苗瑛 马金环 柴圣

摘  要：涂装喷漆是汽车制造的重要工艺之一，在车身涂装喷漆过程中产生了大量的过喷漆雾及有机溶剂气体，如不对其进行处理会严重影响涂装操作者的身心健康，并严重污染环境。 根据职业健康和环保的要求，国内外大部分汽车涂装企业都采用湿法漆雾净化器处理喷漆室废气，水在净化器内循环使用，因此喷漆室循环水系统建造是否合理、运行是否稳定就直接影响到对废气中过喷漆雾的去除效果。

关键词：汽车喷漆;循环水;处理

一、汽车喷漆

汽车喷漆工艺根据喷漆对象的不同可分为汽车车身喷漆和汽车零部件的喷漆，根据工序的不同可分为金属表面的前处理技术和喷涂工艺。在喷漆涂装线上添加循环水处理设备前，应首先确定循环水添加药剂的品种，优化循环水处理工艺。加入水处理药剂可分解和聚集循环水中的油漆颗粒，提高漆雾捕集效率，防止漆雾颗粒粘附在设备管道及泵体内部，保证设备的正常运行。目前常用的水处理药剂有漆雾凝聚剂、pH 调节剂、消泡剂、杀菌剂、消黏剂等，其中漆雾凝聚剂的综合水处理功能较好，使用最普遍。它是一种环保型造渣净水剂，一般分为 A、B 双组分：A 剂用来破黏，消除过喷漆水中油漆的黏性，并形成分散的小颗粒;B 剂凝聚，将破黏后的细颗粒絮凝成多孔的可悬浮大絮团，漂浮在水面上，便于人工定期打捞或使用设备除渣。一般喷漆循环水处理工艺主要包括：喷漆水幕、循环水池、循环水泵、加药箱、加药泵、除渣设备、工艺管路等节点。药剂的添加位置、添加量直接影响着处理效果。随意添加水处理药剂，不仅会造成浪费，而且难以保证循环水捕集漆雾的效率。因此，在配备循环水处理设备前应根据处理效果要求和设备特点对原工艺流程进行优化。

二、水处理系统及影响因素

1、水處理系统。喷漆漆雾净化处理方法的发展与喷漆工艺的进步有着紧密的联系，随着喷漆工艺经历的数十年的技术发展，目前汽车厂普遍采用的是湿法漆雾净化处理工艺，其核心技术为投药湿式喷漆循环水处理系统。 该系统按照功能可分为循环水子系统、漆渣清除及脱水过滤子系统、加药子系统及补给水子系统。

2、影响水处理效果的因素。为了提高漆雾捕集效率，必须不断减少循环水中油漆颗粒含量，才能保证循环水水质满足捕集漆雾的要求。笔者对影响循环水处理效果的因素进行了总结。

喷漆工艺及喷漆室结构，不同的喷漆工艺和喷漆室排风结构对漆雾的捕集有较大影响，从而也影响到循环水处理效果。循环水水量及系统结构，循环水水量及系统结构对水处理效果有显著的影响， 这包括循环水池中的回流跃水区、 浮渣生成区、旁流溢渣区结构是否合理，循环水量与喷漆室需求水量及旁流除渣水量是否匹配等。

水处理药剂的选择及投加方式，水处理药剂的选择及投加方式对整个水处理效果有极其显著的影响，常用的水处理药剂主要有：漆雾凝聚剂、 絮凝剂、pH 调节剂，另外还包括控制水质用的消泡剂、杀菌剂等。此外，对于高黏性的清漆喷涂废水，还要使用消黏剂，这些药剂在循环水处理中发挥各自的功效，起着独立而又相互关联的作用，其药剂性质、投加量、投加方式及加药点是决定水处理运行是否正常的主要因素。

循环水水质。循环水水质对水处理系统有较大影响。当循环水中固体组分或浊度达到一定水平后，说明水处理效果不佳，喷漆过程中引入的杂质如溶剂尤其是非极性溶剂能明显降低水对漆雾的吸收能力，而且难以用水处理药剂去除，当这些杂质达到一定数量后，循环水应排出系统重新配槽。

三、汽车喷漆循环水处理系统设计

合理设计循环水处理系统是有效去除漆雾中的杂质或保障循环水正常运行的重要因素，因此有必要对该系统的设计。

1、循环水子系统

循环水池是整个系统的贮水集水装置，按功能同主要分为回流跃水区、浮渣区、旁流溢渣区。

回流跃水区：该区位于喷漆室回水口下方位置，应设置有溢流板及过滤网，通过高位溢流，降低槽内流速，并过滤掉大块漆渣。 该区域循环水停留时间宜为 0.8～1.0 min， 槽体截面流速以 0.05～0.075 m/s为宜。

浮渣区：为有效地将截留后的漆雾聚集成细块状漆渣，并漂浮于表面，需严格控制该区池内循环水的流速及循环水停留时间，确保漆渣上浮到水面时正好流到溢渣区。 大量的现场观察及试验表明，该区域循环水停留时间宜长，约为 6～8 min，槽体截面流速以 0.05 m/s 时效果较佳。

旁流溢渣区：该区域应设置旋流装置，尽可能多地将上浮的漆渣收集进入旁流除渣水泵，并送入漆渣刮板式除渣机处理。 该区应设在浮渣区下水位上部，以防大块的硬化漆渣进入旁流除渣水泵。 该区域旁流水停留时间宜为 0.3～0.6 min，以圆周形结构为佳。除主要区域外，其他区域还包括硬渣贮存区和循环泵吸水区。 硬渣贮存区设置在循环水池底部，应尽量避免高速水流的扰动。 而循环泵吸水区一般设置在旁流溢渣区下前端。整个循环水池的有效容积不应小于循环流量的1/ 10 ， 并能保证停机时能贮存所有回水 ，HRT >5 min，而循环流量应以喷漆室需求水量为设计基础。循环水池建造材料一般以不锈钢材质为佳。

2、漆渣处理子系统.该系统包括旁流除渣水泵及管路、 刮板式除渣机和漆渣压滤烘干脱水装置， 良好的漆渣清除及脱水过滤子系统是循环水水质高效运行的有力保障。旁流除渣水泵及管路旁流除渣水泵是将含渣水输送到刮板式除渣机的动力装置，一般可用机封型卧式离心泵，流量不宜小于循环流量的 1/20，并有足够扬程。除渣泵管路是除渣机的输水排水管路， 整个管路以不锈钢材质为佳。刮板式除渣机，刮板式除渣机是在含渣水有效分离后， 除渣水通过溢流返回循环水池， 漆渣上浮至水面时采用的工序， 其通过往复式刮板将漆渣及时刮除并由漆渣流道进入压滤烘干脱水工序。 除渣机的水力停留时间很短， 根据实际运行情况看，HRT 取 2～3 min 也能满足要求。 除渣后的水在循环水池中的返回点以池体中部为宜。

3、加药子系统。加药装置是循环水系统的重要组成部分，如果随意添加水处理药剂，不仅造成浪费，更重要的是不能及时从水中分离出过喷的漆雾， 降低了循环水捕集漆雾的效率，既缩短了循环水的使用周期，又增加了污染物排放量。为了避免此现象，需要设计建造合理的加药装置。 目前大型汽车制造厂循环水处理系统中都使用计量自动加药装置。此装置有储药桶、计量泵、加药管路及自动控制器。漆雾凝聚剂投加方式及投加点，漆雾凝聚剂储存于储药桶中，通过计量泵定量投加。为了保证均匀、有效地加药，加药点应根据不同厂家的药剂在工艺上选择不同的加药点。计量泵应与喷漆动作联动，以便更准确地控制药剂投加量。絮凝剂投加方式及投加点，絮凝剂是一种高分子有机聚合物，黏度大、生物分解快，使用前一般将其稀释到适当浓度，用计量泵定量投加。加药点应根据其喷房循环水处理工艺不同确定适宜的加药位置。pH 调节剂投加方式及投加点，pH 调节剂用来将循环水 pH 控制在一定范围，以使过喷油漆的破黏和凝聚达到最佳效果，通常工艺循环水的 pH 控制在 8.0～9.5 最佳。

在汽车厂涂装车间中， 喷漆循环水处理系统的合理设计建造及正常运行是减少涂装三废排放对环境影响的重要环节;只有合理的水处理工艺，优良的水处理效果，才能保证涂装 VOC 的达标排放、减少危险废弃物的产生、降低运行成本。

参考文献

[1] 陈包，杨顺生，李学勤. 油漆车间过喷漆雾处理及 VOC 的控制[J]. 现代涂料与涂装， 2018 （8）： 44-47.

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