浅议电镀废水回用率_石泰山

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，按总镍排放 31 kg 核算(25 mg/L ×
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1n k
1 240 m )，可粗略推算镀件带出液体积约为 0.413 m 。 考虑不带回收槽的三级逆流清洗， 按照公式 Q V S
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计算出 Sk = (1 240/0.413) = 27 × 10 ，大大超过一般的 稀释因子，存在减少清洗水用量的机会。在带出液和 清洗水不变的条件下，如果为二级逆流清洗，Sk 约为 如果为一级清洗， 则 Sk 约为 3 000。 假设 Sk = 22 × 10 ， 10 000 ，则清洗水用量 Q = 8.9 m ，理论上可节水 99.3%，漂洗排水中镍离子质量浓度可达 3.48 g/L，杂 质许可的条件下，可直接回用镀槽，实现零排放。 (2) 经验推测节水机会：考虑生产实践中一般镀 镍清洗排水中镍离子质量浓度为 100 ~ 200 mg/L， 把文 献[11]清洗废水中的镍离子由 25 mg/L 提升至 250 mg/L，
循环利用水资源的同时，还需要在末端进行废水回用。 在遵守排放浓度不变的前提下，排水量降低能够减少 重金属排放总量。 电镀废水再生和回用系统一般为预处理 – 反渗透 引入该系统后会对原废水处理设施产生或多或 组合[5]， 甚者有可能会影响在线回收系统， 增加电 少的影响[6]， 电 镀给排水系统的复杂性， 增加电镀废水处理成本[7]。 镀企业在水资源利用方面一般优选节水，借助逆流清 洗、喷洗、纯水清洗等方案从源头减少水资源消耗； 次优选择在线循环，如镍回收的同时回收利用水资源、 离子交换在线水循环；再次则为末端的废水再生和回 用。
1n Q V Sk (Q 为清洗水用量，V 为带出液体积，Sk 为
降低到 2010 年的约 4 亿 t
[3源自文库4]
。随《重
稀释因子，n 为逆流清洗级数)，当稀释因子为 4 000 时，三级连续逆流清洗用水量与带出液之比约 15.87， 而四级连续逆流清洗约为 7.95，节水近 49.9% [10]。 综合性电镀企业多设置回收槽和多级逆流清洗。 回收槽的存在可满足清洁生产“要求采用两种以上减 少带出液的措施”，明显减少清洁生产测试中的镀件 带出液[11]，还可节约大量清洗水。 1. 2 在线回用 常见镀镍一般设置反渗透镍回收系统 [12] 和离子
金属污染综合防治“十二五”规划》和《关于办理环 境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》的深入贯 彻和执行，电镀行业还将面临新的重金属减排和水资 源循环利用的压力，电镀行业在开展源头节水和在线
收稿日期：2013–11–15 修回日期：2014–04–21
作者简介：石泰山（1969–），男，苗族，湖南湘西人，高级工程师， 主要从事水处理和废水回用方面的研究工作。 作者联系方式：(E-mail) sts1@163.com。
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浅议电镀废水回用率 交换树脂回收镍[13]，在回收金属的同时可以在线回收 水资源。反渗透在线水回用进水水质较好，管线投资 较少，反渗透淡水水质要求也不高，成本较低 。HJ 2002–2010《电镀废水治理工程技术规范》对常见镀种 如氰铜、酸铜、焦铜、镀镍、镀铬等清洗水在线回用 进行了规范。 1. 3 末端回用 要满足地方法规对电镀废水的回用率要求，应对 电镀废水进行预处理、化学处理、生物处理、深度处 理、反渗透电镀废水再生、反渗透浓水处理等 。反渗 透末端废水回用存在有机物交叉污染的可能，有时为 减少反渗透膜的污染，应避免在废水的物化处理过程 中使用某些低成本的常见沉淀剂，或添加各种抑菌剂、 阻垢剂等。电镀企业水资源的源头减量和在线回用工 作开展得较好时，用水量较小，废水中金属浓度较高， 经处理后达标排放的废水含盐量较大，会影响反渗透 系统的运行效率，降低末端回用率。
Discussion on reuse rate of electroplating wastewater // SHI Tai-shan Abstract: Three processes of electroplating water reduction including saving from the sources, recycling on production line, and reuse at the end of production were discussed. The opportunity of water saving and reuse rate of wastewater were analyzed taking the cleaner production auditing data (the amounts of clean water for replenishment and dragged-out water by plating piece) of a nickel plating process as an example. It is advised that the integrated enterprise should take water-saving measures during production process as the preferential choice, recycling on production line as the second option, and reuse at the end of production as the last. The generalized reuse rate of wastewater should be adopted to meet the requirements of different grades of cleaner production. Keywords: electroplating wastewater; cleaner production; water saving; clean water, reuse rate Author’s address: Xiamen Visbe Membrane Technology Co., Ltd., Xiamen 361022, China 在清洁生产的带动下， 电镀行业的排水量从 2000 年 的约 40 亿 t
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浅议电镀废水回用率 基数，综合考虑 3 种节约水资源方法，能够激发企业 的节水活力，降低社会总成本，或直接使用水重复利 用率指标进行综合考核。 广义回用率可定义为新鲜水缩减量(或单位产品 新鲜水缩减量)与基期用水量之比。可通过清洁生产审 核的结果核定回用率。HJ/T 314–2006《清洁生产标准 电镀行业》综合电镀类单位产品新鲜水用量一级为≤ 0.1 t/m2，二级为≤0.3 t/m2，三级为≤0.5 t/m2。三级为 国内清洁生产基本水平，是电镀企业准入的基本条件。 基期的新鲜水用量为三级时，由三级变为二级， 则单位产品新鲜水用量缩减 0.2 t/m2，广义回用率为 40%；由三级变为一级，则单位产品新鲜水用量缩减 0.4 t/m2，广义回用率为 80%。基期的新鲜水用量为二 级时，由二级变为一级，则单位产品新鲜水用量缩减 0.2 t/m2，广义回用率为 67%。 基期为三级的企业，废水回用率为 60%时，可满 足二级要求。基期为二级的企业，废水回用率为 60% 时，单位新鲜水用量缩减为 0.12 t/m ，无法达到一级 指标，依然为二级。基期为一级的企业，废水回用率 为 60%，企业依然为一级。固定废水回用率时，单位 产品新鲜水用量较少的企业收益最少，单位产品新鲜 水用量大的企业则获利较多(见表 1)。 基期为一级指标 的企业，60%的废水回用率可能会影响产品品质。
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1 节水和废水回用
1. 1 源头减量 新鲜水用于槽液配制和补充、镀件清洗、过滤器 清洗、槽定期清洗、地面清洗等，镀件清洗是主要耗 水环节。缩减镀件带入/出液、降低槽液化学品浓度、 提高镀槽温度、延长镀件在镀槽上方的停留时间、降 低镀件出槽速率、采用多级逆流清洗等均能显著降低 清洗水消耗量[8-9]。 逆流清洗或倒槽逆流清洗是节水的有效方法，是 电镀企业节约水资源的优选方法。当各种条件不变时， 清洗水用量随清洗级数增加而快速下降。按照公式
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则清洗水用量可由 1 240 m3 变为 124 m3；如果排水中 镍离子质量浓度仅增加到 100 mg/L，则清洗水可缩减 至 310 m3，节水 75%。考虑回收槽和三级或二级逆流 清洗组合，文献[11]存在节水机会，甚至一级回收 + 三级逆流清洗或一级回收 + 四级逆流清洗的漂洗水 可直接回用于镀槽(不考虑杂质)，从而实现镍的零排 放。 (3) 在线或末端水回用机会： 由于排水中的镍离子 质量浓度仅为 25 mg/L， 可使用反渗透技术在线回收水， 清洗水浓缩 10 倍， 浓水中镍离子质量浓度为 250 mg/L， 则回收 90%以上的水。按照 HJ 2002–2010《电镀废水 治理工程技术规范》的“电镀混合废水中的特征污染 物铬、镉、铅、镍、银、铜、锌、铁、铝等金属离子 和氰化物应在车间排水口处理”以及一类污染物在车 间或生产设施废水排放口监控的要求， 含镍废水如果与 其他电镀废水混合处理，则其初始浓度仅为 2.06 mg/L， 容易达标，且达标排放废水易于再生回用。 2. 2 用水均衡 在电镀废水的长期治理过程中，许多电镀企业存 在自来水的反渗透给水、自来水清洗给水、在线回收 给水、中水回用给水等多套给水系统，电镀生产线的 给水系统复杂[5-7]，需要均衡风险评估和经济评价。一 般源头减量即多级逆流清洗下的节水成本最优，可减 少自来水的费用，减少化学品用量，减少废水处理设 施的投资和运行费用，适用于新线建设。次优选择为 就地处理的在线回用，适用于空间许可的旧电镀生产 线改造，管线投资简单，管理方便。 源头减量和在线回用无法满足新鲜水用量要求 时，可在末端回用。但由于强制性考核指标只有废水 回用率，而不考虑源头减量和在线回用情况，企业必 须根据各地的情况均衡用水，即在满足三级清洁生产 新鲜水用量的前提下，使废水回用率符合要求，或在 满足废水回用率的前提下新鲜水用量至少应达到清洁 生产的三级标准。 2. 3 广义回用率 源头减量、在线循环、末端回用是电镀企业常见 的 3 种节约水资源方法，源头减量和在线循环适合改 建、新建企业，末端回用适合无场地空间的旧企业节 约水资源。仅以末端的废水回用率指标约束全部企业， 监管成本可能最优，但社会总成本可能不是最优，且 不符合源头减量的清洁生产原则。使用广义回用率指 标替代废水回用率，以某个时间点的新鲜水用量作为
2 用水缩减机会
2. 1 节水和水回用机会 采用文献[11]的清洁生产数据分析源头减量、在 线回用、末端回用的机会。该镀镍案例的相关数据如 下：镀件总面积 51 982.33 m2，镀层平均厚度 11 μm， 镍总消耗量 4 488.59 kg，镍漂洗水排放量 1 240 m3， 漂洗废水镍离子的质量浓度 25 mg/L，新鲜水消耗量 15 000 m ，镍利用率 92.72%(清洁生产二级)，新鲜水 用量 0.289 t/m (清洁生产二级)，镀件带出液污染物产 生量(末端治理前)0.596 g/m (清洁生产二级)。 (1) 理论推测节水机会： 镍槽镀液的镍离子质量浓 度一般为 75 g/L
浅议电镀废水回用率
石泰山
（厦门市威士邦膜科技有限公司，福建 厦门 361101）
摘要：探讨了电镀水资源缩减的 3 个过程，包括源头减量、在 线回用及末端回用。以某镀镍工艺清洁生产审核的新鲜水用量 和镀件带出液数据为例，分析节水机会和废水回用率。提出综 合类电镀企业的水资源缩减应优先工艺节水，次选在线回用， 再选末端回用。此外还应引入广义废水回用率以满足不同级别 清洁生产的需求。 关键词：电镀废水；清洁生产；节水；新鲜水；回用率 中图分类号：X781 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2014) 17 – 0764 – 03