汽车涂装废水处理技术

刘绍根
安徽建筑工业学院，安徽 合肥 230022

　　摘　要：汽车涂装过程排放的水污染物如树脂、表面活性剂、磷酸盐等可造成严重污染。汽车涂装废水成份复杂，排放无规律，故水质变化大。国内汽车涂装废水处理经验证明，采用物化-生化法处理工艺，可使排水中的COD_Cr≤100mg／L，PO₄^3-(P)≤0.5mg／L，工程设计中应注意水质均衡、高浓度废水预处理、保证足够的生化时间。
　　关键词：汽车装废水；废水处理；物化法；生化法
　　中图分类号：X792
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009—2455(2001)02－0011－03

　　汽车涂装是保护和装饰汽车的主要措施，是非常重要的汽车制造工艺之一。

1 汽车涂装工艺简介^[1]

　　涂装工艺一般由漆前表面处理、涂布和干燥等三个基本工序组成。
　　漆前表面处理是涂装工艺的基础，它包括表面清理(除锈、脱脂等)和磷化处理两部分。
　　脱脂一般用热碱液清洗和有机溶剂清洗，碱液由强碱、弱酸、聚合碱性盐(如磷酸盐、硅酸盐等)、表面活性剂(阳离子型或非离子型)等适当配合而成。
　　磷化处理是通过化学反应在金属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。磷化液的主要成分是磷酸二氢锌、氧化剂(如硝酸钠)、催化剂(如亚硝酸钠、氯酸钠)和一些添加剂(如三聚磷酸钠、氟化钠)。磷化处理后一般再进行2－3次水洗。
　　涂布系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。装饰性要求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，采用自动喷涂或静电喷涂。

2 汽车涂装废水特征

2.1 污染源分析[1]
　　在涂装工艺生产中产生的废水主要分前处理废水、电泳涂漆废水和喷漆废水。
　　前处理废水来自漆前表面处理的脱脂、磷化、表面调整等工序，含有乳化油、表面活性剂、磷酸盐、重金属离子(如Zn²⁺)、填料(如钛白粉)、溶剂等。电泳涂漆废水产生于涂件上附着的浮漆和槽液的清洗过程，一般包括去离子水洗水和超滤液；其成分与槽液成分相同，含有水溶性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂等)、颜料(如碳黑、氧化铁红、铅汞等)、填料(如钛白粉、滑石粉等)、助溶剂(如三乙醇胺、丁醇等)和少量重金属离子。
　　湿式喷漆室用水洗涤喷漆室作业区空气，空气中漆雾和有机溶剂被转移到水中形成了喷漆废水；废水中含有大量漆雾颗粒，其水质由所用漆料(以硝基漆、氨基漆、醇酸漆和环氧漆为主)和溶剂(如乙醇、丙酮、脂类、苯类等)、助溶剂而定。
2.2 汽车涂装废水特征
2.2.1 废水种类多、成分复杂
　　汽车涂装线排放的废水(或废液)种类很多，每一种废水水质(成分、浓度)因使用的材料而异。仅脱脂液就有多种配方，涂料(任何一种涂料均由树脂、颜料、溶剂、添加剂等组成)种类更多。
2.2.2 排放无规律
　　除部分水洗水连续溢流排放外，涂装线废水或废液多为间歇集中排放。某汽车厂车身车间排水情况见表1。
2.2.3 水量、水质变化大
　　由于各种废水成份、浓度各异，且排放无规律，造成汽车涂装线排水水量、水质变化很大且无规律可循。

3 国内汽车涂装废水处理技术

表１　　某汽车厂车身车间排水情况

生产工序	废水名称	pH	CODCr/(mg.L-1)	TP/(mg.L-1)	石油类／(mg.L-1)	水量
前处理工作	预脱脂废液	13	13000-14000	50-100	3000-4000	40m3/2个月：溢流
	脱脂废液	13	12000-16000	50-60	500-1500	40m3/2个月：溢流
	脱脂水洗水	9.5-10.5	150-250	1-3		40m3/次：溢流
	表调水	10-10.3	160-870	85-95		40m3/2周：溢流
	磷化废液	2.4-2.6	200-300	800-1000		清渣一次/2周
	磷化水洗水	3.5-5.0	50-100	50-100		40m3/2周：溢流
底漆工序	越滤液	5.8-6.2	10000-14000			溢流
	去离子水洗水	6.0-7.0	5000-7000			40m3/次：溢流
面漆工序	喷漆废水	9.8-11	1200-4000			40m3/3-4个月

3.1 物化法
　　油、高分子树脂、颜料、钛白粉等在表面活性剂、溶剂及各种助剂的作用下，可以胶体的形式稳定地分散在水溶液中。金属盐类(如 Fe³⁺、A1³⁺、Ca²⁺等)或金属盐类的聚合物(如 PAC、PFS等)投入水中后，可形成带正电荷基团的絮体。它们既可中和乳化油或高分子树脂的ζ电位，完成脱稳过程；又可通过吸附架桥作用吸附水中脱稳的乳化油、高分子树脂、颜料、钛白粉等。所以混凝处理可有效地去除汽车涂装废水中的油、高分子树脂、颜料和钛白粉。
　　阴离子表面活性剂亦可通过混凝处理得以部分去除，但非离子表面活性剂及溶剂、各种助剂等则难以通过混凝处理去除，由它们形成的COD需通过生化处理或吸附作用来去除。
　　由表1可知，前处理废水属于高浓度含磷废水。工程实践表明，石灰法处理含磷废水具有去除率高、运行费用低等优点，是目前最有效的高浓度含磷废水处理方法之一^[2，3]。

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