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汽車涂裝所用的涂料、面漆、溶劑及稀釋劑等絕大部分都是有毒物質,在涂裝作業中因揮發會形成大量的有害氣體和粉塵;涂裝廢水中也含有大量有害物質,它主要來自于涂裝前車身處理及底涂、中涂和噴面漆工序;涂裝過程還會產生一些沉渣和廢棄物,若處理不當亦會產生污染。

1.1 涂裝與大氣污染

在涂裝作業過程中會形成大量的漆霧、有機溶劑蒸氣和粉塵等,操作人員長期接觸和吸入體內能夠引起慢性中毒、皮膚病等,有損健康。若將它們排放到室外則導致大氣污染,有些具有光化學反應特性的溶劑在受到陽光中的紫外線照射后能形成毒性更大的物質,造成公害。

目前國內外汽車涂裝所用的還都屬于有機溶劑型涂料, 有機溶劑一般都具有溶脂性(對油脂具有良好的溶解作用) 。所以,當溶劑進入人體后能迅速與含脂肪類物質作用,特別是對神經組織產生麻痹作用,產生行動和語言障礙。因化學結構不同,各種有機溶劑還有其個性,毒性也不同,其中有毒溶劑主要有苯類、四氯乙烷、異氰酸脂等。

1.2 涂裝與水質污染

涂裝廢水主要來自于預脫脂、脫脂、表調、磷化、鈍化等車身涂裝前處理工序及底涂的陰極電泳工序和中涂、噴面漆工序等。

車身涂裝前處理時產生的廢水中含有的主要有害物質有亞硝酸鹽、磷酸鹽、重鉻酸鹽、乳化油、表面活性劑、Ni2 + 、Zn2 + 等;底涂廢水中的有害物質有低溶劑陰極電泳漆膜、無鉛陰極電泳漆膜、顏料、粉劑、環氧樹脂、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、面涂廢水中的有害物質有二甲苯、香蕉水等有機溶劑和漆膜、顏料、粉劑等。

1.3 涂裝與廢物污染

在涂裝過程中,根據選用涂料及施工方法的不同,*終產生的殘渣量及種類也不同。殘渣的主要來源是:表面處理后的沉渣物;清潔涂裝設備、通風設備、墻壁等處殘余的、過濾的及漆霧顆粒積累的涂料;因涂料變質而產生的廢料;水溶性樹脂的淤渣;水處理過程中的沉淀物等。

 

2 、處理方法及標準

2.1 廢氣的處理

(1) 在噴漆室內產生的大量低濃度有機廢氣,先通過水幕凈化,然后由風道匯總,從70 米以上的排氣筒高空排放。

(2) 烘干室內產生的高濃度有機廢氣可采用燃燒的辦法來處理。有機廢氣在高溫下完全燃燒后達標排放。用燃燒法來處理有機可燃廢氣的方法有直接燃燒法和催化燃燒法兩種。直接燃燒法是將廢氣在輕柴油焚燒爐的600 ———800 ℃高溫火焰中燃燒,此法不僅燃料費用高,需要高溫耐火結構,而且還會產生二次污染,所以現在已趨于淘汰。現在提倡推廣的是催化燃燒法,此法是將含有機溶劑的廢氣加熱到200～320 ℃,然后和催化劑接觸,進行無火焰的催化燃燒,生成無害、無臭的二氧化碳和水,無二次污染。但是,催化燃燒的技術性比較復雜,在選擇催化溫度前,必須了解有機廢氣中的有機成份,如果隨意選擇溫度,很容易造成不完全氧化,使有機溶劑的微粒子吸附在催化劑載體的表面,久而久之,使催化劑的活性逐步下降,影響凈化率。這就是催化燃燒法開始時凈化率高,而過了一段時間后效果就不明顯了的主要原因。其實,真正掌握了催化燃燒技術完全可以避免這種現象。

催化劑除了貴金屬外,還有稀土金屬催化劑,它的價格遠低于貴金屬。采用后者的相關技術目前在我國還不夠成熟,但前景廣闊。我國稀土金屬礦源豐富,進一步有效提高稀土金屬的催化作用,必將促使催化燃燒技術飛速發展。

若能正確選擇參數做好前期處理和按規章操作,催化劑的壽命*長可達7 年以上。催化燃燒另一可貴之處是能把廢氣中的有機溶劑的化學能轉化為熱能,達到節能之目的。

(3) 吸收處理法。這是以液體作為吸收劑,使廢氣的有害成分被液體吸收的一種處理方法(液體中必須添加乳化劑) 。此方法效果較好,也是噴涂室排氣凈化的常用方法。

(4) 吸附處理法。選用高效吸附劑,如活性炭、活性氧化鋁、硅膠等,將有機溶劑吸附,使廢氣排放達到標準。具體方法是:把來自噴涂室或烘干室的廢氣,經除塵冷卻后通過風機從下部送入吸附塔,使廢氣中的有害成分被活性炭吸附, 從而達到排氣凈化的目的。

2.2 廢水的處理

涂裝車間生產過程中產生的各種廢水可劃分為:脫脂廢水、磷化廢水、鈍化廢水(包括鈍化液、換槽液及浸洗廢水) 、電泳廢水等。

(1) 脫脂廢液的處理。對脫脂廢液采用酸化法進行破乳處理,向脫脂廢液中投加無機酸將pH 調至2～3, 使乳化劑中的高級脂肪酸皂析出脂肪酸,這些高級脂肪酸不溶于水而溶于油,從而使脫脂廢液破乳析油。另外,加酸后使脫脂廢液中的陰離子表面活性劑在酸性溶液中易分解而失去穩定性,失去了原有的親油和親水的平衡,從而達到破乳。

(2) 廢酸液的處理。廢酸的處理包括兩個方面,即回收和凈化處理。對于酸的含量在3%～4%, 且廢水量較多時, 采用回收綜合利用。若酸的含量低于3%～4%, 且廢水量較少時,則采用中和方法進行凈化處理,將廢水中的PH 值降到6～9 后,再將其排放。

(3) 電泳廢液的處理。在陰極電泳廢水中含有大量高分子有機物及大量電泳漆渣,這些物質在水中呈細小懸浮物或呈負電性的膠體狀。處理中加入適當的陽離子型聚丙烯酰胺( PAM) 和聚合氯化鋁( PAC) 作混凝劑,利用其吸附架橋作用來快速去除廢水中的污染物。電泳廢液在預處理時要求p H 值在11～12 之間,有較好的沉淀效果。

(4) 噴漆廢水。對噴漆廢水先采用Fenton 試劑( H2O2 + FeSO4) 對其進行預處理,使其中的有機物氧化分解,有機物去除效率約在30 % 左右,再加入PAC 和PAM 對其進行混凝沉淀。

Fenton 試劑具有很強的氧化能力,當p H 值較低時(控制在3 左右) ,H2 O2 被Fe2 + 催化分解生成羥基自由基( -OH) , 并引發更多的其他自由基,從而引發一系列的鏈反應。通過具有極強的氧化能力的( - OH) 與有機物的反應,使廢水中的難降解有機物發生部分氧化，使有機物C -C 鍵斷裂,*終分解成H2O 、CO2 等。或者發生偶合或氧化,改變其電子云密度和結構,形成分子量不太大的中間產物,從而改變它們的溶解性和混凝沉淀性。同時, Fe2 + 被氧化生成Fe (OH) 3 在一定酸度下以膠體形態存在,具有凝聚、吸附性能,還可除去水中部分懸浮物和雜質。再通過后續的混凝沉淀進一步去除污染物,達到凈化的目的。

按照國標《工業廢水*高容許排放濃度》的要求,涂裝車間的廢水應符合下表之規定。

 

表:工業廢水*高容許排放濃度