汽车涂装废水水质特征分析及处理工艺

段晶晶，吴立辉，杨 奕

(1.北汽福田汽车股份有限公司，北京 102206；2.城市建设研究院，北京 100029；3.中国环境保护产业协会，北京 100037)

汽车涂装废水水质特征分析及处理工艺

段晶晶1，吴立辉2，杨 奕3

(1.北汽福田汽车股份有限公司，北京 102206；2.城市建设研究院，北京 100029；3.中国环境保护产业协会，北京 100037)

涂装是保护和装饰汽车的主要工艺措施，汽车涂装工艺产生的废水具有污染物种类多、成分复杂；水质、水量变化大且排放无规律、可生化性差的特点，实践证明，采取各类水质分别预处理后混合生化处理可有效去除废水中的污染物，排放达到标准要求。

汽车涂装废水;水质特征;分质处理

1 引言

汽车车身及零部件的涂装环节是汽车工业生产中产生污染物种类最多、废水排放量最大的环节之一，是行业污染治理的重点和难点。汽车涂装排放的废水具有种类多、成分复杂、排放无规律等特征，且含有重金属离子，因此有针对性地选择合适的处理工艺对水环境保护具有重要的意义。

2 涂装废水水质特征分析

2.1 污染源分析

涂装是保护和装饰汽车的主要工艺措施。以车身（驾驶室）涂装为例，一般可以分为表面前处理、喷涂、烘干三个工序，其中前处理工序主要包括表面清理和磷化；喷涂工序包括电泳涂漆和喷涂面漆，生产排放的废水主要来自于预脱脂、脱脂、表调、磷化、电泳、喷涂等工序。根据表1中列出的汽车涂装生产使用原材料成分，结合汽车涂装工艺可以推测，涂装前处理工序主要污染物有磷酸盐、表面活性剂、金属离子、溶剂等，其中金属离子Ni为一类污染物，需单独进行处理；喷涂工序的污染物主要有颜料、水溶性树脂、溶剂等。此外，汽车涂装使用的原料种类较多，根据需要有不同的配方，因此，涂装废水污染物具有种类多、成分复杂的特点。某中重型载货汽车生产企业涂装生产线的实际工艺流程及废水的主要产生节点见图1。

图1 汽车涂装生产工艺流程及废水产生节点

表1 汽车涂装生产使用原材料、主要成分及含量

汽车涂装业的发展趋势同大多数行业一样是向低公害、无害化发展，目前轿车生产企业多采用的水性漆涂装工艺现已开始应用于卡车生产行业。水性漆的涂装质量与传统的溶剂漆相当，但污染物排放大幅降低，特别是VOC的排放仅为传统漆的1/3[1]。

2.2 废水的排放方式及水质特征

根据汽车涂装生产工艺的要求，各工序的停留时间不同，各槽液的使用周期也不同，因此，汽车涂装废水的排放除部分清洗废水连续排放外，其他废水多为间歇排放。表2为驾驶室涂装车间各废水、废液的排放及水质情况，从表2中的数据可以看出各工序排放废液、废水含有污染物质及浓度差别较大。

表2 驾驶室涂装车间各种废水、废液排放及水质情况

综上所述，汽车涂装生产排放废水特征可以概括为[2]：1）废水种类多、成分复杂；2）排放无规律；3）水质、水量变化大；4）可生化性差。

3 涂装废水处理技术

汽车涂料中的油、高分子树脂、颜料等在表面活性剂、溶剂及各种助剂的作用下，会以胶体的形式稳定地分散在水溶液中，采用混凝的方法可以有效去除汽车涂装废水中的油、高分子树脂、颜料等[3]。

由于汽车涂装废水排放无规律、水质变化大，因此在工程设计上要重视水质均匀性，否则可能会造成系统运行的不稳定甚至不能正常运行[4]。

某汽车生产企业对涂装废水采取了分别收集、分别预处理后再混合处理的方式，对不同成分的废水分别进行预处理，一方面有效地避免了高浓度废液对低浓度废水的冲击，另一方面避免了各种污染物的混合，降低了处理难度并提高了处理效率。图2为该汽车涂装废水物化处理的流程图，其中连续排放的磷化废水以及间歇排放的磷化后水洗槽废水以水泵计量排入车间外备用的重金属废水池；磷化废液以水泵计量排入重金属废液池；预脱脂废液、脱脂废液、脱脂后清洗废水排入前处理废水池中；电泳废液、电泳废水排入电泳废水池中；喷漆废水排入喷漆废水池中。表3列出了的各分处理系统的有关数据。

表3中汽车涂装废水经物化处理后的数据表明，混凝气浮工艺能够有效地去除水中COD、重金属、悬浮物、磷酸盐等污染物，各污染物排放能够达到北京市污染物排放标准（见表4）的要求，且符合当地污水处理厂的接收标准。

物化法处理汽车涂装废水具有工艺简单、操作简便的优点，但运行费用较高，出水水质不够稳定。随着污染物排放标准日趋严格，以及水资源综合利用的要求，物化-生化法将取代物化法而成为今后汽车涂装废水处理的主要方法[3]。目前应用在涂装废水的生物技术主要有水解、接触氧化、SBR、MBR[5]。

图2 某汽车涂装废水物化处理流程

表3 某汽车涂装废水物化处理效果

表4 北京市水污染物排放标准（DB11/307-2005）

由于汽车涂装废水具有可生化性差的特点，因此涂装废水的生物处理一般都先经水解酸化处理后再进一步处理。水解工艺的目的是将高分子有机物转化为低分子、易降解的有机物。涂装废水中含有脂类、苯类、醚类、醇类、石油类以及表面活性剂等不易降解的物质，这些物质在水解微生物的作用下，被降解为小分子的有机物从而提高废水的可生化性，为进一步处理达标创造有利条件[5]。

SBR、CASS工艺是在传统活性污泥工艺基础上发展起来的，基建和运行费用较低，同时具有脱氮处理的功能，处理效果好。

在物化-生化处理工艺中，混凝气浮为废水生化处理的前处理工序。某汽车生产企业涂装废水的物化-生化处理工艺见图3。

图3 某汽车企业涂装废水处理流程

水解酸化池中悬挂丝布填料，大量微生物将水中呈颗粒与胶体状的有机物迅速截留和吸附，被截留下来的有机物吸附在水解污泥表面，被缓慢分解；在产酸菌的作用下，废水中大分子物质降解为小分子物质，难降解物质转化为易降解物质，并重新释放到废水中，在较高的水力负荷下随水流出系统。这样水解酸化为后续的好氧生物处理创造了良好的条件，提高了废水的BOD/COD。

生物接触氧化池属于生物膜法，借助附着在弹性填料上的生物膜，废水在上下贯通的弹性填料内流动，从而与生物膜广泛接触，在有氧的条件下（溶解氧＞2mg/L）与生物膜上微生物新陈代谢功能的作用下，去除废水中的有机污染物，使废水得到净化。

表5为某汽车涂装废水经物化-生化处理后的水质情况，表中数据表明物化-生化处理能够有效地去除废水中的各类污染物。

表5 生物处理后排放废水监测结果（单位：mg/L，pH除外）

物化-生化法处理汽车涂装废水比单纯物化处理工艺出水的水质更加稳定，同时可兼顾处理工厂其他生产工序废水、生活污水，因此处理效果和整体经济性超过单纯的物化处理方法。

4 结语

汽车涂装废水的处理要充分考虑其排放污染物种类多、成分复杂、排放无规律、水质水量变化大、可生化性差的特点，要选择合适的处理工艺。实践表明，采用物化、物化-生化法均可有效去除污染物，为了实现稳定的排放达标、中水回用并降低运行费用，建议采用物化-生化法处理汽车涂装废水。

此外，汽车涂装废水中污染物的控制要从可持续发展与清洁生产的角度出发，从污染物的源头进行控制，改革涂装生产工艺、采用新型涂料、加强生产管理，从而减少污染物的排放量。

[1]李自松.汽车用水性漆技术简介[J].上海涂料，2006（1）.

[2]王献平，陶冶，等.汽车工业涂装废水水质特征及治理措施探讨[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2007，22（4）：38-40.

[3]刘绍根.汽车涂装废水处理技术[J].工业用水与废水，2001，32（2）：11-13.

[4]任艳平，何宗健，等.国内汽车涂装废水处理技术[J].江西化工，2005， 2：38-40.

[5]蔡权，薛海英，等.涂装废水生物处理技术[J].电镀与涂饰，2008， 27（11）：63-65.

Analysis of Water Quality Characteristic and Treatment Technology of Motorcar Coating Wastewater

DUAN Jing-jing1, WU Li-hui2, YANG Yi3
(1.Beijing Foton Motor Co., Ltd, Beijing 102206; 2.China Urban Construction Design & Research Institute, Beijing 100029;3.China Association of Environmental Protection Industry, Beijing 100037, China)

Coating and Dressing up processes are the main processing measures for protecting and dressing motorcars,but the wastewater generated from the processing bears different kinds of pollutants and complex elements. The water quality and water quantity change greatly and wastewater are discharged disorderly. The practice shows that pollutants can be removed from the wastewater effectively and the discharge can meet the standard demand after pretreatment and bio-chemical treatment for all kinds of water quality are conducted respectively.

wastewater of car coating and dressing up; water quality characteristic; quality separation treatment

X701.2

A

1006-5377（2011）02-0051-04