張陽 宛然

【摘? 要】在飛機表面處理生產(chǎn)中，使用各種航空涂料會造成較多的污染問題，不能滿足行業(yè)綠色化、生態(tài)化發(fā)展的要求。論文結(jié)合相關(guān)案例，分析了生產(chǎn)廠的環(huán)境保護建設(shè)情況，從生產(chǎn)工藝、污水處理和運營管理3個方面分析了航空企業(yè)表面處理生產(chǎn)廠中存在的環(huán)境保護問題。通過采取優(yōu)化生產(chǎn)工藝、改進廢水處理等措施完成環(huán)境保護建設(shè)，能夠有效減少污染處理量和排放量，在經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護方面達成雙贏目標，為航空企業(yè)加強表面處理生產(chǎn)廠環(huán)境保護建設(shè)指明方向。

【關(guān)鍵詞】航空企業(yè);表面處理;環(huán)境保護

【中圖分類號】X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2022）08-0074-03

1 引言

在航空企業(yè)表面處理領(lǐng)域，需要使用各種高性能涂料加強對飛行器表面材料的防護，確保飛行器可以承受空氣湍流、壓力驟變、高強紫外線照射等考驗。但實際建設(shè)和運營配套生產(chǎn)廠，日常需要使用大量的化工原材料，導(dǎo)致污染排放量較大，因此，應(yīng)加強對環(huán)境保護建設(shè)的研究，確保能夠順利通過環(huán)境保護認證，樹立良好的企業(yè)形象，助力行業(yè)健康發(fā)展。

2 案例分析

某航空基地表面處理中心建立了專門的飛機表面處理生產(chǎn)廠，采用氟聚氨酯磁漆、氟樹脂瓷漆等涂料進行飛機表面處理。按照現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，使用氫氟酸等溶劑進行面層清洗，產(chǎn)生的廢水中含有大量有毒、難降解、成分復(fù)雜的高分子有機化合物，因此，生產(chǎn)廠專門建設(shè)配套污水處理站進行廢水處理。但長期以來，生產(chǎn)廠每年都需要排放大量的污水，無法達到國家提出的清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略實施要求。結(jié)合案例對生產(chǎn)廠環(huán)境保護建設(shè)問題展開分析，從根本上解決工業(yè)污染問題，落實高端裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展要求，能夠通過提供可靠的產(chǎn)業(yè)配套支撐推動航空事業(yè)發(fā)展。

3 環(huán)境保護問題分析

3.1 生產(chǎn)工藝問題

對案例企業(yè)的生產(chǎn)工藝展開分析可知，飛機表面涂層包含面漆、表面處理層、底漆等。在表面處理時，需要首先對蒙皮表面進行預(yù)處理，通過機械打磨方式去除脫模劑，然后使用溶劑清洗干凈，并通過水膜連續(xù)法進行檢驗。在底漆和面漆噴涂上，主要采用聚氨酯涂料等，具體將根據(jù)設(shè)計要求選擇。在表面處理層生成方面，生產(chǎn)廠主要采用電化學(xué)氧化法在蒙皮表面生成氧化膜。具體來講，就是將鋁板掛在陽極槽中，通過接通陽極產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，需要使用鉻酸、硫酸、磷酸等電解液，最終生成鋁合金防護層。由于工藝相對陳舊，需要使用鉻酸、硫酸等化學(xué)藥物，同時，主要使用溶劑型涂料進行噴漆，在施工區(qū)和地面清洗過程中污染源較多，每天約產(chǎn)生7 t廢水。

3.2 污水處理問題

從飛機表面處理生產(chǎn)廢水的處理情況來看，主要通過建設(shè)的污水處理站集中進行生產(chǎn)廠污水處理，采用化學(xué)沉淀法進行生產(chǎn)廢水處理，通過投加氫氧化鈉、硫化物等沉淀劑，能夠通過生成沉淀去除廢水中的重金屬污染物，處理水量較大，但也需要投加大量的藥劑，加強pH值調(diào)節(jié)，以免出現(xiàn)固液分離不佳的情況。但產(chǎn)生的泥渣中含有大量的重金屬，也容易產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過絮凝沉淀后，需要采用高效脫氮設(shè)備進行反硝化反應(yīng)，確保出水總氮等指標達到排放要求。但從污水處理的實際情況來看，由于表面處理工藝復(fù)雜，日常產(chǎn)生的廢水成分和pH值等將發(fā)生變化，采用現(xiàn)有污水處理技術(shù)時常出現(xiàn)污水排放超標的問題。

3.3 運營管理問題

在環(huán)境保護方面，生產(chǎn)廠尚未建立相應(yīng)的監(jiān)管體系，導(dǎo)致日常生產(chǎn)存在污水無序排放的情況。與此同時，由于檢修、運維等工作開展不及時，污水處理設(shè)備老化，造成污水處理效果不佳。

4 環(huán)境保護建設(shè)方案

4.1 優(yōu)化生產(chǎn)工藝

為解決生產(chǎn)廠污染源較多的問題，從源頭上加強污染治理，需要對企業(yè)現(xiàn)有表面處理生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，提出綠色環(huán)保型生產(chǎn)方案。

首先，對表面預(yù)處理工藝進行改進。可知六價鉻為致癌重金屬，在離子濃度超標的情況下容易引發(fā)槽液報廢情況，成為重要污染源之一。因為處理報廢槽液需要較長時間，廢水處理成本較高。對此，可以采用無鉻化生產(chǎn)工藝，利用無鉻脫氧液代替鉻酸、硫酸等酸液，可以減少蒙皮表面處理產(chǎn)生的重金屬污染物，使需要處理的槽液減少，進而達到減少廢水處理量的目標[1]。

其次，需要加強對復(fù)合材料蒙皮表面涂層體系的研究，使用環(huán)氧底漆進行防護涂層噴涂，由于不存在金屬組分所以不會發(fā)生腐蝕問題，無需添加鉻酸鹽類的防銹顏填料。作為水敏感材料，復(fù)合材料吸水后容易出現(xiàn)強度下降等情況，因此，需要噴涂高度致密性的底漆層，避免水滲透。飛機飛行過程中需要承受冷熱交替氣流沖擊、太陽輻射等，因此，選擇涂層應(yīng)具有較好耐候性、耐磨性等性能，可以選用交聯(lián)密度高的聚氨酯材料。材料表面為多孔狀，經(jīng)過除油打磨后無法完全遮住表面孔隙，需在底漆表面涂抹彈性聚酯膩子，通過在聚酯樹脂中添加無機填充物制成，可以與底漆和面漆產(chǎn)生較強附著力，展現(xiàn)良好的彈性變形能力和柔韌性[2]。完成膩子層刮涂后，先對表面進行輕微打磨，然后使用清洗溶劑進行表面擦拭，最終噴涂聚氨酯底漆和聚氨酯面漆，能夠形成完整涂層。在整個表面處理過程中，無需使用大量的水進行表面氧化物沖洗，只需要利用少量溶劑對表面進行擦拭，因此產(chǎn)生的污水量較少。此外，生產(chǎn)廢水中不含有鉻等金屬，能夠降低污水處理難度，取得更好的污水處理效果。

最后，考慮到溶劑型涂料毒害較大，應(yīng)利用水性涂料進行部分替代，推動航空企業(yè)表面處理工藝向綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。從航空涂料的發(fā)展情況來看，水性涂料含水量達到了20%～50%，不含有重金屬、苯類等物質(zhì)，具有無毒、無污染等特點，在歐美等發(fā)達國家普及率達到80%。對于涂裝飛機蒙皮，可采用水性丙烯酸改性聚氨酯材料，具有良好的耐水、耐油、耐鹽霧等性能，在鋁合金和塑料件上擁有較強的附著力[3]。在飛行器機翼、機身等位置噴涂水性涂料，能夠在滿足表面處理要求的同時，體現(xiàn)綠色環(huán)保特性。水性涂料不容易爆炸，VOC排放量通常不超20 kg/h，而溶劑型涂料能夠達到100 kg/h。因此，采用水性涂料進行飛行器表面處理，不僅可以減少重金屬污染物的產(chǎn)生，也能避免帶來嚴重的大氣污染。

通過引進環(huán)保工藝，能夠明顯減少污水處理量，每年約減少8 t含鉻廢水，可以減輕污水站運行壓力。未來通過加強對復(fù)合材料涂層和水性涂料的廣泛應(yīng)用，能夠創(chuàng)造節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)環(huán)境，減少蒙皮表面清洗產(chǎn)生的污水量，體現(xiàn)工藝綠色、節(jié)能的特點。

4.2 改進污水處理

針對成分復(fù)雜的廢水進行處理，應(yīng)采取有效的廢水處理技術(shù)。根據(jù)生產(chǎn)廠污水處理情況，引入A/O工藝加強綜合廢水處理，有利于確保處理后的水質(zhì)能夠達到直接排入市政污水管網(wǎng)的標準。按照工藝流程，將廢水通過污水管線送入廢水罐后，首先利用格柵進行初步過濾，然后進入混合反應(yīng)槽進行pH值調(diào)節(jié)，添加混凝劑。在有機物和懸浮物經(jīng)過混凝沉淀后，將污水送入混凝氣浮池，去除油脂后送入水解酸化池，完成氧氣含量調(diào)節(jié)。污水進入好氧池，經(jīng)過厭氧好氧工藝處理后，進入膜生物反應(yīng)池進行超濾處理。通過對CODCr值進行監(jiān)測，確認合格后可以直接通過排污管道排放，否則回流至調(diào)節(jié)罐進行循環(huán)處理。而污泥送入污泥槽改性，經(jīng)過絮凝、壓濾后統(tǒng)一運至指定地點處理，上層清液確認水質(zhì)達標后可以直接排入污水管道。在污水站改造方面，需要把握關(guān)鍵污水處理環(huán)節(jié)，確保取得理想的污水處理效果。

首先，利用混合反應(yīng)槽進行pH值調(diào)節(jié)，需要添加聚合氯化鋁生成水解產(chǎn)物，對不容易沉淀的顆粒狀態(tài)進行破壞。添加氫氧化鈉，可以發(fā)生沉淀反應(yīng)，將水中雜質(zhì)去除。投加聚丙烯酰胺，進行絮凝攪拌，能夠去除污水中懸浮物和有機物。

其次，選用三格混凝池添加聚丙烯酰胺等藥劑，安裝在線pH計進行pH值監(jiān)測，并在管道上安裝流量計調(diào)控藥劑投加量，將pH值控制在7～8。在氣浮池中安裝溶氣水泵，通過在水中混入空氣促使油脂等漂浮起來，利用刮渣機去除，避免超濾膜堵塞?；亓鞅仍O(shè)置為50%，使提升泵和溶氣泵進行聯(lián)鎖控制，并通過可編程控制器設(shè)定動力設(shè)備運行程序。

再次，建造水解酸化池進行污水脫氮處理，可以將有機物降解為小分子物質(zhì)，強化污水可生化性，通過生物降解改善出水水質(zhì)。建設(shè)酸化池時，應(yīng)安裝曝氣裝置，根據(jù)監(jiān)測所得的總氮量進行啟停控制。在指標超標的情況下，停止曝氣形成缺氧環(huán)境，加速反硝化細菌繁殖。而進水的總氮量較低時，需要加強曝氣，確保形成良好的好氧環(huán)境。通過安裝潛水攪拌機，將污水和細菌充分混合，能夠有效改善生物處理效果。

最后，建設(shè)膜生物反應(yīng)池，由于生物量濃度較高，能夠大幅度提升容積負荷，增強膜分離效果[4]。在利用膜對污染物進行高效分離的情況下，可以縮短水力停留時間，減少污泥排放。在建設(shè)實踐中，需要安裝回流水泵，與水解酸化池構(gòu)成循環(huán)回路，加快反應(yīng)速度。安裝超聲波液位計，通過設(shè)置閾值進行自動控制，可以在指標超限時及時發(fā)出報警，停止膜過濾泵，并啟動應(yīng)急程序進行污水回流，避免出現(xiàn)出水超標問題。

通過引進新的污水處理工藝，可以降低CODCr指標參數(shù)，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。結(jié)合相關(guān)案例展開分析可知，自2022年6月初引進A/O工藝加強表面處理廢水的處理，隨著設(shè)備運行達到穩(wěn)定狀態(tài)，不斷降低了CODCr指標參數(shù)，使出水水質(zhì)逐步達到穩(wěn)定狀態(tài)。如圖1所示，末端進水CODCr指標在月初達到500 mg/L以上，經(jīng)過一周運行后，從6月7日開始維持在300～400 mg/L，出水水質(zhì)的CODCr指標從100 mg/L以上降低至50 mg/L左右，可以直接排入市政污水管網(wǎng)。

4.3 強化終端管理

為有效治理生產(chǎn)廠排污問題，保證達成污染零排放目標，需要加強污水排放終端管理。

首先，需要加強污水排放末端水質(zhì)指標監(jiān)測，確保污水站出水合格。具體來講，在生物反應(yīng)池的進水管和出水管位置安裝在線CODCr監(jiān)測儀器，通過聯(lián)網(wǎng)方式在計算機上實時顯示進出水的水質(zhì)，出現(xiàn)不達標情況立即向過濾泵發(fā)送停止運行指令，并啟動提升泵實現(xiàn)污水回流。通過加強進出水水質(zhì)對比，能夠確定污水處理效果。通過采集污水成分、含量等數(shù)據(jù)進行綜合分析，可以及時發(fā)現(xiàn)污水站污水處理效果不穩(wěn)情況，安排人員進行全面檢查，通過排除故障提高污水治理水平。

其次，考慮到生產(chǎn)線的槽液類型較多，為保持廢水處理效果穩(wěn)定，應(yīng)通過制定廢水排放計劃實現(xiàn)有序排放。通過分析可知，生產(chǎn)廠槽液類型包含鋁化銑、熒光液、酸性清洗水等，其中鋁化銑為強堿性，其余兩種為酸性，可以通過以廢治廢的手段進行綜合管理，有效降低污水處理成本。具體來講，可以利用堿性廢水對酸性廢水進行中和，在絮凝階段加強pH值調(diào)節(jié)，節(jié)省酸堿液用量。按照這一思路，將鋁化銑的處理周期設(shè)定為3～5 d，熒光液的處理周期設(shè)定為3 d，酸性清洗水的處理周期為2 d。按照類型和處理周期，合理確定污水排放時間，要求各班組根據(jù)計劃向污水站提出排放申請，做到有序排放污水，在節(jié)省成本的同時，確保污水站可以維持高效運行，避免出現(xiàn)污水跑、冒等問題。通過以廢治廢等手段，每年能夠節(jié)約大量的藥劑費。同時，隨著污水處理量的減少，每月可以減少大量的廢水處理成本，因此，可以為航空企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

再次，在污水站的日常運行方面，為加強對各道工序運行的管理，保證相關(guān)工作規(guī)范開展，需要編制專門的廢水處理系統(tǒng)操作手冊，建立污水處理技術(shù)標準。例如，在生產(chǎn)現(xiàn)場管理方面，需要編制6S手冊，確保每天開展現(xiàn)場清理活動，通過創(chuàng)造良好的環(huán)境確保污水站穩(wěn)定運行。面向人員開展宣傳教育工作，并定期組織人員參與操作培訓(xùn)活動，確保人員熟練掌握各種設(shè)備的操作方法，減少人為差錯的產(chǎn)生，確保污水站維持高效運行狀態(tài)。

最后，在污水設(shè)備管理上，根據(jù)航空企業(yè)高效管理需求應(yīng)完成硬件設(shè)備升級、改造，同時，需要引進先進的計算機軟件加強自動化管理，在減輕人員勞動強度的同時，通過計算機預(yù)警、報警等方式加強污水站管理，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。在設(shè)備檢修維護方面，需要建立嚴格的系統(tǒng)點檢、設(shè)備檢修和保養(yǎng)等制度，通過定期進行監(jiān)督檢查確認相關(guān)工作有效落實。

通過加強終端管理，解決污水排放超標問題，在創(chuàng)造顯著社會效益和生態(tài)效益的同時，能夠幫助企業(yè)樹立良好形象。

5 結(jié)論

航空企業(yè)在實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的過程中，應(yīng)重點解決蒙皮表面處理過程中污染排放量大的問題，確保切實落實環(huán)境保護戰(zhàn)略實施要求，推動行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。通過分析企業(yè)環(huán)境保護建設(shè)問題，從源頭上改進表面處理生產(chǎn)工藝，采用無鉻化工藝、復(fù)合材料涂層和水性環(huán)保涂料減少污染排放量，可以全面推進清潔生產(chǎn)方式。在此基礎(chǔ)上，引入A/O技術(shù)加強污水處理，合理建設(shè)各種污水處理池，并通過加強末端監(jiān)測等手段強化終端管理，能夠保證污水處理取得理想效果，最終達成環(huán)境保護建設(shè)目標。

【參考文獻】

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【2】沈哲，陳瑋，吳奇，等.US/UV/混凝多重協(xié)同臭氧氧化處理航空工業(yè)熒光廢水的研究[J].應(yīng)用化工，2021，50（3）：727-731.

【3】謝道秀.現(xiàn)代航空涂料在飛機修理中的應(yīng)用和展望[J].中國設(shè)備工程，2020（S2）：6-7.

【4】謝飛舟，張小波，龔恒亮，等.水性涂料的研究現(xiàn)狀及其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2019，22（5）：20-22.

【作者簡介】張陽（1988-），男，陜西西安人，工程師，從事生產(chǎn)管理研究。