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涂裝酸洗磷化廢水處理要點分析

【格林大課堂】

　　汽車涂裝過程排放的水污染物如樹脂、表面活性劑、磷酸鹽等可造成嚴重污染。汽車涂裝廢水成份復雜，排放無規律，故水質變化大。國內汽車涂裝廢水處理經驗證明，采用物化-生化法處理工藝，可使排水中的CODCr≤100mg/L，PO43-(P)≤0.5mg/L，工程設計中應注意水質均衡、高濃度廢水預處理、保證足夠的生化時間。

　　涂裝工藝一般由漆前表面處理、涂布和干燥等三個基本工序組成。

　　漆前表面處理是涂裝工藝的基礎，它包括表面清理(除銹、脫脂等)和磷化處理兩部分。脫脂一般用熱堿液清洗和有機溶劑清洗，堿液由強堿、弱酸、聚合堿性鹽(如磷酸鹽、硅酸鹽等)、表面活性劑(陽離子型或非離子型)等適當配合而成。

　　磷化處理是通過化學反應在金屬表面形成一層非金屬的、不導電的、多孔的磷酸鹽薄膜，磷化膜可顯著提高涂層的附著力。耐蝕性和耐水性。車身、車廂等磷化一般都采用薄膜鋅鹽快速磷化處理。磷化液的主要成分是磷酸二氫鋅、氧化劑(如硝酸鈉)、催化劑(如亞硝酸鈉、氯酸鈉)和一些添加劑(如三聚磷酸鈉、氟化鈉)。磷化處理后一般再進行2-3次水洗。

　　涂布系指將涂料在被涂物表面擴散開的操作，目前多用陰極電泳涂裝法泳涂陽離子型水溶性漆。電泳后用超濾液進行2-3次回收水洗，再用脫離子水淋洗。裝飾性要求高的轎車和輕型載重汽車一般采用靜電涂裝法涂中間層涂料;面漆一般用三聚氰氨基醇酸樹脂磁漆，采用自動噴涂或靜電噴涂。

　　汽車涂裝廢水特點

　　污染源來源

　　在涂裝工藝生產中產生的廢水主要分前處理廢水、電泳涂漆廢水和噴漆廢水。

　　前處理廢水來自漆前表面處理的脫脂、磷化、表面調整等工序，含有乳化油、表面活性劑、磷酸鹽、重金屬離子(如Zn2+)、填料(如鈦白粉)、溶劑等。電泳涂漆廢水產生于涂件上附著的浮漆和槽液的清洗過程，一般包括去離子水洗水和超濾液;其成分與槽液成分相同，含有水溶性樹脂(如環氧樹脂、酚醛樹脂等)、顏料(如碳黑、氧化鐵紅、鉛汞等)、填料(如鈦白粉、滑石粉等)、助溶劑(如三乙醇胺、丁醇等)和少量重金屬離子。

　　濕式噴漆室用水洗滌噴漆室作業區空氣，空氣中漆霧和有機溶劑被轉移到水中形成了噴漆廢水;廢水中含有大量漆霧顆粒，其水質由所用漆料(以硝基漆、氨基漆、醇酸漆和環氧漆為主)和溶劑(如乙醇、丙酮、脂類、苯類等)、助溶劑而定。

　　汽車涂裝廢水特點

　  廢水種類多、成分復雜

　　汽車涂裝線排放的廢水(或廢液)種類很多，每一種廢水水質(成分、濃度)因使用的材料而異。僅脫脂液就有多種配方，涂料(任何一種涂料均由樹脂、顏料、溶劑、添加劑等組成)種類更多。

　　排放無規律

　　除部分水洗水連續溢流排放外，涂裝線廢水或廢液多為間歇集中排放。某汽車廠車身車間排水情況見表1。

　　水量、水質變化大

　　由于各種廢水成份、濃度各異，且排放無規律，造成汽車涂裝線排水水量、水質變化很大且無規律可循。

　　國內汽車涂裝廢水處理技術

　　其工藝要點有：用石灰乳將磷化液、脫脂液、表調水和溢流水的pH分別調至 10、12.5、12.5和10以上，可確保含磷廢水處理出水磷酸鹽濃度低于5.0mg/L;經PAC混凝沉淀——氣浮處理，高濃度有機廢水中大部分乳化油、高分子樹脂、表面活性劑被分離出來;對含磷廢水和高濃度有機廢水進行有效預處理后，調節池水質得以較好地均衡;CODCr為300-600mg/L、PO43-(P)為3-5mg/L的綜合廢水經混凝沉淀—缺氧—好氧—接觸過濾工藝處理后，廢水可達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準的要求(CODCr≤100mg/L;PO43-(P)≤0.5mg/L)。

　　工藝總結

　　汽車涂裝線各種廢水的水質取決于涂裝工藝，故應深入調查，在對污染源做細致分析的基礎上精心地設計。設計時應注意以下幾個問題：

①汽車徐裝廢水水量和水質變化大，有的廢水處理工程在設計時對水量、水質均衡和分質預處理重視不夠，造成系統運行不穩定甚至不能正常運行。

②汽車涂裝廢水可生化性差，生化宜采用水解酸化-生物接觸氧化法或SBR法，應保證足夠的生化時間。

③因除磷的反應條件要求嚴格，含磷廢水與其它廢水混合后一般難以有效去除，故含磷廢水應單獨預處理。

④應從清潔生產的角度出發，協助生產技術人員改進生產工藝、改良涂裝材料配方、強化生產管理，以減少污染物排放。

　　磷化廢水處理工藝說明：

　　化學法除鋅

　　化學法除鋅有硫化物法和堿法混凝沉淀等。該工藝采用堿法混凝沉淀除鋅，因為Zn(OH)2溶度積常數Ksp=7.1×10-18，根據氫氧化物M(OH)n的沉淀-溶解平衡及水的離子積Kw=[H+][OH-]，可以計算出使氫氧化物沉淀的pH值，即pH值=14-1/n×(log[Mn+]-logKsp)。投加NaOH調節pH值，控制混凝沉淀的最佳pH值為8.5~9.0，在此條件下，Zn2+與NaOH反應生成Zn(OH)2沉淀，而完全除去。

　　石灰法化學沉淀除磷

　　投加石灰乳澄清液，調整pH值在10~11，廢水中的絕大部分磷酸鹽得以沉淀除去，石灰乳在除磷的同時還起到了中和作用。

　　混凝氣浮除磷、除油

　　加人絮凝劑使廢水中的殘磷和其他污染物質發生混凝反應，產生的絮體與氣浮法產生大量微細氣泡礎附在一起，利用氣泡浮力將其帶出水面。除磷的同時，還可以吸附去除油滴，氣泡上浮速度快，運行安全可靠，是一種經濟實用的除油技術。

　　活性炭吸附除磷

　　活性炭是水處理中最常用的吸附劑，具有良好的吸附性能和化學穩定性，不易破碎，氣流阻力小，常用的有粉末狀和粒狀，該工藝利用活性炭巨大的比表面積，充分吸附廢水中的微量殘磷和其他污染成分。

　　攪拌混勻裝置

　　一級、二級反應器都配有攪拌裝置，采用皮帶輪或減速器使槽中攪拌速度依次遞減，以滿足整個反應過程中不同階段的攪拌混勻需要，使得反應更徹底，更利于后面的沉淀工序。工藝中的管道混合器使投加H2SO4時中和反應更易進行，可使出水pH值完全達標。

　　重力或水壓作用排泥

　　系統中一級、二級反應器和氣浮池中產生的污泥或浮渣都靠重力或水壓作用定期排人污泥濃縮池濃縮，再經自然干化后外運填埋，濃縮池的上清液回流至調節池進行物化處理。

　　反沖洗和脫附

　　系統中硅砂過濾器和活性炭吸附器都需要定期進行反沖洗，以防堵塞，其產生的廢水回流至調節池。另外，為使活性炭再生，采用高溫加熱再生法活化，利用水蒸氣來對活性炭過濾器中的顆粒炭進行脫附以保證正常的吸附效果。

　　原標題:涂裝酸洗磷化廢水處理要點分析

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