1 前言
1983年國務院批轉原國家經委《關于結合技術改造防治工業污染的幾項規定》(國發[1983]20號),這個規定中一些內容已經體現了清潔生產的思想。1985年國務院批轉原國家經委《關于開展資源綜合利用若干問題的暫行規定》(國發[1985]117號)。1992年原國家環保局與聯合國環境規劃署召開了我國第一次清潔生產研討會。1992年10月,黨中央批準了《環境與發展十大對策》,清潔生產正式作為我國環境與發展的對策之一,從2003年開始,我國進入依法全面推行清潔生產的階段。清潔生產主要包括“清潔及高效的能源和原材料利用、清潔的生產過程、清潔的產品”,以“減量化、資源化、再利用、無害化”為原則, “戰略性、預防性、綜合性、統一性、持續性”的特點,達到“節能、降耗、減污、增效”的目的。在鋁材生產加工過程中,必然伴隨著排污、排水、排氣,要實現清潔生產,其根本在于解決環保問題。
2 清潔生產實施要求
2.1 使用清潔能源天然氣
在擠壓生產的過程中對鋁棒、擠壓模具加熱、擠壓型材時效處理和噴涂前處理后烘干、粉末固化、電泳漆固化等均需用燃料燃燒加熱條件下進行,建議使用清潔能源天然氣。使用天然氣作為燃料有什么優點呢?1、天然氣是一種潔凈環保的優質能源,幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質,燃燒時產生的二氧化碳少于其它化石燃料,造成溫室效應較低,因而能從根本上改善環境質量;2、經濟實惠。筆者曾做過一組關于擠壓車間液化石油氣改天然氣經濟效益評估數據,數據顯示,生產相同量擠壓基材使用天然氣比使用液化石油氣可節約成本達15%以上;3、安全可靠。天然氣無毒、易散發,比重輕于空氣,不宜積聚成爆炸性氣體,是較為安全的燃氣。沒有管道供氣,可建小型氣站,有管道供氣,可不建立。使用天然氣作為燃料,廢氣問題得到有效解決,達到清潔生產要求。
2.2 提高生產速度
以提高擠壓速度為例進行說明。
提高擠壓速度的方法有很多,比如使用均勻化處理鋁棒、一模多出、模具設計合理、優化擠壓工藝參數組合、使用雙牽引機、合理增加主油泵排量等。提高擠壓速度,在清潔生產工作上直接得到的效果就是高效,即提高了生產效率。其實,提高擠壓速度不只是達到高效的目的,還在一定程度上節約了能源,單位產量氣耗和電耗均有降低。達到清潔生產“節能、高效”的目的。筆者曾參與公司快速擠壓工藝探索和制定公司快速擠壓工藝要求,對快速擠壓進行經濟效益評估,筆者數據快速擠壓可提高產量15%以上,可降低電耗6%以上,可降低氣耗10%以上。
2.3 采用有鉻噴涂轉變為無鉻噴涂
響應國家環保要求,噴粉前鉻化處理改為無鉻鈍化處理,從源頭解決由于鉻排放造成的環境問題。目前國內無鉻技術已經相對穩定、成熟,嚴格按照工藝要求進行生產,做好生產過程管理,無鉻噴涂產品質量能得到很好保證。
2.4 中水回用系統
為做好環保工作,采用中水回用設備,即對傳統方法處理過的污水進行再處理,通過超濾、反滲透等技術將污水進行二次處理,達到回用的要求,一般國內中水回用系統回用率可達到80%~95%之間。清潔生產對工業用水回用率有較高要求,通過中水回用系統,完全可達到清潔生產要求。
2.5 氧化車間采用單錫鹽著色
單錫鹽著色工藝目前在我國已有成功的案例,但單錫鹽著色工藝仍然不甚完善,未得到全面推廣,很多企業都嘗試過單錫鹽著色,但很多都因著色不穩定、色差明顯而放棄。為響應環保、清潔生產要求,降低污水中鎳離子的排放量,可使用單錫鹽著色槽更換工藝,即不更換槽液但不往里面再添加鎳鹽,進行雙鹽轉單鹽的過度,即保證了原槽液得到最大利用,支持環保工作,又為工人操作習慣轉變和工藝安全穩定提供了有效保證,污水中總鎳含量也從源頭得到基本控制與解決。在鋁加工行業,氧化車間是清潔生產審核的重點,而含鎳問題是清潔生產審核過程中最為關注的,使用單錫鹽著色工藝是開展清潔生產工作最為有效、直接的方法。
2.6 氧化車間上離子交換器設備
為實現污水中鎳的零排放,單獨對含鎳的污水進行車間在線單獨處理,可處理封孔后排放的污水。為實現鎳的單獨處理,可在氧化車間安裝了離子交換器,封孔后含鎳水污水流經離子交換器時,鎳被拋光樹脂吸附,處理好的水回收利用。當樹脂吸附鎳達到飽和時,切換到另外一組樹脂。對該組樹脂進行焚燒、回收鎳處理、更換新樹脂。由于拋光樹脂價格較高,且樹脂吸附能力強,此設施僅處理含鎳量低的污水上有優勢。
2.7 氧化車間含鎳污水單獨處理系統
當無法實現單錫鹽著色時,清潔生產要求車間對含鎳污水進行單獨處理后才可流入污水處理站進行綜合處理。在氧化車間,可能產生含鎳污水的有著色槽和封孔槽。將含鎳污水引入一個單獨處理池、曝氣,然后使用復合堿(使用石灰和片堿也可以達到效果)將待處理污水pH調節至12以上,再按一定比例添加除鎳劑,加絮凝劑聚丙烯酰胺進行沉淀,再將污水經過三級沉淀、壓濾,完成含鎳污水預處理整個過程,再將經過預處理的污水排至污水處理站進行綜合處理。
圖為:鋁材加工氧化廢水處理設備

圖為:鋁材加工氧化廢水處理設備
2.8 噴涂車間含氟污水單獨處理系統
噴涂車間污水處理最為頭疼的問題是氟化物濃度容易超標。為解決這一問題,可將含氟化物污水引入一個單獨處理池、曝氣,然后使用復合堿(使用石灰和片堿也可以達到效果)將待處理污水pH調節至11以上,再加除氟劑至將pH降至7.0左右,加絮凝劑聚丙烯酰胺進行沉淀,再將污水經過三級沉淀、壓濾,完成含氟化物污水預處理整個過程,再將經過預處理的污水排至污水處理站進行綜合處理。
2.9 酸砂改噴砂工藝
傳統酸砂工藝改噴砂工藝,不再使用氟化氫銨這種原材料,從而最大限度地減少氨氮的排放,具有很大的環境效果。氟化氫銨是一種具有腐蝕性的化學物質,遇潮、水分解有毒氟化物, 氮氧化物和氨氣體,對人體有很大影響。改用噴砂代替酸砂工藝,一是鋁材加工件表面經噴砂磨蝕可達到與酸砂相同的起砂效果,實現工藝要求;二是噴砂過程是細小的玻璃或金屬砂丸與工件的物理摩擦作用,噴砂完成后,不會如同酸蝕那樣產生大量的氨氮化合物,大大降低廢水處理成本,提高環保效益。酸砂改噴砂工藝,可以極大地減少原污水中氨氮濃度,有效削減污染源,環境效益明顯,達到清潔生產要求。
2.10 酸堿霧吸收系統
在氧化車間槽面上,由于伴隨著酸的反應與揮發,環境相當惡劣,這對員工的健康和當地的環境都有很大的影響。所以,清潔生產要求氧化車間有酸堿霧吸收系統,對揮發的酸堿霧進行吸收,改善環境。
3 結束語
清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減少或者消除對人類健康和環境的危害。鋁加工行業(僅對擠壓、噴涂、氧化、電泳幾個生產過程進行討論)如何開展實施清潔生產工作,達到“節能、降耗、減污、增效”的目的呢?
清潔生產主要在于節能和環保,其中環保最為重要。所以,企業想開展清潔生產工作、通過清潔生產審核,必先做好環保工作,嚴格遵守環評批復治理,從源頭解決環保問題、做好過程控制與管理工作。本文篇幅和本人能力有限,不可能寫得面面俱到,清潔生產是件持續的工作,如何開展清潔生產工作值得我們持續討論。