电镀工业：发展概况、重要性及在国民经济中的地位

电镀工业：发展概况、重要性及在国民经济中的地位

电镀行业发展概况电镀是借助电流在基材表面均匀镀上有关金属的工艺过程。电镀作为一种表面处理工艺，已成为机械、电子、仪器、仪表、轻工、航空航天等许多领域提高产品质量不可缺少的重要手段。它伴随着镀件产品的发展而发展起来，同时对提高镀件产品质量起着重要作用。它独特的装饰性、防护性和多功能性赋予镀件多种新功能，能更好地满足工业和人们日常生活的需要，是镀件产品在激烈的竞争中占领市场的重要支撑。电镀工业已成为我国重要的加工工业之一，在国民经济中占有举足轻重的地位。 据粗略统计，全国约有电镀生产企业1.5万家，数百家为电镀生产企业配套的企业，形成了大小生产线5000多条，年生产电镀面积达3109多万平方米。近十几年来，民营电镀企业发展迅速，但企业规模普遍较小，年电镀能力在10万平方米以上的企业不足500家，多数企业采用的工艺和设备比较陈旧，生产线一般为半机械化、半自动化，少数仍为手工操作。从行业分布上看，约有33.8%的电镀企业分布在机械制造行业，20.2%分布在轻工业，5-10%分布在电子工业，其余主要分布在航空、航天、仪器仪表行业。 从电镀品种来看，我国电镀加工涉及最广泛的有电镀锌、铜、镍、铬等，其中镀锌占45-50%，镀铜、镍、铬占30%，氧化铝、阳极氧化膜占15%，电子产品镀铅、锡、金、银等贵金属约占5%。

电镀行业存在的问题我国电镀行业存在的主要问题有以下几个方面：产业布局不合理，电镀工业的分布和发展缺乏统筹、完整的规划。由于工厂数量多、规模小、专业化程度低，造成生产效率低，经济效益差。对电镀工业和电镀技术研究的投入不足，缺乏必要的技术支持。生产工人缺乏必要的专业培训和在职培训，电镀企业的管理水平和技术更新能力普遍较低，适应市场变化的能力差。多数电镀企业的物耗、能耗远高于国外平均水平，对电镀废料的处理也比较随意。以上三个原因使电镀行业成为污染最严重的行业之一，电镀行业的污染状况和电镀废料的回收利用状况令人担忧。 目前，全国电镀行业每年排放含重金属废水约4108吨、固体废物5108吨、酸性气体。虽然统计显示，约有70%-80%的国有电镀厂建立了污染治理设施，但由于种种原因，这些设施很多都不能正常运行。城市电镀企业污染治理设施能运行的仅有50%，农村仅为25%，多数民营、乡镇电镀企业采取的实质性污染治理措施很少。电镀废水处置不当，一方面严重污染了日益脆弱的生态环境，另一方面也造成了巨大的资源浪费。电镀废水中的有色金属大多是我国稀缺资源，潜在价值很高，在21世纪将成为仅次于石油的重要战略资源。

电镀废水处理方法分析电镀生产过程中耗水量大，排放的重金属对水环境的污染，极大地制约了电镀行业的可持续发展。传统的电镀废水处理工艺成本过高，且重金属未经回收就排入水体，极易对生物造成危害。目前，常用的电镀废水处理方法有：传统化学法化学处理法主要利用酸碱中和及投加化学药剂的方法，将溶解于水中的重金属转化为不溶于水的重金属化合物。处理过程中产生大量污泥，造成二次污染，处理后水的排放造成了水资源和物资源的极大浪费，同时消耗了大量的能源。离子交换法离子交换法是指利用离子交换树脂去除废水中的阴离子和阳离子。 它与化学沉淀法相比，具有能耗低、无污泥等优点，但不能制取高浓度溶液返回电镀槽，也不能去除清洗工质液中的有机物，因此即使产出水回用也不能满足生产给水要求。 电渗析 电渗析是利用渗透膜使废水中的阴离子和阳离子定向迁移，从而浓缩电镀废水。电渗析具有能耗低、浓缩液可以回用等优点，但不能回收镀铬废水中的金属铬，得到的稀溶液只能作为清洗水，不能回用于生产线，多余的稀溶液需进一步处理后方可排放，造成二次污染。 电解回收 电解回收是利用电解作用，将废水中的有用金属聚集到阴极上。 电解回收法所聚集的金属可以得到回收利用，但电解回收法不适用于稀电镀废水，且存在电流太大、处理不彻底的缺点。

蒸发法：蒸发就是将电镀废水蒸发，将电镀液浓缩，蒸发出来的水只能用于清洗，浓缩液可以补充电镀液。操作简单，维护方便，但能耗大，回收的老化液难处理，运行成本高。全膜水处理技术-工业废水处理回用装置采用膜分离技术处理电镀废水和重金属电镀废液，实现闭环循环设计。经膜分离技术处理的电镀废水可实现水回用和重金属“零排放”或“微排放”，大大降低生产成本。原理：全膜水处理技术的应用是基于筛选原理，其过程是从大分子的筛选到小分子、离子的筛选。 应用描述 工业废水处理回用设备电镀废水处理一般包括两部分：以原样回收电镀废液中重金属为目的的单元单质系统和回收废水水资源补充生产线的综合处理系统。 一、包括综合废水、酸碱废水、工业废水的综合处理系统 综合处理系统主要针对废水水资源的回用，其产水量优于自来水，可以提高镀件表面结合力，从而达到提高镀件质量的目的。 原水箱—原水增压泵—叠片式过滤器—多介质过滤—ACF过滤—DMF过滤—UF过滤装置—UF水箱—分离高压泵—中间水箱—RO系统—产水箱—输送泵—生产线 二、单元单质处理系统 单元单质处理系统针对重金属电镀废液中的重金属资源进行回收，其过程为全物理过程，单一镀种的废液原样回收。

原水箱—原水增压泵—叠层过滤器—袋式过滤器—DMF过滤—UF过滤装置—UF水箱—分离高压泵—中间水箱—RO系统—生产水箱—输送泵—生产线效益分析膜分离作为一项高新技术，广泛应用于电镀、化工、制药、电子、食品加工、生物技术和环境保护等领域，特别是在电镀行业镀镍、镀铬、镀铜等镀液及综合废水处理回用工艺中，具有广阔的应用前景。它改进了传统的电镀废水处理工艺，可以回收废水中的有用资源，包括水资源再利用，大大减少了环境污染，符合国家可持续发展战略，将带来显著的经济效益、环境效益和社会效益。与其他技术相比，膜分离技术的应用具有能耗低、常温操作、应用范围广、装置简单、操作控制方便、维护管理方便、可靠性强等特点。 工业废水处理回用装置在电镀行业废水处理中的应用，实现了零排放或微排放、水资源回用和重金属回收，创造了显著的经济效益，其投资一般在三年内即可收回。四、膜分离技术在电镀废水处理中的应用1、电镀废水处理（1）镀镍漂洗水处理实践证明，采用RO反渗透技术在低压条件下（2.1Mpa）镍分离性能好，镍盐中氯化物和硫酸盐的去除率为96.6%。在压力1.4Mpa、水回收率为90%的情况下，镍去除（回用）率在99%以上。

特别是对硫酸盐和硫酸铵的去除率较高，且证实了光亮剂的存在对膜性能无不良影响。（2）镀铬废水处理镀铬废水占电镀水总量的70%，由于废水中pH值较低，且其氧化性强，因此采用CA膜，调节pH为4～7，Cr3+分离率大于98%，出水透过率好。但镀铬废水的处理比镀镍废水要复杂得多，这就要求镀铬废水在进入膜分离前要进行预处理，将六价铬还原为三价铬。采用PSA膜，在4Mpa下，Cr3+分离率达95%，出水透过率为0.125m3/(m2d)。目前已有PSA管式膜装置用于处理镀铬废水（外省市有16套）。 按一班运行，不到三年即可收回整个系统工程设备的投资成本。（3）镀铜废水处理CA膜对硫酸铜溶液有很高的分离效果，去除率可达99%。对于氰化物镀铜，首先要破除氰化物，对于碱性镀铜废水，采用PSA管式组件闭路循环处理，Cu2+分离率大于95%，水渗透率大于0.2m3/(m2d)(3Mpa，25)，运行稳定，对镀件质量无影响。（4）RO处理镀金、镀银废水需采用膜组合工艺技术，可以巧妙地回收金、银。对于氰化物镀银漂洗水，“B-10”组分分离率大于80%，PBTL膜分离率大于97%，可有效回收利用。 五、RO膜分离技术处理电镀废水典型工程实例采用RO系统处理镀镍漂洗水，1~3年内即可收回全部设备投资，是经济效益和环境效益最佳的投资方案。

电镀废水工程设计一般分为综合处理和单元处理，综合处理和单元处理两种方式，综合处理以回用水为设计目标，单元处理则以回用水和再生料同时作为设计标准。无论哪种设计标准，回用水的水质均优于自来水指标。单一电镀废液采用RO处理有以下优点：1、电镀废水可根据镀槽液的成分“原样”浓缩，浓缩后的电镀料可反复回流镀槽使用（必要时可定期补充），渗透水可作为漂洗水，实现废水处理的闭环循环系统。2、与传统加药（化学）处理方法不同，RO方法不需要向系统中添加任何化学物质，因此不产生污染和残留物，实现零排放，不会造成二次污染。 3、膜处理废水与蒸发等相变技术相比，不产生相变过程，所需能量少，能耗低。4、对于能产生沉淀的电镀废水，采用UF膜分离法，将沉淀浓缩后与水分离，同时可回收浓缩液，使水回用。5、RO处理设备占地面积小，结构紧凑，控制方便，可连续操作使用。但采用膜分离技术处理电镀废水时，膜对于电镀废水中各种成分的分离速度不同，因此浓缩液在返回镀槽前需要根据电镀液的浓度要求进行适当的补充和调节。 根据电镀废水的性质不同，如酸碱性不同，有的含有强氧化剂、络合剂、光亮剂、无机物质及胶体等，所以按照操作规程进行操作、维护和保养也是保证系统正常运行的一个关键。

6、镀镍废水处理工艺及主要设备 （1）设备及配置：镀镍槽、三个逆流漂洗槽、储罐、过滤器、高压泵、调压罐、RO组件及系统装置、自控阀门、流量计、温度计、pH测试仪、电导率指示器、压力指示器及微机控制系统等。 （2）RO废水处理闭环系统工艺流程四。 经济、环境效益分析 电镀漂洗水回用工程运行费用按实际处理回用量（95%）计算，即：550m3×95%=522.5再生水按自来水单价2.5元/m3计算，即：522.5m3×2.5元=1306元/d 处理水回用量：522.5m3/d×300天=节省污水排污费：每月污水排污费90750元，则年污水排污费为元（污水排污费按每吨废水5.5元计算） 6.1.2运行费用：按日处理量550m3计算，耗电量30KW/H，按0.5元/KW计算，即：30KW/H×0.5元24H=360元/d×360元300= 10.8万元/年+6000元24=14.4万元即每天损失成本为：14.4万元600天=240元/d(按每年300天算)超滤膜寿命两年，整套设备需10块膜元件，2万元10=元即每天损失成本为：20万元600天=333元/d(按每年300天算)膜材料损失为：17.2万元/年其它费用：包括耗材、设备损失、化学药剂及人工费用约12万元/年。

电镀废水回用项目产生费用（回用水直接效益+节省排污费）/年-（电耗+物耗+其他） 即：（39.18万元+108.9万元）/年-（10.8万元+17.2万元+12万元）/年=108.08万元/年 设备总投资220万元（RMB） 项目投资回收期220万元 108.08万元/年=2年 即：两年收回投资。 膜分离技术在废水处理中的应用---电镀废水处理 PAGE CIP清洗系统 浓水漂洗槽3# 漂洗槽2# 回收槽1#