汽车涂装废水处理工艺分析

发表时间:2020/6/10   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:覃鹏旦
[导读] 摘要:我国汽车行业最近几年发展非常迅速,为我国基础建设贡献力量。
        东风柳州汽车有限公司  广西柳州  545006
        摘要:我国汽车行业最近几年发展非常迅速,为我国基础建设贡献力量。汽车涂装废水处理为已经成为涂装行业首要面对的环保问题,为防治对环境的污染,必须釆取相应措施对汽车涂装废水进行处理。
        关键词:汽车涂装废水;处理工艺
        引言
        我国整体经济建设的快速发展,人民生活水平的提高,使得我国对于能源节约和环境保护有了新的认知。汽车及其零部件的涂装是汽车生产中污染最严重的问题之一。如果直接排放未经处理,就会造成严重的环境污染。
        1涂装废水水质情况
        涂装是汽车保护和装饰的重要手段,是汽车及零部件生产制造中的主要工艺之一,同时,也是产生废水量最大的环节,废水类型主要包括工件预处理过程中产生的脱脂清洗废水、含油废水;电泳工艺中产生的电泳清洗废水;喷漆过程中产生的喷漆废水等。根据生产过程中物料使用情况及工艺特征可知,涂装废水具备以下特征。1.废水种类多、成分复杂。涂装废水中含有多种高分子树脂、乳化油、表面活性剂及有机溶剂等,这些污染物浓度较高,成分各异。2.排放无明显规律,涂装废水大部分为间歇排放,仅部分水洗水连续溢流排放。3.水质、水量变化大。各种汽车涂装废水浓度、成分各异、COD含量高、可生化性差,排放无规律,造成涂装废水排放的水质、水量变化较大。
        2汽车生产中涂装污水的来源及有害物质特点
        汽车工业生产工艺主要包括冲压、焊装、表面处理、涂装、总装等工序,其中表面处理和涂装是排放废水的主要工序,废水中主要含有表面活性剂、油类、磷酸盐、醇类、醚类、苯类等物质。涂装废水中含有树脂、表面活性剂、重金属离子,油、磷酸盐、油漆、颜料和有机溶剂等污染物。汽车涂装各工序所产生的废水经过混合后形成高浊度的涂装废水,具有以下几个特点:浊度高,废水的水量及水质变化大,水质污染种类多、成分复杂,COD浓度高和BOD5/COD值较小、可生化性较差。汽车涂装线排放的废水种类多,每一种废水水质(成分、浓度)因使用的材料而异。仅脱脂废水就有多种配方。汽车涂装废水的非正常排放或事故排放会对常规的生化处理系统造成冲击,影响系统正常运行以及出水达标排放。涂装废水主要来自于预脱脂、脱脂、表调、磷化等车身前处理工序;电泳工序和中涂、喷面漆工序。废水中含有的主要有毒、有害物质如下:涂装前处理有亚硝酸盐、磷酸盐、乳化油、表面活性剂、Ni2+、Zn2+;底涂有低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉剂、环氧树脂、丁醇、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、油漆等;中涂、面涂:二甲苯、香蕉水等有机溶剂、漆膜、颜料、粉剂。涂装车间排放的废水分为间歇排放的废槽液和连续排放的清洗水。间歇排放废水主要来源于前处理槽的倒槽废液、喷漆工段排放的废液等,废水浓度高,一次排放量大,连续排放废水主要来自于前处理工序的后喷淋、浸渍槽的溢流废水等,相对间歇排放废水,其浓度低、总排放水量大。
        3反应时间对汽车涂装废水水解酸化的影响
        水力停留时间是水解酸化工艺的控制参数之一,它能够影响水解酸化反应的程度,一般情况下,随着反应时间的增加,底物与微生物反应越彻底,水解酸化工艺的处理效果越好。在循环流量为180L/h的情况下,考察了反应时间分别为8h,12h,16h,20h和24h时,汽车涂装废水的COD去除效果以及酸化率的变化。COD去除率与反应时间成正相关,反应前16h,COD去除率增加的较快,达到了20.3%。

但是当反应时间超过16h后COD去除率增幅较小,基本上不再增加,最终COD去除率基本在20%左右浮动。酸化率随着反应时间的增加而明显增加,反应时间在20~24h之间时酸化率达到最大。综合考虑反应时间对COD去除率和酸化率的影响,反应时间在20~24h时,汽车涂装废水的水解酸化效果较好。此时,COD去除率和酸化率分别约为20%和10%。
        4汽车涂装工艺分析
        汽车生产涂装工艺一般由前处理、喷涂和烘干等三个工序组成。前处理是涂装工艺的基础。它包括表面清理(除锈、脱脂)和磷化处理两部分。脱脂一般用热碱液和有机溶剂清洗,碱液由强碱、弱碱、聚合碱性盐、表面活性剂等适当配合而成。磷化处理是通过化学反应在金属的表面形成一层非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐薄膜,磷化膜可显著提高涂层的附着力、耐腐蚀性和耐水性。车身、车厢等磷化一般都采用薄膜锌盐快速磷化处理。喷涂是指将涂料在被涂物表面扩散开的操作。目前多用阴极电泳涂装法泳涂阳离子型水溶性漆。电泳后用超滤液进行2~3次回收水洗,再用脱离子水淋洗。装饰要求较高的轿车和轻型载重汽车一般采用静电涂装法涂中间层涂料;面漆一般用三聚氰氨基醇酸树脂磁漆,采用自动喷漆或静电喷漆。
        5汽车涂装废水主要处理工艺
        目前,汽车涂装废水处理工艺主要有物理法、化学法和生物法等多种处理方法。物化法一般采用混凝沉淀,通过在废水中投加混凝剂,使污染物形成大颗粒的团聚物,经过沉淀、过滤加以去除。物化法原理简单、投资少、占地少。但是,仅采用物化方法不能满足高标准出水水质要求,只可用于废水排放要求不高的污水处理。生物处理方法是用微生物降解水中的有机物。该方法运行费用低,有机物去除率高,处理过程消耗的能量少。但是,微生物对环境条件要求较高,处理运行周期较长。由于汽车涂装废水具有成分复杂、水量波动大、排放无规律的特征,当采用单一的物化法或生物法处理废水时,存在出水不稳定达标、处理费用较高等特点。随着国家对工业废水排放要求日益提高,物化+生物法联合处理成为汽车涂装废水处理的主要方法。该方法具有处理效果稳定、运行成本低和操作管理方便等特点,能有效去除汽车涂装废水中的污染物,具有较好的经济效益和社会效益。物化+生化法尤其适用于工厂自身有其他废水需进行生化处理的情况。对脱脂废液采用酸化法进行破乳预处理,向脱脂废液中投加无机酸将pH调至2~3,使乳化剂中的高级脂肪酸皂析出脂肪酸,这些高级脂肪酸不溶于水而溶于油,从而使脱脂废液破乳析油。另外,加酸后使脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性溶液中易分解而失去稳定性,失去了原有的亲油和亲水的平衡,从而达到破乳。处理中加入适当的阳离子型聚丙烯酰胺和聚合氯化铝作混凝剂,利用絮凝剂的吸附架桥作用来快速去除废水中的污染物。出水通过后续的混凝沉淀进一步去除污染物,以达到净化的目的。
        结语
        总之,伴随着人类环保意识的增强,汽车生产涂装"三废"污染问题已经引起了汽车制造厂家及化学品供应商的高度重视,涌现出越来越多的先进涂装材料、涂装工艺和涂装设备,当今世界都非常重视环境保护,为了能让我们周围的环境能够变得美好,坚持可持续发展观,我们必须对那些对环境造成危害的东西加以处理,尽量把污染控制到环境的所能承受的范围内,低于环境容量。
        参考文献:
        [1]王献平,陶冶,李韧,等.汽车工业涂装废水水质特征及治理措施探讨[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2007(4):38-40.
        [2]刘绍根.汽车涂装废水处理技术[J].工业用水与废水,2001(2):11-13.
        [3]杨晓伟,代青华,汪洋,等.浅谈汽车涂装废水的处理工艺[J].能源与环境,2016(4):79-80.
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