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1、1电镀清洗水的电导法自动控制电镀清洗水的电导法自动控制袁诗璞（成都市武侯区晋阳巷 2 号会所花园 A3-02-202，四川成都，610045）1 我国淡水的奇缺性我国淡水的奇缺性1.1 地球上的水地球上的水地球上的水总量很大，最初均为淡水。但经约 40 亿年的水的三态循环，绝大部分呈海水形式存在的水溶解积蓄了大量的盐分。生物在漫长的进化过程中，基因变异形成了适于各自生存繁衍所需的水环境：海洋生物在淡水中无法生存，陆上生物又需淡水；例如在盐碱地上也种不出庄稼。沧海桑田变化是自然规律，人力不可抗拒。整个地球上现淡水资源的分布本很不均，单俄罗斯贝加尔湖淡水量即占世界淡水总量的五分之一，够全世界的人饮
2、用 50 年；而原本应是海洋才可能形成石油的中东众多产油和天然气的国家及我国西北地区现今却是降水非常少的沙漠地区。近年来更由于拉尼娜等现象，极端性天气将日益频发，地球陆上降水更分布不均，或洪涝成灾或持久干旱，森林火灾不断。洪涝时，珍贵的淡水又汇流入海洋成为海水。1.2 我国淡水资源的现状我国淡水资源的现状我国淡水资源有三个特征：1、人均淡水资源很少我国淡水总量本就不高，加之人口众多，人均淡水资源排名在世界各国中处于 150 名之后。由于我国水环境污染越来越重，可供使用的淡水还在不断减少。2、分布极不均衡总的是北少南多，特别是西北甘肃地区，人畜饮水都难保，国家顾及民生，花了巨资千方百计加以保证。
3、为保京津等地用水，现正又投巨资实施南水北调工程。3、水资源利用率低尽管国家采用宣传教育、政策法规、经济手段等要求节水，但短时仍难奏效，浪费水的现象依然严重，节水与科学用水的水平仍很低，与人均水资源丰富得多的发达国家水的利用率差距还很大。水利是农业的命脉，而“无农不稳、无粮则乱” 。毛泽东早年制定的农业“八字宪法”中，就将水排在第一位。在那个大打人民战争和学雷锋时代，曾大搞过水利建设（如知名的红旗渠） ，但又搞围湖造田，减小了湖泊蓄水能力。自改革实行土地分户承包后，人民战争已打不起来了，许多水利设施年久失修。2010 年全国大范围冬小麦苗大旱，靠喷灌、滴灌等也无水可用，再次敲响了我国（甚至牵连世
4、界）粮食安全的警钟。现只好由国家和各级地方政府出资重修、维护水利设施，特别是数万 km 到田间的最后一 km 小渠的维修，否则淡水流失更多。节水要求会越来越高、越来越紧迫。2 电镀新鲜用水节约的重要性与困难性电镀新鲜用水节约的重要性与困难性2.1 电镀节水重在节省新鲜用水电镀节水重在节省新鲜用水电镀节水重在节约新鲜用水，原因是：1、水质要求电镀生产对水质要求很严，这应是常识。某些镀前清洗与镀后清洗甚至要求用纯水，否则会向工艺液引入不允许带入的阴阳离子杂质（此工艺技术问题于此不能详述） 。工件清洗不良，又会造成工艺液的交叉污染，会引发许多电镀故障，加大杂质处理频次，而有些杂质至今还难有成熟技术去
5、除，如光亮酸铜液中的 Fe2+，等。用新鲜水当然最好。2、废水直接回用的困难性我国电镀废水处理曾提出过许多方法，但因种种问题都遭淘汰，现多又回归到了化学2法。采用化学法时总要投药，即使处理后能达标排放的废水，因盐分增多，可直接回用的场合非常有限：要求很低的镀前处理清洗、冲洗厕所、工厂内部短时绿化等（直接用于农田灌溉也不行；长期用于绿化浇水，会加速土壤的盐碱化。 ）其回用率难达 10%。3、废水深度处理的成本太高采用多级预处理后再用反渗透法作深度再处理，可将达标后的废水浓缩，获得脱盐率大于 99.5%的纯水供电镀清洗。但全套系统投资惊人、日常运行费用、各种膜的短使用寿命（多数还得采用进口膜）造成
6、的换膜费、炭滤去有机杂质活性炭的一次性使用，等等，获取一 T 纯水的成本实际不会少于 30 元。反渗透只是一种高端浓缩分离技术，被浓缩后的废水及各级冲洗用水还得再用化学法处理达标后排放。即使有钱单位能不惜成本地采用，其回收率也难达 60%。而节约新鲜用水，既可直接节水，又可减少废水处理量及深度再处理费用，道理十分简单。2.2 现实节水的困难性现实节水的困难性清洗并不那么简单，而是一门学问颇深的技术。发达国家的电镀工作者在 20 世纪六、七十年代早就推导出了不同清洗方式下的多个清洗方程式。从方程式可知，影响清洗效果及用水量的因素非常多。我们早在 1983 年编写出版的电镀三废处理一书中，第二章就
7、花很大篇幅专门介绍过清洗技术（该书早已绝版） 。可惜我国无论电镀工艺技术人员与设备设施设计制造人员都对这门技术了解太少，预先未予认真考虑，如今留下节水后患。例如：采用 3 级动态逆流漂洗是有效节水方法，但大生产应用很困难：1）手工作业时因大大增加工人劳动强度而受到抵制。2）自动线生产会大大拉长生产线、增大一次性投资、占地面积，降低生产效率。因此，现多仍为单槽长流水清洗，生产线设计制造木已成舟，不可能推倒重来。2.3 强制性的节水政策要求强制性的节水政策要求我国淡水资源很缺。第一位要保老百姓饮用水，第二位要保农业及养殖业用水，第三位才是工业用水。节水首先会卡工业用水。由于海水具强腐蚀性及含有多种
8、工业用水有害的杂质而不能用，只能用淡水。电镀本为用水大户，又是不受环保欢迎的会产生三废的行业，政策性节约工业用水首当其冲。宁波王宗雄告知本人，宁波市环保局已发红头文件，要求宁波地区按不同地域，在 2009 年新鲜用水总量基础上，再减少 1030%。进一步了解，此要求是国家政策，非仅指宁波地区而不可更改。 （估计会象减少碳排放量那样，层层下达节水硬性指标。 ）据笔者所知，绝大部分电镀厂点，过去为少缴排污费，填报给环保部门已备案在册的用水量，是大打了折扣的。若强制性要求节水，势必会对连抽用的地下水也会装表计量。两头都认真起来，日子就过得更惨了。包括电镀工业园区在内的许多电镀企业老板，都为此焦头烂额
9、，说只能三天打鱼两天晒网了。但间隙生产又如何保证加工？如何养活员工（现本已招工难，养活留得住员工的开销越来越大）？本需加温或冷却工作的工艺液停产了，再加热或致冷既费时又多耗能。面对用水严峻挑战，我刚写完一长文讨论节水减排的诸多问题，草稿直接寄宁波电镀 ，王宗雄又再度提起电导自动控水是一种科学用水方法，要我想点办法。3 电导控水技术电导控水技术3.1 原理简述原理简述电导自动控制清洗水供给量并非新技术，发达国家早有应用并介绍过。我们在电镀三废处理中也已讲过。电镀清洗的都是电解质溶液。随着清洗的进行，设清洗水停止供给时，则清洗水的电导率随清洗相同产品的挂具数量呈线性增加。只要测定并控制清洗水的电导
10、率，当清洗水的电导率上升到预先设置的数额时，通过电磁阀接通供水，则清洗水3的电导率下降。通水入一定量后，清洗水电导率下降到一定值时，通过仪器控制，自动断开供水电磁阀，清洗水的电导率又随清洗进行而上升。如此周而复始，则实现了清洗清洁用水的自动控制，变长流水为间隙供水。3.2 国内电导控水应用现状国内电导控水应用现状由于认识上的欠缺，国内至今对发达国家在 20 世纪六、七十年代已应用日广的电导控水技术甚至全然无知。在上世纪九十年代，成都飞机公司曾为美国生产过麦道飞机的机头。其表面处理要求全用美国提供的工艺与设备，要求很高。例如测试过，铝件阳极化后无论怎样清洗都不行，还非得用纯水浸泡清洗后，盐雾试验
11、才能达到美国军标要求。因对清洗水的水质要求特别高，就强行配置了 40 余套电导测控水仪。但听说使用一两年后也相继坏了。原因可能是国内表面处理车间空气清洁程度远低于美国，电导控水仪密封耐蚀性不适于中国国情。听说宁波地区有用电导控水的，托王宗雄打听了一下。2011 年 4 月 13 日，老王打听后发来传真：1）余姚市某电镀公司一条塑料电镀生产线装有进口电导控水仪 4 套，该生产线 16 小时生产每天节约新鲜用水 30T，节水效果明显。2）此产品系深圳蒋宇侨老先生介绍。蒋先生系笔者恩师，英语水平特别高，对国外电镀发展现状十分关注并毕身致力于缩小我国电镀，特别是电子电镀与发达国家的差距，是笔者十分敬佩
12、的老专家。蒋老能介绍电导自动控水，是具深谋远虑的。3）产品由德国制造、英国人安装调试，4 套共花费 6 万元左右。显然，在国内推广洋货是困难的。4）至今用了一年余，尚未出故障。3.3 笔者早年工作笔者早年工作自参加工作搞电镀起，就认识到电镀是耗水电大户，而我国水资源缺乏。当年在国营企业任表面处理车间主任时，还仅要求抽用地下水装表计量，按抽每 T 水 8 分钱（也相当于现今 1 元多了）收取水资源费。对电镀用水量并无限制，废水超标也只是罚点款罢了。本人并无神机妙算之能，但还算先觉者，预料对电镀用水量及达标要求会越来越高，已很注重节水技术学习，知道电导自动控水是可行的科学用水方法。凭对我国电镀国情
13、的了解及具备一定电子电器知识，结合对多种电镀用测控仪（包括数显 pH 测控报警仪）及汽车小电器（如汽车电子节油器等）开发的经验，从 1986 年开始研制电镀清洗水的“电导自控器” 。对仪器本身调试中发现的诸多问题及用于生产实践检验后再发现的问题又作了反复改进，1988 年申请获准实用新型国家专利。有人曾联系过生产该产品，本人缺点很多，但从不整人害人，如实相告，此产品当时难以推广，生产制作难度很高、投资不小，对方终于放弃了：1）名称只能用“电导控水器”而不能用“电导控水仪”：一方面不必设电导数显（虽并不难） ，只消宽范围可调欲控电导率，依不同镀种清洗需求，预置到达到相应许可电导率即可。a、可大大
14、降低制作成本与售价，以适应国情。b、任何电器产品多一个元器件就多一个故障发生机会，可靠性越低。另一方面，叫“仪” ，则计量检测部门就会找上门来，又要配标准检测设备，又要办理、年检计量合格证，制定企业标准（无国标产品）并作标准化审定、安全认证等，还未开张销售，先就开销一、二十万，被“打掉在地再踏上一只脚”叫你永世不得翻身。2）必须全密封以防腐。任何电子器件，特别是功率器件，使用中都会发热而引发软硬故障，故机壳上都开有散热窗口，有的还得风冷或水冷作强制性冷却，故用于电镀车间强腐蚀性工作环境寿命很短、可靠性很低。全密封又会出现技术问题：测量电导时为防电极极化，隋性双电极上只能施加音频交流电压，而控制
15、时又必须用直流电压比较，通过集4成电路输出直流比较结果，信号放大功率后作输出控制。从交流到直流必设整流。试制时发现，虽用了集成电路作精密全波整流，但因整流管具 2.2mv/左右不同的温度系数，整流放大后温升直流飘移达 150mv 左右，控制失灵。又只好设计加入机内自动温度补偿电路，给每台调试增大了困难。其它问题还发现解决了不少。3）专业用，销量少。不象家用电器可进入亿万家庭，也不象温度、时间等测控可用于多个行业，本控制器多仅限于表面处理作业，用量很少。但作产品又涉及冲压、注塑等模具投入，流动资金占用量大、模具等投入而加工量又少、折旧费高及制作单价高等问题，在许多人心目中，国货售价“理应”比洋货
16、低许多，稍不留意即可能亏得血本无归。该控水器针对当年手工作业、大供水量单槽长流水（现亦具多）开发，在国营工厂对多种清洗水实测，可节水 5080%（依镀种及供水量不同而有差异） ，才决定申报专利。3.4 现打算现打算我因眼底出血不治，视网膜大部坏死，视力模糊，早已看不清电器元器件安装与拆修，对形不成批量的电镀用电子器具开发生产也失去了信心，已对此“金盆洗手” ，并将多年就近万元购买的各类电子电器书刊、手册等基本送给了本地现仍生产高频开关电源、交流稳压器等的电器厂老朋友厂长。现节水要求甚高，宁波王宗雄又再提起电导控水要求，而研制这种产品，非兼具深入全面了解电镀大生产要求与熟悉电子电器知识的人又不可能制出适用产品。如何办？看来出于社会责任心，还得重操旧业。好在本人历来乐于无私助人，还有许多朋友。本地一生产印刷板小厂，多年前对其生产孔化板的孔金属化电镀与设备制造帮过许多忙，现具印刷板、永不腐蚀的 PVC 面板等能一条龙加工，并早有一个元器件组装焊接调试车间（如对成都一年产值数亿元的彩虹集团从双面板制作至元器件组装全部完成，只是尚无财力购一套电脑程控贴片
