大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)環(huán)保問題整改實(shí)踐與探究

薛松梅

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司長(zhǎng)興分公司 上海 201913）

1 背景

隨著國家不斷加快生態(tài)文明建設(shè)步伐，深入推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，大力推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”工作目標(biāo)的落實(shí)，中央對(duì)各個(gè)省份的生態(tài)環(huán)保督察工作日益趨緊，嚴(yán)格控制“兩高”項(xiàng)目盲目發(fā)展，生產(chǎn)制造型企業(yè)面臨環(huán)保高壓態(tài)勢(shì)，尤其是長(zhǎng)江保護(hù)法和多部地方性法規(guī)陸續(xù)發(fā)布實(shí)施，對(duì)沿江企業(yè)提出了更高、更嚴(yán)的要求，相關(guān)企業(yè)對(duì)于自身存在的環(huán)保問題再置身事外、不下定決心堅(jiān)決整改必然要被淘汰。

2 大型鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)環(huán)保問題突出

大型鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)由于本身的生產(chǎn)制造特點(diǎn)，在整個(gè)制造行業(yè)細(xì)分中，對(duì)環(huán)境的影響較為突出，環(huán)保問題亟待改善。大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)主要以鋼結(jié)構(gòu)的焊接、裝配、機(jī)加工、油漆、轉(zhuǎn)運(yùn)等工作內(nèi)容為主，在生產(chǎn)制造過程中會(huì)產(chǎn)生較大的焊接煙塵、漆霧、噪聲等，若不采取有效保護(hù)措施，會(huì)對(duì)大氣、水質(zhì)等造成一定程度的污染。某鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)以生產(chǎn)大型岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱岸橋）為主，其生產(chǎn)過程涵蓋產(chǎn)品全制造周期的各個(gè)階段，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、鋼結(jié)構(gòu)制作、涂裝、裝配、總裝、電裝、調(diào)試等，本文以該企業(yè)在生產(chǎn)過程中暴露出來的相關(guān)環(huán)保問題為背景，分析探討大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)如何能在不影響生產(chǎn)的前提下，采取有效整改措施，逐步扭轉(zhuǎn)面臨的環(huán)保問題。

3 主要問題及措施

3.1 外場(chǎng)噴涂無組織排放

由于該企業(yè)制造的岸橋具有體積大、重量大等特點(diǎn)，例如某岸橋高93 m，重1 855 t，受現(xiàn)有車間廠房尺寸限制，岸橋上的前大梁、后大梁、門框等尺寸較大的主要結(jié)構(gòu)件基本上是直接在外場(chǎng)進(jìn)行露天噴涂作業(yè)，同時(shí)還存在露天調(diào)漆的問題，對(duì)周邊大氣造成一定污染。

結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際情況及整改緊迫性，首先在外場(chǎng)增加防火防爆移動(dòng)調(diào)漆房，如圖1 所示，調(diào)漆房由20 英尺（6.096 m）標(biāo)準(zhǔn)集裝箱改制，室內(nèi)配置5 000 m3/h 的VOCs 空氣凈化器，以及（4 900 m3/h）的負(fù)壓軸流風(fēng)扇，正式運(yùn)行后經(jīng)第三方廢氣檢測(cè)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 防火防爆移動(dòng)調(diào)漆房（內(nèi)部）

在規(guī)范外場(chǎng)調(diào)漆作業(yè)的基礎(chǔ)上，計(jì)劃分三個(gè)階段逐步提升室內(nèi)涂裝比例，以解決外場(chǎng)噴涂無組織排放問題，最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)涂裝比例提升至90%以上。第一階段，在外場(chǎng)搭建小件臨時(shí)涂裝作業(yè)工棚，將現(xiàn)有涂裝車間進(jìn)行大小件置換，即原先一部分在車間油漆的小部件出車間，轉(zhuǎn)移至小件工棚，部分較大構(gòu)件進(jìn)車間涂裝作業(yè)，將室內(nèi)涂裝比例提升至46%；第二階段，新建帶VOCs 處理設(shè)備的外場(chǎng)涂裝車間，如圖2 所示，該VOCs 氣體凈化采用“前預(yù)處理（DPA+PD+F7）—活性炭吸附+熱空氣還原+催化燃燒”的形式，將室內(nèi)涂裝比例進(jìn)一步提升至65%以上；第三階段，通過新建涂裝車間，VOCs 氣體凈化采用“前預(yù)處理（DPA+PD+F6+AC+F9）—沸石濃縮吸附—R-RCO旋轉(zhuǎn)式蓄熱催化燃燒”，可以實(shí)現(xiàn)將室內(nèi)涂裝比例提升至90%以上。

圖2 新建油漆車間

3.2 打磨、焊接作業(yè)無組織排放

岸橋鋼結(jié)構(gòu)零部件之間主要以焊接形式連接，在制作過程中存在大量焊接、打磨煙塵，根據(jù)《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值第1 部分：化學(xué)有害因素》（GBZ 2.1—2019）規(guī)定，要求電焊煙塵時(shí)間加權(quán)平均容許濃度［PC-TWA（總塵）］≤4 mg/m3，該企業(yè)車間及外場(chǎng)焊接、打磨作業(yè)產(chǎn)生的煙塵均無相應(yīng)的收集處理裝置，經(jīng)檢測(cè)電焊煙塵排放不符合規(guī)定要求。

岸橋?qū)儆谟脩舳ㄖ苹a(chǎn)品，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化程度比較低，構(gòu)件基本很難實(shí)現(xiàn)完全定點(diǎn)作業(yè)，因此對(duì)于煙塵收集裝置的配置極具挑戰(zhàn)性。首先將現(xiàn)有的老舊焊機(jī)逐步更新為節(jié)能焊機(jī)，不僅大大減少能源消耗，同時(shí)焊接性能更穩(wěn)定，有效提升了焊接質(zhì)量，減少焊接缺陷返工率。經(jīng)過2 個(gè)月的跟蹤測(cè)試，新焊機(jī)節(jié)能率達(dá)到15%以上，作業(yè)范圍1 m 內(nèi)噪聲平均分貝值由83.6 dB（A）下降至80.6 dB（A）。然而，車間和外場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境、作業(yè)內(nèi)容等差別較大，因此在焊接煙塵治理方面需要根據(jù)各自特點(diǎn)制定有針對(duì)性的整改措施。

焊接煙塵及有害氣體的治理在傳播途徑上的控制方式有2 種：全面通風(fēng)和局部排風(fēng)［1］。而根據(jù)廠房特點(diǎn)、車間工位布局以及制作構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式，只能采取局部排風(fēng)的形式，并確定了5 種除塵方式，如圖3～圖7 所示，分別是：分布式吸氣臂、一體式除塵焊槍、夾持式局部高負(fù)壓除塵系統(tǒng)、吹吸式除塵系統(tǒng)、可移動(dòng)式焊接煙塵處理設(shè)備。按照岸橋鋼結(jié)構(gòu)焊接制造特點(diǎn)及車間需求，分成中小件、大型箱體結(jié)構(gòu)件、超大型箱體結(jié)構(gòu)件3 種構(gòu)件類型的車間，再分別配置合適的除塵方式組合，例如中小件車間可配置分布式吸氣臂+局部自動(dòng)焊或手工點(diǎn)焊采用環(huán)保焊槍+打磨除塵設(shè)備。

圖3 分布式吸氣臂

圖4 一體式除塵焊槍

圖5 夾持式局部高負(fù)壓除塵系統(tǒng)

圖6 吹吸式除塵系統(tǒng)

圖7 可移動(dòng)式焊接煙塵處理設(shè)備

由于岸橋主要結(jié)構(gòu)件的外形尺寸都相對(duì)比較大，受廠房限制，岸橋主結(jié)構(gòu)之間的拼裝都是在外場(chǎng)完成的，對(duì)接處必定會(huì)存在一定量的焊接打磨工作，同時(shí)外場(chǎng)焊接煙塵治理受風(fēng)力、風(fēng)向的影響較大。通過市場(chǎng)調(diào)研，選定移動(dòng)式煙塵凈化器和“高負(fù)壓煙塵凈化器+一體式焊槍”兩種形式，分別適用于焊條手工電弧焊和二氧化碳?xì)獗：浮Ｍㄟ^對(duì)5 個(gè)典型工位進(jìn)行平、立、仰、橫焊測(cè)試，平均除塵率達(dá)到51.7%。

3.3 噪聲污染

該企業(yè)生產(chǎn)模式為工人輪班制，因此存在夜間作業(yè)的情況，大部分工程設(shè)備屬于長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，存在噪聲擾民的情況，例如空壓機(jī)房噪聲大、外場(chǎng)門機(jī)行走時(shí)警示音過大等。同時(shí)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)還存在個(gè)別不文明生產(chǎn)行為，如隨意敲擊構(gòu)件、野蠻施工等。

改善噪聲污染分別從車間、外場(chǎng)、廠界3 個(gè)方面分區(qū)域進(jìn)行排查治理，采取的措施有以下6 種：①對(duì)車間內(nèi)噪聲值較大的鏜床等設(shè)備四周加裝隔音圍擋，空壓機(jī)大門處安裝隔音門，如圖8 所示；②對(duì)外場(chǎng)門機(jī)、行車上的蜂鳴器增加音量調(diào)節(jié)電阻，在確保使用安全的情況下降低警報(bào)音量；③改造沖砂車間煙囪，經(jīng)檢測(cè)煙囪出口噪聲值可由原先的86 dB（A）降低至67 dB（A）；④在廠界補(bǔ)種水杉、中山杉等綠植，對(duì)噪聲、灰塵、燈光等起到一定的遮擋作用；⑤通過調(diào)整相關(guān)工作作業(yè)時(shí)間段，減少因夜間作業(yè)影響周邊居民休息；⑥在全廠范圍內(nèi)推行工位化、工裝化、定置化管理，結(jié)合各工位作業(yè)特點(diǎn)制定相應(yīng)的5S 管理標(biāo)準(zhǔn)，改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)工人作業(yè)行為，減少人為因素產(chǎn)生的噪聲。

圖8 鏜床安裝隔音圍擋

3.4 初期雨水收集與處理

該重型裝備制造企業(yè)地處長(zhǎng)江口，生產(chǎn)制造占地面積大，僅外場(chǎng)就達(dá)到約200 萬m2，工件在外場(chǎng)拼裝時(shí)還涉及到焊接、打磨、涂裝、潤滑等工序，存在一定量的粉塵及油污等，盡管這些污染物每天都有專人負(fù)責(zé)清掃，但人工清掃局限性大，無法保證地面污染物得到基本清除。降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又由于沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物質(zhì)，前期雨水的污染程度較高［2］，因此需因地制宜的建設(shè)各類蓄水池及應(yīng)急水池，最終目的就是阻止事故污水排放對(duì)環(huán)境的污染［3］。

鑒于該企業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地占地面積大的特點(diǎn)，結(jié)合外場(chǎng)施工產(chǎn)生污染物的分布情況，分成幾個(gè)不同的地塊進(jìn)行初期雨水收集，相應(yīng)建設(shè)收集明渠、初期雨水調(diào)蓄池和集中處理設(shè)施，通過將場(chǎng)地上前15 min 的初期雨水收集到調(diào)蓄池中，再泵送至處理系統(tǒng)，處理達(dá)標(biāo)后的雨水利用現(xiàn)有排口排放至內(nèi)河。然而該企業(yè)外場(chǎng)生產(chǎn)場(chǎng)地屬細(xì)砂吹填而成，流動(dòng)性強(qiáng)，基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)較一般土體風(fēng)險(xiǎn)高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，基坑四周圍護(hù)采用長(zhǎng)12 m 的4 型拉森鋼板樁，圍護(hù)內(nèi)鉆深井降水將地下水位降至-7 m，圍護(hù)上部圍檀和橫撐采用400#H 鋼加固，采取先撐后挖，分層開挖工藝方法，開挖后對(duì)局部滲水點(diǎn)進(jìn)行封堵，確保了基坑開挖安全。同時(shí)，由于該企業(yè)非道路移動(dòng)機(jī)械在生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)運(yùn)的構(gòu)件較重，各地塊外圍U 型集水明渠必須采用汽車荷載的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，渠道蓋板采用重型鋼格柵。集中處理設(shè)施采用“隔油沉淀+改良型A/O+砂濾+紫外消毒”一體化污水處理工藝，處理規(guī)模達(dá)到2 000 m3/d，可重點(diǎn)處理COD、SS、石油類污染物，一體化污水處理設(shè)備流程圖如圖9 所示。

圖9 一體化污水處理設(shè)備流程圖

3.5 固廢治理方面

對(duì)于固危廢治理工作主要從兩個(gè)方面開展。

一方面，是要規(guī)范貯存場(chǎng)所，對(duì)一般工業(yè)固廢貯存場(chǎng)所進(jìn)行防滲、防漏、防揚(yáng)塵改造，在四周加裝抑塵網(wǎng)，并將一般工業(yè)固廢貯存區(qū)地面整體抬高，增加雨水收集溝、落水管等，防止出現(xiàn)雨水倒灌發(fā)生污水外排；危廢臨時(shí)貯存場(chǎng)所內(nèi)的固液態(tài)危廢實(shí)行分區(qū)貯存，液態(tài)危廢貯存區(qū)制作裙角、圍堰，避免廢液滲漏發(fā)生環(huán)境污染。

另一方面，工業(yè)企業(yè)要想有效地對(duì)工業(yè)固體廢物的資源進(jìn)行充分的合理利用，必須要結(jié)合實(shí)際情況，盡可能減少工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中生成的工業(yè)廢物量［4］。鑒于此，本企業(yè)通過加強(qiáng)日常固廢管理，生產(chǎn)物資盡量采用可回收包裝容器，并且推行“裸件發(fā)放”，從生產(chǎn)源頭減少工業(yè)垃圾產(chǎn)生量。取消廢鋼收集點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)日清，危廢貯存設(shè)定上限值，并加快處置頻次，降低貯存壓力，避免大量危廢貯存可能會(huì)引發(fā)的安全、環(huán)境污染等隱患。

4 結(jié)論

實(shí)踐證明，通過對(duì)標(biāo)現(xiàn)有主流環(huán)境治理技術(shù)，并結(jié)合大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，研究出具有針對(duì)性的整改方案，分階段制定并實(shí)施臨時(shí)、永久性的整改措施，可以在不影響生產(chǎn)的情況下有效解決大型鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的環(huán)保問題，對(duì)于同類型企業(yè)環(huán)境治理工作具有一定的借鑒意義。