企業顆粒物污染清潔生產的減排潛力分析
——以鑄造企業為例

劉 森

（廣東弘禹環保科技有限公司，廣東 佛山 528000）

當前，我國的大氣污染比較嚴重，而主要的污染源之一就是顆粒物。一直以來，鋼鐵、火電、水泥、陶瓷、鑄造等企業都是顆粒物排放的大戶，因此，這類企業的顆粒物減排非常重要。本文以鑄造企業為例，對顆粒物的排放現狀以及相關的標準要求進行分析、梳理，同時，通過分析減排潛力，建立減排預測模型，從而針對性地制定顆粒物污染清潔生產的減排措施。

1 鑄造企業顆粒物排放的現狀及標準要求

1.1 鑄造企業顆粒物排放現狀

（1）鑄造是指將固態金屬經高溫加熱融化為液態后注入型腔，待液態金屬凝固成型而形成金屬鑄件的加工技術，也是后續裝備制造的基礎產業。鑄造根據加工工藝的不同，可分為砂型鑄造和特別鑄造兩種類型[1]。其中，砂型鑄造在整個鑄造產業中的占比達到80%以上。砂型鑄造的主要生產工藝流程是：將高溫加熱熔融后的金屬原材料澆注進砂型內部，待金屬原材料冷卻后再進行落砂和拋丸、打磨等清理，最后得到所需要的鑄件。但部分鑄件因后續加工的特殊要求，還要進行熱處理和對鑄件表面進行涂裝等后續的處理工藝；而使用后形成的舊砂型在經砂再生和砂處理的工藝后可多次循環使用。

砂型鑄造工藝流程如圖1所示。

圖1 砂型鑄造工藝流程圖

（2）砂型鑄造生產工藝流程中各工序產生的主要大氣污染物詳見表1。

從表1中可以看出，在砂型鑄造工藝流程內，至少有8個工序會產生不同濃度、不同量能的顆粒物。雖然現今的主流鑄造工藝存在著技術革新或工序增減，但都會有冶煉、芯砂制作、合金澆注以及拋丸處理等工藝，且每個工藝流程的環保廢棄物均會產生顆粒物排放，因此，需要對這些工藝階段清潔生產的減排潛力進行分析。

表1 鑄造生產各工序產生的大氣污染物

1.2 顆粒物排放標準要求

近年來，隨著我國工業進程的升級，對工業企業的環保管控也逐漸變得嚴格。早在2013年，就已開始執行《中華人民共和國環境保護法》，除此以外，還有《大氣污染防治行動計劃》和《環境空氣細顆粒物污染綜合防治技術政策》；在2018年后，又增加了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》國發〔2018〕22號；一年后又針對工業爐窯增加了《工業爐窯大氣污染綜合治理方案》環大氣[2019]56號，該方案明確的鑄造行業的工業爐窯的綜合排放標準更加嚴格；在2020年又制訂和發布了國家標準《鑄造工業大氣污染物排放標準》（GB 39726－2020）和行業標準《鑄造行業大氣污染物排放限值》（T/CFA 030802－2－2020）。因此，鑄造企業的污染物排放要嚴格按照新標準執行，而對于排放不合格的企業要停業整頓。

在表2中，明確了各個階段鑄造業工業爐窯的顆粒物排放標準，可以看出新標準對顆粒物排放限值的要求更加嚴格，并且對區域也做了區分，爐型級別也進行了明確，排放限制更具體，方便企業對照所在區域和爐型查看適配的顆粒物排放限制標準。

表2 不同標準對顆粒物排放限值的規定

2 鑄造企業顆粒物減排潛力分析

隨著國家對環境治理的要求越來越高，對于鑄造企業顆粒物的排放要求也越來越嚴格。目前，大部分的鑄造企業都能夠響應國家號召，大力開展大氣污染物排放的整治工作，且取得的效果也越來越明顯，使顆粒物排放得到大幅度減排，但顆粒物減排還是有很大的潛力，主要提升空間在以下四個方面。

2.1 還需進一步提高清潔生產意識

結合實際的減排情況來看，鑄造企業還需要進一步提高清潔生產的意識，從源頭減少顆粒物的排放。通常，清潔生產是將從源頭進行顆粒物的排放控制作為減排的優先選擇，力爭從根源上對污染進行有效解決。同時，企業還要在選用鑄造的砂型以及配套設施等方面加強清潔生產理念，盡量選用能有效減少顆粒物排放的環保型覆膜砂用于砂型制作[2]，并采用智能自動化的設備作為鑄造配套設施。

2.2 還需進一步普及應用清潔生產技術

目前，清潔生產技術還沒有在鑄造企業中得到規模化的應用。清潔生產技術是指能夠用于減少或杜絕污染物的生成、使清潔生產的水平得到提高的相關技術，其中包含在重點的區域和行業中用于減少大氣污染物排放的清潔生產技術。此外，在鑄造企業的中芯砂制作、砂型造型、合金澆注及砂處理[3]等生產過程中，使用傳統工藝的還是很多。所以，如中頻感應電爐在合金熔煉中的應用、V法砂型造型的應用等清潔生產技術，還沒有在大多數的鑄造企業中得到普及應用。

2.3 還需進一步提高清潔生產整體的水平

由于我國鑄造企業數量很多，所以，在清潔生產水平方面也出現了參差不齊的情況。例如，有些鑄造企業的設備工藝較為先進，已成為當地的龍頭企業；而有些鑄造企業的工藝水平還比較落后，且對于清潔生產投入資金有限，無法實現清潔生產。因此，還需要進一步提高整個鑄造行業的清潔生產水平。此外，未完全實現清潔生產的鑄造企業要向水平先進的企業看齊，同時，進一步深挖清潔生產和顆粒物污染減排的潛力。

2.4 還需進一步制定完善的產業政策

為了有效控制鑄造企業的污染物排放，西方一些先進的國家都制定了相關的污染物減排政策制度。比如，美國對鑄造企業的不同工藝步驟和不同的污染物種類，分別制定了合理且可行的控制技術，即在控制顆粒物排放中，使用袋式或濕式除塵器進行除塵控制。并且，對于使用節能減排的企業，國家對其稅收進行減免，從而促進這些企業加大清潔生產的投入、自覺進行技術創新，使環保行業發揮出越來越重要的作用。由于我國在節能減排方面起步較晚，因此，還需要不斷制定和完善相關的政策制度，同時，各級政府部門也要制定清潔生產和污染物減排等相關工作的技術指南、技術規范，并通過制定獎懲措施來激勵企業開展清潔生產[4]，以及真正落實顆粒物污染減排的各項工作。

3 企業顆粒物減排預算模型

根據企業各生產流程中顆粒物產生的特點，以及對其進行污染防治技術的特點，將自下而上污染減排模型與排污核算系數相結合，建立了企業顆粒物污染減排預算模型[5]，以此對企業顆粒物污染減排潛力進行預算。顆粒物減排預算公式如下：

式中：

K預算年為預算年顆粒物減排重量，單位為kg；

Ci為i工序中顆粒物產生的重量，單位為kg；

Qi為i工序中顆粒物減排的重量，單位為kg；

Yx，y為使用x技術生產y產品的產量，單位為kg；

gx，y為使用x技術生產y產品的顆粒物的產污系數，單位為kg/t；

Kz為z工藝使用末端減排設施的實際的運行率，單位為%。

4 鑄造企業的清潔生產和顆粒物污染減排措施

通過分析研究，可從相關政策機制的建立健全、清潔生產技術普及應用、清潔生產專題審核、重視企業顆粒物的有組織排放以及重視技術人才的引進培養等方面，加強企業顆粒物污染清潔生產的減排工作。

4.1 建立健全顆粒物污染減排的相關政策及獎懲機制，做好檢查監督

要對各鑄造企業的生產工藝、產量、生產組織、訂單節奏安排進行摸底排查，另外，還要檢查除塵裝置等環保設備的運行和維護情況，必要時也要檢查企業的環評審批進度和環評文件，同時，還要對各企業所使用的環保設施的運行效率和節能減排的效果做好定期和不定期督查[6]。

要建立健全顆粒物污染減排和清潔生產的相關政策、技術標準或規范，指導企業開展清潔生產和顆粒物污染減排工作，以此全方位地降低顆粒物的產生及無組織排放。同時，還要建立相關的市場獎懲機制，激發和鼓勵企業自發自覺開展顆粒物污染減排和清潔生產。比如，開展企業清潔生產分級，對顆粒物污染減排工作明顯的企業可減免所得稅；對于購買清潔生產和顆粒物污染減排設備設施的企業的進項稅和增值稅進行抵扣等機制。

4.2 強化對清潔生產技術的普及應用

在實際工作中，要督促鑄造企業使用清潔生產技術工藝，使顆粒物的排放能夠得到大幅度降低。如在顆粒物生成量較大的工序，要普及推廣合適的清潔生產技術，從根源上減少顆粒物的生成量，同時，推進智能自動化生產，促進企業轉型升級，從而提高企業的生產質量能力和清潔化能力。比如，在鑄造企業中，可采用環保的寶珠砂代替硅砂[7]；可使用中頻感應電爐對金屬進行熔煉，以取代傳統的沖天爐熔煉；使用V法砂型造型取代黏土砂手工造型等落后工藝，從而減少污染、節約能源，從根源上降低顆粒物的生成。另外，還要輔助應用布袋除塵器或其他干式除塵裝置，以此進行顆粒物的收集和集中排放。

4.3 增強對企業清潔生產的審核效能

在企業生產工序的清潔生產中，要增強全過程診斷，尤其是在審核過程中，不能走形式、簡單化；避免人、財、物等資源重復性的投入而造成浪費；要對阻礙和影響企業清潔生產的問題進行梳理歸納，從而形成具有可操作性的行業特色的清潔生產方案[8]。同時，還要對適宜的清潔生產技術進行普及推廣，使清潔生產審核效能得到充分展現，以此促進企業的環保水平得到普遍的提高和發展。

4.4 重視企業顆粒物的有組織排放

鑄造企業要重視對顆粒物的有組織排放，要將原材料規范合理地放置在封閉的廠房內，不能在露天環境下放置。此外，對于能生成大量顆粒物的工藝工序，要在設置的封閉廠房內進行生產，以減少顆粒物的無組織排放[9]，從而增強顆粒物的有組織排放。

4.5 重視技術人才的引進培養，不斷提高企業的自主創新能力

針對清潔生產和顆粒物污染減排的技術人才短缺的情況，鑄造企業要制定各類優惠政策來吸引和培養技術人才，如設立清潔生產和顆粒物污染減排的研究基金，支持和激勵技術人才進行顆粒物污染減排和清潔生產的相關技術研究，促進此類技術能不斷創新。同時，還要加強專業與計算機技術的結合，研發能適應不同需求的智能化系統，以用于顆粒物減排和清潔生產，從而實現智能化、自動化生產[10]，使企業的自主創新能力得到不斷得到提升。

5 結語

顆粒物作為大氣污染物中的一類重要污染物，會給人們的生活帶來很大危害。因此，重工業企業作為顆粒物排放大戶，做好清潔生產，減少顆粒物的排放尤為重要。本文首先以鑄造企業為例，分析了顆粒物的排放現狀，并對顆粒物排放的相關標準要求進行了梳理匯總。同時，對鑄造業顆粒物污染減排的潛力進行了分析，并從清潔生產意識、清潔生產技術、清潔生產水平及產業政策四個方面進行潛力挖掘，以減少鑄造企業顆粒物排放；然后，通過建立顆粒物減排預測模型，既使企業應用清潔生產帶來的顆粒物減排效果更加直觀，又為企業工藝結構的優化改進提供了技術支持；最后，對企業清潔生產和顆粒物污染的減排，提出了要建立健全相關制度機制、加強清潔生產技術的普及應用、發揮清潔生產的審核效能、降低顆粒物的無組織排放和加大相關技術人才培養力度等五個方面的防治措施，希望能為企業清潔生產和顆粒物污染減排工作提供有用的參考。