压铸厂废水、废气、粉尘的来源、特点与危害
压铸厂的“三废”并非孤立存在,它们共同指向高温金属成型过程中被“夹带”出来的能量与物质。废水主要产自脱模剂循环、模具冷却、铸件清洗与去毛刺等工序,其中乳化液、表面活性剂、石油类、重金属(Al、Zn、Cu、Ni)及悬浮颗粒是典型成分;其特点是化学需氧量高、乳化稳定性强、金属离子易水解沉淀,一旦排入市政管网,可造成盐度升高、生化系统中毒,并借食物链产生神经毒性累积。废气则源于熔炼炉、压射室、喷涂与后加工:熔炼段以高温烟尘(金属氧化物+氟化物)为主,压射段以油雾、脱模剂裂解 VOCs 为主,后加工段则伴随抛丸、打磨的细颗粒与臭氧;高温高湿、粒径跨度大、易燃易爆(镁铝粉尘)和腐蚀性气体(HCl、HF)并存,是这一流派的共同标签,短期刺激呼吸道,长期可致金属热、尘肺及潜在致癌风险。粉尘可看作废气中的“固相版”,粒径<2 µm 的金属氧化物可穿透肺泡进入血液循环,遇水汽形成酸性离子,加剧设备和建构筑物腐蚀,并在屋顶、风道内形成二次爆炸源
难点画像
水质波动剧烈:换模、换色时脱模剂浓度可在 1 000~30 000 mg·L⁻¹ 之间跳跃,传统“隔油—混凝—沉淀”耐冲击负荷差,易出现浮渣死区。
废气“多相并存”:同一排口同时含尘、油、VOCs、酸性气体,单一洗涤或吸附均出现“顾此失彼”——水洗除酸却带走过多的除臭活性炭有效湿度,高温则使滤袋结露糊袋。
粉尘防爆与回收两难:镁、铝粉尘最小点火能量<10 mJ,按规需采用隔爆阀、泄爆片及惰化措施,但防爆设备增加压降,导致超细颗粒难以捕集,回收率低下,直接拉高金属损耗率。
场地局促与停机成本:压铸机排布紧凑,增设管井、风机和泵站常需停产改造,而压铸行业以“按小时计件”核算利润,停线 24 h 即可损失数十万元订单,企业天然抗拒“大拆大建”。
针对性解决思路
废水端推行“分质分流+物化—生化—深度”三段式:高浓度废脱模剂先经陶瓷膜循环浓缩,回收 80 % 原液回用,浓水再进入电絮凝—气浮,破除乳化后汇入综合调节池;生化段采用耐盐颗粒污泥床,盐度 8 % 仍可稳定去除 COD;末端以“臭氧—生物活性炭”把关,出水 COD<50 mg·L⁻¹,可回用于绿化或冷却补水。废气端则强调“温度—粒径—相态”三分离:熔炼高温烟尘(>250 ℃)先进余热锅炉或旋风降温至 90 ℃ 以下,与压射低温油雾分别经防爆袋滤和静电除雾后,再合并进入碱洗—除湿—活性炭/沸石转轮浓缩—RTO 的联合路线,既避免油雾对高温滤袋的糊堵,又利用 RTO 自持燃烧(浓度≥1 g·m⁻³ 时无需外加燃料)彻底分解 VOCs,实现“以废制废”。粉尘端采用“近源捕集+管道惰化+低风速沉降”:在压射位设置环形刀口侧吸罩,罩面风速 0.5 m·s⁻¹ 即可达到 95 % 捕集率,风管每隔 6 m 注入 N₂ 保持含氧量<8 %,末端选用防水防油覆膜滤筒,脉冲清灰周期延长至 60 min,减少二次扬尘;收集的铝灰经回转式脱漆炉去除有机涂层后,可回炉重熔,金属回收率>92 %。
经典案例文字解剖
案例一 华东汽车零部件铝合金压铸厂——“大风量、多组分”协同治理
背景:厂区 20 台 800 t 以上压铸机日产铝件 50 t,原有水帘除雾仅对油雾略有拦截,颗粒物排放 300 mg·m⁻³,超标 3 倍;VOCs 150 mg·m⁻³,超标 2.5 倍;车间能见度<5 m,周边投诉不断。
工艺路线:旋风预除尘→喷雾急冷(350 ℃→90 ℃)→覆膜布袋(过滤风速 0.8 m·min⁻¹)→碱洗塔(NaOH 循环,pH 9.5)→除湿除雾器(<70 % RH)→蜂窝活性炭吸附床(床层风速 0.25 m·s⁻¹)。系统风量 20×10⁴ m³·h⁻¹,总投资 580 万元。
设备亮点:① 旋风入口加陶瓷内衬,耐 400 ℃ 冲刷,寿命由 1 年提升到 5 年;② 布袋选用 PTFE 浸渍+超细纤维梯度结构,对 0.3 µm 氧化铝粉尘过滤效率 99.5 %,运行压差稳定在 800 Pa;③ 碱洗塔采用多级逆流喷淋+高效除雾,氟化氢去除率 95 %,塔体用玻璃钢+石墨鳞片防腐,十年免大修。
运行效果:颗粒物≤8 mg·m⁻³,VOCs≤12 mg·m⁻³,氟化物≤1 mg·m⁻³,均优于《铸造工业大气污染物排放标准》特别限值;车间 PM2.5 由 450 µg·m⁻³ 降至 35 µg·m⁻³,员工呼吸道疾病发生率下降 70 %。因环境改善,机台故障巡检效率提升约 5 %,间接增产 2.5 万件·年,折合经济效益 380 万元,投资回收期 1.5 年。
案例二 华南锌合金电子件工厂——“防爆+除臭”双目标升级
背景:8 台 280 t 热室压铸机专供手机中框,使用含氯脱模剂,废气中锌粉尘 250 mg·m⁻³、氯化氢 80 mg·m⁻³,厂界恶臭超标 2 倍,屋顶锌粉厚度月均 5 mm,雨季形成导电液滴,曾引发短路停线。
工艺路线:防爆型脉冲布袋(防静电覆膜,防爆通风孔面积 0.2 m²)→一级水洗(循环水 pH 10,加缓蚀剂)→二级碱洗(NaOH+NaClO 微氧化)→UV 光氧(185 nm 真空紫外+TiO₂ 催化)→离心除雾→ 25 m 高空排放。系统风量 8×10⁴ m³·h⁻¹,投资 220 万元。
设备亮点:① 布袋除尘器采用 316L 笼骨+导电纤维,表面电阻<10⁶ Ω,避免锌粉堆积静电放电;② 洗涤塔为空塔湍流结构,液气比 2 L·m⁻³,氯化氢去除率 98 %,塔底锌泥经板框压滤后含锌量 55 %,外售给炼锌厂,年回收 35 t 金属锌;③ UV 光氧模块选用抽屉式结构,清洗更换 10 min 完成,二甲胺、三乙胺恶臭去除率 90 %。
运行效果:锌及其化合物排放≤3 mg·m⁻³,氯化氢≤1.5 mg·m⁻³,恶臭浓度≤500(无量纲),达到《恶臭污染物排放标准》一级;企业获得某国际电子巨头绿色供应商认证,次年订单量增长 30 %,新增销售收入 1.2 亿元,净利润增加 1 800 万元,环保投资占比不足 1.2 %,却成为拿到高端订单的“敲门砖”
案例三 广东大型铝合金外壳厂——“分质处理+热能回收”耦合方案
背景:12 台压铸机分两班制,熔炼炉废气温度 250 ℃、粉尘 600 mg·m⁻³,压铸机废气 60–90 ℃、油雾 150 mg·m⁻³,统一处理时滤袋频繁糊死,RTO 需额外补充天然气 60 m³·h⁻¹,运行费用高。
工艺路线:熔炼线设余热锅炉(产 0.6 MPa 饱和蒸汽 1.2 t·h⁻¹)→高温布袋(耐温 260 ℃)→与压铸线经静电除雾后的废气混合→低温等离子(降 VOCs 峰值)→沸石转轮浓缩(10 ∶ 1)→RTO(自持燃烧,停天然气)。系统总风量 12×10⁴ m³·h⁻¹,总投资 450 万元。
设备亮点:① 余热锅炉采用热管式结构,热侧不易积灰,蒸汽用于厂内湿法去毛刺,年节省蒸汽费 60 万元;② 静电除雾器工作电压 45 kV,对 0.1–1 µm 油雾去除效率 95 %,极板镀特氟龙,水冲 1 次·周,免碱洗;③ 沸石转轮浓缩倍率 10 倍,RTO 设计热氧化温度 820 ℃,停留 1.2 s,VOCs 去除率 99 %,天然气消耗降至 0。
运行效果:粉尘≤20 mg·m⁻³,油雾≤8 mg·m⁻³,氟化物≤3 mg·m⁻³,VOCs≤40 mg·m⁻³;年回收蒸汽折合标煤 1 050 t,减少 CO₂ 排放 2 750 t,获得广东省“清洁生产企业”称号,碳排放配额盈余 3 000 t,按 60 元·t⁻¹ 计,年增收 18 万元,实现环保—节能—收益的正向闭环
小结
压铸行业“三废”治理的核心,是把“高温、高湿、多相、易爆”转化为可资源化、可能源化的稳态流。前述案例表明,只要抓住“分质—分级—回收”主线,用“防爆设计”守住安全底线,用“热能、金属、水”三大循环兑现经济效益,环保投入就不再是成本,而是撬动高端订单、绿色金融与品牌溢价的战略资本。
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