电镀工业企业清洁生产的机会
电镀工业企业清洁生产的机会
1、电镀工业发展面临的挑战
金属表面精饰(目前在我国泛指电镀)定义为:为改进金属或非金属表面性能，通过电沉积或非电沉积方法，得到所需金属(或氧化物)覆盖层的一系列工艺过程，如电镀、化学镀、阳极氧化和磷化等。这种镀覆过程，改变了基体原有的属性，扩大了其用途，已成为现代工业产品必不可少的加工过程。但是，电镀加工过程由于使用了大量强酸、碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物和铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中会排放有害环境和人体健康的废气、废水和废渣(见表1)，因而电镀行业也成为重污染性工业行业之一。据统计我国电镀工业每年排放约4亿吨含重金属的废水，5万吨含重金属的废渣和3000万立方米的酸雾。因而电镀工业也是工业可持续发展关注的重点产业之一。
尽管环境管理部门强化了对电镀工业的环境监管，许多电镀企业也作出了很大的努力，进行环 境治理，但电镀工业的污染仍十分严重。据41个城市统计，90年代已经投入1.2亿资金进行环境 治理，治理率达80%。但由于治理的投资大、维护费用高，造成电镀加工业的成本高、利润微薄(甚 至长期亏损)，使得许多环境治理设施形同虚设。环保设施的运行率平均不到50%，环境污染没有从 根本上得到改变。我国电镀工业特点是厂点多、规模小，专业化程度低、装置落后；物耗高、电耗 大，产污量大；设备跑冒滴漏严重。据已做清洁生产审核的企业统计，电镀铜、镍的利用率平均为 70%左右，镀装饰铬只有 10.3%，清洗水用量超过国外平均水平8～10倍，造成经济效益普遍较差。 从环境保护看，我国电镀工业的发展现状面临严峻的挑战。要防止环境污染，必须和资源综合利用、 提高经济效益紧密相联，也就是说，必须从生产过程中减少排放物的产生，提高资源利用率，将末端治理转向源头控制，即实现清洁生产。
2、清洁生产是实现工业可持续发展的正确选择。
清洁生产是环保战略由被动走向主动的一种转变，其定义为:
清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害(《中华人民共和国清洁生产促进法》)。清洁生产的目的是预防污染，通过采用对环境无害的原材料高效、节能、降耗的技术，先进的过程控制和资源的综合利用，
达到工业发展与环境保护相协调，最终实现可持续发展的目标。国内外开展清洁生产的实践表明，仅通过实施清洁生产的一些低费或无费的措施，平均可降低原材料消耗约15%～20%，减少污染物排放20%～30%、节水30%以上。进一步实施中、高费方案，使企业真正迈向现代化的一个新起点。
3、电镀工业清洁生产的途径
清洁生产的途径可以有以下几方面，如图1
为更清晰地说明如何在电镀工业企业开展清洁生产，以下对实施清洁生产的途径作一详细介绍。
3.1源削减
源削减是指从源头减少污染物的产生。它包括调整产业结构，以对环境无害的涂覆层替代电镀；采用清洁的工艺技术，用无毒、无害的材料替代有害化学品的使用，开发对环境无害的生产工艺；优化生产操作条件，采用清洁的生产过程控制；加强管理，建立有环境责任制的管理体系，最大限度地防止污染物的产生。
3.1.1产品结构的改变
3.1.1.1采用对环境无害的涂覆层替代电镀
由于电镀过程中会产生含重金属废水和酸雾，造成环境的污染，随着科技的发展，人们正在开发对环境无害的涂覆层，以代替金属电镀，如采用机械镀、真空蒸汽镀、离子溅射镀和热喷涂等。
我国从80年代已引进了这方面的技术设备，在机械镀锌、真空镀铝和离子溅射镀氮化钛等方面有应用。但由于投资大，沉积层的选择性高，加工件体积受限制等原因，目前还不能完全取代传统的电镀工艺。近十年来，塑料喷涂的应用已在许多方面代替了装饰性、防护性电镀层，也使电镀铬的需求大大降低。
3.1.1.2产业结构的改变
改变工业布局，发展集约化专业电镀厂是产业结构调整的主要目标。为此需要下大力气调整目前电镀厂点分散的局面。
对分散的电镀厂点根据污染治理情况和地理位置，进行“关、停、并、转”，将电镀厂与生活区和饮用水源区分开，集中于工业区，发展集约化规模专业电镀厂。电镀生产没有规模效益，就难以在环境保护上实现有效的投资。要实现产业结构的调整，需要国家工业政策配套，
各级政府工业部门的规划和管理，国家技改资金的配置倾斜政策，以及环境监控管理手段的配合。美国对专业电镀厂与加工网点采用不同的排放水标准和税收政策。在已颁布的资金重新授权法(SARA)中，也鼓励污染性企业的改造、迁址重建等。我国也应充分利用生产许可证管理办法，对污染性企业的布局制定规划，严格统一管理，改变目前这种任意建厂的混乱局面。
3.1.2采用清洁的工艺技术电镀工业清洁生产工艺技术包括以下几方面:
①材料替代:使用无毒原材料、原材料纯化；
②清洁工艺:采用对环境无害、高效的新工艺；
采用对环境无害或少害的材料和新工艺来代替传统电镀过程中使用的有害化学品，从而使电镀过程中不产生或少产生有害废物，是开发清洁生产工艺技术的主要方向。根据国内外资料报导和已进行清洁生产审核企业的经验，电镀工业的清洁工艺技术汇总见表2。
3.1.3清洁生产过程控制
从电镀工业目前的设备及控制水平看，普遍需要进行工艺设备和控制手段的更新，并采用高效、低耗、节能的自动化控制新技术、新设备。然而，技术改造需要投入大量资金，只有达到一定的生产规模，这种投资才能有经济效益。目前，企业不能忽视许多无费、低费或中费的改进过程控制、预防污染的措施，它们简单易行、收效显著。以下是那些经过清洁生产审核的企业总结出的切实可行且优化生产过程控制的清洁生产方案(见表3)。
3.1.4良好的生产与环境管理
加强管理是企业永恒的目标。以电镀工业而言，目前基本上是沿袭粗放经营的传统管理模式，但许多提高管理水平的措施，均提供了低费、无费削减污染物的机会，应充分利用，它们对电镀企业开展清洁生产尤为重要。根据国外己开展清洁生产的经验和我国己进行清洁生产审核试点单位的示范总结，强化生产与环境管理有许多经验可以借鉴，具体措施见表4。
3.2循环利用和再资源化
电镀加工中工件的传递、物料的输送、电镀液加热物料的挥发、溶液处理、过滤的损失，加之操作的不当、废品退镀、设备泄漏等原因，总会造成物料的流失。工业中产生的“三废”实质上是生产过程中流失的原料、中间体和副产品。电镀工业中主要化学原料的利用率平均只有40%
～60%，其余都以废气、废水和废渣等形式排入环境。因此，对排放物的有效处理和回收利用，既可创造经济效益，又可减少污染。实现清洁生产要求对流失的物料必须进行回收，返回并利用原生产流程中或经适当处理后原料或副产品，建立从原料投入到废物回收、循环利用的生产闭合圈，使电镀工业对环境不会造成任何危害。电镀工业中需要做到排放物回收、循环利用的是:清洗水的闭路循环和有价值金属的回收使用。
3.2.1 清洗水的循环利用
清洗水的循环利用包括两方面:
①采用闭路清洗系统，节约用水。如多级逆流清洗、喷淋清洗； ②回收废水中的有用金属、化学物，水经净化后再循环使用。
过去很多人认为逆流清洗和回收利用清洗水是不经济的。但是，随着环境管理的严格，排污水收费制度的实施以及废水处理、处置费用的增加，加之缺水和水资源的商品化，水不再是一种廉价的、取之不尽用之不竭的资源。所有这些都使得清洗水的循环利用有广阔的前景。从清洗水中回收金属及带出液，由于清洗水水量大，水中含金属离子浓度也不高，要实现回收利用，通常要采用蒸发、反渗透、离子交换、电解、电泳、电渗析等技术。
3.2.2 电镀废液的回收与利用
电镀生产中，镀液一般都是经维护、调整可循环使用。其废液主要是表面预处理液，如:酸洗液、脱脂(除油)液及废溶剂，以及其它工艺用溶液，如印制板蚀刻液、活化液等。这些废液中含有可回收利用的化学物质，它们可以复用或经处理后回收，再销售或返回生产流程中使用。废液的回收与利用，需要有一定规模，方能充分发挥规模效益。发展电镀新型环保产业，实行工艺废液的集中回收是行业开展清洁生产的需要。除电镀镀液由各工厂根据自己的工艺要求配制外，其余工艺溶液，如清洗液、微腐蚀液、蚀刻液等，都可集中供应，并可由供应商统一回收处理。这样，既方便了电镀工厂的使用，又解决了工艺废液的污染及工厂处理中的不经济与资源浪费等问题。如美国伊利诺伊州的Ｔｅｃｈ公司，他们通过回收印制板工厂的废蚀刻液和电镀工艺废液，又向这些工厂提供蚀刻液和工艺用液，同时还得到氧化铜和碳酸镍等化学品，公司销售额达每年9亿美元。而我国目前只有一些个体乡镇企业回收废蚀刻液，设备简陋，规模小，效率低，造成了资源的浪费与二次污染。建立规模性电镀环保产业是电镀工业减少污染的又一重要措施。
4、结束语
总之，在电镀工业企业内，实行清洁生产的潜力是巨大的，只要我们扎扎实实、努力朝清洁生产的目标前进，一定会使企业走上可持续发展的道路。清洁生产是永无止境的，“清洁的”也是相对而言，我们只要比自己过去做得更好，就是向清洁生产进了一步。清洁生产也是工业界所面临的又一场改革，只有做好了变革准备的企业，才可能是永不落伍的成功者。