鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)污染防治和綠色發(fā)展對策分析

趙新景 王林

（1. 山東省核與輻射安全監(jiān)測中心，山東濟南 250117；2. 濱州盟威戴卡輪轂有限公司，山東濱州 256602）

1 引言

10 年前，汽車產(chǎn)業(yè)成為我國國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)［1］；近年來，我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為世界汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分；目前，我國汽車產(chǎn)銷量均居世界第一。輪轂是汽車重要配件之一，根據(jù)材料主要分為鋁合金輪轂和鋼質(zhì)輪轂，其中，鋁合金輪轂因性能優(yōu)勢得到廣泛使用，裝車率已超過70%。鋁合金輪轂在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生較嚴重的污染，但缺少關(guān)于這些污染問題和防治對策的系統(tǒng)研究報道。我國鋁合金輪轂生產(chǎn)企業(yè)有300 多家，其中規(guī)模以上有200 多家，隨著輪轂市場需求和產(chǎn)能擴大，各種污染物的產(chǎn)生總量和排放強度勢必將不斷增加。因此，污染問題若得不到有效監(jiān)管和防治，將極大損害職工身體健康、腐蝕車間設(shè)備、污染外環(huán)境。本文以典型企業(yè)生產(chǎn)加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合監(jiān)管工作和生產(chǎn)實踐，剖析重點污染因素，提出針對性防治對策，以期為環(huán)境管理和相關(guān)工業(yè)企業(yè)的污染防治提供參考。

習近平總書記指出，要全面推動綠色發(fā)展，綠色發(fā)展是構(gòu)建高質(zhì)量現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的必然要求，是解決污染問題的根本之策［2］。黨的十八屆五中全會提出了創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。包含綠色發(fā)展在內(nèi)的新發(fā)展理念，已成為新時期國家發(fā)展的戰(zhàn)略目標和重要內(nèi)容［3］，綠色發(fā)展也成為未來很長一段時期我國經(jīng)濟社會發(fā)展的基本遵循［4］。作為國家重要發(fā)展戰(zhàn)略，綠色發(fā)展強調(diào)“綠色”與“發(fā)展”的有機統(tǒng)一。因此，結(jié)合對鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)污染防治的分析，將生態(tài)文明和綠色發(fā)展指導要求融入產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，思考提出該產(chǎn)業(yè)向綠色發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的路徑。

2 污染因素剖析

2.1 典型企業(yè)工藝簡要分析

以年生產(chǎn)能力達到700 萬件、年產(chǎn)值20 億元、全球輪轂行業(yè)制造系統(tǒng)能力前5 名、亞太地區(qū)智能化程度領(lǐng)先、國內(nèi)單體工廠產(chǎn)能最大的某高端輪轂制造企業(yè)為研究基礎(chǔ)，分析鋁合金輪轂生產(chǎn)加工工藝。工藝基本流程為：熔煉、模具、低壓鑄造、熱處理、機加工、表面涂裝。其中，表面涂裝又分為預處理、底粉噴涂、色漆噴涂、透明粉噴涂等工序。工藝流程見圖1。

圖1 鋁合金輪轂生產(chǎn)加工工藝流程示意

各工序主要內(nèi)容為：（1）熔煉，采用熔煉爐溶解鋁錠生產(chǎn)鋁液的過程。（2）模具，選取輪轂鑄造模具后預熱和噴涂。（3）低壓鑄造，鑄造是用模具將鋁液鑄造成型的過程，低壓鑄造是目前90%的工廠采用的主流工藝。（4）熱處理，對毛坯輪轂進行高溫固溶處理和水溶液淬火處理。（5）機加工，熱處理后的輪轂進一步車加工、鉆裝飾孔、鉆氣門芯孔等，并打磨拋光。（6）表面涂裝，預處理工序主要是用藥品通過化學反應在輪轂表面形成鈍化膜，底粉噴涂工序主要是噴涂厚度60～100 μm 的靜電粉末，色漆噴涂工序主要是噴涂液體亮漆或清漆，透明粉噴涂工序是噴涂透明粉以提升抗擊防劃性能和美觀效果。

2.2 各工序產(chǎn)生污染概況

結(jié)合同類企業(yè)的監(jiān)管實踐和經(jīng)驗，各工序廢氣、廢水、噪聲、固體廢物（含一般固廢和危險固廢）等污染因素、產(chǎn)生和排放情況見表1。

表1 鋁合金輪轂生產(chǎn)加工工藝產(chǎn)生污染情況

2.3 各類污染來源和組成

結(jié)合表1，進一步詳細分析廢氣、廢水、噪聲和固體廢物的污染來源和組成。

2.3.1 廢氣污染

廢氣在鋁合金輪轂的熔煉、模具、熱處理、表面涂裝等工藝階段均有產(chǎn)生，一般為成分復雜的氣溶膠［5］，若不加以有效控制，將對人體健康及周圍環(huán)境有較大影響。廢氣基本為有組織排放，主要成分有煙氣、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、含鋁化合物、生產(chǎn)性粉塵（Al2O3）及少量其他粉塵等。

2.3.2 廢水污染

廢水污染主要在熱處理和表面涂裝的預處理、色漆噴涂階段產(chǎn)生。熱處理時采用水冷卻技術(shù)，長時間使用的大量冷卻循環(huán)水將會夾帶雜質(zhì)和懸浮物等污染物。表面涂裝的預處理、色漆噴涂過程中，產(chǎn)生的廢水成分復雜［6］，主要含有鋁粉、填料、樹脂、有機溶劑以及稀釋劑等。

2.3.3 噪聲污染

噪聲污染主要發(fā)生在熔煉、低壓鑄造、機加工以及表面涂裝的預處理過程中，可分為頻發(fā)噪聲和偶發(fā)噪聲。頻發(fā)噪聲指頻繁發(fā)生、發(fā)生的時間和間隔有一定規(guī)律、單次持續(xù)時間較短、強度較高的噪聲，如液壓站、空壓機、加工設(shè)備等動力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)噪聲；偶發(fā)噪聲指偶然發(fā)生、發(fā)生的時間和間隔無規(guī)律、單次持續(xù)時間較短、強度較高的噪聲，如機械撞擊聲、輪轂撞擊聲等。

2.3.4 固體廢物污染

鋁合金輪轂生產(chǎn)加工過程產(chǎn)生的固體廢物，包括一般固體廢物和危險固體廢物。

一般固體廢物主要在低壓鑄造、機加工及表面涂裝的預處理階段產(chǎn)生，主要為廢鋁、廢棄邊角料等；危險固體廢物主要在熔煉、機加工及表面涂裝的預處理和色漆噴涂階段產(chǎn)生，主要包括鋁灰、廢切削液、廢乳化液、廢泡沫油、廢活性炭、廢漆渣、廢漆桶，以及生產(chǎn)廢水污泥、車間第一類污染物廢水濃縮液和泥渣等。

3 污染防治對策

3.1 廢氣污染防治

根據(jù)生產(chǎn)加工工藝特點、廢氣產(chǎn)生來源和組分等，按工序分段分類對廢氣進行收集處理。熔煉廢氣等不含硫不含硝的煙塵顆粒物廢氣采用布袋除塵法收集處理。表面涂裝的底粉噴涂、透明粉噴涂產(chǎn)生的廢氣，可在涂裝車間設(shè)置自帶清潔過濾系統(tǒng)，在粉體噴房內(nèi)完全封閉形成負壓空間，將含粉末廢氣吸入回收系統(tǒng)，用袋式除塵器收集粉塵；色漆噴涂產(chǎn)生的含漆霧廢氣，可對每個產(chǎn)生環(huán)節(jié)進行全封閉集氣，最大程度地通過酸霧凈化反應器集中綜合處理，或通過水旋文丘里和水簾柜等方式處理，產(chǎn)生的含漆粒廢渣須按危險固體廢物處理。產(chǎn)生的其他VOCs 廢氣可采用轉(zhuǎn)輪濃縮+蓄熱燃燒（RTO）方法進行經(jīng)濟有效的處理。各類廢氣防治處理方法詳見表2。

表2 廢氣防治處理方法

3.2 廢水污染防治

嚴格控制鋁合金輪轂生產(chǎn)加工產(chǎn)生的含鉻、鎳等第一類污染物的廢水收集與處理。含第一類污染物廢水可通過膜處理系統(tǒng)處理后，將出水通過管網(wǎng)全部回用至清洗工段，濃縮水回用至槽液不外排。表面涂裝預處理產(chǎn)生的酸堿廢水可經(jīng)中和凝集沉淀工藝處理后，與生活污水一并排入污水處理廠處理。表面涂裝噴涂噴漆廢氣的處理廢水，可經(jīng)廢水處理站處理后循環(huán)使用。含油廢水可采用絮凝氣浮法處理，廢水經(jīng)處理后與綜合廢水排入廠區(qū)內(nèi)的綜合污水處理站處理，滿足中水回用標準后，可用于地面清洗、廠區(qū)綠化等。各類廢水的主要處理方法和處理后的出水去向詳見表3。

表3 廢水處理方法及出水去向情況

3.3 噪聲污染防治

鋁合金輪轂生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的噪聲，根據(jù)噪聲來源和工作人員對噪聲的接受情況，可采取控制聲源、削減傳播過程和做好工作人員個人保護等防控措施。對噪聲源可采取隔聲、減振等降噪措施，對于一些噪音特別大的生產(chǎn)設(shè)備或者是生產(chǎn)流程可將其單獨隔離開來的，可置于單獨隔音室中進行工作。生產(chǎn)車間和廠房內(nèi)壁可使用吸聲消聲材料，墻體可采用隔聲板并填充吸聲填充物等措施，以削減噪聲的傳播。車間工作人員應按規(guī)定穿戴相關(guān)專業(yè)防護用具，佩戴耳塞或者耳罩等隔音降噪器具，注意加強自身防護。按噪聲防護的對象不同，采取的主要措施詳見表4。

表4 不同防護對象的噪聲防護措施

3.4 固體廢物處置

鋁合金輪轂生產(chǎn)加工中產(chǎn)生的固體廢物，應進行合理嚴格分類，按規(guī)范暫存或處置。危險固體廢物，需安排專人負責收集和管理工作，確保安全妥善處理處置。待轉(zhuǎn)運危險固體廢物，要設(shè)置專門容器儲存，并放置在專門的危廢放置場地，做好安全防范措施，然后交由具有相應資質(zhì)的單位進行清運和處置，確保全過程安全。一般固體廢物，按規(guī)范貯存清運，具有經(jīng)濟價值的廢鋁、邊角料等可轉(zhuǎn)售或重復再利用。固體廢物的產(chǎn)生、分類和具體處置要求見表5。

表5 固體廢物分類處置要求

4 產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的思考與討論

黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”中國特色社會主義建設(shè)總體布局，黨的十九大將綠色發(fā)展作為建設(shè)美麗中國的核心內(nèi)容之一。在推動生態(tài)文明建設(shè)進程中，在推進綠色發(fā)展的大背景下，作為高污染的鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)，應積極破解資源環(huán)境制約，探尋綠色發(fā)展之路。因此，鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，既是產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展的內(nèi)在需要，更是新時代生態(tài)文明建設(shè)的指引要求。

第一，從源頭有效管控污染。生態(tài)環(huán)境部門在進一步創(chuàng)新環(huán)境治理模式的同時，積極服務(wù)和引導鋁合金輪轂企業(yè)的污染防治工作，協(xié)調(diào)第三方幫助有需要的企業(yè)制定和實施具體可行的環(huán)境治理方案，并持續(xù)做好日常監(jiān)督管理。鋁合金輪轂企業(yè)應認真履行生態(tài)環(huán)境保護主體責任，在確保污染物依法依規(guī)處理和達標排放的前提下，探索采用先進的環(huán)保型污染防控和處理系統(tǒng)，以進一步減少污染物對廠區(qū)及周邊環(huán)境的影響。

第二，促進產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展。在鋁合金輪轂生產(chǎn)中，優(yōu)先使用綠色環(huán)保原材料和生產(chǎn)工藝，從源頭和產(chǎn)品生命周期促進鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)污染物減量減排。提升鋁產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展能力，穩(wěn)步推動“鋁礦石—原鋁—工業(yè)鋁型材—鋁精深加工制品”上下游配套產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展，協(xié)同打造上下游企業(yè)綠色、集約、高效生產(chǎn)和發(fā)展模式。

第三，提升產(chǎn)業(yè)智能化水平。加快推動鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)智能化生產(chǎn)加工系統(tǒng)構(gòu)建，以智能化發(fā)展推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展，提升管理效率，提高企業(yè)效益。推動自動化生產(chǎn)設(shè)備和智能加工工藝發(fā)展，不僅能減少操作人員生產(chǎn)暴露時間，提升職工職業(yè)健康水平，更有利于進一步倒逼鋁合金輪轂產(chǎn)業(yè)提高資源利用率、減少污染排放，加快促進產(chǎn)業(yè)走向綠色可持續(xù)發(fā)展之路。