【科普】热处理环境污染及其治理

一、热处理生产对环境的危害

热处理生产对环境的危害主要表现在4个方面：废水、废气、废渣、噪声。人们习惯上称之为“城市四害”。

1. 废水

热处理废水大概有8～10种，归纳起来有钡盐废水、硝盐废水、含油酸碱废水。

（1）钡盐废水 主要来自盐浴热处理，高温炉成分为100%氯化钡，中温盐浴大多数单位为氯化钡和氯化钠的混合物，高速钢分级淬火低温盐浴配比为氯化钡∶氯化钾∶氯化钠=5∶3∶2（质量分数）。淬火后有残盐粘附在工件上要经热水或开水浸泡清洗，其废水中含有钡盐。不少企业对其不进行处理，而直接进入排水沟，最后流入江河湖海。有些企业为了掩人耳目，虽也有污水处理池，但只是偶尔向池内加一点硫酸钠，这不是达标排放，而且为应付环保部门检查用的。

（2）硝盐废水 其来源包括高速钢刀具回火、等温淬火、分级淬火等多方面。工序完工后清洗槽中都含有硝盐；合金钢淬火、回火用硝盐、防锈液用硝盐。这些清洗废水一般不经处理直接流出，主要的污染物有亚硝酸盐、矿物油、氯化钡、PH、SS、COD。

（3）含油酸碱废水 淬油工件的清洗、发兰酸洗废水、氧氮化处理废水、喷砂工件酸洗废水，以及模具真空淬油清洗、油回火工件清洗、酸雾净化塔排液等废水。这类废水的主要污染物是矿物油、PH、COD、SS及沉淀污泥。

氯化钡废水有沉渣，会造成排水管路、集水池沉淀过多而造成挖运很困难，也会造成压滤机、滤布等堵塞。

各种废水盲目混合会产生氮氧化物气体，刺鼻浓烟废水。有些企业把各种废水混合处理但效果不佳。

废水化学成分复杂，并伴有有机物乌洛托品（学名六亚基四胺），环保分析COD达2000～3000，严重超标（GB8978—1996规定COD≤100mg/L）。

总的来说，水污染严重，很多企业并未做到达标排放。

2. 废气

热处理废气大致上分两大类：刺激性气体和窒息性气体，这两类气体都有不同程度的毒性。

刺激性气体中有酸、卤族元素（氯、氟等）、强氧化剂和金属化合物。刺激性气体具有腐蚀性，人吸入后会造成中毒，对眼睛及呼吸道粘膜产生刺激作用，一般以部分损害见常。

窒息性气体对人体的毒害作用分为两种：一种是单纯性（氮、甲烷、二氧化碳），它本身无毒，但由于它对氧的排斥，使肺内氧分压降低，从而造成人体缺氧窒息；另一种为化学性窒息性气体（一氧化碳、氰化物、硫化氢），其危害表现为对血液或组织产生特殊的化学作用，阻碍氧的输送，抑制细胞呼吸酶的氧化作用，阻断组织呼吸，引起组织“内窒息”，对人造成全身性损害。

热处理废气最大的危害是污染空气，它不仅使车间职工深受其害，还会使周边居民有染。废气在空气中存在的状态有以下几种。

（1）气体 常温常压下即为气体物质，如一氧化碳、氰化氢。
（2）蒸气 由固体升华或液体蒸发而形成，如氨、甲醇蒸气。
（3）雾气 悬浮在空气中的液体微滴，如油雾、酸雾。
（4）烟气 悬浮在空中直径<0.1μm的烟雾微粒，如氯化钡溶盐烟尘。

热处理废气的来源主要有6个方面：

（1）盐浴炉产生的氯化钡、氯化钠、氯化钾、碳酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠及硝酸钾等的烟雾。
（2）气体渗碳、气体渗氮、氧氮化及保护气体的原料和排放物中的一氧化碳、氨、氰化氢及甲醇、丙酮等蒸气。
（3）酸洗、发蓝生产中酸和苛性钠的挥发物。
（4）淬火、回火油槽产生的油蒸气。
（5）用作清洗剂的汽油、苯蒸气。
（6）冷处理泄漏的氟里昂。

不言而喻，热处理废气的污染是比较严重的，因治理不力而产生的纠纷时有发生，受处罚力度往往也不够。

3. 废渣

废渣主要来自盐浴炉。高温盐浴炉每天要脱氧捞渣，中温炉、低温炉、硝盐回火炉、等温淬火及分级炉、盐浴化学热处理炉等盐浴炉或多或少都有渣。这些渣倒到哪里去了？有些工具厂不大，只有300多人，但厂龄四五十年，氯化钡等废渣从来不处理，而是填沟或倒沟边、河滩上。有几家比较大的热处理分厂，最初的时候10多套高温盐浴炉同时开，每天炉渣用大拖拉机运出（其中包括30多台硝盐回火炉炉渣）倒到偏僻的荒郊野外。近几年未通过环保部门审批而新建的热处理厂，废渣就很少处理，而是和其他垃圾混合乱倒。虽然废渣等固体废物要处理达标排放有一定的难度，但企业也不能不处理而随便乱扔，需要相关管理部门加大监督执法力度。

4. 噪声

噪声是声波的一种，它具有声波的一切特性。从物理学的观点讲，噪声就是各种不同频率声音的杂乱组合。从生理学的观点讲，凡是使人烦躁的、讨厌的、不需要的声音都叫噪声。热处理噪声主要来自6个方面：

（1）喷砂机、喷丸机的噪声约110dB（分贝）。
（2）加热炉的燃烧器、高速燃烧嘴的噪声约110～120 dB。
（3）真空泵、通风机、压缩机产生的噪声约85～100 dB。
（4) 中频发电机的噪声约110～120 dB。
（5）井式气体渗碳炉、蒸汽发兰炉、氧氮化炉风扇电机。
（6）TiN等表面强化超声波清洗设备。

有些企业锻造、热处理合为一个分厂或车间，自由锻或模锻产生的噪声也是一种污染源。

据专家分析，噪声对人的听觉、神经系统、消化系统、心血管系统、内分泌系统及心理精神等方面会造成一定的损害。有些热处理车间墙外不足10m就是居民生活区，因为彻夜难眠，常有口角；有的热处理车间楼下淬火，楼上睡觉；也有的喷砂房、淬火车间与民工宿舍紧挨一起，噪声使人烦躁。

除了上述“四害”以外，还有粉尘等污染。粉尘污染主要来自干喷砂的石镁砂和喷丸的氧化皮粉尘、浮动粒子炉的石墨粉尘或氧化铝粉尘、固体渗碳剂的炭粉尘、钢厂大型退火炉（燃煤）煤粉及尘埃。

某钢厂退火炉排放出的粉尘大多在早上四五点钟，至七点时方圆一公里之内的天空，仍然灰蒙蒙、雾沉沉，周边居民怨声载道。如此牺牲环境而求发展实在不值得。

二、热处理污染治理

2002年国家发改委曾发文，要求淘汰对环境污染大的氯化钡盐浴炉。但这几年，高温盐浴炉不但未减少，反而增加了很多。在江苏一个小镇，现有高温炉近50台。浙江也有个小镇，10年前一台盐浴炉也没有，现在有几十台，并仍有递增的趋势。2002年以后，国内几个大城市发文不准再增加盐浴炉，但不少省市并没有把好关口，盐浴炉越来越多。热处理发展是好事，但要符合科学发展观，不要再走先污染再治理的老路。可喜的是，目前各级环保部门对环境治理比较重视，加大了监督、检查、惩罚力度，正由“末端治理”向全过程控制转变，生态环境有所改观。

自2003年以来，江苏南方涂装环保股份有限公司（江苏宜兴市丰桥）对上海工具厂、成量工具有限公司、哈尔滨第一工具制造有限公司等10多个单位进行了热处理三废的全面治理，取得了成功的经验，目前项目运营正常，达标排放，取得了生产、环保双丰收。

（1）盐浴废渣预处理工艺如图1所示。

（2）高温盐浴炉废气处理工艺流程如图2所示。

（3）废水处理 江苏南方涂装环保公司采用的是凝聚——化学沉淀工艺。热处理废水经酸碱中和、混凝沉淀后，将废水中的重金属离子去除。

（4）粉尘处理 为了改善工人的劳动环境，减少污染，国内开发了不少新型喷砂设备，改干喷砂为水喷，如湖南长沙矿冶研究院生产的GSPS系列高压水射流喷砂机、北京产的液体喷砂机等，在热处理生产中已应用多年。上海工具厂喷砂除尘装置也比较先进，值得借鉴、学习。但目前仍有很多工厂采用干喷砂，且治理不力。

（5）其他根治措施 国内有些城市对热处理废渣采取集中处理的方法，环保部门定期上门收购，工厂按渣重支付处理费。此外热处理污水也可以集中处理。2007年11月10日，国内首家排污交易平台——浙江省嘉兴市排污储备交易中心成立，意味着中国排污交易开始实现规范化、制度化。这对于促进环境管理的创新、促进环境保护的历史性转变，以及用市场经济的方法保护环境，转变经济增长方式等都具有重要的深远意义。