機床涂裝廢水處理方法

□張寅龍 □馬進峰（機械工業(yè)第六設(shè)計研究院）

近年來，隨著對機床產(chǎn)品外觀及表面質(zhì)量要求的不斷提高，機床的涂裝已越來越受到重視，原來在車間內(nèi)或露天進行的開放式涂裝作業(yè)已逐漸被在噴漆室里進行的封閉式涂裝作業(yè)所代替，特別是近十年來，隨著人們環(huán)保及職業(yè)衛(wèi)生意識的加強對漆膜質(zhì)量要求進一步提高，對噴漆產(chǎn)生的過噴漆霧有著顯著處理效果的水旋噴漆室已逐漸成為機床行業(yè)涂裝的主流設(shè)備。眾所周知，水旋噴漆室會相應(yīng)地產(chǎn)生涂裝廢水，那么對機床涂裝廢水的處理也就隨之而來的成為人們關(guān)注的對象，筆者根據(jù)多年從事機床行業(yè)涂裝工作的實踐經(jīng)驗，對機床涂裝廢水的處理方法進行了如下總結(jié)。

一、機床涂裝廢水的來源及特點

在機床產(chǎn)品涂裝作業(yè)時，從噴槍噴出的油漆大部分會附著在工件表面形成漆膜，同時也會有相當數(shù)量的油漆以霧狀細微顆粒的形式彌散到空氣中，這就是我們通常所說的過噴漆霧，在水旋噴漆室中，過噴漆霧會被從噴漆室頂部有組織送入的新風壓制到噴漆室下部的水旋式漆霧處理系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)的水旋器內(nèi)，攜帶過噴漆霧的風會以一定的流速和水混合，水在水旋器內(nèi)受到復雜因素的影響而霧化從而加強了與風的混合效果，經(jīng)過洗滌凈化后的空氣從風道排走，過噴漆霧則被水捕集留在水里從而形成了涂裝廢水。

機床涂裝所用的漆料主要有過氯乙烯漆、環(huán)氧樹脂漆、丙烯酸聚氨酯漆等，那么相應(yīng)的涂裝廢水里面主要就是這些高分子有機物的細小顆粒，同時還會有一定量無機物料和各種有色顏料、少量的隨油漆混入水中的有機溶劑及油污等。這些物質(zhì)多為有毒有害、難于生化降解的高分子化合物，特別是剛從水旋器排出的吸收了過噴漆霧的廢水，這些有害物質(zhì)的濃度極高。這些細小顆粒主要以膠體或懸浮物的狀態(tài)存在。一般認為,顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì),顆粒粒徑在1～100nm的為膠體物質(zhì),顆粒粒徑在100nm～1mm為懸浮物質(zhì)。

二、處理工藝方法

水旋噴漆室所用水量一般都較大，比如用于小型機床噴漆的6m×6m（長×寬）的噴漆室用水量就有100m3/h，一些用于重型機床噴漆的12m×10m（長×寬）的大型噴漆室，用水量更是達到300m3/h。所以為節(jié)約用水、減少污水排放，所有的水旋噴漆室的洗滌用水全部采用循環(huán)使用。設(shè)備都自帶循環(huán)供水系統(tǒng)及循環(huán)水池，從噴漆室漆霧處理系統(tǒng)排出的含有高濃度有害物質(zhì)的廢水流經(jīng)循環(huán)水池時進行初期處理，處理后的水由循環(huán)水泵送回噴漆室重新使用。經(jīng)長期循環(huán)使用后，隨著有害物質(zhì)的積累，當循環(huán)水不能滿足工藝要求時，便一次性地排入廠區(qū)污水處理站或車間所設(shè)的污水處理站進行后續(xù)處理，處理達標后方可最終排放。

（一）初期處理

為滿足噴漆室功能需求、減少最終污水排放量，所有水旋噴漆室都對從漆霧處理系統(tǒng)排出的廢水進行初期處理，處理后的洗滌水由水循環(huán)系統(tǒng)（由循環(huán)水泵、管路、管件等組成）送回噴漆室循環(huán)使用。

不管是哪種形式的水旋噴漆室，一般在水旋式漆霧處理系統(tǒng)的下方都設(shè)有集水坑，捕集了過噴漆霧的洗滌廢水在此坑匯集后由水溝流入循環(huán)水池，該循環(huán)水池可每臺噴漆室設(shè)置一個，也可若干臺噴漆室共用一個，一般設(shè)在噴漆室旁邊的合適位置。在該循環(huán)水池內(nèi)定期加入絮凝劑，,使水中難以沉淀的膠體或懸浮物顆粒脫穩(wěn)而互相聚合,增加至能自然沉淀或上浮的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀或上浮物的方法叫混凝法,所投加的藥劑叫絮凝劑。

混凝的基本原理：廢水中的膠體和懸浮物顆粒具有巨大的比表面積,可以吸附液體介質(zhì)中的正離子或負離子或極性分子等,使固液兩相界面上的電荷呈不平衡分布,在界面兩邊產(chǎn)生電位差,這就是微粒的雙電層結(jié)構(gòu)。形成雙電層結(jié)構(gòu)微粒的整個膠體結(jié)構(gòu)就稱為膠團,整個膠團是電中性的。膠團中心是帶有電荷的固體微粒本身,稱為膠核。膠核所帶電荷的符號就是微粒所帶電荷的符號。微粒之所以能在水中保持穩(wěn)定性,原因在于微粒之間的靜電斥力(微粒常常帶有同種電荷而具有斥力)、膠體表面的水化作用及微粒之間相互吸引的范德華力共同作用。微粒帶電越多,其電位就越大,帶電荷的微粒和反離子與周圍水分子發(fā)生水化作用越大,水化殼也越厚,越具有穩(wěn)定性。向水中投加藥劑,使顆粒失去穩(wěn)定性而形成更微小的顆粒,而后這些均勻分散的微小顆粒再進一步形成較大的顆粒,從液體中脫離出來,這個過程稱為凝聚，凝聚出的油漆類污物，密度大的沉淀在循環(huán)水池的底部，形成漆泥，密度較小的，以團絮狀漂浮于水面，通常稱為漆渣。

涂裝廢水中微粒的充分絮凝過程需要一定的時間，一般不宜小于10分鐘，所以在噴漆室的水溝和循環(huán)水池設(shè)計時，要保證洗滌水從集水坑流出，經(jīng)排水溝流入循環(huán)水池，最終進入循環(huán)水泵吸口的總時間不宜小于10分鐘。在設(shè)置循環(huán)水池時，除了要滿足容積的要求，還要設(shè)置相應(yīng)的導流壩，使水在池內(nèi)均勻的、有組織的流動，增強絮凝除污效果。在水泵吸口處設(shè)有過濾網(wǎng)濾掉漆泥和漆渣，除污后的水由水泵送入噴漆室重新使用。漂浮在水面的漆渣一般采用人工打撈的方式收集，沉淀的漆泥則在循環(huán)水池清池時定期清理。

（二）后續(xù)處理

循環(huán)水在長期（一般15～30天）使用后，隨著污染物濃度不斷的增加，特別是僅靠在循環(huán)水池里單純混凝法不能去除的有害成分的增加，循環(huán)水將逐漸失去捕集過噴漆霧的洗滌功能，這時則需要更換循環(huán)水，一般要清空循環(huán)水池，一次性將廢水打入廠區(qū)或車間設(shè)置的廢水處理站，進行最終的后續(xù)處理。

涂裝廢水在污水處理站內(nèi)一般采用物化法進行處理。廢水物理化學處理法是廢水處理方法的一種。系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程和化學過程的若干單項處理方法，如浮選、沉淀、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。針對機床涂裝廢水的特點，常用的物化處理主要采用如下方法流程。

1.廢水首先進入污水處理站的調(diào)節(jié)池，因機床涂裝廢水為定期排放，平時不排放，需排放時短時排放量很大，且廢水濃度也會存在較大差異，調(diào)節(jié)池主要起到緩存廢水、平衡廢水濃度及初步沉淀固體物的作用。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，水進入沉淀池。

2.廢水進入沉淀池，繼續(xù)進行自然沉降，使大顆粒固形物沉降在池底部，小顆粒懸浮物和膠體顆粒溶在水中。池底沉淀出的固體物質(zhì)，需定期處理，污泥進入脫水機進行壓渣處理，濾液用水泵輸送回到沉淀池；同時由于部分油污漂浮在水面上，一般可采用斜板式隔油法將油水有效分離，從沉淀池中分離出來的油狀物定期運走。

3.經(jīng)過沉降和隔油處理后的廢水進入中和池，調(diào)節(jié)pH值，以利進一步處理。經(jīng)過以上處理后的水樣，懸浮物含量大為減少，大顆粒固形物留在池底，水中含有部分乳化油，小顆粒懸浮物和膠體顆粒。

4.接著用泵送入溶氣氣浮系統(tǒng)，先進入溶氣罐，通入空氣，使罐內(nèi)保持一定壓力（工作壓力），同時仍需加入無機絮凝劑，使固液氣三相進行充分混合，增強有機物的有效絮凝。從溶氣罐出來廢水，送入氣浮罐，無壓敞口，同時再加入有機高分子絮凝劑，使之形成團狀絮凝體，產(chǎn)生的泥渣由刮渣機收集到污泥濃縮罐，濃縮后，污泥進入脫水機進行壓渣處理，濾液用水泵輸送返回到沉淀池進行重新處理。廢水經(jīng)過溶氣氣浮系統(tǒng)處理后，大部分COD可被去除，油與懸浮物已經(jīng)過有效處理，污染物已大為減少。

5.氣浮罐出水進入緩沖罐，再用泵提升進入過濾罐（一般包含砂濾和活性炭吸附工序），經(jīng)過濾后，去除水中殘余懸浮物。過濾罐在長期使用后，需要進行反沖洗；反沖洗采用設(shè)時自動反沖洗系統(tǒng)，反沖洗水使用緩沖罐中水。

通過上述處理工序，處理后廢水水質(zhì)達到：COD＜150mg/L，SS＜100mg/L，PH值6～9，油＜10mg/L，P＜1mg/L，N-NH3＜2mg/L，滿足工業(yè)廢水二級排放標準，可直接排入市政排污管網(wǎng)或進行綜合回收利用。

三、結(jié)語

經(jīng)工程實踐表明，采用初期處理循環(huán)使用、后續(xù)處理再達標排放的工藝方法可有效地減少廢水的排放量，具有設(shè)備及操作簡單、運行可靠、一次性成本和運行成本低等優(yōu)點，比較適合機床涂裝生產(chǎn)的特點，滿足機床涂裝廢水的處理要求。