汽車涂裝廢水處理工藝綜述

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在科技迅猛開展的今天，汽車產(chǎn)業(yè)的開展可以有力的拉動一個國度經(jīng)濟的綜合開展，推進科學技術(shù)的進步。因而，各國均將汽車產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)之一。2013年我國共制造汽車2372.29萬輛，銷售2349.19萬輛，汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃開展為整個國家經(jīng)濟的增長提供了強有力的支持。但是任何事物都有兩面性的，汽車產(chǎn)業(yè)的迅速開展也帶來的了一定的負面影響。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速開展，汽車產(chǎn)業(yè)與能源耗費、環(huán)境污染之間的矛盾也日益突出。目前汽車制造通常分為沖壓、車身、涂裝和裝配工藝四大環(huán)節(jié)，其中涂裝工藝是產(chǎn)生廢水排放最多的工藝。涂裝廢水含有樹脂、表面活性劑、重金屬離子、油、磷酸鹽、油漆、顏料、有機溶劑等污染物，CODcr值高，若不妥善處置，會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。如何有效的處置汽車涂裝廢水中的有害物質(zhì)，己經(jīng)成為擺在汽車制造企業(yè)面前的一道重要課題。國內(nèi)外各方也對此給予了高度注重，在工程理論和科學研討方面獲得了很大的發(fā)展。本文對汽車涂裝工藝廢水處置研討及實際發(fā)展狀況實行闡述。

1 涂裝工藝廢水的特征

1.1涂裝廢水的來源

汽車涂裝作為汽車制造過程中的重要環(huán)節(jié)，是將拼裝完成的暴露的鋼板車身經(jīng)過一系列化學防腐處置，最后在整車鋼板基材外表包括內(nèi)腔構(gòu)成若干層化學涂層和相關保護介質(zhì)，其主要作用是避免車身鋼板腐蝕和美化車身外觀。汽車涂裝工藝流程包括預處置、電泳涂裝、電泳打磨、PVC資料密封、中涂涂裝、中涂層打磨、色漆涂裝、清漆涂裝、烘烤、整理報交、點修工藝、門檻黑漆、空腔注蠟、總裝返修等，其工藝流程圖如圖1所示。

涂裝廢水主要來自于車體前處置工序(預脫脂、脫脂、表調(diào)、磷化、鈍化等)、陰極電泳工序和中涂、噴面漆工序。脫脂劑、磷化劑、外表調(diào)理劑和磷酸等是汽車涂裝廢水的主要污染物。

1.2廢水成分及特性

廢水中含有的主要有毒、有害物質(zhì)如下：

涂裝前處置：亞硝酸鹽、磷酸鹽、乳化油、外表活性劑、Ni2+、Zn2+；

底涂：低溶劑陰極電泳漆膜、無鉛陰極電泳漆膜、顏料、粉劑、環(huán)氧樹脂、丁醇、乙二醇單丁醚、異丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯樹脂、二甲基乙醇、油漆等；

中涂、面涂：二甲苯、香蕉水等有機溶劑、漆膜、顏料、粉劑。

汽車涂裝廢水有如下特性：

廢水品種多、成分復雜   汽車涂裝線排放的廢水品種很多，每一種廢水水質(zhì)(成分濃度)因運用的資料而異；

排放無規(guī)律   除了水洗水連續(xù)溢流排放外，涂裝廢水多為間歇集中排放；

水量、水質(zhì)變化幅度的大   由于各種廢水成分、濃度各異，且排放無規(guī)律，形成汽車涂裝線排水水量、水質(zhì)變化很大，且無規(guī)律可循。

2 處理技術(shù)及其研發(fā)

目前應經(jīng)有多種技術(shù)用于涂裝廢水的綜合處置或是針對某一成分作深化處置，其研討和工程理論的范圍牽涉到物理法、化學法和生物法等多種處置辦法。

2.1物化處置辦法

物化法通常采用兩級混凝沉淀，經(jīng)過在廢水中加入混凝劑，使污染物轉(zhuǎn)變成大顆粒的聚積物，經(jīng)過沉淀、過濾加以去除。物化法原理簡單、投資省、占地少，通常可用于排放指標不高的生活和工業(yè)污水處理工程中。但單獨采用物化處置難以到達較高的水質(zhì)需求。天津某汽車制造工廠的制造污水處置站選用關于化成廢水單獨實行除鎳的預處置，主體采用一級反響、混凝沉淀、二級反響、氣浮的物化工藝。經(jīng)監(jiān)測，水質(zhì)能夠穩(wěn)定的到達GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中的三級排放規(guī)范。磷化廢水中重金屬鎳為國家控制的一類污染物，依據(jù)國度環(huán)保部門規(guī)則，此工廠設置預處置系統(tǒng)，將金屬鎳離子濃度處置到1.0 mg/L以下，從而到達國家的請求。

蔡瑩等針對汽車涂裝廢水中含有樹脂、外表活性劑、重金屬離子、油、顏料等污染物，特別是其中成份復雜，濃度高，可生化性差的電泳廢水、噴漆廢水，采用分質(zhì)處置、混凝沉淀、混凝氣浮、砂濾等工藝對涂裝廢水實行處置，獲得了良好效果：CODcr去除率大于80%。

2.2 生物處置辦法

生物處置辦法就是用微生物降解水中的有機物。該辦法的優(yōu)點是運轉(zhuǎn)費用低，有機物的去除率高，處置過程耗費的能量少。但微生物對環(huán)境條件請求較高，處置運轉(zhuǎn)周期較長。江鈴集團公司涂裝車間制造過程中產(chǎn)生大量的涂裝廢水，廢水中含有乳化油、外表活性劑、水溶性樹脂、顏料、漆料等有毒物質(zhì)。公司于2004年8月投資建成了曝氣生物濾池(BIOFOR)廢水處置設備。自建成投入使用以來，運轉(zhuǎn)情況良好。系統(tǒng)出水各項指標到達污水綜合排放規(guī)范一級排放規(guī)范。整個廢水處置工程具有處置性能強、處置效果好、耐沖擊負荷、不需二沉池、工藝流程簡單等優(yōu)點。其工藝流程如圖2所示。

劉敏等研討了應用SBR工藝對涂裝廢水實行處置，采用射流曝氣技術(shù)提升了氧的轉(zhuǎn)換效率，同時對運轉(zhuǎn)中的工藝參數(shù)實行討論。結(jié)果標明應用SBR工藝處置涂裝廢水中的有機物是非常有效的：射流曝氣技術(shù)在涂裝廢水中的應用效果良好。它有效地提升了混合液中溶解氧的濃度，從而提升了有機物的去除效果，降低了運轉(zhuǎn)費用；生物處置的維護管理非常重要，生物相的察看和污泥性能的測試，能夠有效指導操作和維護，是生物處置效果的間接反映。

2.3 物化.生化處置法

由于汽車涂裝廢水具有成分復雜、水量浮動大、排放無規(guī)律的特征，當采用一種物化法或生物法處置廢水時，存在出水不穩(wěn)定達標、處置費用較高等等特性。隨著廢水排放要求的逐步提升，物化生化法取代單一處置辦法而成為今后汽車涂裝廢水處置的主要辦法。該法具有處置效果穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)費用低和操作管理簡單等特性，能有效地去除汽車涂裝廢水中的污染物，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

合肥某汽車制造廠是制造客車專用底盤和輕型載重汽車的全國汽車行業(yè)重點企業(yè)，其技術(shù)人員在深化調(diào)研的根底上，提出強化分質(zhì)預處置的物化-生化法處置制造廢水的計劃，在優(yōu)化汽車制造廢水處置工藝方面實行了有益的探究。對含磷廢水和高濃度有機廢水分別采用石灰法和混凝沉淀一氣浮法停止分質(zhì)預處置。經(jīng)混凝沉淀--生化、過濾工藝處置后，COD≤100 mg/L，磷酸鹽(以P計)≤O.5 mg/L，可達標排放。

楊德敏、夏宏等依據(jù)某汽車公司車架車間制造廢水處置工程的實踐狀況，本著盡量減少工程投資、降低處置難度和運轉(zhuǎn)費用的準則，最后確認采用預處置/氣浮/水解酸化/接觸氧化處置工藝，將陽極電泳廢水和面漆廢水分別實行預處置，然后采用氣浮/水解酸化，接觸氧化組合工藝實行處置。工程設計范圍為200 m3/d，調(diào)試運轉(zhuǎn)結(jié)果標明，該組合工藝抗沖擊負荷性能強，運轉(zhuǎn)較穩(wěn)定，出水水質(zhì)到達了《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級規(guī)范。

柳州某汽車制造廠依據(jù)汽車制造涂裝廢水特性，對上述涂裝廢水處置工藝停實行了整合優(yōu)化，先實行分類搜集，分類物化預處置，然后將經(jīng)過預處置后的涂裝廢水與廠區(qū)生活廢水實行混合調(diào)理，再經(jīng)過生化處置系統(tǒng)實行處置。

工程設計范圍為160 m3/d，調(diào)試運轉(zhuǎn)結(jié)果標明，該組合工藝預處置系統(tǒng)與生化系統(tǒng)集中建站，生活廢水為生化系統(tǒng)提供營養(yǎng)，降低了建立本錢與運轉(zhuǎn)本錢，且便當運轉(zhuǎn)管理，出水水質(zhì)到達了《污水綜合排放標準》(GB 8978.1996)的一級規(guī)范。

2.4其它研發(fā)狀況

汽車涂裝廢水成分復雜，處置牽涉面廣。因而，為了更好的對涂裝廢水實行處置，除了對傳統(tǒng)物化法、生物法和物化終身物法的研討理論，還有許多學者對諸如涂裝廢水除鎳處置工藝設備的運轉(zhuǎn)維護、廢水循環(huán)應用等方面做了大量研討。汽車涂裝廢水含有較高濃度的鎳。汽車涂裝廢水通常采用混凝沉淀加生化的處置工藝，常常會疏忽對鎳的處置。而鎳是國家嚴厲控制的一類污染物，含鎳廢水的處置難度又較處置含其它金屬廢水要大得多，研討汽車涂裝廢水中除鎳的工藝參數(shù)，具有實際意義。

王春冬等研討了化學沉淀法處置汽車涂裝廢水中鎳的工藝參數(shù)，為滿足汽車涂裝廢水中鎳的達標排放提供保障。研討標明汽車涂裝廢水中影響鎳質(zhì)量濃度的主要要素是脫脂廢水的變化，pH對漂洗廢水和混合廢水中鎳的處置效果影響明顯，加入氫氧化鈣，pH控制在11左右時，鎳的去除率能夠到達90.5%。

江大水對如圖4所示的處置工藝實行了實際應用研討，依據(jù)實踐運轉(zhuǎn)，采用本處置工藝實行汽車涂裝廢水的處置，以下方面在設計和控制是較為重要的：水量水質(zhì)調(diào)理、除油、反響條件、石灰除磷、補充營養(yǎng)鹽、采用適宜的生化池。本項目自建成以來，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，各項出水指標均優(yōu)于設計指標。物化段有針對性地對重金屬和磷實行了前處置，生化階段主要對COD實行處置。

晉啟俊等以汽車涂裝車間廢水資源二次應用為主題，討論涂裝車間如何再應用蒸汽，冷凝水及濃縮水，來到達節(jié)水和節(jié)能的目的，從而減少了廢水排放量。冷凝水的再應用包括：再應用至空調(diào)噴淋段、再應用至空調(diào)表冷段，經(jīng)過空調(diào)表冷段二次應用后的蒸汽冷凝水集中回收后送至熱電廠實行再次應用。周圍沒有熱電廠的可將蒸汽冷凝水回收后，用泵對辦公樓實行供暖，減少生活樓空調(diào)運用的耗費;濃縮水含有較高無機鹽分，經(jīng)過考證和實踐經(jīng)歷證明濃縮水能夠直接應用到汽車涂裝制造線的噴漆室實行再應用，如：噴漆室晾干間、廢漆處置循環(huán)水系統(tǒng)及工位和廠房供風空調(diào)噴淋段、衛(wèi)生間等。

3 結(jié)論及瞻望

汽車涂裝制造工藝中產(chǎn)生的廢水中含有多種高分子樹脂、外表活性劑、乳化油及有機溶劑等，具有水量、水質(zhì)浮動大，成分復雜、COD含量高但可生化性差等特性。目前常用的涂裝廢水處置辦法包括物化法、生物法和物化、生物法，采取多種方法與處置方式相聯(lián)合實行綜合處置，關于成分復雜且污染物濃度較高的涂裝廢水能到達比擬理想的處置效果。從可持續(xù)開展與清潔生產(chǎn)的角度來看，應該改良涂裝制造工藝，改進涂裝資料，改進涂裝技術(shù)，強化涂裝制造管理，以便減少污染物的排放。