气门镀铬项目环境影响评价技术要点研究

胡燕萍

摘 要：根据气门镀铬项目的工艺流程和产污特点，对此类项目环境影响评价中的各污染要素和污染防治措施进行分析，以为同类项目的环评实践提供参考和借鉴。

关键词：气门;镀铬;环境影响评价

1 引言

气门是发动机的精密零件，为延长气门的使用寿命，常对气门杆部镀硬铬以提高其表面耐磨性。气门镀铬与一般的镀铬项目既有共性也有不同之处，在开展环境影响评价过程中，应根据其工艺特点采取合适的源强核算方法以及污染防治措施。

2 气门镀铬的工艺特点及污染特征

气门由气门头部和杆部组成，为提高气门杆部的耐磨性能常对其表面镀一层硬铬，电镀部位为气门杆部中间的一段区域，电镀杆部的长度多在5cm～40cm之间，镀层厚度多在0.005～0.009mm之间。

气门镀铬的工艺过程主要包括“镀前处理-镀硬铬-镀后清洗”三个工序。镀前清洗可包括超声除油、电解除油、化学脱脂、水洗等工序;镀铬工序包括镀铬、铬酐回收、除铬酐;镀后清洗工序一般采用三级逆流漂洗进行清洗。该工艺过程使用到的化学药剂有氢氧化钠、磷酸三钠、铬酸、硫酸等，这过程中可能产生碱雾、铬酸雾等大气污染物，成分复杂的电镀废水以及含重金属的危险废物。

值得注意的是，气门镀铬时，一般要求同一镀件厚度差不超过0.0015mm，普通的挂镀法镀铬难以满足气门电镀的要求，因此气门电镀常采用专用的全封闭式阴阳极全等距电镀装置进行镀铬[1]，环评开展工程分析时应注意其铬酸雾的产生方式、污染源强与一般的镀铬项目有所区别，污染防治措施也应根据其产污特点设置。

3 废气污染源强及污染防治措施

气门镀铬过程中产生铬酸雾，产生原理如下：气门插入一个个全封闭的镀铬管中，电镀过程中产生了氧气和氢气，在液面破裂，将电镀液激溅出来，形成悬浮于空气中的铬酸雾滴。气门插入镀铬管后，与管体形成近乎密闭的空间，电镀时镀液充满管腔，因此电镀过程中激溅出来的铬酸雾滴不会直接逸散到空气中。当气门拔出装置時，管内的铬酸雾会逸散到空气中，因此其产气特征是间歇性的。值得注意的是，其他一般镀铬项目会通过在槽液内添加铬雾抑制剂使槽面产生泡沫层来减少铬雾溢出，但由于气门电镀采用全封闭电镀装置，因此不适宜也无需添加铬雾抑制剂。

碱雾主要是由超声除油槽、电解除油槽、除铬酸槽中的碱液随着水蒸气挥发而产生。由于这几个槽均为常温作业（不超过40℃），一般来说碱雾的产生量较少，且目前国家暂未发布碱雾的排放标准与监测方法，因此在环评中通常不进行定量分析，也不要求设置去除设施。但考虑到碱雾对电镀车间内工人工作环境的影响和对设备的腐蚀，一般厂家会设置抽吸装置，抽取碱雾废气后与铬酸雾一同混合处理后高空排放。

由于气门电镀方式的特殊性，不建议采用《污染源源强核算技术指南 电镀（HJ984-2018）》中的通用产污系数，源强计算宜采用实测法或类比法，如有同类厂家生产同类产品，可类比该气门厂的电镀工序的产污系数。结合广东某气门厂家的实测数据和产能，气门镀铬过程中的铬酸雾产污系数约为2×10-4kg/m2（气门杆部镀铬面积），可作为同类项目环评的参考。

气门镀槽一般采取槽边侧吸罩收集铬酸雾，对环境敏感项目，可以采取电镀线整体围闭抽吸+侧吸罩收集的方式[2]，减少无组织排放量。为保证收集效率，槽边侧吸罩收集风量的计算可参考《大气污染控制技术手册》中槽边侧吸罩的公式计算[3]：

Q=BWC

式中，W为镀槽长度（m），B为镀槽宽度（m），C为风量系数，一般取0.75-1.25m3/（m2·s）。

铬酸雾一般采用喷淋塔凝聚回收法去除后高空排放，该法的铬酸雾去除效率可达95%以上[4]。排气筒高度不低于15m;排气筒应高出周围200m半径范围的建筑5m以上，不能达到该要求的排气筒，应按排放浓度限值的50%执行[5]。

4 废水污染源强及污染防治措施

镀铬废水主要来源于镀前除油废水和镀铬后的清洗废水。

气门镀铬自动线一般采用多级逆流清洗方式，废水溢流排放，根据广东某气门厂家实测，每组逆流清洗槽溢流水量约为3L/min。此外，由于镀铬溶液成分含量高、粘度大，所以镀件表面镀液带出量大;为减少药剂浪费及降低废水中的铬含量，镀铬后可设回收槽对镀件上带出的溶液进行回收，回收槽溶液定期回用到镀铬槽。

除油废水中主要污染物为pH、COD、总磷和石油类;镀铬废水中主要污染物为pH、COD、六价铬和总铬，涉及第一类污染物，须在车间单独处理达标后与其他废水混合处理。废水水质可类比同类企业，水质见下表：

气门镀铬产生的含铬废水多采用化学还原法去除六价铬，工业上常用亚硫酸钠作为还原剂，将Cr6+还原成Cr3+，再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。根据《污染源源强核算技术指南 电镀（HJ984-2018）》，该法的去除率可达98%以上。

5 危险废物及污染防治措施

根据《国家危险废物名录》（2016）的归类方法，气门电镀项目的危险废物种类主要为废水处理污泥（HW17）、槽渣槽液（HW17）、废化学品包装材料（HW49）等。

建设单位对其各类危废分类暂存，贴上危险标识，临时存放场所应符合《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001，2013年修订）的相关条款要求，地面必须设置防渗层。危险废物应定期交由有资质的单位进行处理处置，危废的处理费用一般在两千元/吨到上万元/吨不等。鉴于目前广东省内危险废物处理处置能力有限，处置成本较高，建设单位可通过以下方式从源头减少危险废物的产生量：

①减少污泥产生量。首先，应合理设计加药环节，在达到良好处理效果的前提下，控制絮凝剂的投放量，以免影响污泥脱水性能;其次，可通过提高压滤机脱水性能的方式提高污泥脱水率，从而减少污泥产生量;②确保槽液有效性，延缓电镀槽液使用期限。电镀作业中常用的槽液经长期使用后或积累了许多其他的金属离子，或由于某些添加剂的破坏，或某些有效成分比例失调等原因而影响镀层的质量。为保证槽液的有效性，延缓槽液使用期限，建设单位应定期对槽液进行取样化验，通过采购高质量的原材料、制备纯水来配置和补充槽液等方式减少杂质的进入，通过电解和及时调整成分比例等手段来去除金属杂质或控制金属杂质的积累，使得槽液中的杂质在工艺许可的范围内，减少电镀槽的废槽液产生。

6 土壤和地下水污染防治措施

气门电镀项目对土壤污染途径包括废水垂直下渗和大气沉降，对地下水污染的途径主要是废水垂直下渗。可以采取的措施有：

①严格落实废水收集、治理措施。加强废水收集、输送管道巡检，发现破损后采取堵截措施，将泄漏的废污水控制在厂区范围内。如泄漏到土壤，应妥善处理、修复受污染的土壤;②严格落实废气污染防治措施。加强废气治理设施检修、维护，减少铬酸雾的干湿沉降;③严格落实固废污染防治措施。危险废物贮存做好防风、防水、防渗措施，避免有害物质流失，禁止随意弃置、堆放、填埋;④严格落实地下水污染防治措施。做好源头防控，根据天然包气带防污性能和污染物控制难度，将电镀车间划分为重点防渗区和一般防渗区，按防渗分区采取相应的防渗措施。加强地下水监控，参照《地下水环境监测技术规范》（HJ/T164-2004）的要求建立地下水污染监控体系，设置长期的地下水监测井，采取一年两次的监测频率，监控地下水水质情况;⑤做好土壤环境质量跟踪监测。根据项目特点及《环境影响评价技术导则 土壤环境（试行）》（HJ964-2018），土壤环境每五年开展1次监测，在污水处理站附近及生产线附近各布设1个监测点，监测方法参考《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GBA36600-2018）执行。

7 清洁生产

清洁生产是气门电镀环境影响评价的重要章节。根据广东省重金属污染综合防治“十三五”规划，到2020年重金属重点行业清洁生产总体上达到国内先进水平，因此广东省的气门镀铬企业也应满足清洁生产国内先进水平的要求，具体可参照电镀行业清洁生产评价指标体系（2015）来评价。气门电镀企业可从以下六个方面着手，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少污染物的产生和排放。

①生产工艺与装备要求。生产线可使用半自动或自动生产线，采用清洁生产工艺，如实施电镀气门带出液回收措施、定期去除杂质延长镀液的使用寿命、采用逆流漂洗和中水回用等节水措施;②资源消耗指标，主要是指单位产品每次清洗取水量，可采取多級逆流漂洗等措施减少清洗取水量;③资源综合利用指标，主要是铬利用率和用水重复利用率。铬利用率可通过回收镀液、定期去除杂质延长镀液的使用寿命等方式提高铬金属的利用率。用水重复利用率可通过一些中水回用措施来提高，如镀后清洗等对水质要求不高的工序，可利用中水;④污染物产生指标。如电镀废水处理率应达到100%，并采取减少重金属污染物的预防措施，如设置二级铬酸回收槽、确保足够的滴流时间、设置中水回用装置、危废分类收集贮存交由有资质单位处理等;⑤产品特征指标。生产期间，定期对镀液成分和杂质进行定量检测，并保留检测记录;为提高产品合格率，将自备产品质量检测设备，定期进行产品检测，保留检测记录;⑥管理措施。通过建立环境管理体系、开展清洁生产审核、编制应急预案、建立治污设施运行台账、建立危废转移台账等管理措施，提高项目的清洁生产水平。

8 小结

气门电镀镀种单一，工艺流程相对简单，但其所镀区域长度误差和镀层厚度控制严格，电镀装置与一般挂镀装置有较大区别，工程分析时应注意其特殊性，有针对性地提出污染防治措施，不可照搬照套其他行业镀铬的环保措施。电镀为重污染行业，环评单位应严格按照国家、地方相关环保要求和清洁生产要求，开展环境影响评价并为企业提出可行的环保措施和优化选址的建议。

参考文献：

[1]卢杰初.气门快速电镀技术[J].内燃机与配件，2012，6：34-36.

[2]赵东美.电镀建设项目环境影响评价的探讨[J].科技与创新，2015，4：38-39.

[3]马广大.大气污染控制技术手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[4] HJ984-2018.污染源源强核算技术指南电镀[S].生态环境部，2018.

[5] GB21900-2008.电镀污染物排放标准[S].环境保护部，国家质量监督检验检疫总局，2008.