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汽车涂装废水处理工艺

日期: 2021-07-22
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1 汽车涂装废水来源及特征

1.1 涂装废水来源

汽车涂装工艺主要由漆前处理、涂布以及干燥等工序组成,工作人员首先会清理汽车表面锈迹并进行脱脂磷化处理,在车体结构表面扩散涂刷涂料,然后再使用超滤液对汽车开展多次回收水洗作业,最后使用脱离子水洗。汽车涂装过程中,各项工序环节都会产生脱脂废水、磷化废水、电泳废水、喷漆循环废水等多种来源不同的涂装废水。常见的涂装废水包括以下几种:

(1)脱脂废水:在使用复合碱性脱脂剂来清洗工件与车身表面结构时,所产生的含有碱性表面活性剂与工件油脂的废水;

(2)磷化废水:将汽车工件在磷化液中浸泡一定时间后,将会在工件表面形成磷酸盐皮膜,并产生磷化废水,这类废水含有高浓度的重金属离子以及磷酸盐;

(3)酸洗废水:使用草酸等化学试剂清洗工件表面,清除工件表面残留的锈迹,所产生的含有金属离子与草酸等污染物的酸洗废水。

 

1.2 涂装废水特征

1.2.1 成分复杂

汽车涂装废水往往由若干成分组成,如表面活性剂、重金属离子、助溶剂、水溶性树脂等。由于汽车涂装废水成分复杂,在采取单一废水处理工艺时,很难清除汽车涂装废水中含有的各类污染性与有毒性物质,处理后的废水并不符合我国工业废水排放标准。

 

1.2.2 水质变化

大根据实际处理情况与废水检测报告结果看,汽车涂装废水的成分会受到汽车制造工艺、脱脂液配方比例、汽车涂料种类等诸多因素影响。任何因素发生变化时,都会改变汽车涂装废水的组成成分。为直观阐述汽车涂装废水的这项特征,以涂装废水中各种污染物成分的数值变化范围为例,化学需氧量(COD)波动范围为1000~2000mg/L,总重金属波动范围为35~55mg/L,生化需氧量(BOD5)波动范围为100~250mg/L。

 

1.2.3 排放无规律

受制造工艺限制,汽车涂装所产生的各类汽车涂装废水多为间歇排放,不同时间节点的涂装废水排放量与水质成分皆不同。同时,还有可能将多种汽车涂装废水汇集形成综合废水,这都对汽车涂装废水处理效率与质量提出了更高的要求。

 

2 汽车涂装废水处理

汽车涂装废水处理工艺的关键之一在于合理的清浊分质以及预处理的分类收集、分类处理。对间歇排放的高浓废液(磷化废液、脱脂废液、电泳及喷漆废液)先单独进行预处理,再与其同类废水集中连续物化处理。可将涂装废水分成3条物化处理线,分别是:磷化处理线、脱脂处理线、综合处理线(包括电泳废水及喷漆废水等),3条线汇合后进行生化处理。由于涂装废水可生化性差,且氮源不足,而生活污水中含有丰富的微生物及所需的各种营养源,生化性较好,因此,在水解酸化池中引入生活污水,可提高生化系统的生化效果。这样不仅可以取得较好的处理效果,而且在经济上也合理可行。

 

2.1间歇预处理

2.1.1磷化废液磷化

废液(包括表调废液)中含有浓度较高金属离子及磷酸盐。在预处理槽中依次投加适当的石灰(控制pH在9.5左右)、PFS和PAM,使废液中的磷酸根离子和金属离子生成沉淀与其它悬浮物一起形成较大颗粒的矾花,经沉淀后泥从槽体底部排到污泥池,清液从中底部排到磷化调节池。经预处理后磷化废液的磷酸根离子从800~1500mg/L降到50~80mg/L,金属离子可降到50~100mg/L。

 

2.1.2脱脂废液

对脱脂废液可采用酸化法破乳预处理,即在脱脂废液中投加酸将pH调到2~3,使废液中的高级脂肪酸皂析出脂肪酸,从而使脱脂废液破乳析油。而且加酸后使脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性条件下易分解,失去原有的亲油性和亲水的平衡,从而达到破乳。经预处理后脱脂废液的重铬酸盐指数从3000~6000mg/L降到1500~3000mg/L,去除率在50%左右,而含油量从500~1000mg/L降到50~150mg/L,去除率达90%左右。

 

2.1.3电泳喷漆废液

电泳与喷漆废液可集中进行预处理。在电泳及喷漆废液中含有大量的高分子有机物和电泳渣及漆渣,重铬酸盐指数最高可达20000mg/L,SS高达1500mg/L,这些物质在水中呈细小悬浮物或胶状物。采用混凝沉淀法去除废水中的污染物,即加入适当的聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM),其反应的pH值控制在9~10之间,沉淀效果较好。处理后出水重铬酸盐指数3000mg/L左右,SS在150mg/L左右。

 

2.2连续处理

经预处理后的各类废水排入调节池中,与其同类废水混合后进入连续处理单元。混合后的废水重铬酸盐指数在1200~1800mg/L。连续处理为3条单独处理线,即磷化处理线、脱脂处理线、综合处理线。

 

2.2.1磷化废水

主要去除废水中的金属离子及磷酸盐。分2级反应,第1级主要处理金属离子,第2级主要处理磷酸盐。反应槽采用推流式,每级分为3格。第1级先加石灰控制pH在9.0~10.0,石灰与金属离子生成沉淀,随后第2格与第3格分别加入助凝剂PFS和混凝剂PAM,出水进入斜管沉淀池。第二级先加石灰控制pH在10.0~11.0,石灰与磷酸根离子生成磷酸钙沉淀,随后第2格与第3格分别加入助凝剂PFS和混凝剂PAM,去除磷酸盐,出水进入斜管沉淀池。斜管沉淀池停留时间均为2h。设计2级反应对金属离子和磷酸盐的去除率可达90%以上。

 

2.2.2脱脂废水

主要去除废水中的油及表面活性剂等。主要工艺采用混凝气浮,反应槽采用推流式反,分为3格。第1格将pH调至8.5~9.0,第2格加入聚合氯化铝(PAC),第3格加入PAM,反应后进入气浮机进行固液分离。反应槽3格停留时间分别为10min、10min、5min。气浮的溶气回流水按处理水量的35%设计。反应对重铬酸盐指数的去除率为35%左右。

 

2.2.3综合废水

综合废水主要包括电泳废水、喷漆废水及杂用水等。主要工艺采用混凝沉淀,反应槽采用推流式,分为3格。第1格将pH调至8.0~9.0,第2格加入PFS,第3格加入PAM,反应后进入斜管沉淀池进行固液分离。反应槽3格停留时间分别为10min、10min、5min。斜管沉淀池停留时间3h。反应对重铬酸盐指数的去除率为40%左右。

 

2.3生化处理

3条物化处理线的出水均排入综合调节池,与生活污水混合后进入生化系统,水解酸化池和接触氧化池。

水解酸化池停留时间HRT为4h;接触氧化池停留时间HRT为12h,采用罗茨鼓风机和微孔曝气头,溶解氧DO浓度控制在3~5mg/L。污泥沉降比(SV30)控制在30%,如果此指标过大,可考虑排泥

 

2.4深度处理深度

处理采用砂滤和活性炭过滤。砂滤装置的过滤速度控制在8~10m³/m²·h,活性炭过滤装置的过滤速度控制在10~12m³/m²·h,反冲洗水由放流池中的水加压后提供,反冲洗强度控制在16~18L/m2·s。从运行情况看,经砂滤后的出水即能达到排放标准,因此,活性炭过滤只是一个应急保证措施,一般情况下不使用。

 

2.5污泥处理污泥

浓缩槽停留时间8h,由于污泥含油,需在污泥浓缩槽中加入石灰,调整pH至9.0左右,污泥进板框压滤机后含水率可降至75%~80%。滤液和污泥浓缩槽上清液进调节池。

 

3 运行效果

经过上述一系列处理,总排口出水指标可达到国家污水排放综合标准。每方污水的成本可控制在1~2元。

 

汽车行业涂装废水水量和水质变化大、其重点在水 量、水质的均衡与分质预处理。 实际证明,对磷化废液(水)、 脱脂废液(水)、电泳和喷漆液(水)分别进行间歇预处理和单 独物化处理,并最终与生活污水混合,不仅有利于后续生化 处理效率的提高,而且对整个系统的稳定运行和出水达标至关重要。

 

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