薇伊.神奇的CKR电镀废水处理新技术.福建表面工程,2011,12:17

[5] 袁诗璞.氯化物镀锌与废水CODcr超标的关系[J].电镀与涂饰,2010(29)11:14~18

[6] 袁诗璞.电镀清洗用水采用电导自控的必要、原理与困难[J].电镀与涂饰,2011(30)6:42~45

最新行业新闻2013年01月07日更新

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