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。
随着环保日益严格,对机加工行业提出了严格的排放要求,并涉及机加工粉尘、废气及废水的环保排放指标。为此我们根据机加工行业的特征,做以下分析:
一、机加工行业中常见的几类污染物
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-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;氧乙炔切割是利用氧乙炔预热火焰,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—13158Pa)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。
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。
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。
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。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1200—1500m3/h,多台施焊时相应加大风量。
5.喷漆废气的处理措施:
喷漆废气的处理主要分为干式和湿式两种方法,干式处理法主要是活性炭吸附法,指用活性炭作为吸附剂,把废气中有机物溶剂的蒸汽吸附到固相表面进行吸附浓缩,从而达到净化废气的方法。在实际中多采用粒径为5 mm的粒状活性炭,粒径越小其气流阻力越大,吸附率越高。
干式处理法的优点:设备造价低,不需要另外设置废水处理系统;对风机的风压要求降低;漆渣产生量较小,处理成本低;节约用水。
缺点:对过滤器的质量和寿命要求较高;废活性炭属于危险固体废物。
湿式处理法的原理:来自喷漆室上方的强风将漆雾压入旋流水中,水中含有漆雾凝聚剂,使漆雾与旋流水充分接触,形成结块漆渣浮在水面而使废气得到净化。漆雾凝聚剂一般使用的是D2430湿式处理法的优点:过滤效率高,一般可达95%—98%;设备污染小;着火的危险性小,安全性能高。湿式处理法的缺点:产生废水,需要另外设置废水处理系统;设备造价较高;要求风机风压较高;对于缺水地区,增加用水量;增加了漆渣的处理工作;相对于干式喷漆室来说,水泵的长期运行成本高。
6.废水污染物及生活废水估算及处理措施
食堂废水中含有大量的动植物油,应设置单独隔油池处理。经隔油池预处理后,食堂废水汇同办公生活废水和住宿废水再经化粪池处理,紧接着通过市政污水管网进入城市污水处理厂处理。若项目周围无污水处理厂或管网建设不全,项目污水不能接入城市污水处理厂处理,则需根据项目污水最终受纳水体的保护等级选择相应的污水处理方式自行处理。