航空企業表面處理生產廠環境保護建設分析

張陽 宛然

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

【關鍵詞】航空企業;表面處理;環境保護

【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

在航空企業表面處理領域，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。但實際建設和運營配套生產廠，日常需要使用大量的化工原材料，導致污染排放量較大，因此，應加強對環境保護建設的研究，確保能夠順利通過環境保護認證，樹立良好的企業形象，助力行業健康發展。

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。按照現有生產工藝，使用氫氟酸等溶劑進行面層清洗，產生的廢水中含有大量有毒、難降解、成分復雜的高分子有機化合物，因此，生產廠專門建設配套污水處理站進行廢水處理。但長期以來，生產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戰略實施要求。結合案例對生產廠環境保護建設問題展開分析，從根本上解決工業污染問題，落實高端裝備制造業的轉型發展要求，能夠通過提供可靠的產業配套支撐推動航空事業發展。

3 環境保護問題分析

3.1 生產工藝問題

對案例企業的生產工藝展開分析可知，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，具體將根據設計要求選擇。在表面處理層生成方面，生產廠主要采用電化學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，通過接通陽極產生電化學反應，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、硫酸等化學藥物，同時，主要使用溶劑型涂料進行噴漆，在施工區和地面清洗過程中污染源較多，每天約產生7 t廢水。

3.2 污水處理問題

從飛機表面處理生產廢水的處理情況來看，主要通過建設的污水處理站集中進行生產廠污水處理，采用化學沉淀法進行生產廢水處理，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值調節，以免出現固液分離不佳的情況。但產生的泥渣中含有大量的重金屬，也容易產生二次污染。經過絮凝沉淀后，需要采用高效脫氮設備進行反硝化反應，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雜，日常產生的廢水成分和pH值等將發生變化，采用現有污水處理技術時常出現污水排放超標的問題。

3.3 運營管理問題

在環境保護方面，生產廠尚未建立相應的監管體系，導致日常生產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，污水處理設備老化，造成污水處理效果不佳。

4 環境保護建設方案

4.1 優化生產工藝

為解決生產廠污染源較多的問題，從源頭上加強污染治理，需要對企業現有表面處理生產工藝進行優化，提出綠色環保型生產方案。

首先，對表面預處理工藝進行改進?？芍鶅r鉻為致癌重金屬，在離子濃度超標的情況下容易引發槽液報廢情況，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，需要加強對復合材料蒙皮表面涂層體系的研究，使用環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，復合材料吸水后容易出現強度下降等情況，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，選擇涂層應具有較好耐候性、耐磨性等性能，可以選用交聯密度高的聚氨酯材料。材料表面為多孔狀，經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生較強附著力，展現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，因此產生的污水量較少。此外，生產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，應利用水性涂料進行部分替代，推動航空企業表面處理工藝向綠色、環保的方向發展。從航空涂料的發展情況來看，水性涂料含水量達到了20%～50%，不含有重金屬、苯類等物質，具有無毒、無污染等特點，在歐美等發達國家普及率達到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，體現綠色環保特性。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生，也能避免帶來嚴重的大氣污染。

通過引進環保工藝，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。未來通過加強對復合材料涂層和水性涂料的廣泛應用，能夠創造節能、環保的生產環境，減少蒙皮表面清洗產生的污水量，體現工藝綠色、節能的特點。

4.2 改進污水處理

針對成分復雜的廢水進行處理，應采取有效的廢水處理技術。根據生產廠污水處理情況，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能夠達到直接排入市政污水管網的標準。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，然后進入混合反應槽進行pH值調節，添加混凝劑。在有機物和懸浮物經過混凝沉淀后，將污水送入混凝氣浮池，去除油脂后送入水解酸化池，完成氧氣含量調節。污水進入好氧池，經過厭氧好氧工藝處理后，進入膜生物反應池進行超濾處理。通過對CODCr值進行監測，確認合格后可以直接通過排污管道排放，否則回流至調節罐進行循環處理。而污泥送入污泥槽改性，經過絮凝、壓濾后統一運至指定地點處理，上層清液確認水質達標后可以直接排入污水管道。在污水站改造方面，需要把握關鍵污水處理環節，確保取得理想的污水處理效果。

首先，利用混合反應槽進行pH值調節，需要添加聚合氯化鋁生成水解產物，對不容易沉淀的顆粒狀態進行破壞。添加氫氧化鈉，可以發生沉淀反應，將水中雜質去除。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值監測，并在管道上安裝流量計調控藥劑投加量，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置為50%，使提升泵和溶氣泵進行聯鎖控制，并通過可編程控制器設定動力設備運行程序。

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，強化污水可生化性，通過生物降解改善出水水質。建設酸化池時，應安裝曝氣裝置，根據監測所得的總氮量進行啟?？刂?。在指標超標的情況下，停止曝氣形成缺氧環境，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，建設膜生物反應池，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。在建設實踐中，需要安裝回流水泵，與水解酸化池構成循環回路，加快反應速度。安裝超聲波液位計，通過設置閾值進行自動控制，可以在指標超限時及時發出報警，停止膜過濾泵，并啟動應急程序進行污水回流，避免出現出水超標問題。

通過引進新的污水處理工藝，可以降低CODCr指標參數，保證出水水質穩定。結合相關案例展開分析可知，自2022年6月初引進A/O工藝加強表面處理廢水的處理，隨著設備運行達到穩定狀態，不斷降低了CODCr指標參數，使出水水質逐步達到穩定狀態。如圖1所示，末端進水CODCr指標在月初達到500 mg/L以上，經過一周運行后，從6月7日開始維持在300～400 mg/L，出水水質的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。

4.3 強化終端管理

為有效治理生產廠排污問題，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指標監測，確保污水站出水合格。具體來講，在生物反應池的進水管和出水管位置安裝在線CODCr監測儀器，通過聯網方式在計算機上實時顯示進出水的水質，出現不達標情況立即向過濾泵發送停止運行指令，并啟動提升泵實現污水回流。通過加強進出水水質對比，能夠確定污水處理效果。通過采集污水成分、含量等數據進行綜合分析，可以及時發現污水站污水處理效果不穩情況，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，考慮到生產線的槽液類型較多，為保持廢水處理效果穩定，應通過制定廢水排放計劃實現有序排放。通過分析可知，生產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值調節，節省酸堿液用量。按照這一思路，將鋁化銑的處理周期設定為3～5 d，熒光液的處理周期設定為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，要求各班組根據計劃向污水站提出排放申請，做到有序排放污水，在節省成本的同時，確保污水站可以維持高效運行，避免出現污水跑、冒等問題。通過以廢治廢等手段，每年能夠節約大量的藥劑費。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，可以為航空企業創造可觀的經濟效益。

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，保證相關工作規范開展，需要編制專門的廢水處理系統操作手冊，建立污水處理技術標準。例如，在生產現場管理方面，需要編制6S手冊，確保每天開展現場清理活動，通過創造良好的環境確保污水站穩定運行。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活動，確保人員熟練掌握各種設備的操作方法，減少人為差錯的產生，確保污水站維持高效運行狀態。

最后，在污水設備管理上，根據航空企業高效管理需求應完成硬件設備升級、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，通過計算機預警、報警等方式加強污水站管理，保證出水水質穩定。在設備檢修維護方面，需要建立嚴格的系統點檢、設備檢修和保養等制度，通過定期進行監督檢查確認相關工作有效落實。

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

5 結論

航空企業在實現轉型升級的過程中，應重點解決蒙皮表面處理過程中污染排放量大的問題，確保切實落實環境保護戰略實施要求，推動行業實現可持續發展。通過分析企業環境保護建設問題，從源頭上改進表面處理生產工藝，采用無鉻化工藝、復合材料涂層和水性環保涂料減少污染排放量，可以全面推進清潔生產方式。在此基礎上，引入A/O技術加強污水處理，合理建設各種污水處理池，并通過加強末端監測等手段強化終端管理，能夠保證污水處理取得理想效果，最終達成環境保護建設目標。

【參考文獻】

【1】陳超.飛機漆面清洗廢水處理技術[J].建筑施工，2021，43（4）：673-674.

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

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

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

【作者簡介】張陽（1988-），男，陜西西安人，工程師，從事生產管理研究。