机械加工污染与治理

机械加工行业的污染与处理

机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程, 主要分为冷加工和热加工两种方式. 冷加工是指在常温下加工, 不引起工件的化学或物相变化, 常见的有切削加工和压力加工等方式; 热加工指在高于或低于常温状态的加工, 会引起工件的化学或物相变化, 常见有热处理、锻造、铸造和焊接等方式.

近年来, 随着社会、经济的蓬勃发展, 汽车、电子等机加工行业新建项目不断增多. 在环境影响评价工作中, 往往涉及到此类项目的污染物的排放估算. 传统计算模式是对已建项目依靠监测数据, 对新建项目借助类比调查的方法来完成. 类比调查的分析方法较繁琐, 需要统计建设项目及类比调查对象的生产规模、生产工艺、地理位置、区域环境功能等要素. 经验估算模式作为一种简便、实用的分析方法, 是在已有工作实践的基础上, 通过大量的数据关系得出一套能比较客观反映污染排放规律的计算公式. 目前, 该方法正在不断深化和完善, 在机加工环评中被广泛应用, 并被大多数人所认可.

1 机加工行业中常见的几类污染物

1. 1 废气污染物

在机加工行业中最常见的废气污染物主要是切割粉尘、焊接烟尘、喷漆废气等.

切割最常用的方式是等离子弧切割和氧2乙炔切割, 等离子切割是以压缩空气为工作气体, 以高温高速的等离子弧为热源、将被切割的金属局部熔化, 熔化的金属由喷出的高压气流吹走, 产生金属粉尘沉降; 氧2乙炔切割是利用氧2乙炔预热火焰, 使金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧, 生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的, 其中,

在金属燃烧的瞬间会有一少部分较细小的颗粒物停留在空气中, 短时间后沉降于地面.

焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程, 按照工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类. 焊接时, 由于高温电弧的作用, 焊条端部及其母材相应被熔化, 熔液表面剧烈喷射由药皮焊芯产生的高温高压蒸汽( 蒸汽压达66 ~ 13 158 Pa) 并向四周扩散. 当蒸汽进人周围的空气中时, 被冷却并氧化, 部分凝结成固体微粒, 这种由气体和固体微粒组成的混合物, 就是所谓的焊接烟尘.

油漆喷涂是机械加工行业应用最广泛的涂覆技术, 传统的喷漆工艺, 是利用压缩空气将油漆从对准待涂工件的喷枪吹出、雾化, 使工件表面被油漆均匀涂覆. 喷漆原料) ) ) 涂料由不挥发份和挥发份组成, 不挥发份包括成膜物质和辅助成膜物质, 挥发份则指溶剂和稀释剂. 喷漆废气中的有机气体来自溶剂和稀释剂的挥发, 有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面, 在喷漆和固化过程将全部释放形成有机废气.

1.2 废水污染物

主要分为生活污水和生产废水两大类. 生活废水主要包括食堂废水、住宿废水及办

公生活废水; 生产废水在机加工行业中, 常见的主要有喷漆废水、除尘废水、乳化液配制废水等.

喷漆废水主要是针对湿式喷漆房而言, 指用水洗涤喷漆室作业区空气, 空气中漆雾和有机溶剂被转移到水中形成了喷漆废水. 废水中含有大量漆雾颗粒, 其水质由所用涂料( 以硝基漆、氨基漆、醇酸漆和环氧漆为主) 、溶剂( 如乙醇、丙酮、脂类、苯类等) 和助溶

剂而定. 废水的产生有两种方式: 一是循环水的部分排放; 二是循

环水经过长期使用后全部排放更新.

除尘废水指像拉丝、抛光等生产工艺, 利用水喷淋除尘时产生的废水. 乳化液配制废水主要是指乳化液在使用过程中需和水按照一

定比例稀释, 在其使用过程中产生的废水.

1.3 噪声污染物

机加工项目中最常见的噪声源是各种机加设备( 钻、刨、锯、铣、机床等) 运行时产生的噪声、喷漆室风机噪声和空压机噪声, 这些设备噪声源强可现场实测.

1.4 固体废物

机加工项目中最常见的固体废物是废边角料、废包装材料、废乳化液、废机油、废棉纱、废活性炭、焊渣、漆渣等.

废边角料主要是下料、切割等工艺产生, 废包装材料主要是领取原料时产生; 废乳化液、废机油主要是一些机加工设备润滑时产生; 废棉纱主要时喷漆前擦拭待喷漆物件表面产生; 废活性炭主要是干

式喷漆房中用来吸收雾产生; 焊渣是在焊接过程中, 焊条夹持部分

使用后和清理焊缝后产生的废弃物, 夹持部分占焊条量的1/ 11, 清理焊缝时焊渣量为焊条使用量的4%左右; 漆渣主要是用絮凝剂吸收

漆雾时产生.

2 污染物源强估算方法及治理措施

2. 1 废气污染物估算及治理措施

2. 1. 1 切割粉尘估算及治理措施

切割粉尘的产生量及排放速率按公式( 1) 计算. M= 1 j M1 , V= M/ T ( 1)其中, M) 切割粉尘产生量, t/ a;M1 ) 原材料的使用量, t/ a; V ) 切割粉尘的排放速率, kg/ h; T ) 切割时间, h.切割粉尘一

般是由等离子切割机自带的的空气净化器处理后, 从15 m 高排气筒排放.

2. 1. 2 焊接烟尘估算及治理措施

1) 焊接烟尘产生量的估算焊接烟尘产生量的估算按公式( 2) 或( 3) 计算.M= M1 @T ( 2)或M= M2 @M3 ( 3)其中, M) 焊接烟尘产生量, kg/ a; M1 ) 焊材每分钟发尘量, mg/ min, M2 ) 每千克焊材发尘量,g/ kg; M3 ) 焊材使用量, kg/ a; T ) 焊接时间, h.

几种焊接方法施焊时每分钟的发尘量和熔化每千克焊接材料的发尘量见表1[ 4] .

几种焊接（切割）方法的发尘量

2) 焊接烟尘治理措施

焊接烟尘的治理一般包括自然通风、全面通风、局部通风、单机

除尘器4 种方式. 在环评中常建议使用局部通风措施.

局部通风包括局部排风与局部送风. 焊接车间多采用局部排风治理烟尘污染. 局部排风是将生产中产生的烟尘污染在其发生源处控制收集起来, 不使其扩散到整个车间, 并把含烟尘空气直接或经处理后排出车间以外.

局部排风系统主要由吸尘罩、风道、除尘式净化系统和风机4 部分组成.

局部排风按集气方式的不同可以分为固定式局部排风系统和移动式局部排风系统. 固定式局部排风系统主要用于操作地点和工人操作方式固定的大型焊接生产车间, 可根据实际情况一次性固定集气罩的位置.

移动式局部排风系统

工作状态相对灵活, 可根据不同的工况, 采用不同的工作姿态, 保证处理效率及操作人员的便利. 吸尘罩是局部排风系统的关键部件. 通常, 焊接车间采用旁侧吸尘罩与伞形排尘罩. 旁侧吸尘罩用在污染源位于罩外一定距离, 伞形排尘罩通常位于污染源的上方. 排尘罩距污染源的距离、高度视污染源产生有害物的特性和工艺条件而定. 抽气速度要大于污染物的扩散速度. 一般焊接工位, 一台或两台焊机施焊时要求风量在1 200~ 1 500 m3 / h, 多台施焊时相应加大风量.

2. 1. 3 喷漆废气估算及治理措施

1) 喷漆废气的估算喷漆废气主要来源于喷漆、流平、固化3 个阶段. 首先要根据油漆的MADS( 物料安全数据表) 报告确定几个主要的指标, 一般油漆中都含有苯系物, 以常见的二甲苯排放量为例分别按公式( 4) 和( 5) 计算: