電鍍清潔生產(chǎn)標準實施中一些問題的探討
陸興元（南京晨光集團有限責任公司 210006）
摘 要：分析了HJ/T314-2006電鍍清潔生產(chǎn)標準在實施過程中的一些問題，探討了具體的解決措施。
關(guān)鍵詞：電鍍 清潔生產(chǎn) 標準 探討
HJ/T314-2006《清潔生產(chǎn)標準 電鍍行業(yè)》已于2007年2月1日正式實施，本標準適用于電鍍行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核和清潔生產(chǎn)潛力與機會的判斷，以及企業(yè)清潔生產(chǎn)績效評定和企業(yè)清潔生產(chǎn)績效公告制度。本標準的貫徹實施對于提高電鍍清潔生產(chǎn)水平起著重要作用，但在具體實施過程中，遇到一些問題需要進行探討。
1.鍍層面積問題
根據(jù)清潔生產(chǎn)的一般要求，清潔生產(chǎn)指標原則上分為生產(chǎn)工藝與裝備要求、資源能源指標、產(chǎn)品指標、污染物產(chǎn)生指標（末端處理前）、廢物回收利用指標和環(huán)境管理要求等六類?？紤]到電鍍行業(yè)的特點，本標準將清潔生產(chǎn)指標分為四類，沒有列入產(chǎn)品指標、廢物回收利用指標。但產(chǎn)品電鍍合格率是應(yīng)該考慮的一項清潔生產(chǎn)因素，標準中沒有單獨考核，不等于不考核，而應(yīng)該體現(xiàn)在其它項目中，如鍍層金屬原料綜合利用率計算過程中，“鍍件鍍層面積”應(yīng)改為“鍍件產(chǎn)成品鍍層面積”，與標準備注中的“全廠電鍍產(chǎn)成品總面積”概念統(tǒng)一，即都應(yīng)是統(tǒng)計的“合格品”數(shù)據(jù)。鍍件帶出液污染物指標計算公式中的鍍件被測平板狀面積也應(yīng)該是指合格品面積，這樣也就考核了產(chǎn)品指標。
2.平板狀鍍件問題
本標準以平板狀鍍件作為鍍件帶出液污染物指標考核依據(jù)，反映生產(chǎn)線實施清潔生產(chǎn)措施的效果，表面上是考慮到標準的公正性。實際上電鍍的零件具有各種形狀，清洗過程的帶出液就不一樣。平板狀鍍件的帶出液是最少的，所以對不同零件的電鍍清洗帶出液污染物產(chǎn)生量超出本標準是必然的。但是，超出標準規(guī)定值是否達標本標準沒有說明。電鍍生產(chǎn)線的設(shè)計應(yīng)是根據(jù)具體電鍍產(chǎn)品進行的，而不能只考慮平板狀鍍件，所以標準應(yīng)考核企業(yè)的實際電鍍件較合理。如一個汽車鋁輪轂的專業(yè)電鍍企業(yè)，一般不會有平板狀鍍件，執(zhí)行本標準就會有難度，用汽車鋁輪轂鍍件測試同樣能反映生產(chǎn)線實施清潔生產(chǎn)措施的效果。
3.鍍層金屬原料綜合利用率問題
鍍層金屬原料綜合利用率是鍍件上鍍層金屬量與鍍層金屬原料消耗量之比值。鍍層金屬原料量的消耗等于鍍件上鍍層金屬量與電鍍污染物中金屬量之和。所以對同一電鍍生產(chǎn)線，鍍層厚度越厚，鍍層金屬原料利用率就越高，而且不同產(chǎn)品所要求的鍍層厚度有很大區(qū)別。如一條鍍?nèi)龑渔嚨纳a(chǎn)線，鍍底層鎳10µｍ，高硫鎳1µｍ，因鍍液中鎳離子濃度基本一致，清洗時帶出液污染物中鎳金屬量是一致的，但底層鎳的厚度比高硫鎳要厚，其金屬原料綜合利用率就會高得多。所以對底層鎳和高硫鎳如用同一鍍層金屬原料綜合利用率來考核就顯得不合理。
根據(jù)鍍層金屬原料綜合利用率指標，在一定鍍層厚度時，可求出沒有利用的金屬原料，即污染物產(chǎn)生量(ｇ/ｍ2)，與鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標（末端處理前）相比，雖然二者概念不一致，鍍件帶出液污染物是電鍍污染物產(chǎn)生量的最主要來源，鎳、鍍裝鉻的鉻指標相近，但銅、硬鉻的差距較大，不盡合理（見表1、2）。
表1 在綜合利用率為標準要求時的污染物產(chǎn)生量(ｇ/ｍ2)
|
鍍種
|
鍍層厚度，µｍ
|
比重，ｇ/cｍ3
|
污染物
|
一級
|
二級
|
三級
|
|
鍍鋅
|
10
|
7.17
|
Zｎ2+
|
12.65
|
17.9
|
23.9
|
|
鍍銅
|
10
|
8.94
|
Cｕ2+
|
15.8
|
22.35
|
29.8
|
|
鍍鎳
|
10
|
8.9
|
Nｉ2+
|
0.47
|
0.77
|
2.2
|
|
裝飾鉻
|
0.5
|
7.0
|
Cｒ6+
|
2.3
|
11.1
|
14
|
|
鍍硬鉻
|
10
|
7.0
|
Cｒ6+
|
7.8
|
17.5
|
30
|
4.鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(末端處理前)問題
鍍件帶出液污染物指標是在廢水末端處理前，單位面積平板狀鍍件帶出液的某污染物產(chǎn)生量，標準規(guī)定的采樣點設(shè)置在所測鍍種的最后一級回收槽或鍍槽（無回收槽）上側(cè)。實際上電鍍過程中產(chǎn)生廢水的過程除了零件電鍍清洗帶出液外，還有過濾機清洗、大處理翻槽過濾、跑冒滴漏產(chǎn)生的廢水，電鍍?nèi)芤悍治鰪U水，電鍍工裝和掛具帶出液，報廢的鍍液等。鍍件帶出液污染物產(chǎn)生量(末端處理前)一般占污染物總量的80%左右，這一指標的考核是合理的，但在按照不同等級用水量條件下計算出來的單位面積污染物濃度都在每升幾毫克范圍，有些指標要求較高（見表3）。
表2 鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(末端處理前)(ｇ/ｍ2)
|
鍍種
|
污染物
|
一級
|
二級
|
三級
|
|
氰化鍍銅
|
CN -
|
0.7
|
0.7
|
1.0
|
|
鍍鋅鈍化
|
Cｒ6+
|
0
|
0.13
|
0.2
|
|
酸性鍍銅
|
Cｕ2+
|
1.0
|
2.1
|
2.5
|
|
鍍鎳
|
Nｉ2+
|
0.3
|
0.6
|
0.71
|
|
裝飾鉻
|
Cｒ6+
|
2.0
|
3.9
|
4.6
|
|
鍍硬鉻
|
Cｒ6+
|
0.1
|
1
|
1.3
|
表3 鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標(末端處理前)污染物濃度(mg/L)
|
鍍種
|
污染物
|
一級
|
二級
|
三級
|
|
氰化鍍銅
|
CN -
|
7
|
2.3
|
2
|
|
鍍鋅鈍化
|
Cｒ6+
|
0
|
0.4
|
0.4
|
|
酸性鍍銅
|
Cｕ2+
|
10
|
7
|
5
|
|
鍍鎳
|
Nｉ2+
|
3
|
2
|
1.4
|
|
裝飾鉻
|
Cｒ6+
|
20
|
13
|
9.2
|
|
鍍硬鉻
|
Cｒ6+
|
1
|
3.3
|
2.6
|
|
新鮮水用量，t/m2
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
|
一般來說，平板狀零件的電鍍清洗時的帶出量在0.1L/ｍ2左右，計算在0.1L/ｍ2帶出量時的污染物產(chǎn)生量(ｇ/ｍ2)見表4。再按照不同等級用水量計算出來的污染物濃度(mg/L) 見表4。結(jié)果明顯高于表3的結(jié)果，說明在實際應(yīng)用中，必須根據(jù)要求設(shè)置回收槽，才能降低污染物帶出量，達到標準要求。
表4 按平板狀零件0.1L/ｍ2帶出量時的污染物量和濃度
|
鍍種
|
污染物
|
鍍液濃度
|
污染物量
|
不同等級用水量時的濃度(mg/L)
|
||
|
鍍鋅
|
Zｎ2+
|
40 ｇ/Ｌ
|
4 ｇ/ｍ2
|
40
|
13
|
8
|
|
氰化鍍銅
|
CN -
|
60 ｇ/Ｌ
|
6 ｇ/ｍ2
|
60
|
20
|
12
|
|
鍍鋅鈍化
|
Cｒ6+
|
3 ｇ/Ｌ
|
0.3 ｇ/ｍ2
|
3
|
1
|
0.6
|
|
酸性鍍銅
|
Cｕ2+
|
60 ｇ/Ｌ
|
6 ｇ/ｍ2
|
60
|
20
|
12
|
|
鍍鎳
|
Nｉ2+
|
50 ｇ/Ｌ
|
5 ｇ/ｍ2
|
50
|
17
|
10
|
|
裝飾鉻
|
Cｒ6+
|
130 ｇ/Ｌ
|
13 ｇ/ｍ2
|
130
|
43
|
26
|
|
鍍硬鉻
|
Cｒ6+
|
130 ｇ/Ｌ
|
13 ｇ/ｍ2
|
130
|
43
|
26
|
|
新鮮水用量，t/m2
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
|||
5.與水污染物排放標準的協(xié)調(diào)問題
電鍍廢水經(jīng)處理后排放需達到水污染物排放標準GB21900-2008要求，但廢水處理過程中因反應(yīng)效率的問題，只有低濃度的廢水處理后才能做到高標準排放的要求（見表5），為此必須做到二者標準的協(xié)調(diào)。
表5 GB21900-2008水污染物排放標準(部分)
|
序號
|
污染物
(mg/Ｌ)
|
現(xiàn)有企業(yè)水污染物排放限值
|
新建企業(yè)水污染物排放限值
|
水污染物特別排放限值
|
污染物排放監(jiān)控位置
|
|
1
|
總鉻
|
1.5
|
1.0
|
0.5
|
車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口
|
|
2
|
Cｒ6+
|
0.5
|
0.2
|
0.1
|
|
|
3
|
總鎳
|
1.0
|
0.5
|
0.1
|
|
|
4
|
總銅
|
1.0
|
0.5
|
0.3
|
企業(yè)廢水總排放口
|
|
5
|
總鋅
|
2.0
|
1.5
|
1.0
|
|
|
6
|
CN -
|
0.5
|
0.3
|
0.2
|
HJ/T314-2006標準中新鮮水用量是指消耗新鮮水量與全廠電鍍產(chǎn)成品總面積之比（包括進入鍍液而無鍍層的面積）。而GB21900-2008標準中對單位產(chǎn)品基準排水量指用于水污染物排放濃度而規(guī)定的生產(chǎn)單位面積鍍件鍍層的廢水排放量上限值。排水量指生產(chǎn)設(shè)施或企業(yè)向法定邊界以外排放的廢水量，包括同一排放口的與生產(chǎn)有直接或間接關(guān)系的各種外排廢水（如廠區(qū)生產(chǎn)污水、冷卻廢水、廠區(qū)鍋爐和電站排水等）。二者概念雖有些區(qū)別，但確有些不協(xié)調(diào)（見表6），清潔生產(chǎn)標準要求比污染物排放標準要求低，且電鍍污染物排放標準中分單層鍍和多層鍍二種情況，也要合理些。但多層鍍工藝種類也有很大差別，如工藝較復(fù)雜的汽車鋁輪轂多層鍍用水量會多，而鍍?nèi)榘足t和硬鉻的多層鍍用水量就接近單層鍍用水量。
表6 電鍍新鮮水用量和單位產(chǎn)品基準排水量
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1、HJ/T314-2006標準
|
||||
|
清潔生產(chǎn)指標等級
|
一級
|
二級
|
三級
|
|
|
新鮮水用量，t/m2
|
≤0.1
|
≤0.3
|
≤0.5
|
|
|
2、GB21900-2008標準
|
||||
|
特別
|
新建企業(yè)
|
現(xiàn)有企業(yè)
|
||
|
單位產(chǎn)品基準排水量，t/m2
|
多層鍍
|
0.25
|
0.5
|
0.75
|
|
單層鍍
|
0.1
|
0.2
|
0.3
|
|
6.建立標準鍍層金屬原料綜合利用率概念
現(xiàn)有鍍層金屬原料綜合利用率不能適應(yīng)對不同鍍層厚度產(chǎn)品的統(tǒng)一考核，在此提出建立“標準鍍層金屬原料綜合利用率”概念，在同一鍍層厚度(即每種鍍層的典型厚度，或稱為標準厚度)條件下進行考核，有利于提高標準的合理性。
標準鍍層金屬原料綜合利用率計算公式：
式中： U——標準鍍層金屬原料綜合利用率；
n——考核期內(nèi)鍍件批次；
Ti——第iµｍ；批鍍件鍍層金屬平均厚度，
Si——第i批鍍件鍍層面積，m2；
d——鍍層金屬密度，g/cm3；
M——鍍層金屬原料（消耗的陽極和鍍液中金屬離子）消耗量，g；
m1——陽極殘料回收量，g；
m2——其它方式回收的金屬量，g；
A——鍍層厚度校正值。A=（10- Ti）·Si·dµｍ，A值可為正負值。。其中10為標準厚度值10
按照標準鍍層金屬原料綜合利用率概念，對不同鍍層厚度的鍍層可用同一指標進行考核，如裝飾鉻和硬鉻的指標也可統(tǒng)一起來考核；可用于電鍍企業(yè)實施清潔生產(chǎn)效果的對比，還可用于企業(yè)間電鍍清潔生產(chǎn)效果的對比。原有的“鍍層金屬原料綜合利用率”可用“實際鍍層金屬原料綜合利用率”來表示。
7.結(jié)束語
電鍍清潔生產(chǎn)標準的貫徹實施對推動電鍍清潔生產(chǎn)起著重要作用，對電鍍清潔生產(chǎn)標準在實施過程中出現(xiàn)的一些問題，仍需進行探討，以確定更合理的概念和考核指標。本文提出如下建議：“鍍層面積”應(yīng)統(tǒng)一為“產(chǎn)成品鍍層面積”，“平板狀鍍件”應(yīng)改為“實際產(chǎn)品鍍件”，并用“標準鍍層金屬原料綜合利用率”考核指標代替“鍍層金屬原料綜合利用率”考核指標，有利于提高標準執(zhí)行的合理性；鍍層金屬原料綜合利用率指標與鍍件帶出液污染物產(chǎn)生指標、電鍍清潔生產(chǎn)指標與電鍍污染物排放指標對比，有些數(shù)據(jù)指標不盡協(xié)調(diào)，需在修訂標準時預(yù)以考慮，使電鍍清潔生產(chǎn)標準能更好地發(fā)揮其指導(dǎo)作用，促進電鍍清潔生產(chǎn)的實施。
參考文獻：
[1] HJ/T314-2006《清潔生產(chǎn)標準 電鍍行業(yè)》[S]
[2] GB21900-2008《電鍍污染物排放標準》[S]