专利名称：电镀件清洗废水不排放技术及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电镀件清洗废水不排放技术，特别是涉及在不改变常规电镀生产工艺和保证镀件清洗质量情况下，不需现有一切电镀废水处理设备处理即能做到镀件清洗废水全部循环回用不排放，并同时解决大量节约电镀生产用水的技术及设备。
电镀产品在们日常生活中以及各工业部门里是不可缺少而无法代替的。但是，电镀生产在国内外，一直是用水大户、排放废水严重污染自然环境大户，而镀件清洗废水又是电镀废水中量大、污染最严重的废水。由于现有的电镀废水处理设备一直不通用、不高效且价格昂贵，致使电镀废水不是得不到有效处理，给人类和自然界带来灾害，就是加大电镀生产成本，失去市场竞争能力。电镀废水处理设备还无法解决电镀生产的节水难题。
美国专利4595474号公开了一项题为“电镀液回收系统”的技术，利用虹吸作用将清洗槽中的液体向镀液逐渐补充，以保证镀槽和清洗槽液面的平衡，从而回收部分镀件清洗水，与传统电镀生产工艺相比，该技术在回用部分镀件清洗水和减少相应废水排放方面有一定效果，但效果甚微。
我国专利88100598.3“一种电镀生产工艺”，利用常规的间歇逆流(定期翻槽)镀件清洗方法，要求镀件清洗水全部返回镀液中使用，与传统电镀生产工艺相比，在回收镀件清洗水和相应减少废水排放方面有一定效果，但应用范围很狭，在实际应用中，将受到很多限制，不能广泛地应用到电镀生产之中。
现举例如下1．该权利要求书的全部技术特征和说明书摘要，说明书及说明书附图
，都说明，在不限制最后一清洗槽液浓度的情况下，才能实施该专利技术内容不排放。
2．权利要求书第7行“最终在引空的最后一清洗槽中加入去离水子(或蒸馏水)以补充清洗液”。
这条权利要求书的技术特征，限制了使用自来水或井水的电镀生产厂家，不能使用该专利技术。
3．权利要求书第11行“当镀槽中的镀液工作温度为室温时，则加热储液槽，加热温度为40～50℃。当镀槽中镀液的工作温度为40～50℃时，不加热储液槽”。
另说明书P.5.第2行“各清洗槽的体积相等，均等于1米3”；说明书P.5.第8行“本电镀生产工艺采用每天三班制，每班8小时……当电镀生产达到12天(即一个周期)时”从以上说明书的内容可知，加热40～50℃在12×24小时中，可以蒸发掉1米3镀件清洗液，这就限制了(1)需要采用1米3以上镀件清洗槽的电镀生产厂家，不能实施该专利技术内容。
(2)在加热40～50℃，12×24小时的时间里不能蒸发掉1米3镀件清洗液地区或季节，不能实施该专利技术内容。
(3)镀液工作温度在室温～40℃之间的和50℃以上的，不能实施该专利技术内容。
(4)翻槽周期不是12×24小时的，不能实施该专利技术内容。
(5)操作程序可能出错，造成需要提前翻槽的电镀生产厂家，不能实施该专利
4．该专利说明书P.4.第2行“每过一个周期则进行这样的翻槽一次，以此来保证最后一清洗槽中有害物质的浓度总是低于国家标准规定的排放极限值”。
这就说明在一个翻槽周期(即12×24小时)到来以前，最后一清洗槽液浓度，已经超过国家排放标准的电镀生产，不能实施该专利技术内容。
5．该专利说明书P.5.倒数第3行“翻槽时前一周期里镀件从镀槽中带出的镀液量为100％全部集中在第一清洗槽中，从而保证了第一清洗槽以后的其它清洗槽中镀液浓度不再升高，并使最后一清洗槽的镀液浓度始终低于国家排放标准”。
该说明书P.5.第8行，“本电镀生产工艺采用每天三班制，每天镀件的平均清洗次数为1030次，当电镀生产达到12天(即一个周期)”，另P.5第2行“各清洗槽的体积相等，均等于1米3(即1000升)”，从唯一发明人公开发表的论文中和专利权人的样板生产都可知道。每槽镀件每次从镀槽中带出镀液体积是92.8毫升。那么翻槽前，镀件总共带出镀液体积是12×1030×92.8毫升=1147升。
可见，1147升根本无法100％集中在1000升的第一清洗槽中！这就限止了镀件每次从镀槽带出镀液体积，必需在某数值以下，才能实施该专利技术内容。
该专利权利要求书和说明书的以上条款说明，实施该专利技术内容是要受到很多限制和约束的，即该专利技术内容，不能广泛地应用到电镀生产之中。
本发明的目的在不改变常规的电镀生产工艺和保证实施镀件清洗质量标准的同时，做到严重污染自然环境的、量大的镀件清洗废水全部循环回用到镀液中，不排放，无需常规电镀废水处理设备处理，同时也解决了大量节约电镀生产用水的难题。本发明适用于任何一种电镀生产。
实施例现有一装饰镀铬液中的铬酐(CrO3)配方量是330克/升，镀液工作温度50±2℃，平均每24小时镀液蒸发、消耗量是86升，每槽镀件每次带出镀液体积为92.8毫升，三班制电镀生产，每逢星期天休息，每遇31号停产、维修电镀生产设备和清洁镀液。每间隔7分钟清洗一次镀件，镀槽尺寸为，长×宽×深=2250mm×800mm×1000mm=1.8米3，及选定的镀件清洗质量标准。如何在保证镀件清洗质量情况下，实现镀件清洗废水不排放。
需要设计、计算的数据选定翻槽周期每年除2月外，每月只能电镀生产26天(26×24小时)，初选翻槽周期为13×24小时为宜，翻槽那天调为休息天为好，不影响生产，每逢月中、月底翻槽不混乱。若设计、计算完毕，发现在一个翻槽周期中，备用槽液无法全部补充到镀液中去，且剩余过多，或求出清洗槽数多时，可再进行翻槽周期的调整，直到同时满足这两个要求为止。
设计镀件清洗槽体积一般，镀件清洗槽的长度与深度(高)与镀槽相同，根据镀件最大尺寸的要求，现暂选清洗槽宽度为500mm，选清洗槽液面与清洗槽边的距离为30mm，则清洗槽液体积是2250mm×500mm×970mm=1092升，而1092升/86升=12.7(天)，即清洗槽的体积与选定的翻槽周期不矛盾。
选定备用槽的体积备用槽的体积应是镀槽体积的1.5倍，即1.8米3×1.5=2.7米3，以供过滤镀液时需要。备用槽的体积应是镀件清洗槽体积的2.5倍，即1.125米3×2.5=2.82米3，以供误操作提前翻槽一次的需要。最后，备用槽体积取2.82米3～3米3。
在备用槽内装有加热备用液100℃以下，可任意调温的蒸汽加热或电加热的恒温装置，且槽边还装有风扇；这是室温工作镀液的需要，也是加速蒸发剩余备用液的需要，只要备用槽液不变质(可用烧杯加热试验)，可选温度高一点。
选定镀件清洗槽数这是在任何一个翻槽周期里，保证最后一清洗槽液的浓度，始终低于选定的镀件清洗质量标准的关键。
已知，镀件每次从镀槽带出有害物质六价铬(Cr+6)离子重量m=330克/升×0.52×92.8毫升=15.92448克。 每一翻槽周期镀件清洗次数 需计算的八只镀件清洗槽液的初始浓镀分别是W1.0、W2.0、W3.0、W4.0W5.0、W6.0、W7.0、W8.0。如果开始时，各清洗槽液是清水，即各初始浓度都为0。
用以上数据，先代入本发明技术创立的计算式中，计算出镀件清洗一次后，各清洗槽液中的Cr+6含量分别是W1.1=(1-S)·m+(1-S)·W1.0；W2.1=S·(W1.1+W1.0)+(1-S)·W2.0；W3.1=S·(W2.1+W2.0)S2·W1.0+(1-S)·W3.0；W4.1=S·(W3.1+W3.0)+S2·W2.0+S3·W1.0+(1-S)·W4.0；W5.1=S·(W4.1+W4.0)+S2·W3.0+S3·W2.0+S4·W1.0+(1-S)·W5.0；W6.1=S·(W5.1+W5.0)+S2·W4.0+S3·W3.0+S4·W2.0+S5·W1.0+(1-S)·W6.0；W7.1=S·(W6.1+W6.0+S2·W5.0+S3·W4.0+W4·W3.0+S5·W2.0+S6·W1.0+(1-S)·W7.0；W8.1=S·(W7.1+W7.0)+S2·W6.0+S3·W5.0+S4·W4.0+S5·W3.0+S6·W2.0+67·W1.0+(1-S)·W8.0。第二次，及其以后的计算通式是W1.n=(1-S)·m+(1-S)·W1.(n-1)；W2.n=S·(W1.n+W1.(n-1))+(1-S)·W2·(n-1)；W3.n=S·(W2.n+W2·(n-1)+S2·W1.(n-1)+(1-S)·W3·(n-1)；W4.n=S·(W3.n+W3.(n-1)) +S2·W2.(n-1)+S3·W1.(n-1)+(1-S)·W4·(n-1)；W5.n=S·(W4.n+W4.(n-1))+S2·W3.(n-1)+S3·W2.(n-1)+S4·W1.(n-1)+(1-S)·W5·(n-1)；W6.n=S·(W5.n+W5.(n-1))+S2·W4.(n-1)+S3·W3.(n-1)+S4·W2.(n-1)+S5·W1.(n-1)+(1-S)·W6.(n-1)；W7.n=S·(W6.n+W6.(n-1))+S2·W5.(n-1)+S3·W4.(n-1)+S4·W3.(n-1)+S5·W2.(n-1)+S6·W1.(n-1)+(1-S)·W7·(n-1)；W8.n=S·(W7.n+W7.(n-1))+S2·W6.(n-1)+S3·W5.(n-1)+S4·W4.(n-1)+S5·W3.(n-1)+S6·W2.(n-1)+S7·W1.(n-1)+(1-S)·W8.(n-1)。
每当n从清洗1次计算到清洗2674次时，翻一次槽，即W1.0=W2.2674、W2.0=W3.2674、W3.0=W4.2674、W4.0=W5. 2674,W5.0=W6.2674,W6.0=W7.2674、W7.0=W8.2674,W8.0=0(因加配镀液用水)。继续计算，直到计算24次翻槽后，得出一组八只清洗槽液中的Cr+6极限含量。
再以厂家自选的镀件清洗质量标准数据，查对这八只清洗槽液的Cr+6极限含量，第一个小于清洗质量标准的槽数，即为所求。如查出第六槽符合要求，则只少要六只清洗槽，才能实施本发明技术，即在前面已知条件下，最少采用体积是1.125米3，6只清洗槽，就可保证在任何时的电镀生产中，最后一清洗槽液某有害物质含量，始终低于镀件清洗质量标准。
本发明技术创立的计算式特点是精确度高，还方便上计算机运算经计算出的八只清洗槽液中Cr+6的含量总和，一定是无限接近，但小于n·m，不会等于或大于n·m。一次计算的结果与任意分段计算出的结果必须相同，不得有丝毫误差，这是已知国内外的计算式，都不能达到的要求。
在每只清洗槽底中间，放一塑料管，管上杂乱地布满φ0.3mm小孔，塑料管在清洗槽外装一阀门，以便调节风量。各槽塑料管与用户单位的压缩空气站相联、或每一镀种与一台DLB层叠式吹吸两用泵(无油、无水，0.5kg/cm2，风量70米3/小时)相接，就能起到均匀搅拌清洗液的作用。
每一镀种第一清洗槽在长边加装一自喷淋装置，以槽边小过滤机为动力，即在各长边加装一根可转动角度的塑料管，在管上沿直线每隔5mm打孔φ1mm，塑料管与槽边小过滤机相联而成。以此与空气搅拌装置共同保证，镀件从此槽带出液的浓度最低。
正常电镀生产每一镀种都备有一台过滤机，以便定时或不定时过滤镀液，本发明技术利用此过滤机除作定时或不定时过滤镀液和备用槽液外，还用作逐级全翻槽的动力。
本发明技术，每当电镀生产到一个翻槽周期(前例为13×24小时)，必须进行全翻槽一次，不管在翻槽时最后一清洗槽液含量比镀件清洗质量低多少，也不管在一个翻槽周期中，电镀生产时间是否足够。翻槽时必需逐级向前翻，而且要翻的彻底、不剩余。这样，不仅保证备用槽液(亦即翻槽前的第一清洗槽液)在下一周期中能够全部返回镀液中使用，始终满足镀件清洗质量要求，而且不致使翻槽周期错乱，以致无法电镀生产。
在正常电镀生产中，必须坚持每天用备用槽液补充镀液蒸发消耗。
如果是室温工作的镀液或在上一翻槽周期中，备用槽液未补充完有剩余，根据剩余量，启动相应加速蒸发装置，以达不剩余为限。
本发明技术具体生产操作过程在启动清洗液均匀搅拌装置后，一切正常，方可进行电镀生产。一旦发现某清洗槽液均匀搅拌装置出现故障，必需立即停产修理，修好后方可电镀生产。
在正常电镀生产过程中，要高度注视，手工或自动操作镀件清洗程序，不得越槽清洗，若有差错，除及时修复外，还得化验最后一清洗槽液浓度，若已接近或达到镀件清洗质量标准，只得停产提前翻槽，且启动备用槽液的加速蒸发消耗装置，以使备用槽液不剩余。
当电镀生产到了翻槽周期，必需进行逐级全翻槽一次，最后一只空清洗槽补加配镀液用水。
在正常电镀生产过程中，不得在镀件清洗槽中洗涤任何物件，以免清洗液不能返回镀液使用。
本发明技术不改变任何电镀生产工艺。
在正常电镀生产过程中，酸性特别是光亮镀液中，杂质的集累不可避免。生产厂家总是用各种去杂剂，定期或不定期的去除杂质。采用本发明技术后，理论和实践都可证明，每正常去除杂质四次要额外增加一次。其它无任何不良影响。
本发明技术及设备的经济效益、环境效益和社会效益。
经济效益(按前例数据计算)1．每年节约(或回用)铬镀液是12×2×2674×92.8毫升=5955升2．一个镀种每年节约电镀生产用水通常一个镀种的清洗工序每小时用水一吨，全年将用水12×2×13×24吨=7488吨而本发明技术在同样情况下，用水是12×2×1.092=26.2吨因此，采用本发明技术，一个镀种每年节水是7488吨-26吨=7462吨！3．节约镀件清洗废水处理设备投资和运行费用，一个镀种就减少处理废水7462吨/年。
4．一个镀种每年将减少7462吨废水排放费。
5．节约金属阳极的正常消耗的2/3。
通常镀层上的金属用量是实际金属阳极消耗的1/3，其余2/3金属皆被镀件带出镀液排放。而本发明技术，将这2/3的金属也得以及时循环回用不排放。
实践证明，以上节约费用，使正常电镀生产成本下降30％以上。
环境效益1．由于量大、污染严重的镀件清洗废水全部循环回用，这不仅满足环保部门的达标排放要求，而且第一次，也是唯一的一次能满足“限量排放”这一最严格要求。
2．本发明技术适用于任何一种电镀生产，可谓是镀件清洗废水的“通用、高效的处理设备”且与电镀生产设备合二为一，不可分割。
3．有电镀生产历史以来，第一次也是唯一的一次，处理量大，污染严重的镀件清洗废水，不仅不增加反而降低正常的电镀生产成本30％以上。
社会效益1．本发明技术简单可行，不仅适用于自动化电镀生产，而且用于手工电镀生产效果更佳。适用于一切大、中、小型电镀生产。
2．由于本发明技术的节水功能，从而使缺水地区或水质不宜电镀生产地区，都能进行电镀生产。
3．现有的一切电镀生产设备，一停水就得停止电镀生产。而本发明技术即使连续停水一个翻槽周期(前例为13×24小时)，也能一直坚持电镀生产。这对夏天或旱季容易停水的大，中城市的电镀生产，特别珍贵。
4．本发明技术由于及时补充镀液被镀件带出的消耗，因而使镀液的最佳配方得以延长，从而提高了镀层质量和优质产品率。
5．本发明技术由于镀件清洗用水极少，方便采用蒸馏水或去离子水做为镀件清洗水，这是常规电镀生产不敢奢望的事。从而轻易地满足了高档次的镀件生产的需要。
6．本发明技术使镀件清洗槽的体积和数目、镀件清洗质量，在我国第一次纳入了电镀生产设备的严格设计、计算之中，增加了电镀生产设备设计的科学性。
7．本发明技术在我国第一次用电镀生产设备来硬性地实施镀件清洗质量标准。改变了过去没有实施、也无法实施镀件清洗质量标准的落后状态。
8．对印染、屠宰、钢板(管)酸洗等有水洗工序的行业，有借鉴价值。
权利要求
1．一种电镀件清洗废水不排放技术及设备，其特征在于根据使用厂家生产情况，灵活选定适当的翻槽周期。
2．根据权利要求1所述的技术，其特征在于以镀槽尺寸、镀液24小时平均蒸发量、最大镀件尺寸、选定的翻槽周期，设计出镀件清洗槽体积。
3．根据权利要求1所述的技术，其特征在于每一镀种设一备用槽，备用槽体积既要大于镀槽体积的1.5倍，又要大于清洗槽体积的2.5倍；在备用槽内设有加热备用液100℃以内，可任意调温的加热恒温装置，且在槽边装有风扇。
4．根据权利要求1所述的技术，其特征在于，以每槽镀件每次带出镀液体积，某有害物质在镀液中的配方量、镀件清洗间隔时间，已选定的翻槽周期，输进本技术创立的计算式中进行24次翻槽运算，得出一组八只清洗槽中镀液里某有害物质的极限含量，以选定的镀件清洗质量标准数据，查对比较该含量第一个小于镀件清洗质量标准的槽号，即为本技术所采用的清洗槽数；如查出第五槽含量第一个符合要求，则本技术在以上情况下，最少采用五只清洗槽才能实施本技术。
5．根据权利要求1所述的技术，其特征在于，各清洗槽内装有清洗液均匀搅拌功能的压缩空气搅拌；每一镀种第一清洗槽在两长边加装加速搅拌功能的自喷淋装置，以槽边小过滤机为动力。
6．根据权利要求1所述的技术，其特征在于每一镀种配有一台过滤机，把过滤机用塑料管道、阀门接成，既能进行清洗液逐级全翻槽，又能过滤镀液或备用槽液。
7．根据权利要求1所述的技术，其特征在于电镀生产每到选定的翻槽周期，应进行清洗液逐级全翻槽一次，即把第一清洗槽液全部打进备用槽，把第二清洗槽液全部打进第一清洗槽，以此类推，最后一清洗空槽补充配镀液用水。
8．根据权利要求1所述的技术，其特征在于每天用备用槽液补充镀液消耗。
9．根据权利要求8所述的方法，其特征在于如果在一个翻槽周期中，不能把备用槽液全部补充到镀液中去，有剩余，就在下一个翻槽周期里，视剩余多少，或启动加热装置，或启动风扇，或两者同时启动，以把上一翻槽周期中，剩余备用液蒸发、消耗掉为限；或预知备用液有剩余，也可提前启动加速蒸发消耗备用槽液的装置，达到在翻槽时，备用槽液不剩余。
10．根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果还未到一个翻槽周期，备用槽液已被镀液提前补充完时，可采用手工局部翻槽的方法，来补充镀液消耗，最后一清洗槽液仍以配镀液用水补充。
全文摘要
本发明涉及一种电镀件清洗废水不排放技术及设备。本技术根据用户已知生产条件,先选定翻槽周期、清洗槽体积,通过计算来确定清洗槽数目。电镀生产到了选定的翻槽周期,就对镀件清洗液进行全翻槽一次,即把第一清洗槽液全部打进备用槽中,在下一个翻槽周期里,把备用槽液全部加进镀液,以补充镀液蒸发、消耗。最后一只空清洗槽补充完配镀液用水,又可继续电镀生产。在不改变用户的电镀生产工艺和保证镀件清洗质量情况下,做到电镀件清洗废水全部循环回用不排放。
文档编号C25D21/00GK1286323SQ0012232
公开日2001年3月7日 申请日期2000年7月28日 优先权日2000年7月28日
发明者葛爱兰 申请人:葛爱兰