张阳 宛然

【摘  要】在飞机表面处理生产中，使用各种航空涂料会造成较多的污染问题，不能满足行业绿色化、生态化发展的要求。论文结合相关案例，分析了生产厂的环境保护建设情况，从生产工艺、污水处理和运营管理3个方面分析了航空企业表面处理生产厂中存在的环境保护问题。通过采取优化生产工艺、改进废水处理等措施完成环境保护建设，能够有效减少污染处理量和排放量，在经济发展和环境保护方面达成双赢目标，为航空企业加强表面处理生产厂环境保护建设指明方向。

【关键词】航空企业;表面处理;环境保护

【中图分类号】X703                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2022）08-0074-03

1 引言

在航空企业表面处理领域，需要使用各种高性能涂料加强对飞行器表面材料的防护，确保飞行器可以承受空气湍流、压力骤变、高强紫外线照射等考验。但实际建设和运营配套生产厂，日常需要使用大量的化工原材料，导致污染排放量较大，因此，应加强对环境保护建设的研究，确保能够顺利通过环境保护认证，树立良好的企业形象，助力行业健康发展。

2 案例分析

某航空基地表面处理中心建立了专门的飞机表面处理生产厂，采用氟聚氨酯磁漆、氟树脂瓷漆等涂料进行飞机表面处理。按照现有生产工艺，使用氢氟酸等溶剂进行面层清洗，产生的废水中含有大量有毒、难降解、成分复杂的高分子有机化合物，因此，生产厂专门建设配套污水处理站进行废水处理。但长期以来，生产厂每年都需要排放大量的污水，无法达到国家提出的清洁生产战略实施要求。结合案例对生产厂环境保护建设问题展开分析，从根本上解决工业污染问题，落实高端装备制造业的转型发展要求，能够通过提供可靠的产业配套支撑推动航空事业发展。

3 环境保护问题分析

3.1 生产工艺问题

对案例企业的生产工艺展开分析可知，飞机表面涂层包含面漆、表面处理层、底漆等。在表面处理时，需要首先对蒙皮表面进行预处理，通过机械打磨方式去除脱模剂，然后使用溶剂清洗干净，并通过水膜连续法进行检验。在底漆和面漆喷涂上，主要采用聚氨酯涂料等，具体将根据设计要求选择。在表面处理层生成方面，生产厂主要采用电化学氧化法在蒙皮表面生成氧化膜。具体来讲，就是将铝板挂在阳极槽中，通过接通阳极产生电化学反应，需要使用铬酸、硫酸、磷酸等电解液，最终生成铝合金防护层。由于工艺相对陈旧，需要使用铬酸、硫酸等化学药物，同时，主要使用溶剂型涂料进行喷漆，在施工区和地面清洗过程中污染源较多，每天约产生7 t废水。

3.2 污水处理问题

从飞机表面处理生产废水的处理情况来看，主要通过建设的污水处理站集中进行生产厂污水处理，采用化学沉淀法进行生产废水处理，通过投加氢氧化钠、硫化物等沉淀剂，能够通过生成沉淀去除废水中的重金属污染物，处理水量较大，但也需要投加大量的药剂，加强pH值调节，以免出现固液分离不佳的情况。但产生的泥渣中含有大量的重金属，也容易产生二次污染。经过絮凝沉淀后，需要采用高效脱氮设备进行反硝化反应，确保出水总氮等指标达到排放要求。但从污水处理的实际情况来看，由于表面处理工艺复杂，日常产生的废水成分和pH值等将发生变化，采用现有污水处理技术时常出现污水排放超标的问题。

3.3 运营管理问题

在环境保护方面，生产厂尚未建立相应的监管体系，导致日常生产存在污水无序排放的情况。与此同时，由于检修、运维等工作开展不及时，污水处理设备老化，造成污水处理效果不佳。

4 环境保护建设方案

4.1 优化生产工艺

為解决生产厂污染源较多的问题，从源头上加强污染治理，需要对企业现有表面处理生产工艺进行优化，提出绿色环保型生产方案。

首先，对表面预处理工艺进行改进。可知六价铬为致癌重金属，在离子浓度超标的情况下容易引发槽液报废情况，成为重要污染源之一。因为处理报废槽液需要较长时间，废水处理成本较高。对此，可以采用无铬化生产工艺，利用无铬脱氧液代替铬酸、硫酸等酸液，可以减少蒙皮表面处理产生的重金属污染物，使需要处理的槽液减少，进而达到减少废水处理量的目标[1]。

其次，需要加强对复合材料蒙皮表面涂层体系的研究，使用环氧底漆进行防护涂层喷涂，由于不存在金属组分所以不会发生腐蚀问题，无需添加铬酸盐类的防锈颜填料。作为水敏感材料，复合材料吸水后容易出现强度下降等情况，因此，需要喷涂高度致密性的底漆层，避免水渗透。飞机飞行过程中需要承受冷热交替气流冲击、太阳辐射等，因此，选择涂层应具有较好耐候性、耐磨性等性能，可以选用交联密度高的聚氨酯材料。材料表面为多孔状，经过除油打磨后无法完全遮住表面孔隙，需在底漆表面涂抹弹性聚酯腻子，通过在聚酯树脂中添加无机填充物制成，可以与底漆和面漆产生较强附着力，展现良好的弹性变形能力和柔韧性[2]。完成腻子层刮涂后，先对表面进行轻微打磨，然后使用清洗溶剂进行表面擦拭，最终喷涂聚氨酯底漆和聚氨酯面漆，能够形成完整涂层。在整个表面处理过程中，无需使用大量的水进行表面氧化物冲洗，只需要利用少量溶剂对表面进行擦拭，因此产生的污水量较少。此外，生产废水中不含有铬等金属，能够降低污水处理难度，取得更好的污水处理效果。

最后，考虑到溶剂型涂料毒害较大，应利用水性涂料进行部分替代，推动航空企业表面处理工艺向绿色、环保的方向发展。从航空涂料的发展情况来看，水性涂料含水量达到了20%～50%，不含有重金属、苯类等物质，具有无毒、无污染等特点，在欧美等发达国家普及率达到80%。对于涂装飞机蒙皮，可采用水性丙烯酸改性聚氨酯材料，具有良好的耐水、耐油、耐盐雾等性能，在铝合金和塑料件上拥有较强的附着力[3]。在飞行器机翼、机身等位置喷涂水性涂料，能够在满足表面处理要求的同时，体现绿色环保特性。水性涂料不容易爆炸，VOC排放量通常不超20 kg/h，而溶剂型涂料能够达到100 kg/h。因此，采用水性涂料进行飞行器表面处理，不仅可以减少重金属污染物的产生，也能避免带来严重的大气污染。

通过引进环保工艺，能够明显减少污水处理量，每年约减少8 t含铬废水，可以减轻污水站运行压力。未来通过加强对复合材料涂层和水性涂料的广泛应用，能够创造节能、环保的生产环境，减少蒙皮表面清洗产生的污水量，体现工艺绿色、节能的特点。

4.2 改进污水处理

针对成分复杂的废水进行处理，应采取有效的废水处理技术。根据生产厂污水处理情况，引入A/O工艺加强综合废水处理，有利于确保处理后的水质能够达到直接排入市政污水管网的标准。按照工艺流程，将废水通过污水管线送入废水罐后，首先利用格栅进行初步过滤，然后进入混合反应槽进行pH值调节，添加混凝剂。在有机物和悬浮物经过混凝沉淀后，将污水送入混凝气浮池，去除油脂后送入水解酸化池，完成氧气含量调节。污水进入好氧池，经过厌氧好氧工艺处理后，进入膜生物反应池进行超滤处理。通过对CODCr值进行监测，确认合格后可以直接通过排污管道排放，否则回流至调节罐进行循环处理。而污泥送入污泥槽改性，经过絮凝、压滤后统一运至指定地点处理，上层清液确认水质达标后可以直接排入污水管道。在污水站改造方面，需要把握关键污水处理环节，确保取得理想的污水处理效果。

首先，利用混合反应槽进行pH值调节，需要添加聚合氯化铝生成水解产物，对不容易沉淀的颗粒状态进行破坏。添加氢氧化钠，可以发生沉淀反应，将水中杂质去除。投加聚丙烯酰胺，进行絮凝搅拌，能够去除污水中悬浮物和有机物。

其次，选用三格混凝池添加聚丙烯酰胺等药剂，安装在线pH计进行pH值监测，并在管道上安装流量计调控药剂投加量，将pH值控制在7～8。在气浮池中安装溶气水泵，通过在水中混入空气促使油脂等漂浮起来，利用刮渣机去除，避免超滤膜堵塞。回流比设置为50%，使提升泵和溶气泵进行联锁控制，并通过可编程控制器设定动力设备运行程序。

再次，建造水解酸化池进行污水脱氮处理，可以将有机物降解为小分子物质，强化污水可生化性，通过生物降解改善出水水质。建设酸化池时，应安装曝气装置，根据监测所得的总氮量进行启停控制。在指标超标的情况下，停止曝气形成缺氧环境，加速反硝化细菌繁殖。而进水的总氮量较低时，需要加强曝气，确保形成良好的好氧环境。通过安装潜水搅拌机，将污水和细菌充分混合，能够有效改善生物处理效果。

最后，建设膜生物反应池，由于生物量浓度较高，能够大幅度提升容积负荷，增强膜分离效果[4]。在利用膜对污染物进行高效分离的情况下，可以缩短水力停留时间，减少污泥排放。在建设实践中，需要安装回流水泵，与水解酸化池构成循环回路，加快反应速度。安装超声波液位计，通过设置阈值进行自动控制，可以在指标超限时及时发出报警，停止膜过滤泵，并启动应急程序进行污水回流，避免出现出水超标问题。

通过引进新的污水处理工艺，可以降低CODCr指标参数，保证出水水质稳定。结合相关案例展开分析可知，自2022年6月初引进A/O工艺加强表面处理废水的处理，随着设备运行达到稳定状态，不断降低了CODCr指标参数，使出水水质逐步达到稳定状态。如图1所示，末端进水CODCr指标在月初达到500 mg/L以上，经过一周运行后，从6月7日开始维持在300～400 mg/L，出水水质的CODCr指标从100 mg/L以上降低至50 mg/L左右，可以直接排入市政污水管网。

4.3 强化终端管理

为有效治理生产厂排污问题，保证达成污染零排放目标，需要加强污水排放终端管理。

首先，需要加强污水排放末端水质指标监测，确保污水站出水合格。具体来讲，在生物反应池的进水管和出水管位置安装在线CODCr监测仪器，通过联网方式在计算机上实时显示进出水的水质，出现不达标情况立即向过滤泵发送停止运行指令，并启动提升泵实现污水回流。通过加強进出水水质对比，能够确定污水处理效果。通过采集污水成分、含量等数据进行综合分析，可以及时发现污水站污水处理效果不稳情况，安排人员进行全面检查，通过排除故障提高污水治理水平。

其次，考虑到生产线的槽液类型较多，为保持废水处理效果稳定，应通过制定废水排放计划实现有序排放。通过分析可知，生产厂槽液类型包含铝化铣、荧光液、酸性清洗水等，其中铝化铣为强碱性，其余两种为酸性，可以通过以废治废的手段进行综合管理，有效降低污水处理成本。具体来讲，可以利用碱性废水对酸性废水进行中和，在絮凝阶段加强pH值调节，节省酸碱液用量。按照这一思路，将铝化铣的处理周期设定为3～5 d，荧光液的处理周期设定为3 d，酸性清洗水的处理周期为2 d。按照类型和处理周期，合理确定污水排放时间，要求各班组根据计划向污水站提出排放申请，做到有序排放污水，在节省成本的同时，确保污水站可以维持高效运行，避免出现污水跑、冒等问题。通过以废治废等手段，每年能够节约大量的药剂费。同时，随着污水处理量的减少，每月可以减少大量的废水处理成本，因此，可以为航空企业创造可观的经济效益。

再次，在污水站的日常运行方面，为加强对各道工序运行的管理，保证相关工作规范开展，需要编制专门的废水处理系统操作手册，建立污水处理技术标准。例如，在生产现场管理方面，需要编制6S手册，确保每天开展现场清理活动，通过创造良好的环境确保污水站稳定运行。面向人员开展宣传教育工作，并定期组织人员参与操作培训活动，确保人员熟练掌握各种设备的操作方法，减少人为差错的产生，确保污水站维持高效运行状态。

最后，在污水设备管理上，根据航空企业高效管理需求应完成硬件设备升级、改造，同时，需要引进先进的计算机软件加强自动化管理，在减轻人员劳动强度的同时，通过计算机预警、报警等方式加强污水站管理，保证出水水质稳定。在设备检修维护方面，需要建立严格的系统点检、设备检修和保养等制度，通过定期进行监督检查确认相关工作有效落实。

通过加强终端管理，解决污水排放超标问题，在创造显著社会效益和生态效益的同时，能够帮助企业树立良好形象。

5 结论

航空企业在实现转型升级的过程中，应重点解决蒙皮表面处理过程中污染排放量大的问题，确保切实落实环境保护战略实施要求，推动行业实现可持续发展。通过分析企业环境保护建设问题，从源头上改进表面处理生产工艺，采用无铬化工艺、复合材料涂层和水性环保涂料减少污染排放量，可以全面推进清洁生产方式。在此基础上，引入A/O技术加强污水处理，合理建设各种污水处理池，并通过加强末端监测等手段强化终端管理，能够保证污水处理取得理想效果，最终达成环境保护建设目标。

【参考文献】

【1】陈超.飞机漆面清洗废水处理技术[J].建筑施工，2021，43（4）：673-674.

【2】沈哲，陈玮，吴奇，等.US/UV/混凝多重协同臭氧氧化处理航空工业荧光废水的研究[J].应用化工，2021，50（3）：727-731.

【3】谢道秀.现代航空涂料在飞机修理中的应用和展望[J].中国设备工程，2020（S2）：6-7.

【4】谢飞舟，张小波，龚恒亮，等.水性涂料的研究现状及其在航空领域的应用[J].现代涂料与涂装，2019，22（5）：20-22.

【作者简介】张阳（1988-），男，陕西西安人，工程师，从事生产管理研究。