中国表面工程协会电镀分会老专家工作委员会  向 荣

【摘要】电镀生产过程的清洗和通风方式，直接影响电镀工厂的供水和废水、废气有效排放和处理问题，这是当前电镀行业环境治理的主要课题。本文作者根据五十多年来电镀工程设计和使用中通风系统设计、供水控制、清洗方式、排水处理与利用等方面存在的一些问题，结合当前电镀生产的发展情况，提出自己的看法和建议，以引起大家对这一课题的关注。

【关键词】电镀生产线  清洗技术  通风方式  环境治理  标准规范

电镀生产过程的电镀工件清洗技术和镀槽通风方式，直接影响电镀工厂的废水和废气排放与有效处理问题，这是当前电镀行业环境治理的主要课题。这些问题得不到合理解决，电镀企业的清洁生产水平就难以不断提高。

先谈谈“风”。我国电镀生产过程普遍采用通风措施而且作为设计规范严格执行，是从上世纪五十年代进行第一个五年计划建设后才有的事情。解放初期，我们在电镀车间建设规划方面没有设计施工经验，所有设计院的参考资料基本就是前苏联出版的《机械制造百科全书》中有关“电镀车间设备及设计”等分册和巴赫瓦洛夫、比尔克冈和拉布金等合著的《电镀工作者手册》，再就是苏联援建的156项基本建设工程设计所提供的设计文件和施工图纸。

迫于建设形势需要，当时的第一机械工业部（包括重型通用机械、动力机械、机床工具、航空、兵器、造船、电机电器、汽车、电子等工业部门）指令所属各设计院所，由第一设计院负责，着手编辑《机械制造工厂采暖通风设计手册》，通过大量试验、收集资料，于1969年由机械工业出版社正式出版发行，一直沿用至今。

通过长期建设过程检验，发现这部手册普遍存在的问题是：风罩形式陈旧（基本上采用原苏联设计项目所使用的形式和当时自主设计的环形风罩）、推荐的通风量偏小，吹吸式风罩计算数据不适用等。

这几十年来，在电镀工程建设过程中，设计者根据自己的经验都在不断进行修改，但都没有机会对这些问题开展集中的研讨，取得共识和确认，更没有主管部门出面组织对手册进行修订或改编，以致一些新的书籍仍在继续引用，使得从事电镀工程建设的设计人员在数据选用时无所适从。

改革开放以来，电镀行业得到日新月异的发展，引进和自主研发的电镀生产线已经在生产中普遍使用，对电镀通风工程设计已积累了丰富经验，现在是提出问题和解决问题的时候了！

我认为《机械制造工厂采暖通风设计手册》在使用中的问题来自两个方面：首先是该手册涉及的车间类型较多，电镀车间只占极小部分，编写过程没有吸收电镀技术人员参加，通风专业人员对电镀生产情况不很熟悉，造成试验数据不能普遍适用于变化多端的全部电镀工序；另一方面是从事电镀工程设计者不了解手册编制时的数据采集原则和试验原始情况，不便对数据进行灵活的调整。

以通常使用的平口罩为例。当两侧排风时，吸风口产生的气流风速要能压制住电镀槽液液面蒸发气体上升的速度，这时候测定出的一个通风量，就是试验所用镀槽的最低需要通风量。我们在实际生产时，液面到通风口之间有阴、阳极杆，有数量和宽窄都经常变化的挂具挂钩，而且采用的工艺配方不一样，电流密度也不同，它们对液面挥发气体的气流上升和诱导排除都产生极大影响；再加上槽液液面高度也在不断变化，也影响吸风效果。这些因素都要求提高风压，增加排风量。这就是大家认为该手册通风量数据偏小的主要缘故。如果当时能考虑到这些情况，这试验过程中多做点工作，考虑一些修正系数，那将会减少多少麻烦啊！

改变通风量的因素很多，风罩口增加上部挡板或伸缩盖板、适当降低液面高度、采用深侧吸气罩或环形罩，可以在镀槽口上方产生有效的下压气流或增加污染气流上升的路程，都能够减少污染气体外溢的几率，迫使液面挥发气体向侧面流动排除，改善风罩的吸风效果。这些都是现在各厂所采取的行之有效的措施，对有效排除电镀废气并加以彻底无害化处理起到了良好作用。

随着生产发展，大家感到采用吹吸式风罩有很大好处，国际和国内学界对这种通风方式进行了大量研究。这就更显得手册中提供的数据与计算方法有修改的必要。 

在新编的《电镀手册》第四版中，对应用于电镀槽的吹吸式通风罩的气流组织形式进行了分析，将这种风罩定名为“吹吸诱导式通风罩”。

吹吸式通风罩一般使用于污染物挥发区域宽度较大时，它采用一侧吹风而在另一侧排风的方法，将挥发的污染物排走。其原理是依靠吹风的射流作用，将有害气体输送到排风罩口而排除；或者利用射流的覆盖作用，阻挡和控制有害气流扩散。这种方式捕集有害物的效率较高，所需排风量相对较小，抗干扰能力较强，控制污染物的效果较好，而且节约能源。

吹吸式气流通风是在传统吸气式通风的基础上发展起来的。其气流组织较为合理，利用气流的能量叠加，形成一个控制范围大、覆盖能力强的阻隔气幕，以防止污染物扩散。吹吸气流是一种性质比较复杂的气流，如何进行正确合理的设计计算，还是国际上一直在研究的课题。但对于电镀槽上的通风系统计算研究还很少，需要大家继续不断的总结经验，共同探讨。

根据电镀车间使用情况反映，过去设计的吹吸式风罩采用的风速较高，在生产运行中受到导电极杆和挂具挂钩的影响，对液面气流会产生干扰，不但没有起到覆盖有害废气的作用，反而造成吸气罩口的气流紊乱。因此，在大型镀槽上使用吹吸式排风罩时，适当降低原有槽液液面高度到距槽沿300mm左右，将吹风风速控制在0.5m/s～2.0m/s范围内，让液面蒸发气流在吹风口送出的气流诱导下顺利通过镀槽中的挂具栅栏，送到排风口排往废气处理系统。由于这种方式不属于高速射流覆盖方式而是一种低速气流诱导方式，不能用一般的吹吸式通风计算方法计算，我们姑且称之为“吹吸诱导式通风”，希望能在大家努力下，推出一套相应的电镀槽吹吸式通风罩计算方法，为电镀通风创建一个新的理论计算体系。

再谈谈“水”。国家环境保护部最近发布的《电镀工业污染防治最佳可行技术指南》（征求意见稿）提到了电镀清洗水减量化技术，列举了当今许多行之有效的清洗技术，如：

1）多级逆流清洗技术

多级逆流清洗是用水量少而清洗效率高的清洗技术。由若干级清洗槽串联组成，从末级槽进水，从第一级槽排出清洗废水，其水流方向与镀件清洗移动方向相反。为了提高清洗效果，各清洗槽内安装有空气搅拌装置；应用电导传感器控制清洗水量；或安装脚踏开关或光敏电触点开关自动控制清洗水量等。

该技术使得生产的用水量大大减少，并间接减少化学品的用量；但该技术需要更高的空间；并增加总投资（增加槽数、工件传输设备和控制设备）。

该技术适用于挂镀、滚镀自动化生产线，不适用于钢卷及体积大于清洗槽的大型镀件。

2）间歇逆流清洗技术

间歇逆流清洗技术也称清洗废水全翻槽方法。当末级清洗槽里的镀液（或某离子）含量，高于该镀件清洗水的标准含量时，对电镀清洗槽逐级向前更换清洗水（全翻槽）一次。即把第一清洗槽清洗液全部注入备用槽，把第二清洗槽清洗液全部注入第一清洗槽，以此类推，在最后一个空槽中加满水，就可继续电镀一个翻槽周期。

该技术对水的利用率大于90%；化工原料回收利用率100%。可有效防止电镀污染。

该技术适用于镀种单一的电镀生产线。

3）喷射水洗技术

喷射水洗技术分为喷淋水洗和喷雾水洗。喷淋水洗是通过水泵使水经喷管、喷嘴、喷孔等喷淋装置进行清洗；喷雾水洗是采用压缩空气的气流或水压使水雾化，通过喷嘴形成气水雾冲洗镀件。

该技术由于喷嘴可调到任意需要的角度，能提高冲洗效率，对品种单一、批量较大的镀件有一定的优越性；但对于复杂工件喷射水洗效果较差。

为了提高清洗效果，各清洗槽内安装有空气搅拌装置；应用电导传感器控制清洗水量；或安装脚踏开关或光敏电触点开关自动控制清洗水量等。

该技术适用于自动或半自动电镀线，与生产线动作协调控制。

4）废水的分质梯度利用技术

电镀生产线上的用水点很多，不同的用水点有不同的水质标准。根据不同用水要求梯度使用废水，分质用水，一水多用。可以减少用水总量。

一级水质清洗使用后，可以成为二级、三级水质的用水；二级水质清洗使用后，可以成为三级水质的用水。在使用上述方法时，要充分考虑不影响各镀槽镀层质量和清洗效果。一水多用技术投资省、运

行成本可以忽略、简易可行、见效快。

该技术适用于绝大多数电镀厂，可获得30%的节水效果。

该《指南》还推荐采用“清洗废水槽边回收技术”，如：

1）逆流清洗－离子交换技术

逆流清洗－离子交换技术是在逆流清洗基础上，应用离子交换纤维将第一级清洗废水分离处理，处理后的清水回用于镀槽，补充镀液的损耗。离子交换纤维是纤维状的离子交换材料，具有交换速度快、

再生速度快、通水阻力小、净化度高、产品形态满足要求等特点。

该技术比一般的并联清洗系统省水，各槽间水是以重力方式连续逆流补给，不需要动力提升。

连续逆流清洗适用于生产批量大、用水量较大的连续生产车间；间歇逆流清洗适用于间歇、小批量生产的电镀车间。

2）逆流清洗－离子交换－蒸发浓缩技术

逆流清洗－离子交换－蒸发浓缩技术是通过蒸发浓缩装置将经过阳离子交换柱分离的第一级清洗槽液蒸发浓缩，浓缩液补充回镀槽，蒸馏水返回末级清洗槽循环使用。

该技术可有效地回收水及镀液，比较经济简单，但蒸发浓缩要消耗能量，离子交换纤维饱和后需进行再生处理。

该技术适用于用水量较大的电镀生产线。

3）逆流清洗－反渗透薄膜分离技术

逆流清洗－反渗透薄膜分离技术是在逆流清洗基础上，应用反渗透系统将第一级清洗水过滤分离，浓缩液返回镀槽，淡水用于末级清洗槽循环使用。

该技术不消耗化学药品，不产生废渣，无相变过程，是一种经济简便、可靠性高、无二次污染的先进技术。

该技术适用于电镀镍、铬等贵金属清洗废水回收利用。

4）逆流清洗－电解回收技术

逆流清洗－电解回收技术是将第一级清洗槽的出水引入电解槽。

当处理含铜废水时，电解槽采用无隔膜、单极性平板电极，直流电源。电解槽的阳极材料为不溶性材质，阴极材料为不锈钢板或铜板；在直流电场的作用下，铜离子凝聚于阴极。电解槽出水补充第二级清洗水；铜回收率100%。

当处理含银废水时，电解槽采用无隔膜、单极性平板电极电解槽或同心双筒电极旋流式电解槽。直流或脉冲电源。电解破氰的最佳工艺条件：电解槽电压3～4V；电流密度10～13A/dm2；氯化钠浓度3%～5%；氰酸根去除率大于99%；白银回收率100%。

该技术适用于酸性镀铜、氰化镀铜、氰化镀银等工艺过程。

5）槽内化学清洗技术

槽内化学清洗技术是在镀槽后面设置一台化学反应槽和一台清洗水槽。化学反应槽中含有大量的化学药品，镀件进入化学反应槽时，带出液的99%被化学清洗液反应生成无毒或低毒的物质。镀件进入清洗水槽时，已无污染物质，清洗水可以循环利用。化学反应槽沉淀的重金属盐可回收。

槽内化学清洗法把电镀生产和废水处理融为一体，电镀带出液在没有污染前就进行化学反应。处理药剂利用率高，效果稳定，操作管理方便，节约大量的清洗水。但该方法占用生产面积，增加了操作工序，提高了劳动强度。

该技术适用于六价铬镀铬、氰化物电镀铜、镀镍、镀锌等工艺过程。

6）镀铬废液回收利用技术

镀铬废液回收利用技术是采用高强度、选择性阳离子交换树脂处理带出的镀铬废液和受到金属污染的镀铬废液,当溶液中铬酐浓度低于150g/L 时,使用树脂消除其中的铜、锌、镍、铁等金属杂质,再经过

蒸发浓缩, 即可全部回用于镀铬槽。

该技术可大量节省材料,铬镀液及其废液中铬酸回用率达到95%以上。

该技术适用于传统的镀铬工艺生产线改造和新建电镀铬生产线。

7）溶剂萃取－电解还原法回收废蚀刻液技术

采用溶剂萃取－电解还原法对蚀刻废液进行再生处理，包括四个闭路循环：

蚀刻液的闭路循环：使用萃取剂N#将废蚀刻液中的铜萃取进入萃取剂，成为富铜油相，油水分离后的水相（已无铜）只需补充氨水等,恢复蚀刻功能后, 即为再生蚀刻液，循环使用。电解液的闭路循环，萃取剂的闭路循环，油相洗水的闭路循环。

该技术适用于废蚀刻液的再生利用。

关于治水的技术发展空间还是很大的，今后希望各地能总结出更多更好的节水治水方法，及时公开交流，为电镀行业健康发展作出贡献！

环境保护部通过发布污染治理指南的方式，对电镀行业的关键生产过程提供技术指导，从污染源头抓起，防患于未然，有利于电镀行业加快清洁生产进程，发展循环经济。

如果对有关镀槽通风的设计问题也能在相关部门（譬如：住房和城乡建设部标准定额司、中国表面工程协会设备材料工作委员会等）的组织领导下，开展一次有序的调查研究和广泛的讨论，形成一个试行规范或标准，对电镀废气污染的完善治理将起到良好作用。

在这里提出这两个问题，谈谈自己的初浅看法，其目的是想抛出不成熟的观点，哪怕是错误的观点，以引起同行们的关注，通过媒体展开热烈讨论，如果能起到一石激起千层浪的作用，我会感到万分欣慰。

新年伊始，祝愿电镀行业更加健康发展，为建成电镀强国而共同奋斗！