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汽车整车制造危险废物减量研究
文_王立胜    北京奔驰汽车有限公司
摘要：本文对汽车整车制造过程产生的危险废物系统性减量进行研究和实践。通过对危险废物的种类和来源进行分析，建设数字化入库称重系统，对危险废物的产生量进行统计和溯源，然后通过设定危险废物考核目标、实施过程管理及危险废物鉴别，推进危险废物精益管理减排；并对危险废物末端技术减量的污泥干化、有机类危险废物碳化（热解）技术进行了研究。
关键词：危险废物减量；数字化入库称重系统；精益管理减排；危险废物碳化（热解）
Hazardous Waste Reduction Research on Automotive Manufacturing Enterprise
WANG Li-sheng
[ Abstract ] This paper studies and practices the systematic reduction of hazardous waste from the automotive manufacturing process. Through the analysis of the types and sources of hazardous waste generated, the digital inbound weighing system is introduced to count and trace the amount of hazardo
us waste. Then, the lean management of hazardous waste reduction can be promoted by setting the assessment target for hazardous waste generated department, implementing process management and hazardous waste identification. The technical reduction of hazardous waste like sludge low temperate drying and carbonization (pyrolysis) of organic hazardous waste were studied, further to reduce the hazardous waste output.
[ Key words ] hazardous waste reduction; digital inbound weighing system; lean management reduction; hazardous waste carbonization (pyrolysis)
在汽车整车制造过程中，使用化学品的工序、研发及质量测试各环节所产生的废液、废渣及沾染化学品辅料等，根据《国家危险废物名录》属于危险废物范畴。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》自2020年9月1日起施行，防治固体废物污染环境，固体废物污染环境防治坚持减量化、资源化和无害化势在必行。
本文采用精益管理减排和末端技术减量措施应用研究，系统化推进危险废物减量，对汽车整车制造企业危险废物减量进行探索。
1  汽车整车制造危险废物来源分析
推进汽车整车制造危险废物系统减量，需要系统性分析危险废物产生来源。汽车整车制造由冲压、焊装、喷漆、总装工艺，以及维修、研发、质量测试等环节组成，产生的危险废物如表1。
危险废物名称代码产生工序
废化学试剂HW03喷漆、总装、维修、实验室等
废有机溶剂HW06喷漆
废矿物油HW08冲压、维修、总装、研发等
废乳化液HW09喷漆
染料、涂料废物HW12喷漆
有机树脂类废物HW13焊装、喷漆、总装
表面处理废物HW17喷漆
废酸HW34污水处理
其他HW49各部门2  精益管理减量
2.1  危险废物产生量数据收集方法
本文管理实践中，探索并建立了一套数字化入库称重系统。利用端小程序，结合本公司危险废物处置流程的实际运作环节，建立了非常简洁易用的危险废物产生量实时数据收集系统。在危险废物产生源头，对环保法规强制要求张贴的危险废物容器警示标签进行改造，增加了二维码，精确显示产生部门名称，在后台实施获取危险废物重量，并进行分析及管理。
通过数字化的危险废物入库称重管理系统，可实时获得精准的危险废物产生数据。通过对收集的数据进行分析后得出：无机类危险废物占比51.48%，有机类危险废物占比46.59%，详见表2。按产生来源划分见图1。
危险废物种类名称占比合计
无机类危废
废石灰29.07%
51.48%
HW17表面处理废物22.41%
有机类危废
HW06废有机溶剂22.88%
46.59%
HW12染料、涂料废物14.86%
HW13有机树脂类废物  6.13%
HW09废乳化液  2.71%
HW08废矿物油0.01%
其它HW49其他  1.89%  1.93%
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图1  危险废物来源占比分析
2.2  危险废物产生量目标考核及过程精益控制
通过将危险废物纳入公司KPI考核体系，对危险废物产生部门设定年度目标，月度进行跟踪，年度进行考核，营造全员重视的氛围。根据危险废物来源及减排潜力，设定KPI 考核目标，喷漆占比约94.33%，总量和潜力大，年度精益管理目标按3%～5%设定。针对占比小且减排潜力小的危险废物产生部门，如冲压、焊装、总装等，设定管理目标，优化1%～3%。
设定考核目标后，通过数据分析，定期对危险废物形态的检查，向产生部门实时反馈，消除不必要的浪费，通过精益管理促进危险废物的减量。
公司HW17类表面处理废物（污泥）采用板框压滤机工艺进行压滤。污泥的压滤性能，和进水水质、絮凝效果和压滤机滤布过滤效果直接相关。将污泥含水率设定为关键指标，定期进行含水率检测，获得基准数据，阶段性的将污水站污泥含水率控制在≤75%，若高于75%，则要求主管部门优化工艺。
公司湿式文丘里产生的HW12染料涂料废物（漆渣）采用板框压滤机进行治理，漆渣的压滤效果与漆渣的粘性相关，需要动态调整漆渣的粘性，以确保压滤效果。通过药剂优化，充分脱粘，HW12漆渣下降了50%。
2.3  危险废物技术鉴别
公司喷漆过程中两条生产线采用先进的干式喷漆工艺，采用石灰石粉进行对喷漆过程产生的漆雾进行
吸附，吸附后的废石灰石粉，根据《国家危险废物名录》，属于HW12（废物代码：900-252-12）。根据生产工艺要求，废石灰石粉的用量8～12kg/车，石灰石粉是天然的原料，使用后含漆量约5%。对其危险废物特性进行鉴别，实现危险废物减量和石灰石粉循环利用具有重要意义。
依据《危险废物鉴别标准》和《危险废物鉴别技术规范》，委托专业机构，对废石灰石粉的进行取样鉴定。鉴定数据见表3。
类别
毒性
物质
限值
（%）
最大值（%）
同类毒性物质
之和最大值
（%）
超标数（个）
毒性
物质
同类毒性
物质之和
致癌性
物质
硫化镍0.10.00068
0.0017
0砷酸盐0.10.00170
甲醛0.10.00000730
有
毒
物
质
氯化钡30.27
0.33
0五氧化
二锑
30.000660
叔丁醇30.0000100
仲丁醇30.0000330
异丁醇30.000310
正丁醇30.00140
苯乙烯ND
石油溶
剂
30.0830
2-乙氧
基乙醇
3ND0
致突变
性物质
铬酸钙0.10.00260.002600累积
毒性
10.140
根据废石灰石样品检测结果，对照《危险废物鉴别标准》（GB5085），废石灰石样品不存在毒性物质含量超标现象。废石灰石粉的危险特性未超过危险废物鉴别标准，不属于危险废物。
通过鉴别，干式喷漆工艺环节使用的废石灰石份鉴定为非危险废物，实现危险废物减量超过3000t/a，并将其交给下游行业，作为原料输入，实现石灰粉的循环利用。
通过实施上述举措，以2017年为基准年，单车危险废物产生量3年来整体下降34.2%。
3  末端技术减量措施研究
3.1  污泥干化研究
目前公司正在引入的热泵污泥低温干化工艺，采用了自动控制的热泵干化除湿技术。热泵干化时空气在干化室与热泵干化机间进行闭式循环，利用热泵干化机的制冷系统使来自干化室的湿热空气降温脱湿。当湿热空气流经热泵蒸发器时，内部的低压制冷剂吸收空气的热量由液态变为气态，空气因此降温从而使其中的水气凝结后以液态水的型式排出。来自蒸发器的低
压制冷蒸汽由压缩机升压后送至冷凝器。当脱湿后的干冷空气
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流经冷凝器时，内部的高压制冷剂因冷凝而放出热量，外部空气
被加热为热风又回到干化室。从冷凝器流出的高压制冷剂经膨
胀阀降压后流入蒸发器继续下一个循环。
该技术可将污泥含水率从85%下降至30%以下，减重
60%～70%；密闭隔热系统，热能循环利用，电脱水3～4.5L/
kWh；65～80℃低温干化，无高温、爆炸隐患；干料出口温
<50℃，颗粒状，无粉尘隐患；密闭系统干化过程产生的水蒸气
被冷凝后排出，无新增污染物。
HW17污泥，在整车制造中占比约22.41%，实施污泥干化
后，该类危险废物至少减量50%，公司整体危险废物可减量10%
以上。该技术已在北汽和一汽中应用并稳定运营，公司正在引入
该技术，预计运行后可实现表面处理废物减量1000t以上。
3.2  碳化（热解）工艺研究
北京奔驰汽车制造厂有机成分热解原理就是在无氧环境下，对处置物进行间接
高温加热，在干馏和热解的作用下，将其中的油类、有机物转
化为水蒸气、不凝性气体（无毒可燃）和炭，这种处理方法称为
碳化，它与焚烧处理方法最大的区别是焚烧为氧化反应，而碳
化为还原反应。
碳化过程分解出的为无毒可燃性气体，将其收集并在二次
燃烧室内充分燃烧，不再产生二次污染。二次燃烧过程产生的
热量供给碳化装置可实现自持运行。该工艺的环境影响分析见
表4。
影响因子来源及措施
噪声主要来自风机引流产生噪音，低于65分贝
无组织排放所有处置物通过密闭输送的方式进入预热至800℃以上的碳化室内，进入后即开始还原分解（碳化室温度高于800℃），且碳化室为密封状态，无臭气散出
有组织排放碳化过程为还原过程，无氮氧化物、硫氧化物、二噁英、呋喃等有毒有害物质；
有机挥发性气体VOCs：设备设有二次燃烧室，所有挥发性气体被充分燃烧；
主要处理排放中颗粒物，以及二次燃烧过程中的少量氮氧化物。采用高温陶瓷纤维滤芯，排放氮氧化物≤50mg/m³，颗粒物≤5mg/m³；考虑到部分油漆中可能含有S、N元素也可以配备简易的脱硫脱硝装置即可实现超低排放硫氧化物≤15mg/m³；
出于更加保险的考虑，设备的最后还安装有活性炭吸附，将有害物质排放的可能性降低到VOCs≤10mg/m³
通过以上措施，有组织排放可满足《大气污染物综合排放标准》DB11/501-
2017 要求
选取整车制造有机类危险废物样品，进行碳化测试，结果见表5。
危险废物种类碳化前碳化后效果
废有溶剂
危险废物代码
HW06
减量99.7%
剩余0.3%
染料、涂料废物
危险废物代码
HW12
减量97%
剩余3%
汽车整车制造中，有机类危险废物占比46.59%经测试，碳化工艺对有机类危险废物减量超过90%。该工艺已经在一些金属制品行业进行了应用，减量效果明显。汽车整车制造企业正在进行探索和测试，若能在汽车整车制造应用该工艺，将大幅减少有机类危险废物的处置量，进而减少整体危险废物的产
生量。
4  结语
通过精益管理减排，如危险废物数字化入库称重系统，设定危险废物考核指标，消除过程浪费及废石灰危险废物非危废鉴定等，可实现单车危险废物减量超过30%。
随着技术的发展，引入可行的末端技术减量措施，如污泥干化，有机危险废物碳化等，可大幅减少危险废物产生量。通过上述研究，通过系统减排思路，可实现整车制造危险废物减量超过50%以上。
参考文献
[1] 夏禹武，张义. 一种冷凝水循环回用型空气源热泵除湿机组[P].中国专利:ZL201920152799.4，2019-11-05.
[2] 碳化技术手册[R] .上海:
上海智跌科技有限公司，2020.