節水技術在汽車涂裝過程中的應用

摘 要：通過研究汽車涂裝過程中主要的用水設備，有針對性的提出各種節水技術。通過運用這些技術，可以大幅度的降低水資源的消耗，產生良好的環境效益和經濟效益。

關鍵詞：汽車涂裝；節水技術；膜分離技術；生物酶

1 引言

近年來，隨著中國汽車產量的增加，汽車生產過程中消耗的水資源量也越來越多。涂裝是汽車工廠中用水最大的車間，在涂裝過程中使用的自來水變成污水，需要進一步的處理，才能進行排放或者回用。因此，在汽車涂裝過程應用節水技術不僅可以減少水資源的消耗，降低生產成本，而且可以減少廢水的產生，降低環境負荷，產生良好的社會效益。

2 汽車涂裝用水現狀

前處理、電泳的水洗工序，噴漆室空調增濕系統，以及濕式噴漆室的循環水系統是汽車涂裝過程的主要用水點。前處理、電泳的水洗工序主要用來清洗車身表面，以防止前工序的藥品隨車身進入下一工序，產生污染。前處理最后水洗工序以及電泳的全部水洗工序還需要用到純水。整體來說，涂裝車間前處理用水量最大，電泳用水次之。

空調增濕系統主要是保持噴漆室內濕度在一個恒定的范圍，從而避免流掛、針孔等漆膜不良的出現?？照{增濕系統的用水量受環境溫濕度的影響，具有季節性的特點。在秋冬季氣候干燥時，噴漆室空調增濕用水量甚至會超過前處理用水量。

噴漆室循環水用以捕捉沒有噴到車身上的漆霧，由于是循環使用，雖然水量大，但運行中只需要補加蒸發的水量即可。另外，汽車涂裝過程中還有部分的水用來進行水性漆的調漆，補加電泳槽，以及在打磨，拋光等工位進行吸塵、降塵使用。這些工藝及設備的用水量占總用水量的比例較小。

3 主要的節水技術

3.1 逆工序補水

車體進行前處理和電泳涂裝時，車身需要多次清洗。清洗后的水由于受到污染，需要排放到污水處理站進行處理。清洗工序越往后車身越干凈，清洗后水中的污染物含量也越低。逆工序補水就是將后面清洗工序的排水作為前一清洗工序的補水，依次類推，最終污染程度最高的水從第一道清洗工序中排出。通過逆工序補水可以實現用水量的大幅下降，目前已成為汽車涂裝生產線前處理、電泳通用的設計模式。

3.2 增加瀝干時間

前處理和電泳通常都是噴淋和浸漬相結合的生產工藝。車體從一個槽體進入下一個槽體，在兩個槽體之間，適當的增加瀝干時間可以將附著在車體表面的化學藥品盡可能的瀝出，從而減少清洗水的用量。由于瀝出的藥品還可以回流到原槽體內，在節水的同時也節約了化學藥品。

3.3 設置合理水質基準

由于前處理、電泳的最后水洗工序需要使用到大量的純水，而純水的水質基準將直接影響到產水效率。一級反滲透純水系統的產水率約為75%，二級反滲透純水的復合產水率約為65%。如果純水的水質基準設定在電導率10μ左右，在滿足清洗用純水的品質前提下，只需要一級反滲透模組就夠了。如果純水電導率基準設置在5μ，則需要兩級反滲透模組進行處理，相應的工業水用量將會增加15%。純水的電導率在10μ時完全可以滿足汽車涂裝的清洗需要。

3.4 回用反滲透裝置濃水

自來水通過反滲透系統制造純水的同時也產生濃水。濃水產生量占自來水量的30%左右，通常這些濃水都白白的排到雨水溝內，造成浪費。如果自來水水質較好的話，濃水的電導率、懸浮物等水質指標甚至優于前處理第一道水洗工序逆補水水質。在這種情況下，可以將濃水回用到清洗工序中。如果濃水達不到清洗用水的水質標準，還可以考慮將其作為噴漆室循環槽的補水，以及作為廠區沖洗廁所及綠化用水。

3.5 膜分離技術處理廢水

車身電泳后一般利用UF透過液沖洗掉車身表面的電泳漆，然后再進入純水洗工序將UF液洗凈。UF液本身是電泳漆通過超濾裝置過濾得到，因此含有少量的電泳涂料固體成分。純水將車身表面的UF液沖洗掉后，形成的廢水因為有機物含量高排到污水處理站后還需要進行生化處理。利用膜分離技術對水洗后的水進行處理，固體份濃縮后回送到電泳槽繼續使用，而透過液經過反滲透系統處理后基本上可以達到純水的水質。這樣電泳后的純水洗廢水得到了循環利用，而電泳漆利用率也得到提升。

還有一種普遍使用的ED-RO膜分離技術。其特點是在UF超濾裝置后再加上反滲透純水裝置，反滲透裝置處理后的濃縮液送到UF水洗工序，而產生的純水則用到最后的純水洗工序。由于電泳及之后的水洗形成了徹底的封閉循環系統，可使電泳漆的回收利用率達到99%以上，同時最大限度地降低了電泳系統的用水量。

還有一種MBR膜分離技術，它利用MBR生物反應膜過濾污水處理站中經生化處理過的涂裝廢水，過濾后的產水同樣進一步經過反滲透系統處理，得到的純水回用到涂裝車間所有的純水用水點。

3.6 用生物酶法處理噴漆室循環水

噴漆室循環水在捕捉過噴涂的漆霧后，通過添加到水中的藥劑凝結成漆渣，然后利用分離裝置將固體的漆渣去除。隨著生產量的增加，循環水的電導率、懸浮物含量、化學需氧量不斷的上升直至水中的藥品失效，然后需要將全部的循環水更新。目前，已經開發出了含有生物酶的藥劑，生物酶可以分解了循環水中的有機物，在相當長的時間內循環水的懸浮物含量和化學需氧量都會保持較低的水平。與傳統的化學藥品相比，使用含有生物酶的藥品循環水的換水周期可延長一倍，因此用水量也可減少一半。

3.7 使用干式噴漆房

干式噴漆房通過在噴漆室下方的鼓起的石灰粉吸收過噴漆霧，當吸附飽和時，石灰粉被送到水泥廠進一步燒制水泥。由于不使用循環水，所以用水量為零。近年來，國內已有多條汽車涂裝生產線采用干式噴漆房技術。

3.8 空調冷凝水的回用

噴漆室需要保持一定的溫濕度以保證涂裝品質。在空氣濕度較大時，噴漆室空調將啟動除濕功能，從而產生大量的冷凝水。通常這些冷凝水也排到雨水溝內白白浪費，有些工廠已經開始回收使用這些冷凝水，經過簡單過濾補充冷水塔循環水的蒸發損失，也可以作為噴漆室循環水的補水。

4 結束語

針對如何利用最少量的水達到最佳的清洗效果，很多汽車涂裝車間采取了各種改善措施，有的甚至明確了廢水零排放的目標。未來會有越來越多的新材料、新技術、新工藝將會運用到汽車涂裝廢水的處理和循環利用上，從而大幅度的減少水資源的消耗。

參考文獻

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作者簡介：郭北洋（1978-），男，江蘇徐州人，碩士學位，工程師，從事涂裝技術管理工作。