電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)審核案例分析

侯志國

（廈門市庚壕環(huán)境科技集團有限責任公司，福建廈門 361000）

隨著我國環(huán)境保護理念的不斷深化，“不能以環(huán)境為代價謀發(fā)展”理念已然深入人心，近幾年，隨著我國生產(chǎn)企業(yè)改革的不斷推進，清潔生產(chǎn)審核逐漸被應用在了實際的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)[1]。

清潔生產(chǎn)審核是企業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要方法和途徑，而如何進行清潔生產(chǎn)潛力分析則是影響審核工作質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。本文以電鍍企業(yè)為例，從原輔料及能源、廢物循環(huán)利用等方面對企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行深入分析，積極查找清潔生產(chǎn)機會，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)審核的法律法規(guī)、標準和依據(jù)

自20世紀90年代引入清潔生產(chǎn)理念后，中國電鍍行業(yè)先后經(jīng)歷了以企業(yè)層面清潔生產(chǎn)審核為主的宣傳、示范和推廣階段；以《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》（以下簡稱《促進法》）頒布為標志的強制審核階段；以《促進法》引領(lǐng)，電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)評價體系為判據(jù)，按《清潔生產(chǎn)評估與驗收指南》組織評估驗收工作的自上而下的政策推動模式[2]，《促進法》是我國各行各業(yè)開展清潔生產(chǎn)工作的法律依據(jù)，其中第二十七條指出“企業(yè)應當對生產(chǎn)和服務過程中的資源消耗以及廢物的產(chǎn)生情況進行監(jiān)測，并根據(jù)需要對生產(chǎn)和服務實施清潔生產(chǎn)審核”[3]。

《清潔生產(chǎn)審核辦法》（以下簡稱《審核辦法》）2016年7月1日起施行。電鍍行業(yè)污染重、能耗高，生產(chǎn)過程中使用有毒、有害原料進行生產(chǎn)或者排放有毒、有害物質(zhì)，因此按照《審核辦法》需列入強制性清潔生產(chǎn)審核[4]。《審核辦法》規(guī)范清潔生產(chǎn)審核范圍、實施、組織管理以及獎罰制度等審核與管理工作。企業(yè)是實施清潔生產(chǎn)審核的主體，審核程序包括審核準備、預審核、審核、方案的產(chǎn)生和篩選、方案的確定、方案的實施、持續(xù)清潔生產(chǎn)等7個階段。

2 電鍍行業(yè)清潔生產(chǎn)審核的案例分析

2.1 某電鍍企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

某電鍍企業(yè)主要從事中高端衛(wèi)浴、家電及汽車零配件生產(chǎn)，以電鍍表面處理為主，設(shè)有電鍍車間（鍍種有鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等）、噴漆車間、PVD車間、注塑車間及污水處理站等。

2.2 某電鍍企業(yè)無低費和中高費方案分析

該電鍍企業(yè)在經(jīng)營戰(zhàn)略上面臨著資源、環(huán)境、市場、管理等多重的壓力，因此，在整個方案產(chǎn)生和篩選過程中，企業(yè)領(lǐng)導極為重視資源消耗問題，尤其是對資源節(jié)約型方案給予財力上的大力支持。

經(jīng)過前期的大量摸底調(diào)查，在充分發(fā)動全體員工積極獻計獻策的基礎(chǔ)上，員工參與的熱情高漲，通過從技術(shù)工藝、設(shè)備更新、原輔料及能源、廢物循環(huán)利用、管理、過程控制、產(chǎn)品、員工等八個方面，挖掘出可行的清潔生產(chǎn)方案，包含10項/無低費方案和1項中高費方案。

2.2.1 無低費方案匯總分析

10項無/低費方案具體內(nèi)容，如下所示。

（1）改善鍍鉻配方

整改前：鍍鉻槽因鍍層應力易造成產(chǎn)品鍍層裂紋，經(jīng)與供應商商量，更改光鉻配方，可改善裂紋。

整改后：經(jīng)驗證可降低原料1 120G至少一半的用量，對裂紋改善有幫助，經(jīng)過現(xiàn)場驗證，改善效果明顯。改善前年用量3 625L，改善后年用量1 545L，改善年效益18.82萬元，計算過程：（改善前年用量-改善后年用量）×原材料單價=2 080L×90.503 4元/L≈18.82萬/年。

（2）電鍍線節(jié)水方案

整改前：電鍍線用水量持續(xù)超標，特別10–12月有2周用水量超過180t/d，用水量嚴重超標，標準用水量低于150t/d。

整改后：①所有飛鈀冷卻水由純水改造成使用各鍍槽回用水；②鉻后噴淋槽由原來每臂噴淋自來水改為噴淋粗化后水洗槽溢流水及粗化回用水，從而減少自來水用量；③脫掛后水洗槽由自來水改造成粗化回用水；④高儀產(chǎn)品及沙丁產(chǎn)品通過程序改造，經(jīng)過同樣的水洗槽路徑，既可以保證產(chǎn)品減少灰斑同時又達到節(jié)約水效果。改善后天用水量可節(jié)約30t，則年節(jié)約30t/d×300d=9 000t，每噸水費用加污水處理費用約為50元，則年節(jié)約處理費用為45萬元。

（3）廢堿回收利用改善

整改前：原先鎳樹脂再生后轉(zhuǎn)型產(chǎn)生的廢堿水，直接排鎳系收集池，未進行回收利用，造成收集池鎳沉淀需加酸中和，造成酸用量浪費。

整改后：公司投入27.085萬元進行整改，鎳樹脂再生后轉(zhuǎn)型產(chǎn)生的廢堿水接管排入5t白桶，單獨收集廢堿水二次利用于綜合系統(tǒng)原水調(diào)節(jié)pH，從而減少鎳系調(diào)pH需加酸和綜合廢水調(diào)節(jié)pH需加堿，減少外購工業(yè)硫酸和液堿用量。

鎳 系 統(tǒng) 再 生 用 液 堿：450L/d，300d/a計 算，改善后可回收液堿量135t/a，其中濃度32%液堿含稅價：1 380元/t，全年廢堿回收產(chǎn)生價值：135t/a×0.138萬元/t=18.63萬元/a。原先廢堿水通過管路排入鎳系統(tǒng)收集池中，中和135t液堿需用工業(yè)硫酸約：105t，罐裝工業(yè)硫酸濃度50%，價格810元/t，全年減少工業(yè)硫酸價值105×0.081=8.505萬元/a。二項合計減少酸堿費用支出：27.135萬元/a。

（4）純水機濃水回用

整改前：電鍍車間制純水機產(chǎn)生的濃水直接排放至污水處理站，未進行回用，浪費水資源。

整改后：公司投入0.1萬元對管道重新布設(shè)，對濃水進行回用，回用于污水處理站加藥用水及廠區(qū)綠化用水，改造完成后一天可回用13t，則年節(jié)約新鮮水量13t×300d=3 900t。水價按2.1元/t，共節(jié)水費8 190元。

（5）銅鎳哈氏槽殘液回收回用改善

整改前：原銅鎳槽化驗分析打哈氏片后，銅鎳殘液用桶裝運到B/D線倒入地溝，流入工業(yè)凈水部綜合廢水收集池，物化處理達標后外排，產(chǎn)生的污泥作為危廢，出錢委托有危廢資質(zhì)公司處理。

整改后：公司投入3.0萬元進行改善后，化驗室分別用白桶收集銅槽液打哈氏片后的殘液和鎳槽液打哈氏片后的殘液，轉(zhuǎn)運工業(yè)凈水部，其中銅哈氏片殘液和銅系統(tǒng)回收的硫酸銅液合并，用旋流電極裝置電解制成金屬銅。鎳哈氏片殘液和鎳系回收的硫酸鎳液合并，電解除雜后蒸發(fā)結(jié)晶，制成硫酸鎳結(jié)晶回用鍍鎳槽。化驗室銅鎳槽液打哈氏片全年回收硫酸鎳液和硫酸銅液各1 800L，根據(jù)槽液濃度計算：全年回收鎳鹽600kg，回收金屬銅100kg，其中硫酸鎳按33元/kg，金屬銅按46元/kg，銅鎳回收價值：（33×600+46×100）/10 000=2.44萬元/a。原先排入綜合廢水物化處理，會產(chǎn)生水處理材料費及污泥固廢等費用支出約0.56萬元/a，且綜合廢水銅鎳離子高，綜合物化處理困難，綜合廢水需二次處理才能達標，會產(chǎn)生很多隱性費用支出。以上二項合計產(chǎn)生價值約3萬元/a。

（6）重點設(shè)備的運行狀態(tài)采集

整改前：重點設(shè)備運行狀態(tài)無采集，易造成公共設(shè)備異常，產(chǎn)生經(jīng)濟損失。

公司投入2.1萬元進行改善后：①采集冷水機房冷水機的冷卻水進出水溫、冷凍水水溫、冷水機高低壓報警信號；②采集4號廠房配電室溫度、濕度，實時供電電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功和無功電能；③采集現(xiàn)在使用的開山75kW空壓機和30kW空壓機的實時運行狀態(tài)；④將以上采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆O(shè)備辦公室并實時顯示和記錄，有異常情況則報警提醒值班人員及時處理，避免異常擴大化造成重大損失。近三年因公共設(shè)備異常累計損失約75萬元，平均每年損失約25萬元。

（7）新增空氣能熱水器

整改前：電鍍生產(chǎn)線上的鍍槽采用鈦加熱管加溫，耗電，同時容易出現(xiàn)漏電、干燒，導致火災的風險。

整改后：公司投入5.0萬元進行改善后，采用空氣能熱水器加溫，替代鈦加熱管加溫，降低電耗，避免火災風險，根據(jù)企業(yè)統(tǒng)計，完成后年節(jié)約用電9 360kW·h，年節(jié)費用7 488元，計算過程：9 360kW·h×0.8元/kW·h=7 488元。

（8）增設(shè)廢氣處理塔圍堰

整改前：廠房屋頂廢氣處理塔存在堿液泄漏混入雨水管網(wǎng)的風險。

整改后：公司投入0.3萬元對廢氣處理塔周圍設(shè)置圍堰和管路，確保發(fā)生泄漏時堿液會排入廠區(qū)污水管網(wǎng)系統(tǒng)，避免進入雨水管網(wǎng)，影響外環(huán)境。

（9）電鍍線上機自動輸送鏈改造

整改前：目前電鍍線上掛至槽上物流存在路徑長，物流周轉(zhuǎn)速度慢、耗費大量人工的問題。

整改后：公司投入16萬元新增電鍍線上掛區(qū)至電鍍區(qū)的吊空輸送帶，減少人工損耗，加快物流周轉(zhuǎn)，減少產(chǎn)品由于人工周轉(zhuǎn)產(chǎn)生的碰劃傷。據(jù)現(xiàn)場實際查核該輸送鏈至少提升1%的良品率，并可減少4個人工；由成本中心報表查得：33 587 941.5元×1%+4人×5 000元/月×12月-160 000萬=41萬元。

（10）加強員工清潔生產(chǎn)意識

整改前：公司不定期對員工進行清潔生產(chǎn)宣傳，但效果不明顯，員工生產(chǎn)過程中落實清潔生產(chǎn)的意識及積極性不高。

整改后：將清潔生產(chǎn)宣傳列入公司日常工作，定期開展員工清潔生產(chǎn)意識培訓，并建立相應的獎勵制度，激勵員工在生產(chǎn)過程中積極落實清潔生產(chǎn)理念，改進生產(chǎn)。

2.2.2 中高費方案：硫酸鎳回收回用項目改造方案

1）整改前問題說明。該企業(yè)目前采用常規(guī)硫酸鎳回收方式：電鍍廢水收集→樹脂吸附→再生（濃縮液）→常規(guī)弱電解→碳濾→回用；目前此回收方式存在以下問題。

（1）此法制得的硫酸鎳純度不高，仍含有微量無機及有機雜質(zhì)；

（2）所得硫酸鎳溶液pH較低，溶液進行哈氏片測試效果不佳，鍍層應力比較大；

（3）所得的硫酸鎳溶液濃度與鍍液接近，經(jīng)常因液位問題無法加入；

（4）補加回收鎳溶液后，出現(xiàn)過鍍層開裂的現(xiàn)象；

（5）回收鎳溶液由于生產(chǎn)使用率較低，回收價值不高。

隨著近年來我國電子電工和汽車行業(yè)的高速發(fā)展，硫酸鎳的用量也快速增長。鎳鹽作為不可再生資源，從提高資源利用率和加強環(huán)境保護等方面考慮，硫酸鎳的回收利用具有重要的經(jīng)濟和環(huán)境意義。

2）方案說明：該企業(yè)投資115萬元對再生硫酸鎳溶液（即電鍍含鎳廢水經(jīng)樹脂吸附、再生、弱電解、碳濾等后得到的硫酸鎳）進一步提純改造，主要通過電解、循環(huán)過濾、蒸發(fā)結(jié)晶（三級提純）制備高純度電鍍級硫酸鎳，實現(xiàn)硫酸鎳回收回用。

（1）技術(shù)評估：本次方案技改采用蒸發(fā)結(jié)晶：即加熱蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質(zhì)就會呈晶體析出，即為蒸發(fā)結(jié)晶；

①可獲得高純度的硫酸鎳固體；

②通過蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶出高純度硫酸鎳，原液中其他雜質(zhì)由于濃度很低未達到其飽和濃度而留在母液中；

③不用擔心因液位問題無法補加回收鎳；

④采用熱泵機組加熱&冷卻，節(jié)能省電；

⑤高純度硫酸鎳回收率70%以上。

獲得高純度硫酸鎳固體與外購硫酸鎳成分對比，如表1所示。

表1 自制與外購硫酸鎳成分對比

再生硫酸鎳溶液進一步提純工藝流程，如圖1所示。

圖1 再生硫酸鎳溶液提純工藝流程圖

（2）環(huán)境評估：方案完成后，每月可多回收硫酸鎳5.1t，年可回收硫酸鎳61.2t。回收鎳量情況如表2所示。

表2 回收鎳量情況

（3）經(jīng)濟評估

方案完成后，年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約171.38萬元，方案改造后具體經(jīng)濟效益指標分析，如表3所示。

表3 方案改造后經(jīng)濟效益指標匯總表

2.2.3 匯總清潔生產(chǎn)方案效益

該企業(yè)清潔生產(chǎn)審核提出11個有效清潔生產(chǎn)方案，方案總投入174.585萬元，年產(chǎn)生經(jīng)濟效益332.9028萬元，年節(jié)約用水12 900t，年節(jié)約液堿量135t，年節(jié)約工業(yè)硫酸105t年回收硫酸鎳61.8t，年回收金屬銅100kg，年節(jié)電9 360kW·h，取得較好的節(jié)能、減污效果。

3 結(jié)語

通過清潔生產(chǎn)方案的實施，將“整體預防”的戰(zhàn)略思想融入生產(chǎn)管理過程，在“節(jié)能、降耗、減污、增效”方面取得了較好的成果，環(huán)境狀況得到了明顯改善，也使企業(yè)的環(huán)境管理水平上升到了一個新的高度。