电镀铬项目环境影响评价工作中的要点分析

[摘 要]根据电镀铬项目的特点，对此类项目环境影响评价中的主要污染工序、污染治理措施、营运期环境影响分析等重点内容进行了分析，对同类项目的环境影响评价工作有一定借鉴作用。

[关键词]电镀铬 影响分析 治理措施

中图分类号：X781.1;X82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0154-03

1 引言

某石油机械装备公司拟建新型抽油泵项目，其中关键部件为伸入地下的抽油泵筒，规格长度分为3.3m、4.5m、6.6m。为增加泵筒寿命，需在其内侧电镀一层厚度为0.05mm的金属铬。同时后续有抛光、喷漆加工处理。从整体来看，电镀铬工序为整个项目工艺最复杂、污染最大的工序。本文将围绕该工序的环境影响评价展开分析。

2 主要污染工序

该类项目需在泵筒内侧镀一层厚度约为0.05mm的金属铬，采用挂镀形式。其工艺流程为：清洗干净的泵筒装夹在工装上，用卷扬机将泵筒放置在电镀井内进行电镀。电镀井为半地下式。电镀过程为批量式操作，16个工位同时工作，一个电镀周期需25小时，操作温度55-60℃。镀铬完成后将泵筒提出，在电镀井上方停留二十分钟，使大部分电镀液滴回井内。然后将电镀好的泵筒用卷扬机从井内提出，置于清洗井内漂洗。企业拟设置四个清洗井，采用多级逆流清洗方式，清洗水可回用于电镀井内。将清洗过的泵筒从清洗井内提出放置工作台上，从工装上卸下泵筒，镀铬完成。

镀铬的阴极反应：

2H++2eH2

Cr2O72-+8H++6eCr2O3+4H2O

Cr2O72-+H2O==2CrO42-+2H+

2CrO42-+8H++6eCr+H2O

阳极反应：

4OH- 2 H2O + O2+ 4e

2Cr3+ + 7H2O Cr2O72- + 14H+ + 6e

Pb + 2H2O PbO2 + 4H+ + 4e

电镀工序产生的污染包括：电镀废水、电镀酸雾、电镀槽渣、电镀废水处理污泥等。

3 污染治理措施

3.1 电镀废水治理措施

生产废水主要为电镀清洗废水和地面清洗水。工件电镀后需要清洗，产生的清洗废水中主要包含一定量的电镀液，该部分清洗废水可用作电镀液补充水。

实际操作中，会有少量电镀液、清洗水落于地面，会产生车间清洗水，产生量约0.3m3/d，参考《电镀行业污染物排放标准（编制说明）》调查数据，电镀企业废水中Cr6+的浓度为5-60mg/L。

参考HJ2002-2010《电镀废水治理工程技g规范》，评价建议采用亚硫酸盐还原处理加离子交换组合技术对该含铬废水进行净化。工程流程如下图所示。

工艺原理：

亚硫酸盐还原：含铬废水中铬主要以六价铬、三价铬形式存在，需先把六价铬还原成三价铬，先加硫酸调节pH值至2～2.5，再投加NaHSO3使其与废水中的六价铬反应生成三价铬，然后投加NaOH调节pH值至8.5～9，使OH-与Cr3+生成不溶于水的Cr（OH）3沉淀物去除。主要反应方程式为：

2H2Cr2O7 + 6NaHSO3 + 3H2SO4 = 2Cr（SO4）3 + 3Na2SO4+8H2O

Cr（SO4）3 + 6NaOH = 2Cr（OH）3 + 3Na2SO4

离子交换：废水首先经过滤柱去除水中杂质，以增加后续处理效果。然后首先进入酸性阳柱，去除三价铬等阳离子，然后进入阴柱，对含六价铬的酸根离子进行吸附，最后进入除酸阴柱，将酸根离子置换出来。除铬吸附反应式如下：

含铬废水首先汇集入调节池，调节水量及均匀水质，保证后续设备正常连续的运行，然后由泵提升至混合反应槽，投加酸及还原剂调节pH值及还原六价铬，再进入中和反应槽投加碱调节pH值生成Cr（OH）3进入斜管沉淀槽去除。之后废水进入离子交换装置中进一步去除铬。而离子交换树脂在洗脱再生时，会产生铬酸及含三价铬的废水，此时重新回到废水处理站内，由还原沉淀法去除。产生的沉淀污泥经过压滤机脱水后，作为危险废物在厂内暂存后，交由有相关处理资质的单位进行处置。

参考《三废处理工程技术手册》中的运行实例，亚硫酸盐还原处理技术可将废水中Cr6+的浓度降至0.5mg/L。而离子交换装置的处理效率一般为90%以上，此处取80%。则该组合方法对Cr6+的处理效率可达到99.6%，则外排废水中Cr6+的浓度可降至0.1mg/L，可以满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》表3 六价铬0.1mg/L的标准限值。

综上所述本项目废水采用上述处理工艺进行处理的措施是可行、可靠的，生产污水处理装置投资约需20万元。

3.2 电镀酸雾治理措施

在电镀铬的过程中，由于镀槽温度较高，约50-60℃，电流密度较大，在阴极上产生氢气，阳极上产生氧气。氢气及氧气逸出的同时，会将铬酸微粒带出，从而形成铬酸雾。

参考《简明通风设计手册》（中国建筑工业出版社）中相关数据，铬酐的散发率为0.3-0.4g/（m2・h）。经计算，铬酸雾的产生量为91.054g/d。

企业拟采用铬酸雾净化塔处理铬酸雾。该净化塔由两层铬雾阻隔器和一个水雾分离器组成。含铬酸废气进入净化塔，铬酸密度较大且易于凝聚，不同粒径的铬酸雾悬浮在气流中，由于互相碰撞而凝聚成较大的颗粒，进入铬酸阻隔器后，气流速度降低，在重力场作用下从气流中分离出来。当一定气速的铬酸雾经过过滤网格时，在惯性效应和咬合效应作用下，附着在网格上。不断附着的结果使细小的铬酸液滴增大而沿网格降落下来，最后流入集液箱，可以回收再用。

由于过滤网的特性，网格表面的液滴不易产生二次雾化，可以保证较高的净化效率。参考《三废处理工程技术手册》铬酸阻隔器的净化效率可以达到 99%。而《电镀行业污染物排放标准编制说明》中提到，铬酸雾回收净化技术成熟，利用格网将冷却凝结的铬雾截留，净化效率大于98%。

参考《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中要求，需与基准排气量进行校正。根据电镀面积核算，本项目基准排气量约为4000m3/d，基准排放浓度为0.045mg/m3，可以满足《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中0.05mg/m3的要求，经高度不低于25m排气筒排放。

综上所述本项目电镀酸雾采用铬酸雾净化塔进行处理是可行、可靠的，电镀酸雾处理装置投资约需50万元。

3.3 固体废物治理措施

槽渣：槽渣主要来自铬酸酐中的杂质，参考GB1610-2009《工业铬酸酐》，优等品的纯度99.8%，杂质产生量约为0.025t/a。危废编号HW21，废物代码346-100-21。

废水处理污泥：本项目排放的少量清洗废水，会产生污泥，产生量约0.05t/a。由于该污泥中含有重金属铬，故属于危险废物，危废编号HW17，废物代码346-060-17。

由以上分析可知，上述废物因含有重金属铬，属于危险废物，应交由具有相关处理资质的单位处置。危险废物在厂区暂存期间，应使用密闭桶盛放，设置专门场所。贮存场所应符合《危险废物贮存污染物控制标准》（GB18597-2001）的要求，即应建有堵截泄漏的裙脚，地面与裙脚要用坚固防渗的材料建造，四周建设围堰。应有隔离设施、报警装置和防风、防晒、防雨设施;基础防渗层为粘土层的，其厚度应在1米以上，渗透系数应小于1.010-7厘米/秒;基础防渗层也可用厚度在2毫米以上的高密度聚乙烯或其他人工防渗材料组成，渗透系数应小于1.010-10厘米/秒。

4 营运期环境影响分析

该项目重点预测电镀酸雾对当地空气质量环境带来的影响。本项目会排放三种主要大气污染物，包括铬酸雾、漆雾（PM10）、二甲苯，排放源包括两个点源，一个面源。将上述污染物信息输入利用估算模式，计算评价等级，结果如下：

由上表可知，本项目排放的主要污染物中，二甲苯的最大地面浓度占标率最大，为23.23%，D10%为0.9km。

本项目Pmax=23.23%，大于10%，小于80%，根据《环境影响评价技术导则》中有关评价工作的等级划分原则，本工程环境空气影响评价工作等级应为二级。

同时根据导则规定：“项目排放的污染物对人体健康或生态环境有严重危害的特殊项目，评价等级应不低于二级”，本项目会排放铬酸雾，因此大气环境影响评价的工作等级最终确定为二级评价。

首先应收集当地20年的气候数据及近一年的地面及高空气象数据，根据《环境影响评价技术导则――大气环境》（HJ2.2-2008），采用导则推荐的进一步预测模式中的AERMOD模式进行预测。

AERMOD是一个稳态烟羽扩散模式，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源和体源等排放出的污染物在短期（小时平均、日平均）、长期（年平均）的浓度分布，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。AERMOD考虑了建筑物尾流的影响，即烟羽下洗。模式使用每小时连续预处理气象数据模拟大于等于1小时平均时间的浓度分布。AERMOD包括两个预处理模式，即AERMET气象预处理和AERMAP地形预处理模式。AERMOD适用于评价范围小于等于50km 的一级、二级评价项目。

本项目位于农村丘陵地区，并且根据估算模型的计算结果，将评价范围设置为以电镀废气排气筒为中心边长为5km的方形区域。基于上述特点并结合预测模型的性能，将本项目大气污染扩散评价模型选定为AERMOD模型。

选用气象资料为采用当地气象站2015年全年逐日定时（02、08、14、20时）的地面观测资料。距离本项目4km左右，中间为平坦地形，地理特征相似，气象要素值可直接使用。

高空气象资料选用2015年全年一日两次（GMT时间00时、12时）MM5模拟生成的最近格点的高空气象资料。高空气象资料提取格点经纬度同气象站点。

预测网格采用直角坐标网格，由于模式模拟区域较大，根据大气导则要求，距源中心1km范围内取100m×100m的网格（GRID 1），1km范围外采用500m×500m（GRID 2）的网格间距进行预测。

（1）正常工况下，评价区域内1小时平均最大落地浓度为：铬酸雾 1.32×10-3μg/m3，占标准0.088%;各关心点最大1小时平均落地浓度贡献：铬酸雾 5.8×10-4μg/m3，占标准0.04%;区域内各污染物1小时平均浓度最大贡献值及各关心点最大1小时平均浓度贡献值均能达标。工程建成后全厂废气排放所造成的铬酸雾在各关心点处的小时平均浓度贡献叠加监测期最大监测浓度值后均能达到相应标准要求。

（2）正常工况下，评价区域各污染物日平均最大落地浓度为：铬酸雾 1.2×10-4μg/m3;各关心点最大日平均落地浓度贡献：铬酸雾 5.0×10-5μg/m3;评价区域年平均最大落地浓度为：铬酸雾 2.0×10-5μg/m3。

5 讨论

①该项目的重点工序电镀，采用地下式电镀井。企业必须做好电镀井的防渗工作。参考《宁波市环境污染整治工作领导小组办公室关于电镀行业污染整治有关事项的函》对电镀企业的防渗要求，环评建议电镀槽外设壁厚（包括底板）200毫米以上的钢筋混凝土井，电镀槽架空放置，电镀槽和井内壁（包括底板）间隙大于200毫米，井内壁（包括底板）进行防腐处理，在间隙内充满水封存，并定期检测。同时对电镀车间采取防渗措施，车间内实行干湿区分离，湿区地面应敷设网格板，湿的镀件上下挂具必须在湿区内进行。车间地坪自下而上至少设垫层、隔离层和面层三层：车间垫层采用厚度150毫米以上、强度C28标号以上、并双向φ8-φ12@150配筋的钢筋混凝土;隔离层采用高分子材料;面层采用高分子材料或厚度30毫米以上花岗岩敷设。

②对于危险废物暂存库、危险品仓库等，全部采用防渗混凝土硬化，混凝土厚度不小于15cm。并进行防腐防渗设计，以上地面建设具体施工操作应严格按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB1 8596-2001）的要求进行设计，确保防渗层厚度≥2mm，防渗层渗透系数≤1×10-10m/s。

③废水收集池建设防渗水泥池，地底部做好防渗处理，池底和池壁采用混凝土构筑。废水输送构筑物采取栏穹郎处理，避免废水的跑冒。

④为抑制铬酸雾的生成，企业拟在电镀槽内加入空心塑料球。空心塑料球作为铬酸雾抑制剂的一种，目前已在多家同类企业应用，证明具有较好的抑制酸雾效果。

⑤此类项目应注意完善水平衡、重金属物料平衡及项目生产工艺清洁生产水平的核算。

6 总结

通过对该项目的实际评价过程，可知对于电镀铬类项目的环境影响评价重点应放在废水、废气的源强确定及影响分析上。严格按照导则确定评价工作等级。此类项目的污染治理措施相对成熟，可参考相关资料及工程实例提出建议。同时应注意提出含有重金属的危险废物的暂存措施，并对重点车间提出严格的防渗要求。掌握好以上要点，会对同类项目的环境影响评价工作有较好的指导作用。

参考文献：

1.HJ3.1-2011 中华人民共和国国家环境保护标准 环境影响评价技术总纲[S]2011

2.GB21900-2008 中华人民共和国国家标准 电镀污染物排放标准[S]2008

3.孙一坚.《简明通风设计手册》.北京.中国建筑工业出版社.1997

4.安成强.《电镀三废治理技术》.北京.国防工业出版社.20026