稀土企业电镀生产线水平衡测试及节水分析

陈 畅 翁士创 曾 京 赵小娥 胡彩霞

珠江水文水资源勘测中心，广东广州 510000

中国是世界上稀土资源储量最大、矿种最为齐全的国家，同时也是稀土生产、出口及消费最大的国家。随着科学的进步，稀土产品的应用得到进一步提高，特别是机器人、新能源汽车、风力发电等领域的高速发展，对稀土的需求大幅增加。

长期以来，对稀土企业的关注主要在于生产过程中废水及废气的达标排放，对企业的取排水总量、用水效率却重视不够。随着我国水资源短缺形势日益严峻，用水总量及用水效率控制成为水资源管理的重要手段。通过企业水平衡测试，可以摸清企业的用水现状，掌握企业中各单元的用水量，评价企业用水合理化水平，找出节水潜力，制定用水和节水规划。

1 水平衡测试概况及成果

1.1 项目概况

文章以福建省某稀土加工企业的电镀生产线为例。该生产线于2016年投入运营，每年处理2500t钕铁硼磁性材料。生产线采用两种工艺对钕铁硼磁性材料进行表面电镀处理，分别为镀镍铜镍锡工艺和磷化工艺，两种工艺用水主要包括自来水和纯水，其中，自来水主要用于表面处理前的清洗及镀件的清洗，纯水主要用于成品的最终清洗及配药。企业生产用水经过污水处理站处理后达标排放，部分污水经过系统处理后进行回用。

1.2 用水工艺流程

稀土加工企业用自来水主要供给4个用水单元，分别是生产用水、生活用水、绿化用水和消防用水。其中，生产用水包括表面处理生产线、退镀退挂线、制水车间和污水处理站。

表面处理生产线包括2种工艺，其中，镀镍铜镍锡工艺线用水工艺为：钕铁硼磁性元件—浸渍脱脂—水洗—酸洗—水洗—除油—水洗—一次活化—水洗—预镀镍—水洗—镀铜—水洗—二次活化—水洗—镀镍—水洗—镀锡—水洗。磷化工艺线用水工艺为：钕铁硼磁性元件—浸渍脱脂—水洗—酸洗—水洗—除油—水洗—二次酸洗—水洗—磷化处理—水漂洗。用水流程见图1。

图1 用水流程

1.3 测试方法及结果

测试方法根据《企业水平衡测试通则》（GB/T 12452—2008），并结合本次水平衡测试的主要目的进行。为不影响企业的正常运行，选用了无需停工破管的外夹式超声波流量计，根据供水流程图并经现场安装条件复核，最终确定17个测量点，布置在重要的供水节点，进行一周的不间断测量。

根据测试结果，企业正常运行期间总取水量平均为267.8m3/d，其中新水量未266.5m3/d，回用水量为1.3m3/d。各单元日用水见表1。

表1 稀土加工企业水平衡测试汇总（m3/d）

2 用水结果分析

根据表1对企业各项工业用水指标进行计算，结果如表2所示。企业单位产品电镀面积新水消耗量为0.338m3/m2，满足福建省用水定额的要求0.4m3/m2，及《清洁生产标准电镀行业》（HJ/T 314—2006）三级水平（0.5m3/m2）。达标排放率及水表计量率均达到了100%。但企业循环水量较小，且回用水量为1.3m3，中水回用率仅为0.4%。从结果可以看中水回用率远没达到国内60%的先进水平。

表2 稀土加工企业水平衡测试技术指标

3 存在问题及节水潜力

由于企业污水处理站回用水处理费是自来水费用的2～3倍，在实际生产过程中，企业只是对污水进行常规处理达标后排放，不对污水进行回用处理，因此企业污水处理站产生的回用水较少，同时企业表面处理生产线冲洗用水排放量较高，循环水量较小。除此之外，企业存在一定的跑冒滴漏现象，表面处理生产线的技术水平限制也是企业耗水量较大的原因。

在实际生产过程中，建议企业一要实施中水回用，提高中水回用率，如根据废水种类及水质要求采取不同的中水回用方案，提高回用水利用量。二要增加串联用水量，根据不同用水环节的水质要求，重复使用后再进行排放。三要采用科学的节水清洁技术，表面处理生产线的主要用水为清洗用水，因此采用科学合理的清洁技术也提高循环用水量，减少排放量的节水措施之一。四要提高员工节水意识，减少跑冒滴漏等现象的发生。

4 结语

通过对稀土加工企业的水平衡测试，得出企业单位产品取水量、中水回用率、达标排放率等用水考核指标。企业单位产品耗水量为0.338m3/m2，满足《福建省用水定额》及《清洁生产标准电镀行业》（HJ/T 314—2006）的要求，但企业中水回用量为1.3m3，中水回用率仅为0.4%，远没达到国内60%的先进水平。在实际生产过程中，建议企业通过提高中水回用率、增加串联用水量、提高员工节水意识、采用科学的节水清洁技术等方式达到节约用水的目的。