摘要:简述我国淡水资源的现状和分配使用,指出了电镀行业节水的紧迫性和现实困难。介绍了电导自动控水的原理及其在国内的应用情况。在以前专利产品的基础上进行重新设计和改进,以期制造出可靠性高、售价低的电导自动控水器,实现工业化生产。
关键词:电镀;清洗;电导控制;节水;原理
中图分类号:TQ153文献标志码:A
文章编号:1004–227X(2011)06–0042–04
1·我国的淡水资源
1.1地球上的水及生物所需的水环境
地球上的水本不少,海洋面积远大于陆地面积。地球上刚形成的水本为淡水,但经约40亿年的三态循环,海水中溶解积蓄了很多盐分。
生物经漫长的进化,其基因变异、遗传,形成了各自适应不同水环境的能力与局限性:海洋生物只适于在海水中生存;陆上生物则只适于淡水环境。
陆地上的淡水分布极不均衡。俄罗斯贝加尔湖的淡水量就占全世界淡水湖总量的1/5,而中东地区及我国西北盛产石油与天然气的地区因降水量太少而成为了沙漠。
洪涝灾害使宝贵的淡水流入海洋,成为海水。海水所含盐分及其腐蚀性,迫使人类工业用水只能用淡水。2011年3月11日,日本强地震及引发的海啸造成福岛核电站爆炸,核污染殃及全球。事后证明,用海水对核反应池及乏燃料池降温反而造成了更大危害。
1.2我国淡水资源的现状
1.2.1人均淡水资源很少
我国淡水资源本身并不丰富,加之人口众多,人均占有量排名在世界各国150名之后。
1.2.2分布极不均衡
总体上说是北少南多。西北地区更少,甘肃连人畜饮用水也不够。为此,政府投入了不少资金与人力,修水窖、找水,并打深井取水,让老百姓能喝上“甜水”。为保京津唐等北方缺水地区用水,国家正斥巨资实施南水北调工程。长江三峡工程虽然在蓄水通航、调节下游水量、防洪涝以及发电等方面已突显成效,但仅限于长江流域,解决不了全国大面积的淡水问题。
1.2.3水资源利用率低
多种原因造成的水环境污染及缺水降低了环境自净能力,我国可供利用的干净淡水非常少。尽管国家采用了政策法规、宣传教育、经济杠杆等多方面措施来节水,但由于国民总体素质不高、节水科技与设施落后等原因,我国淡水资源的利用效率远落后于人均淡水资源高得多的发达国家和地区。
1.3我国淡水资源的分配使用
1.3.1首保人的生活用水
人是第一位重要的,因而首先应保证人的生活用水。
1.3.2次保农业用水
农业是我国国民经济的基础,而水是农业的命脉。农业用水包括粮食、蔬菜灌溉用水,淡水养殖用水,牲畜与家禽饲养用水等方面。世界粮食危机日益突出。我国农业用水原本紧张,若遇类似于2010年全国大范围小麦冬旱,纵有科学的喷灌、滴灌节水农业技术,也无水可用。
1.3.3减少工业用水
我国工业发展很快,其用水量增加也快,肯定会不断地以政策形式强制要求节水。作为用水大户的表面处理行业更不例外,甚至因产生污染而首当其冲。电镀产业很发达的沿海地区会首先“挨刀”。而四川省除川西高原外并不太缺水,电镀加工量也很少,至今尚未建成一个电镀工业园区。重庆市汽摩产品等电镀量大,电镀产业比成都市乃至整个四川省都要发达,已建成4个电镀工业园区。但重庆市境内有嘉陵江与长江流过,也不缺水。对于电镀产业不发达因而电镀总用水量不大,以及水资源相对丰富的地区,迟早也会强制节水。
2·电镀节水的紧迫性与现实困难性
2.1发达地区新的电镀节水政策要求
笔者从宁波电镀协会老秘书长王宗雄处得知:宁波市环保局已发出红头文件,要求宁波电镀企业对新鲜用水总量,依不同地区在2009年用水总量基数上再下降10%~30%。据了解,不单是宁波地区,其他发达地区也相应提出了类似要求。
减少电镀新鲜用水量,不仅节约水费开支,而且可以减少废水处理量及处理成本。况且,现在无论是否愿意,都要节水。即使企业花得起钱,要想继续搞电镀,不节水也不行!然而,电镀节水谈何容易?
2.2现实生产中节水的困难性
2.2.1提高废水回用率的困难性
众所周知,电镀清洗水对水质的要求很高,某些场合还要用纯水。即使经化学法处理后能达标排放的废水,可直接回用的场合也很少,一般用作要求很低的镀前处理清洗、冲洗厕所、工厂绿化浇水(其实这些水中过多的盐分也会造成土壤盐碱化),其直接回用率难以达到10%。
化学法处理后的废水经多级预处理后再采用反渗透浓缩脱盐等处理,其水质接近于纯水,可回用于多种工序。但因种种原因,其回用率最高也只有60%,经浓缩后的水还要用化学法再处理后达标排放。单系统反渗透制得回用水的实际成本不会低于30元/t。
2.2.2节省新鲜用水的困难性
清洗是一门技术,涉及许多技术问题。国外电镀工作者早在上世纪60年代就推导出了多个不同清洗方式下的清洗方程式,影响清洗水用量及清洗效果的因素很多。喷淋或喷雾清洗虽好,但在大生产中应用受限太大。单槽清洗不仅耗水,而且效果差,加空气搅拌才好些。多级静态逆流漂洗最节水,但首级浓清洗水必须能全部反掺入镀液(加蒸发浓缩则能耗大,且适用工艺有限),而杂质会返回镀液。实践表明,三级动态逆流漂洗具有很明显的节水效果。但逆流漂洗在手工作业时会大大增加工人的劳动强度,往往受工人的抵制而形同虚设,在自动化生产中又会增大投入、拉长生产线,同样降低生产效率。在现今场租很高的电镀工业园区内,增加占地面积也是一笔不小的开支。
由于了解清洗这门深奥技术的人并不多,加之工业化实施的困难性,生产线上绝大多数仍采用单槽长流水清洗。生产线一经定型,则木已成舟,不可能推倒重来。有的厂只好对单槽清洗采用降低水压、控制供水量来减少用水,但这样做也有问题:受工件形状及装挂方式等影响,要么因为清洗不良而造成工艺液交叉污染,频繁引发质量事故,要么在易于清洗时造成浪费水。现为了达到节水10%~30%的要求,有些厂只能干两天停一天。如此一来,如何保证用户生产周期与加工量要求?在找工困难的情况下,如何养活和留住要求收入日高的员工?加热或冷却工艺液时又会增大多少能耗?据笔者所知,以前不少电镀厂点为了少缴排污费,上报给环保部门的已备案在册的用水量仅为实际用量的几分之一。既然要限制新鲜用水,势必也会要求对抽取地下水装表计量。若真如此,这条自己套上脖子的绞索就很难解开了。因此,应在现定清洗方法上寻求更科学的节水方法,而电导自动控水不失为一种好方法。