汽車涂裝中的工業(yè)廢水

汽車涂裝中的工業(yè)廢水

汽車裝配是汽車生產(chǎn)的重要組成部分，在汽車成品方面有三個(gè)主要作用：（1）使汽車外觀更加美觀；（2）防止車輛中金屬件的腐蝕，延長車輛的使用壽命。（3）為消費(fèi)者提供不同顏色的汽車外殼，以滿足他們的個(gè)性化需求。根據(jù)資料顯示，2019年我國汽車產(chǎn)量達(dá)2572.1萬輛1汽車制造廢水的水源分析1.1表面處理中殘留廢水的來源分析汽車涂裝廢水的來源及各工序產(chǎn)生的特征污染物如表1所示。1.2工藝選擇與水質(zhì)重構(gòu)由于采用的涂裝工藝及使用涂料的不同，各工序廢水的水質(zhì)差異較大。該類廢水通常具有以下特點(diǎn)：(1）涂裝工藝產(chǎn)生的廢水包含各種形態(tài)的有毒有害物質(zhì)如Ni(2）電泳和噴漆工序產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物，可生化性差，采用生物處理工藝時(shí)廢水中有生物毒性的物質(zhì)，可能會(huì)抑制微生物的活性甚至造成微生物中毒死亡，影響處理效果。因此，需針對(duì)不同水質(zhì)選擇合適的預(yù)處理工藝以分擔(dān)后續(xù)生物或高級(jí)處理的負(fù)荷(3）由于涂裝工藝中不同工序產(chǎn)生不同濃度和類型的污染物，各工序廢水經(jīng)混合后形成的廢水具有水量波動(dòng)范圍大、水質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)。針對(duì)涂裝廢水中大量有機(jī)物、重金屬、油脂等有毒有害物質(zhì)，膜分離、高級(jí)氧化、電滲析、電解等先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于該類廢水的治理中。歐美等發(fā)達(dá)國家大部分涂裝車間先對(duì)各工序廢水進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理，再利用反滲透電滲析等技術(shù)進(jìn)行深度處理，出水水質(zhì)良好，大部分可實(shí)現(xiàn)回用。筆者認(rèn)為，根據(jù)車企使用涂料及涂裝工藝的差異，采用新型組合工藝，提高處理后的水質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)廢水的大量或完全回用。本文從預(yù)處理、主體處理和循環(huán)回用工藝3個(gè)方面綜述了涂裝廢水處理的一些最新應(yīng)用或研究進(jìn)展。2汽車制造廢水的分質(zhì)預(yù)處理2.1油處理2.1.1氣浮楊德敏等2.1.2超濾超濾是一種壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù)，廣泛應(yīng)用于汽車涂裝廢水的處理中，特別是脫脂除油和電泳漆回收方面文會(huì)超等2.2金屬廢水處理化學(xué)沉淀法是目前在處理涂裝車間含重金屬廢水方面應(yīng)用最成熟的方法，具有操作簡單、處理成本相對(duì)低廉、處理效果良好的優(yōu)點(diǎn)，但容易造成水中高價(jià)值（Cu2.2.1abubakar吸附法吸附法能有效去除汽車涂裝廢水中磷酸鹽、重金屬和色度等，因此在磷化廢水處理中表現(xiàn)出良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但吸附前需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。AbuBakar吸附法對(duì)涂裝廢水中磷酸鹽和色度的去除效果良好，且對(duì)高價(jià)值金屬離子有良好的回收效果。但是吸附過程對(duì)進(jìn)水pH要求嚴(yán)格，而且吸附材料吸附飽和后需及時(shí)再生或更換，造成處理成本偏高。2.2.2離子交換法采用離子交換法處理涂裝廢水，對(duì)樹脂再生后不僅能回收水中高價(jià)值金屬離子，還能降低這些有毒金屬離子進(jìn)入受納水體危害環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性2.3去除有機(jī)物和懸浮物2.3.1電鍍廢水處理電浮選技術(shù)已在含油廢水、印染廢水、礦物廢水、電鍍廢水等方面得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)廢水中油、SS、金屬離子的去除效果良好Mohtashami等2.3.2微過濾微濾與混凝或化學(xué)沉淀組合工藝常被用于預(yù)處理汽車涂裝廢水，以去除水中的懸浮物、磷酸鹽、大分子有機(jī)物等。張進(jìn)等2.3.3預(yù)處理水中有機(jī)物混凝沉淀常應(yīng)用于電泳、磷化、噴漆工序廢水預(yù)處理方面，可有效去除水中顆粒態(tài)有機(jī)物、SS、磷酸鹽、金屬離子，但對(duì)溶解性有機(jī)物難以去除，需要后續(xù)處理工藝進(jìn)一步處理。陳燁等2.4改善廢水的可生化性2.4.1生物酶法生物酶預(yù)處理有機(jī)廢水具有高效、產(chǎn)物無毒害、酶投加量少的特點(diǎn)，是一種很有前景的應(yīng)用于處理難降解有機(jī)廢水的新型技術(shù)。Mackul’ak2.4.2電鉻技術(shù)高壓脈沖電凝處理能有效降低水中金屬離子、油脂和SS的濃度并削減生物毒性，在涂裝廢水處理中得到了較廣泛地應(yīng)用2.4.3廢水處理水解酸化常用于改善廢水可生化性，在涂裝廢水前處理方面得到了廣泛地應(yīng)用。黃中懸等3主要處理車輛安裝廢水3.1預(yù)處理生物處理由于涂裝廢水中含油脂、重金屬、難降解有機(jī)物等抑制微生物活性的物質(zhì)，故需要在生物處理前采用混凝沉淀或絮凝氣浮等技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，以去除這些污染物，提高廢水的可生物降解性。3.1.1好氧生物法目前汽車涂裝廢水最普遍采用的好氧工藝為：序批式活性污泥（SBR）、接觸氧化、好氧顆粒污泥、曝氣生物濾池等劉紹根等3.1.2灌裝廢水治理厭氧-好氧處理工藝較單獨(dú)好氧或厭氧工藝，具有污泥產(chǎn)量低、抗水力及有機(jī)負(fù)荷高、處理效果更好等優(yōu)勢(shì)，在涂裝廢水治理方面受到廣泛關(guān)注。目前應(yīng)用在汽車涂裝廢水處理中常見的厭氧-好氧工藝為：上流式厭氧污泥床（UASB）-好氧接觸、水解酸化-接觸氧化、水解酸化-MBR等。張向和等3.2達(dá)標(biāo)排放和循環(huán)回用工藝物化-生物處理是對(duì)涂裝廢水先進(jìn)行物化處理，以去除水中的懸浮物、重金屬、難降解有機(jī)物等，再利用生物法對(duì)廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)回用的目標(biāo)，被認(rèn)為是最具前景的涂裝廢水處理方法之一。蔣宏國等3.3高級(jí)氧化技術(shù)涂裝廢水中的難生物降解物質(zhì)對(duì)微生物有抑制及毒害作用，利用高級(jí)氧化技術(shù)將難降解的有機(jī)物氧化為易降解物質(zhì)或CO3.4高壓脈沖電凝通過對(duì)比汽車涂裝廢水處理的常用工藝，筆者認(rèn)為，該類廢水處理的研究熱點(diǎn)將集中在電浮選、高壓脈沖電凝、生物酶、膜分離等技術(shù)的持續(xù)開發(fā)與改進(jìn)方面。以下是對(duì)汽車涂裝廢水常用處理工藝特點(diǎn)對(duì)比，見表3。4城市污水再生利用采用常規(guī)工藝處理汽車涂裝廢水造成水資源的浪費(fèi)，因此將廢水深度處理達(dá)到城市污水再生利用相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而在市政雜用、生活回用、工業(yè)回用等領(lǐng)域得到有效回用是該類廢水治理的方向之一。4.1物理-mr-ro回用工藝郭北洋4.2采用分段濃縮回用法鄭一鳴目前多級(jí)膜過濾、物化-MBR-RO、反滲透濃縮等回用技術(shù)已在汽車涂裝廢水的回用方面有一定范圍地應(yīng)用5汽車作為廢水治理的重要措施，有待進(jìn)一步創(chuàng)新性研究國內(nèi)外對(duì)汽車涂裝廢水的處理進(jìn)行了大量研發(fā)與改進(jìn)，其中預(yù)處理+生物處理是應(yīng)用于該類廢水處理最廣泛的工藝類型；而高級(jí)氧化、膜分離等深度處理工藝的引入和優(yōu)化組合是當(dāng)前涂裝廢水治理的研究熱點(diǎn)。目前這類廢水處理仍存在以下問題：（1）預(yù)處理階段投加化學(xué)藥劑造成污染物與藥劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使水質(zhì)復(fù)雜化；（2）生物處理工藝處理周期長、占地面積大、處理效果不理想；（3）廢水中金屬離子、N、P等高價(jià)值資源未能實(shí)現(xiàn)有效回收利用；（4）廢水的處理回用率較低。根據(jù)目前應(yīng)用于汽車涂裝廢水治理的研究及廢水水質(zhì)特征，以下方面還需進(jìn)行創(chuàng)新性研究。(1）采用色譜或質(zhì)譜等分析手段對(duì)工序廢水進(jìn)行研究分析，確定廢水中有機(jī)物的種類及其含量，有利于根據(jù)廢水中污染物種類及濃度的不同，選用合適工藝進(jìn)行分質(zhì)處理。(2）進(jìn)一步研究高壓脈沖電凝、酶處理、MBR工藝、膜組合工藝等新型方法對(duì)該類廢水的處理效果。(