铜镍铬企业清洁生产审核案例.docx
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铜镍铬企业清洁生产审核案例
项目
2009 年
2010 年
2011 年 1-6 月
总产量(t)
1203
1327
867
2
总电镀面积(万 m )
14.23
15.57
9.17
产品合格率(%)
95.3
95.5
95.8
1 企业概况
1.1 基本情况
某企业成立于 2005 年,现有员工 200 多人,占地面积近 60 亩,五金生产
车间 1.2 万平方米。
主要生产烤炉及家用电器配件、铁线工艺品、冲压件,主
要镀种为铜镍铬,年产值达 6000 万元。
企业客户主要为国内、欧美、东南亚等
烤炉以及电器部件设备制造商。
1.2 生产状况
(1)主要产品及产量
企业近三年产量和品质情况见下表。
表3-14 近三年主要产品产量情况表
(2)主要生产工艺流程
企业的主要电镀镀种为铜镍铬,有全自动生产线 3 条,其中一条为垂直升
降式自动线,另外两条为爬坡式自动线,其工艺流程简图见图 3-13。
上挂
片碱、除油剂含碱废气
回用水综合废水
盐酸、硫酸酸雾废气
回用水综合废水
片碱、除油剂碱性废气
回用水综合废水
硫酸酸雾废气
自来水综合废水
氰化亚铜、氰化钠含氰废气
回用水含氰废水
硫酸铜、磷铜酸雾废气
回用水、自来水含铜废水
硫酸镍、氯化镍、
镀镍
器
自来水含镍废水
铬酐、硫酸铬酸雾废气
含铬水
自来水
回收
自来水、纯水综合废水
烘干包装
图3-10 自动线工艺流程图
主要原辅料
总消耗量(kg)
2
每平方米产品消耗量(kg/m )
2009 年
2010 年
2011 年 1-6 月
2009 年
2010 年
2011 年 1-6 月
磷铜
90787
97001
50985
0.638
0.623
0.556
硫酸铜
32444
33475
18156
0.228
0.215
0.198
镍板
37994
41727
21366
0.267
0.268
0.233
硫酸镍
32017
35966
17881
0.225
0.231
0.195
氯化镍
16222
17594
9078
0.114
0.113
0.099
铬酐
15795
17749
8895
0.111
0.114
0.097
氰化钠
1280
1167
541
0.0090
0.0075
0.0059
氰化亚铜
142.3
124.6
65
0.0010
0.0008
0.0007
除油剂
30452
33475
19165
0.214
0.215
0.209
盐酸
86518
93213
48601
0.608
0.599
0.530
硫酸
212311
230920
125445
1.492
1.483
1.368
氢氧化钠
54643
58342
30719
0.384
0.374
0.335
1.3 企业原辅材料、水、能源消耗
(1)原辅材料消耗
企业主要原辅材料消耗见表 3-15。
由表可知,企业近三年单位产品的原辅
材料消耗量基本上均呈逐年下降趋势。
企业持续开展一系列控制原辅材料消耗
的措施,如定期对员工进行生产操作培训、减少问题的发生率和产品的返工率、
奖励节能降耗的新操作方法和制程工艺、延长药水及其它原辅材料的使用周期
等,有效节约原辅材料。
表3-15 近三年主要原辅材料使用情况表
(2)水的供给与消耗
企业用水分生产用水和生活用水两部分,用水量达到三级水平。
近三年用
水情况见表 3-16。
电镀车间是主要的耗水部门,冲压车间只使用少量循环冷却
水。
反渗透中水回用系统已在 2011 年 1 月份投入使用,因此近期单位电镀面积
用水量大幅降低。
项目
单位
2009 年
2010 年
2011 年 1-6 月
电镀面积
万 m2
14.23
15.57
9.17
电
总用电量
万 kW·h
116.05
130.39
74.9
折标煤量
tce
142.6
160.2
92.1
原煤
总用煤量
t
186.9
187.2
0
折标煤量
tce
133.4
133.5
0
柴油
总用油量
t
0
3.2
27.6
折标煤量
tce
0
4.7
40.2
综合能耗
tce
276
298.4
132.3
单位产品综合能耗
kgce/m2
1.94
1.92
1.44
项目
单位
2009 年
2010 年
2011 年 1-6 月
电镀面积
万 m2
14.23
15.57
9.17
自来水总水量
t
54810
59522
19009
电镀车间用水量
t
48700
52836
13755
冲压车间用水量
t
1580
1729
927
生活用水量
t
4530
4957
4327
单位电镀面积用水量
t/m2
0.34
0.34
0.15
表3-16 近三年用水情况表
(3)能源的供给与消耗
企业当前的能源结构为电能和柴油,柴油主要用于热水炉加热。
企业在近
三年开展了一系列节能措施,包括将燃煤锅炉改造成为燃油锅炉、挂具检修、
热水炉保养、定期清理导电铜板、每天检查极杠清洁和导电情况等,使单位产
品综合能耗呈持续下降趋势。
企业目前属于专线供电,变压器为节能型设备,
配备有完整电箱、电柜,使用无功补偿装置以提升功率因素,降低线路损耗和
电压损耗。
表3-17 近三年企业能源消耗汇总表
注:
电折标煤系数为 1.229 tce/万 kW•h;原煤折标煤系数为 0.7143 tce/t;柴油折标煤系数为 1.4571
kgce/kg。
1.4 企业主要设备
企业制定有详细的设备维护管理制度,每台设备都有专人具体负责,确保
污染物种类
产生工序及产生原因
去向
废水
生活污水
办公生活区,职工日常生活产生
三级化粪池/市政管网
含铜综合废水
前处理清洗工序、镀酸铜清洗工序
单独分流预处理
含氰废水
镀碱铜清洗工序
单独分流预处理
含镍废水
镀镍清洗工序
单独分流预处理
含铬废水
镀铬清洗工序
进综合废水池处理
废气
硫酸雾
电镀镍、酸铜等工序,挥发产生
经收集高空排放
铬酸雾
镀铬工序,挥发产生
经收集高空排放
碱雾
前处理除油、化学镍等工序,挥发产生
经收集高空排放
SO2、NOX 和烟
尘
热水炉燃煤
收集后 20m 高空排放
噪声
设备噪声
主要为各类鼓风机、空压机等设备噪音
厂内排放
一般
废物
铁件边角料及产
品包装
生产、维修过程
回收或外卖
生活垃圾
职工日常生活
由环卫部门收集
危险
固废
电镀污泥
废水处理站,废水处理产生
交由有资质企业处置
电镀废液、废渣
退镀液及电镀老化液
交由有资质企业处置
设备正常运转。
主要设备有单电机、线切割机、抛光机、喷涂设备、排点机、
垂直升降式自动线、爬坡式自动线、冷冻机、换热器、螺杆压缩机、罗茨鼓风
机、和鲁式鼓风机等,无《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》中所述设
备、工艺和产品。
2 企业环境保护状况
2.1 环境管理状况
企业拥有较为完善的环境保护生产管理网络组织,已建立环保管理制度和
环保岗位责任制,配备专职环境管理人员,并在各生产工序及班组设有兼职环
保员,参与环境保护工作。
企业积极推行环境管理体系,已通过 ISO:
14001
认证。
2.2 产排污状况
为了详细分析企业在生产过程中污染物产生情况,审核小组仔细分析企业
各个生产车间产生污染物来源及处理去向情况,见下表。
表3-18 污染物产生节点及原因分析表
分类
产污环节
产生量
处理方式
含铜综合废水
前处理清洗工序、镀
酸铜清洗工序
160.4 t/d
化学沉淀法处理
含氰废水
镀碱铜清洗工序
20.5 t/d
先破氰然后化学沉淀法处理
含镍废水
镀镍清洗工序
35.3 t/d
反渗透膜处理并回用
含铬废水
镀铬清洗工序
38.4 t/d
先还原成三价铬,然后用化学沉
淀法处理
废机油/润滑油
各车间,设备维修过程产生
交由有资质企业处置
化学品包装物
剧毒物品使用过程中所丢弃的包装
交由有资质企业处置
废水的产生、治理及排放
企业生产废水主要分为四类:
含铜综合废水、含氰废水、含镍废水和含铬
废水。
四类废水的产生情况如下表所示。
表3-19 废水污染物产生情况表
企业建有一套完整的电镀废水综合处理系统,设计最高处理能力 300t/d。
生产废水主要来源于生产工艺中各电镀件的清洗工序,包括含铬废水、含镍废
水、含氰废水和含铜综合废水。
企业将含镍废水和含铬废水进行单独处理并达
到排放标准。
另将含氰废水和含铜综合废水两类废水进行分类收集和预处理,
经预处理后的两类废水汇集起来通过絮凝沉淀,处理后的废水通往反渗透中水
回用系统进行进一步处理,沉淀的含金属污泥由有资质企业集中回收。
废水排放量
(t)
项目
主要污染物水平
CODCr
六价铬
总铬
总铜
总镍
总氰化物
13572
排放浓度(mg/L)
29.5
0.004
0.004
0.05
0.105
0.023
排放总量(t)
0.400
0.0001
0.0001
0.001
0.001
0.0003
前处理、含铜废水含氰废水含铬废水含镍废水
pH 调节池
中和池二级破氰
均匀调节池
污泥出水
预留破氰池
pH 调节池
还原沉淀
镍回收系统
清水 浓缩液
回用至生产
反应池
混凝池
清水
沉淀池中间水池多介质过滤活性炭吸附中水回用系统
污泥脱水
清水
达标排放
浓水处理系统
浓水
电镀污泥
交由有资质单位处理
图3-11 废水处理工艺流程图
企业的废水排放执行广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-
2001)第二时段一级标准。
根据企业生产废水排放量(2011 年 1-6 月共排放生
产废水 13572 t)和废水监测报告中各污染物的排放浓度,得出 2011 年 1-6 月污
染物排放量,如下表所示。
表3-20 2011年1-6月污染物排放情况
注:
表中的污染物排放浓度为 2011 年废水监测报告中的均值。
(2)废气的产生、治理及排放
企业在生产期间产生和排放的大气污染物主要有电镀车间产生的工艺废气
年度
固体废物
产生量
处置量
合计
处置单位
2009 年
化学品包装物
1.8
1.8
42.3
原材料供应商
电镀污泥
32.2
32.2
有资质企业
电镀废液废渣
8.3
8.3
2010 年
化学品包装物
1.7
1.7
39.7
原材料供应商
电镀污泥
31.0
31.0
有资质企业
电镀废液废渣
7.0
7.0
2011 年 1-6 月
化学品包装物
0.9
0.9
20.4
原材料供应商
电镀污泥
15.5
15.5
有资质企业
电镀废液废渣
4.0
4.0
分类
产污环节
产生量
处理方式
盐酸雾、硫酸雾、
铬酸雾
镀铬、酸活化及其它
用途酸
3
8200 m /h
设有气体处理装置,达
标后 25m 高空排放
SO2、NOX 和烟尘
热水炉燃煤
SO2 0.11
t/a,NOX 0.092
t/a
收集后 20m 高空排放
和热水炉燃煤产生的 SO2、NOX 和烟尘,具体产生情况如下表所示。
表3-21 废气污染物产生情况表
对于产生的各种酸雾,主要处理方法是在各废气产生点安装负压罩,废气
在风机引力作用下,经负压罩和集气管进入废气处理塔,并用苛性钠溶液或亚
硫酸钠溶液喷淋吸收。
对于热水炉燃煤产生的 SO2、NOX 和烟尘,采用锅炉排
气系统进行净化处理。
硫酸雾、氯化氢和铬酸雾的排放浓度均远低于《大气污染物排放限值》
(DB44/27-2001)第二时段二级标准要求。
热水炉燃煤产生的废气通过收集后
高空排放,每年 SO2 排放量为 0.11 t/a,NOX 排放量为 0.092 t/a。
(3)固废的产生及处置
企业产生的危险固废主要是废水处理设施产生的污泥、电镀废液废渣以及
有毒化学品的包装物等,近三年产生情况如下表所示。
表3-22 近三年固体废弃物产生量、种类及处理处置情况(单位:
t)
(4)噪声情况
企业的噪声主要来自抽风机、各类泵、电镀生产线、扫尼龙、各种加工机
械等运转产生的噪声,其声级一般在 50~60 分贝(dB)。
2011 年 01 月 17 日的
北侧和东侧界外监测值分别为 47.6 和 59.9dB(A),均满足《工业企业厂界噪
声标准》(GB12348-2008)III 类要求。
2.3 环保守法情况
企业创建以来环保审批、验收手续履行情况良好,未有污染物超标和总量
超标情况发生。
企业近年来依法按时缴纳排污费,并认真执行企业排放污染物
申报登记制度,未收到相关环保处罚和环保投诉情况。
3 企业的管理状况
企业对生产安全十分重视,日常管理过程中严格执行国家有关标准及规范,
同时制定了严格的管理制度,还聘请专家对安全生产规范化管理作评估。
4 清洁生产水平评估
4.1 清洁生产水平评价
企业根据《清洁生产标准电镀行业》(HJ/T314-2006)对企业当前清洁生
产水平进行评价,属于国内清洁生产基本水平。
4.2 清洁生产潜力分析
目前企业存在的问题有:
(1)尽管近三年企业产品合格率有所提升,但与同行相比依然偏低。
企业
凭借清洁生产审核的机会对原因进行排查,发现问题的根本原因是企业没有专
门的化验室,导致对镀液质量的控制力度不够。
一方面,使得渡液中离子浓度
常超出限制范围,导致电镀合格率较低;另一方面,导致镀液更换频率较高,
废液带出金属量大,造成资源浪费,并增加了环保设施处理压力。
(2)企业的生产废水处理系统建成于 2006 年,一直运行正常,但由于年
指标
单位
现状值
(2011 年 5 月)
近期目标
(2011 年 8 月)
远期目标
(2013 年)
铜的利用率
%
87
88
89
镍的利用率
%
92
93
95
铬的利用率
%
21.5
22
22.5
中水回用率
%
60.3
62
65
工业新鲜水用量
t/m2
0.15
0.14
0.13
单位产品废水排放量
t/m2
0.148
0.138
0.128
表3-23 企业清洁生产目标
数久远,设计不尽合理,自动控制系统失效,需要依赖人为操作。
(3)企业中水回用率虽能达到 60.3%,但运行成本较高,对反渗透膜的消
耗较大,无法达到最大负荷。
主要原因是中水回用系统的原水水质只能勉强达
到系统要求,还有很大的提升空间。
(4)酸雾处理塔年久失修,处理效果不佳。
废气经处理后虽能达标排放,
但系统无法有效回收铬雾。
5 确定审核重点
企业目前共有电镀车间、冲压车间和机加车间三个车间。
电镀车间近三年
的水耗、电耗均最大,污水排放量也最大,属于重点污染源,而且其排放的固
废属于危险废物,清洁生产的潜力最大。
充分考虑了确定审核重点的原则和相
关因素,经清洁生产审核技术服务单位项目组及企业清洁生产审核领导小组、
工作小组成员的共同探讨,确定本轮清洁生产审核的重点为电镀车间(包括废
水处理系统)。
6 设置清洁生产目标
根据企业现状,经清洁生产技术服务单位和审核小组成员共同讨论,企业
设置清洁生产目标如下。
7 建立物料平衡
(1)审核重点概况
企业电镀工艺分为镀前、电镀、镀后几个阶段。
镀前是将零件在电镀前进
行处理的工序;电镀是通过电沉积方法得到所需金属覆盖层的工序;镀后是提
高镀层耐蚀性和进行表面装饰的工序。
含镍废水含铬废水酸碱废水含氰废水主工序
新鲜水
合格黑料除油
(1)逆流水洗电解除锈
含碱废水
回用水
回用水
逆流水洗第二阳极除油逆流水洗
二次使用水
含酸废水
二次使用水
回用水
回用水
稀酸活化逆流水洗碱铜
回收
含氰废水
逆流水洗 酸铜
回用水
回用水
回收
铬水回收
镀铬
逆流水洗
回收
光镍
逆流水洗
含铜废水
新鲜水
含镍,有机物废水
新鲜水
逆流水洗镀后处理逆流水洗干燥
成品
含铬,有机物废水
中性废水
污水处理中心
图 3-12 审核重点生产工艺流程图
(2)物料平衡分析
①铜物料平衡
企业审核小组对铜物料平衡的分析如下:
序号
输入
输出
结存物料
1
硫酸铜中 Cu:
511
产品上铜:
4615.9
本月镀液存留总铜:
1723.4
2
磷铜中 Cu:
4828
镀件带出损耗:
26.2
3
上月镀液存留总铜:
1780.1
挂具带出损耗:
39.94
/
4
/
不良品褪镀:
235.86
/
5
/
槽底铜渣:
148
/
6
/
滤芯损耗:
289
/
合计
7119.3
5354.9
1723.4
硫酸铜中 Cu:
511
磷铜中 Cu:
4828
镀液中 Cu:
4828
产品上铜:
4615.9
镀件带出:
26.2
挂具带出:
39.94
不良品退镀:
235.86
槽底铜渣:
:
148
滤芯损耗:
289
镀液存留铜:
1723.4
图 3-13 酸铜槽铜平衡图(单位:
kg)
表3-24 2011年05月酸铜槽用铜平衡表(单位:
kg)
电镀上铜的利用率为:
4615.9(产品上铜层)÷5354.9(总消耗量)
×100%=87%。
②镍物料平衡
企业审核小组对镍物料平衡的分析如下:
序号
输入
输出
结存物料
1
硫酸镍中的镍:
426
产品上镍:
2615.5
镀液存留总镍:
630.5
2
氯化镍中的镍:
400
镀件带出损耗:
7.8
3
镍板:
1988
挂具带出损耗:
18.9
/
4
上月镀液存留总镍:
678.6
不良品褪镀:
33
/
5
在线回收镍:
7.8
槽底镍渣:
58.8
/
6
/
滤芯损耗:
106.7
/
合计
3498
2840.7
630.5
硫酸镍中镍:
426
氯化镍中的镍:
400
镍板:
1988
镀液中镍:
678.6
在线回收镍:
7.8
产品上镍:
2615.5
镀件带出:
7.8
挂具带出:
18.9
不良品退镀:
33
槽底铜渣:
:
58.8
滤芯损耗:
106.7
镀液存留镍:
630.5
图 3-14 镀镍槽镍平衡图(单位:
kg)
表3-25 2011年05月镀镍槽用镍平衡表(单位:
kg)
电镀上镍的利用率为:
2615.5(产品上镍量)÷2840.7(总消耗量)
×100%=92%。
③铬物料平衡
企业审核小组对镍物料平衡的分析如下:
序号
输入
输出
结存物料
1
铬酐中含铬量:
383
产品上铬:
65.8
铬:
1127.5
2
上月镀液结存铬:
1083.5
镀件带出损耗:
52.7
/
3
/
挂具带出损耗:
49.9
/
4
/
不良品褪镀:
8.3
/
5
/
滤芯损失:
43.2
/
6
/
铬雾中的铬:
86.3
/
合计
1466.5
306.2
1127.5
铬酐中含铬:
383
镀液中铬:
1083.5
产品上铬:
65.8
镀件带出:
52.7
挂具带出:
49.9
不良品退镀:
8.3
铬雾带出:
86.3
滤芯损耗:
43.2
镀液存留铬:
1127.5
图 3-15 镀铬槽铬平衡图(单位:
kg)
表3-26 2011年05月镀铬槽用铬平衡表(单位:
kg)
铬的利用率为:
65.8(电镀上铬量)÷306.2(总消耗量)×100%=21.5%。
镍回用
系统
510.8
逆流漂洗水
:
表示蒸发损
耗
124.6
前处理/清洗
0.5
160.4
34.2
综合废水收集池
36.3
酸铜/清洗
20.5
自来水
20.6
碱铜/清洗
0.1
破氰预处理
89 吨/天
35.4
38.5
镀镍/清洗
镀铬/清洗
0.1
0.1
1.1
镍回用系统
38.4
还原预处理
中水回用系统
浓水:
87.1
废水处
理站
浓水处理系统
图 3-16 电镀车间水平衡图(t/d)
达标排放:
87.1
(3)阐述物料平衡结果
通过上述物料平衡的测算可知,企业不良品耗用金属量普遍偏高,滤芯损
耗所占比例也较大。
主要原因是企业的镀液控制力较差,镀液中离子浓度经常
超出浓度范围,镀液中的杂质成分也偏多,造成电镀合格率较低,限制了金属
利用率的进一步提高。
此外,铬雾损失量较大,原因是现有的铬雾处理塔不能
有效回收铬酸,导致铬流失。
8 清洁生产方案的实施
8.1 无/低费方案情况汇总
企业审核期间实施的无/低费方案汇总如下表。
编号
方案名称
方案简介
投资
(万元)
环境效益
经济效益
1
使用低浓度低
毒材料方案
尽可能使用低浓度盐酸、硫酸。
0
减少酸雾产
生量 3.5
t/a。
年可节约
成本 4.2
万元
2
评价设备用电
合理性
检查电源及阴阳极接触点,检测并
处理极杆发热现象,检查整流器输
出压降,依据 GB/T3485-1998《评
价企业合理用电技术导则》对电源
进行检测及评价,并进行整改。
1
节省电能
2.33 万
kW·h/a
年可节约
成本 2 万
元
3
每单来货成本
核算
按照一定的程序文件对来货产品至
最终成品的各个流程进行合理控制
和编排。
同时加强正、次品统计,
以便及时了解产品的品质状态。
0
/
年可节约
成本 4.5
万元
4
细化镀液处理
程序
完善《生产工艺操作规范》,规范
各车间处理镀液、镀液回收清洗的
操作。
0
防止镀液流
失与增加废
水处理负担,
提高原材料
利用率
年可节约
成本 2.8
万元
5
回用清洗过滤
泵用水
将清洗过滤泵的水盛接在容器里,
沉淀,将溶液过滤,回用到镀槽中。
0.2
节约用水
200t/a
年可节约
成本 1000
元
6
改进挂具结构
和上架方式
① 发动各级员工,提出改进上架方
式以及挂具结构的建议,并实施;
② 从上架工序对挂具进行控制,防
止破损挂具进入镀槽,对破
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