（一）给水排水系统的科学布局

1.管材、管道布置

（1）给水管材。应根据各工段对管段的腐蚀程度来选用不同的给水管材，在电镀工段内常用的给水管材有镀锌钢管和HDPE管；酸洗工段内的给水管采用塑料管；除盐水的输送管亦采用塑料管；车间给水的进户管道通常采用HDPE给水管。详见第九章第三节管道。

（2）给水管道的布置。给水管应沿墙、柱、槽或槽后明设，一般与动力管道统一敷设，放在排水管、冷冻管的上面，蒸汽管的下面。管道穿地坪时应设导管，在车间给水引入管上应装设水表，必要时也可按工段或处理生产线分段安装水表，以利管理和节约用水。镀槽夹套冷却给水管上应装绝缘接头，以防漏电。

2.排水

（1）排水量计算。排水量与给水量基本相同，如计算可参照给水量的计算进行，但对于要处理的废水，需分质计算其排水量，定期排放的废水应按设备排放时间折算成小时排放量后再进行计算。

（2）废水浓度的估算。电镀车间排出的废水浓度与工艺条件、生产负荷、操作情况以及用水方式等因素有关，不同镀种、不同产品的电镀车间，所排出废水的浓度差异很大，即使同一车间，在不同的时间排出的废水水量和浓度的差异也很大，因此对废水浓度很难给出较为准确的数据，一般可采用下列方法估算。

1）采用实测数据。当老厂扩建时，最好进行各种不同情况的浓度和水量测定所采用的数据，新厂设计时可参照类似工厂的实测数据；采用新工艺、新产品的电镀车间，最好通过试验后再决定所采用的有关数据。

2）按镀件面积估算。一般可按下式估算：

A=BVC

式中 A——每小时带出溶液含氰或重金属量（g/h）；

B——每小时进行电镀的镀件面积（m²/h）；

V——镀槽溶液体积（L）；

C——每升溶液中所含氰或重金属量（g/L）。

C=C₁D

C₂=A/Q

式中 C₁——镀液所含某种化学药剂的浓度（g/L）；

D——镀液中化学药剂的氰离子或重金属离子的百分含量，见表2-1；

C₂——排出废水的浓度（mg/L）；

Q——每小时排出的废水量（m³/h）。

表2-1 镀液中化学药剂的某些离子含量

（3）排水沟、管的布置及材料。车间的排水设计必须为废水处理或回收创造有利条件，同时要组织好水流，使其畅通。一般根据废水的特征按质分流，这样便于回收处理，不进行回收和单独处理的，可混合排放。

车间室内排水方式有明沟排水和管道排水。明沟排水畅通，维修方便，对工艺位置变动影响较小，但不易做到分质排水，而且污物较多，造成回收处理困难。管道排水的优缺点与明沟排水正好相反，一般采用沟管结合，管道排分质回收处理的废水，明沟排混合废水及冲洗地坪的废水。

为了使车间的排水畅通，清洗水槽及工艺槽可布置在水槽地坑内，以免地面积水，地坑内用明沟排水，明沟位置可根据具体情况分别布置在槽前、槽下及槽后。如图2-1所示是明沟布置形式图。

图2-1 明沟布置形式图

三种布置方式以槽后式为好，明沟布置在槽下，维护管理不方便；明沟布置在槽前，排水沟散发的蒸汽及气味对操作者有影响。明沟的大小根据排水量决定，一般沟宽为200～300mm，沟起点深度为100～200mm，纵向坡度为1%～2%。镀液槽前要设带格子的塑料或玻璃钢踏脚板。

承槽地坑及明沟应考虑有防腐措施，一般采用花岗岩石板或瓷砖贴面，在有热水排出的地方，还需考虑温度对面层粘合材料的影响，排水管道采用增强聚氯乙烯管或聚氯乙烯管，管道接头应严防渗漏，以防影响土建基础和污染地下水。为便于清理，防止管道堵塞，在明沟与管道接头处应设置连接井，并采取拦污物的措施。

（4）废水管道设计。废水管道设计的一般规定如表2-2所示，最小设计流速、最小设计坡度如表2-3所示，排水管流速与最大充满度如表2-4所示，排水管道水力计算如表2-5所示。

表2-2 废水管道设计的一般规定

表2-3 最小设计流速、最小设计坡度

系统中各管道的管径由小时最大排水量来确定，其流速与最大充满度按表2-4选用。

表2-4 排水管流速与最大充满度

排水管道水力计算如图2-2所示，其h、D数值可参照表2-5，清洗槽水消耗定额。

图2-2 排水管道水力计算

表2-5 排水管道水力计算

（续）

注：h（mm）——液面高；D（mm）——管径；i——坡度；h/D——充满度；Q（L/s）——流量；v（m/s）——流速。

（二）清洗设备

1.挂具及镀件吊挂方式 电镀挂具的功能及要求如下。

（1）悬挂各种镀件，它的结构应保证镀件镀层厚度的均匀一致，应使镀件装卸时操作方便，镀件悬挂稳当。

（2）要有足够的导电面积，电流与挂具和镀件接触良好。

（3）挂具与镀件接触面积小。镀铜、镀镍、镀铬、镀锌的挂具都有所不同，要给予足够的重视。

（4）挂具主杆表面要进行绝缘处理，以减少电流损失，并且光滑，利于尽可能少的带出镀液。

吊挂方式要点如下。

（1）水平吊挂时，要有一点倾斜，利于排液。

（2）上下镀件要有适当错位，避免上面镀液滴落到下面镀件上。

（3）薄片、带有缝隙、凸凹、螺纹、齿轮等镀件可考虑辅以淋水、空气吹扫等措施，在零件设计时，要把排液考虑进去。

（4）对品种单一、批量大的镀件要重视吊挂方式的设计。

2.镀液中添加表面活性剂 用这个方法可以降低镀件动力黏度，使镀件出槽后，镀液能很快地脱离镀件。

3.镀件设计 利于镀液的进入和流出。

（三）清洗工艺

1.冲洗用水

（1）水质。电镀厂给水水质根据工艺的不同要求，分为工艺用水、镀件清洗用水以及设备冷却用水三种。工艺用水指配置溶液、校正调整溶液、溶液补充水，电镀质量要求较高时，如电路板、手表、首饰、工艺品等，都要用除盐水；清洗用水视情况而定，如清洗后补充镀液或循环回用，这种情况下，清洗水要用除盐水，除此以外，清洗水采用符合生活饮用水准的自来水；设备冷却用水采用自来水或冷冻水。

纯水分为除盐水、纯水及高纯水；生活饮用水有106项指标，中水回用指标不能低于该指标。

（2）水压。一般槽内清洗时水压不低于0.02MPa，喷洗为0.1～0.3MPa，设备冷却用水压为0.2MPa左右。

（3）水温。冷水清洗无特殊要求，常温即可，热水清洗一般要求50～90℃。

（4）水量。水量与镀种的工艺要求、设备使用方式、清洗方式有关。清洗槽水消耗量，按每小时消耗水槽有效容积数的水来计算，如表2-6所示。

表2-6 清洗槽水消耗定额

2.清洗方法

（1）回收清洗法。在镀槽后设置1～2级浸洗回收金属槽和2～3级连续逆流清洗槽，清洗水用离子法或电解法回收其中金属，回收金属后，其水循环使用。清洗水用量在50L/m²（镀件面积）以下。

零件从处理槽提出后，在进入清洗槽之前，为了回收一部分带出溶液，一般在镀铬槽、贵金属镀槽、电解抛光槽、钢铁件氧化槽等后面设置回收槽。回收清洗法必须设置一级或二级回收槽，回收液必须加以利用，回收清洗法镀件单位面积的清洗水用量应小于100L/m²。回收清洗法工艺如图2-3所示。

（2）连续逆流清洗法。用于加温镀槽上较多，一般清洗水用量50L/m²（镀件面积）以下。连续逆流清洗法的清洗水流向与镀件运行方向相反，并应控制末级清洗槽废水浓度不得超过允许浓度。

逆流清洗是由若干级清洗槽串联组成，在末级槽内进水，从第一级槽排水，其水流方向与镀件清洗方向相反，其特点是镀件移动的方向越洗越干净，污染物浓度越来越低，用水量少，清洗效率高，分为连续逆流清洗、间歇逆流清洗。

1）连续逆流清洗。连续逆流清洗一般为5～7级，末端槽金属离子浓度控制≤10mg/L，可自动控制镀件进槽和出槽时的喷淋水量。连续逆流清洗最为常用。连续逆流清洗法工艺如图2-4所示。

图2-3 回收清洗法工艺

图2-4 连继逆流清洗法工艺

清洗水量可按下列计算，并应进行复核，镀件单位面积的清洗水量应小于50L/m²。

式中 q——小时清洗水量（L/h）；

d_i——单位时间镀液带出量（L/h）；

n——清洗槽级数；

C₀——电镀槽镀液中金属离子含量（mg/L）；

C_n——末级清洗槽废水中金属离子含量（mg/L）；(www.daowen.com)

S_i——浓度修正系数（指每级清洗槽的理论计算浓度与实测浓度的比值）。

浓度修正系数宜通过试验确定，当无条件试验时，可参考表2-7所示的浓度修正系数S_i。

表2-7 浓度修正系数S_i

连续逆流清洗法宜用于镀件清洗间隔时间较短，或连续电镀的自动线。

2）间歇逆流清洗。适用于镀件批量较大，形状不很复杂的自动生产线，清洗水量一般在30L/m²（镀件面积）以下，手工操作清洗槽级数为3级以下，自动生产线为3～5级。补水方式为整槽补水时，不短于一天一次，否则逐级递补倒槽换水过于频繁，给操作管理带来困难，部分补水时采用泵输送。

间歇逆流清洗法工艺如图2-5所示。

图2-5 间歇逆流清洗法工艺

当末级清洗水槽废水浓度达到允许浓度时，应逆流逐级全部换水或部分换水，第一级清洗槽水应回收利用。周期换水量可按下式计算，并以每周期的电镀件面积产量进行复核，镀件单位面积的清洗水量应小于30L/m²。

式中 Q——每清洗周期换水量（L）；

x——镀件带出量与换水量之比；

T——清洗周期；

n!——清洗槽级数阶乘；

S₂——浓度修正系数。

浓度修正系数宜通过试验确定，当无条件试验时，可参考表2-8所示的浓度修正系数S₂。

表2-8 浓度修正系数S₂

间歇逆流清洗法宜用于电镀的自动线和手工生产。

（3）反喷洗清洗法。反喷洗清洗法工艺如图2-6所示。

图2-6 反喷洗清洗法工艺

镀件每次浸洗后应用后一级的清洗水进行反喷洗，当镀件从末级清洗槽提出时，宜用补充水喷洗，其所有浸洗和喷洗应采用自动控制，并应与电镀自动线相协调。

反喷洗清洗法镀件单位面积的清洗用水量宜通过试验确定，并应小于10L/m²。

反喷洗清洗法应用于电镀的自动线。

（4）空槽喷淋清洗。为节约水资源，可采用喷淋清洗，压缩空气与喷嘴组成喷枪，镀件在一定的压力下清洗，在空槽中进行容易洗干净，但适用于简单的镀件，镀件复杂时，效果不理想。

（5）热水洗：主要用于碱性镀液清洗工序，目的是利用具有一定温度的热水，排挤出镀件表面孔隙中的残余碱液。

（6）末级清洗槽金属离子允许浓度及设备用水量。

1）末级清洗槽废水中的主要金属离子允许浓度，应根据电镀工艺要求等确定，一般情况下可采用以下数据：

中间镀层清洗为5～10mg/L；

最终镀层清洗为20～50mg/L。

当末级清洗槽采用喷洗或淋洗清洗时，可采用数据的上限值。

镀件单位面积的镀液带出量应通过试验确定，当无条件试验时，可参考表2-9所示的镀件单位面积的镀液带出量。

表2-9 镀件单位面积的镀液带出量

注：1.选用时可再结合镀件的排液时间、悬挂方式、镀液性质、挂具制作等情况考虑。

2.表中所列镀液带出量已包括挂具的带出量在内。

3.滚镀在不同情况下，镀液带出量区别较大，表中所列为一般情况，如情况特殊，不能采用表中的数据。

当镀槽镀液蒸发量与清洗用水量相平衡时，应采用自然封闭循环工艺流程，当蒸发量小于清洗用水量时，可采用强制封闭循环工艺流程。镀液蒸发量应通过试验确定，当无条件试验时，可参考表2-10所示的镀液蒸发量数据。

表2-10 镀液蒸发量数据

2）洗涤机用水量。洗涤机用水量一般按设备说明书要求计算，当缺乏资料时，可按0.5～1.0m³/T（镀件）水量估算。

3）镀槽夹套用水量。镀槽夹套用水量按夹套容积来计算。一般小时平均用水量为0.3～0.5夹套容积（m³/h），小时最大用水量为2夹套容积（m³/h）。

4）油浸水冷整流器。一般按设备说明书要求计算，当缺乏资料时，可参考表2-11所示的油浸水冷整流器冷却水参考用水量。

表2-11 油浸水冷整流器冷却水参考用水量

5）溶液冷却用水量。电镀生产过程中某些溶液需要冷却，常用冷却介质有自来水、冷冻水、氨、氟利昂-12等。

工作槽内产生的热量，主要来源于输出槽内的电流和电压，车间内温度对槽液的影响及化学反应产生的热量等，一般只按电流电压乘上附加系数即可。

Q=3.6UIK

式中 Q——工作时输入槽内的电流电压所产生的热量（kJ/h）；

U——槽上平均工作电压（V）；

I——槽上平均工作电流（A）；

K——附加系数为1.1～1.3，中小型槽取较大值，大型槽取较小值，溶液工作温度高于室温的槽，此系数取1。

自来水的冷却水量按下式计算

G=Q/（γcΔt1000）

式中 G——冷却水量（m³/h）；

γ——冷却介质密度，水的密度为1kg/L；

c——冷却介质比热容，水的比热容为4.18kJ/kg；

Δt——冷却水进出冷却管时的温度差（℃），槽内温度较低时（如普通铝阳极氧化槽），可以近似取2～4℃，槽内温度较高时（如镀硬铬等），可以近似取10℃左右。

6）其他用水量。配制电镀溶液用水量，根据工艺实际情况确定。

冲洗地面用水量，每平方米地坪可按每昼夜用水3L估算。

3.车间用水量计算 按设备用水量，分别算出车间的平均总耗水量和最大总耗水量：

式中 Q_平均——车间平均总耗水量（m³/h）；

Q_最大——车间最大总耗水量（m³/h）；

K₁——设备同时使用系数，一般采用0.7～0.9；

K₂——设备同时换水系数，一般采用0.8～0.9；

Q₁——各用水设备小时平均耗水量总和（m³/h）；

Q₂——各用水设备小时最大耗水量总和（m³/h）。

由车间的小时平均总耗水量，根据生产班次算出车间的昼夜耗水量，而小时最大耗水量则作为车间管道计算的依据。

由小时最大耗水量确定系统中各管段的管径时，其在管道中的流速不宜大于2.0m/s，一般采用1.0m/s左右，同时应该核算通过各段的设计秒流量所造成的水头损失值，一般选择管网中若干最不利处的用水点进行核算，以保证最不利点所需的水压。单位长度水头损失计算公式如下：

当v＜1.2m/s时

i=0.00912（v²/d_j^1.3）（1+0.867/v）^0.3

当v≥1.2m/s时

i=0.0107（v²/d_j^1.3）

式中 i——管道长度的水头损失（kPa/m）；

v——管道内的平均水流速度（m/s）；

d_j——管道计算内径（m）。

4.其他注意事项

（1）延长镀件出槽时在镀槽上空的停留时间。

（2）采用自动生产线。自动生产线的出槽时间、停留时间，都按规定时间进行，采取优化后的工艺参数，带出的液量可减少30%。

（3）减少镀液带出。影响镀液带出的因素有镀件的形状、挂吊方式、停留时间、槽液温度和黏度、挂具或零件提升速度、镀件表面粗糙度等，因此，挂具绝缘面要尽量光滑，零件挂时应使大部分表面保持垂直，上面的镀件滴水不要流到下面镀件上，挂具从溶液中提出时，速度尽可能地慢，在槽上要有足够的滴流时间。黏度大，镀液不易滴流下，停留时间过长（降低效率）会影响清洗效果，因此要降低黏度，加入适当的添加剂。