铝合金轮毂产业污染防治和绿色发展对策分析

赵新景 王林

（1. 山东省核与辐射安全监测中心，山东济南 250117；2. 滨州盟威戴卡轮毂有限公司，山东滨州 256602）

1 引言

10 年前，汽车产业成为我国国民经济重要的支柱产业［1］；近年来，我国汽车产业发展成为世界汽车产业的重要组成部分；目前，我国汽车产销量均居世界第一。轮毂是汽车重要配件之一，根据材料主要分为铝合金轮毂和钢质轮毂，其中，铝合金轮毂因性能优势得到广泛使用，装车率已超过70%。铝合金轮毂在生产加工过程中产生较严重的污染，但缺少关于这些污染问题和防治对策的系统研究报道。我国铝合金轮毂生产企业有300 多家，其中规模以上有200 多家，随着轮毂市场需求和产能扩大，各种污染物的产生总量和排放强度势必将不断增加。因此，污染问题若得不到有效监管和防治，将极大损害职工身体健康、腐蚀车间设备、污染外环境。本文以典型企业生产加工工艺为基础，结合监管工作和生产实践，剖析重点污染因素，提出针对性防治对策，以期为环境管理和相关工业企业的污染防治提供参考。

习近平总书记指出，要全面推动绿色发展，绿色发展是构建高质量现代化经济体系的必然要求，是解决污染问题的根本之策［2］。党的十八届五中全会提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。包含绿色发展在内的新发展理念，已成为新时期国家发展的战略目标和重要内容［3］，绿色发展也成为未来很长一段时期我国经济社会发展的基本遵循［4］。作为国家重要发展战略，绿色发展强调“绿色”与“发展”的有机统一。因此，结合对铝合金轮毂产业污染防治的分析，将生态文明和绿色发展指导要求融入产业发展规划，思考提出该产业向绿色发展方式转变的路径。

2 污染因素剖析

2.1 典型企业工艺简要分析

以年生产能力达到700 万件、年产值20 亿元、全球轮毂行业制造系统能力前5 名、亚太地区智能化程度领先、国内单体工厂产能最大的某高端轮毂制造企业为研究基础，分析铝合金轮毂生产加工工艺。工艺基本流程为：熔炼、模具、低压铸造、热处理、机加工、表面涂装。其中，表面涂装又分为预处理、底粉喷涂、色漆喷涂、透明粉喷涂等工序。工艺流程见图1。

图1 铝合金轮毂生产加工工艺流程示意

各工序主要内容为：（1）熔炼，采用熔炼炉溶解铝锭生产铝液的过程。（2）模具，选取轮毂铸造模具后预热和喷涂。（3）低压铸造，铸造是用模具将铝液铸造成型的过程，低压铸造是目前90%的工厂采用的主流工艺。（4）热处理，对毛坯轮毂进行高温固溶处理和水溶液淬火处理。（5）机加工，热处理后的轮毂进一步车加工、钻装饰孔、钻气门芯孔等，并打磨抛光。（6）表面涂装，预处理工序主要是用药品通过化学反应在轮毂表面形成钝化膜，底粉喷涂工序主要是喷涂厚度60～100 μm 的静电粉末，色漆喷涂工序主要是喷涂液体亮漆或清漆，透明粉喷涂工序是喷涂透明粉以提升抗击防划性能和美观效果。

2.2 各工序产生污染概况

结合同类企业的监管实践和经验，各工序废气、废水、噪声、固体废物（含一般固废和危险固废）等污染因素、产生和排放情况见表1。

表1 铝合金轮毂生产加工工艺产生污染情况

2.3 各类污染来源和组成

结合表1，进一步详细分析废气、废水、噪声和固体废物的污染来源和组成。

2.3.1 废气污染

废气在铝合金轮毂的熔炼、模具、热处理、表面涂装等工艺阶段均有产生，一般为成分复杂的气溶胶［5］，若不加以有效控制，将对人体健康及周围环境有较大影响。废气基本为有组织排放，主要成分有烟气、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、含铝化合物、生产性粉尘（Al2O3）及少量其他粉尘等。

2.3.2 废水污染

废水污染主要在热处理和表面涂装的预处理、色漆喷涂阶段产生。热处理时采用水冷却技术，长时间使用的大量冷却循环水将会夹带杂质和悬浮物等污染物。表面涂装的预处理、色漆喷涂过程中，产生的废水成分复杂［6］，主要含有铝粉、填料、树脂、有机溶剂以及稀释剂等。

2.3.3 噪声污染

噪声污染主要发生在熔炼、低压铸造、机加工以及表面涂装的预处理过程中，可分为频发噪声和偶发噪声。频发噪声指频繁发生、发生的时间和间隔有一定规律、单次持续时间较短、强度较高的噪声，如液压站、空压机、加工设备等动力系统运转噪声；偶发噪声指偶然发生、发生的时间和间隔无规律、单次持续时间较短、强度较高的噪声，如机械撞击声、轮毂撞击声等。

2.3.4 固体废物污染

铝合金轮毂生产加工过程产生的固体废物，包括一般固体废物和危险固体废物。

一般固体废物主要在低压铸造、机加工及表面涂装的预处理阶段产生，主要为废铝、废弃边角料等；危险固体废物主要在熔炼、机加工及表面涂装的预处理和色漆喷涂阶段产生，主要包括铝灰、废切削液、废乳化液、废泡沫油、废活性炭、废漆渣、废漆桶，以及生产废水污泥、车间第一类污染物废水浓缩液和泥渣等。

3 污染防治对策

3.1 废气污染防治

根据生产加工工艺特点、废气产生来源和组分等，按工序分段分类对废气进行收集处理。熔炼废气等不含硫不含硝的烟尘颗粒物废气采用布袋除尘法收集处理。表面涂装的底粉喷涂、透明粉喷涂产生的废气，可在涂装车间设置自带清洁过滤系统，在粉体喷房内完全封闭形成负压空间，将含粉末废气吸入回收系统，用袋式除尘器收集粉尘；色漆喷涂产生的含漆雾废气，可对每个产生环节进行全封闭集气，最大程度地通过酸雾净化反应器集中综合处理，或通过水旋文丘里和水帘柜等方式处理，产生的含漆粒废渣须按危险固体废物处理。产生的其他VOCs 废气可采用转轮浓缩+蓄热燃烧（RTO）方法进行经济有效的处理。各类废气防治处理方法详见表2。

表2 废气防治处理方法

3.2 废水污染防治

严格控制铝合金轮毂生产加工产生的含铬、镍等第一类污染物的废水收集与处理。含第一类污染物废水可通过膜处理系统处理后，将出水通过管网全部回用至清洗工段，浓缩水回用至槽液不外排。表面涂装预处理产生的酸碱废水可经中和凝集沉淀工艺处理后，与生活污水一并排入污水处理厂处理。表面涂装喷涂喷漆废气的处理废水，可经废水处理站处理后循环使用。含油废水可采用絮凝气浮法处理，废水经处理后与综合废水排入厂区内的综合污水处理站处理，满足中水回用标准后，可用于地面清洗、厂区绿化等。各类废水的主要处理方法和处理后的出水去向详见表3。

表3 废水处理方法及出水去向情况

3.3 噪声污染防治

铝合金轮毂生产加工过程中产生的噪声，根据噪声来源和工作人员对噪声的接受情况，可采取控制声源、削减传播过程和做好工作人员个人保护等防控措施。对噪声源可采取隔声、减振等降噪措施，对于一些噪音特别大的生产设备或者是生产流程可将其单独隔离开来的，可置于单独隔音室中进行工作。生产车间和厂房内壁可使用吸声消声材料，墙体可采用隔声板并填充吸声填充物等措施，以削减噪声的传播。车间工作人员应按规定穿戴相关专业防护用具，佩戴耳塞或者耳罩等隔音降噪器具，注意加强自身防护。按噪声防护的对象不同，采取的主要措施详见表4。

表4 不同防护对象的噪声防护措施

3.4 固体废物处置

铝合金轮毂生产加工中产生的固体废物，应进行合理严格分类，按规范暂存或处置。危险固体废物，需安排专人负责收集和管理工作，确保安全妥善处理处置。待转运危险固体废物，要设置专门容器储存，并放置在专门的危废放置场地，做好安全防范措施，然后交由具有相应资质的单位进行清运和处置，确保全过程安全。一般固体废物，按规范贮存清运，具有经济价值的废铝、边角料等可转售或重复再利用。固体废物的产生、分类和具体处置要求见表5。

表5 固体废物分类处置要求

4 产业绿色发展的思考与讨论

党的十八大将生态文明建设纳入“五位一体”中国特色社会主义建设总体布局，党的十九大将绿色发展作为建设美丽中国的核心内容之一。在推动生态文明建设进程中，在推进绿色发展的大背景下，作为高污染的铝合金轮毂产业，应积极破解资源环境制约，探寻绿色发展之路。因此，铝合金轮毂产业的绿色发展，既是产业长远发展的内在需要，更是新时代生态文明建设的指引要求。

第一，从源头有效管控污染。生态环境部门在进一步创新环境治理模式的同时，积极服务和引导铝合金轮毂企业的污染防治工作，协调第三方帮助有需要的企业制定和实施具体可行的环境治理方案，并持续做好日常监督管理。铝合金轮毂企业应认真履行生态环境保护主体责任，在确保污染物依法依规处理和达标排放的前提下，探索采用先进的环保型污染防控和处理系统，以进一步减少污染物对厂区及周边环境的影响。

第二，促进产业链绿色发展。在铝合金轮毂生产中，优先使用绿色环保原材料和生产工艺，从源头和产品生命周期促进铝合金轮毂产业污染物减量减排。提升铝产业链绿色发展能力，稳步推动“铝矿石—原铝—工业铝型材—铝精深加工制品”上下游配套产业链条发展，协同打造上下游企业绿色、集约、高效生产和发展模式。

第三，提升产业智能化水平。加快推动铝合金轮毂产业智能化生产加工系统构建，以智能化发展推动产业转型升级和高质量发展，提升管理效率，提高企业效益。推动自动化生产设备和智能加工工艺发展，不仅能减少操作人员生产暴露时间，提升职工职业健康水平，更有利于进一步倒逼铝合金轮毂产业提高资源利用率、减少污染排放，加快促进产业走向绿色可持续发展之路。