汽车制造企业中水回用研究

2016-02-15魏暄力

资源节约与环保 2016年12期

关键词：磷化中水脱脂

魏暄力

（天津某汽车制造厂设备管理部天津300457）

汽车制造企业中水回用研究

魏暄力

（天津某汽车制造厂设备管理部天津300457）

随着我国经济的快速发展，我国工业用水存在很多新的问题。跟随发展的脚步，许多工业企业适时扩张，工业用水量也随之大量增加，但与此同时，工业用水重复利用和再生利用程度却提高的不够快，人们对非传统水资源的概念还不够清楚，导致非传统水资源利用量低。这就自然而然的造成了水资源的浪费和短缺。因此，水资源再利用就在水资源短缺的今天扮演着非常重要的角色。尤其是污水回用会增加补充水的储蓄资源，这在降雨有限的地区会成为非常重要的储水手段。本文主要阐述了汽车制造企业中水回用的应用现状，以期为其他企业中水回用提供参考。

汽车制造企业；废水特点；中水回用

近几年我国工业用水量稳定在1400×108m3/a左右，由于废水排放量大，2014年达到716×108m3/a，且仍将以年平均3.84%的速度增长，导致我国城市缺水问题更严峻。另外由于我国水资源时空地理分布不均匀，结构性缺水问题严重，导致城市用水供需矛盾更加突出。

中水回用不但能够缓解城市水资源短缺的压力，而且还可以减少污染物向水体的排放、节约资源，经济效益、社会效益和环境效益十分明显。汽车行业在生产过程中，会产生大量的喷漆废水，如果直接排放，不仅会造成环境污染，而且水资源的利用率也很低。如果能将这部分水重新利用作为工业循环冷却水，一方面可减少工业用水对自来水的需求量，降低企业的成本；同时，也降低了处理出水对水体环境的污染，对建设资源节约型和环境友好型社会、完成节能减排目标、实现可持续发展的经济社会和人与自然的和谐发展，具有非常重大的现实意义。

1 汽车制造企业废水水质及特点

1.1 汽车喷漆废水水质

1.1.1 脱脂废水：基件表面油污的组成主要为，矿物油、皂类、脂肪酸、凡±林、除锈添加剂及钢材零部件加工转运过程中的吸附的灰尘等。脱脂工艺包括脱脂槽浸溃和二道水洗，其中为增加水洗的效果提高水的利用率，水洗一般采用逆流水洗，使水重复使用，减少废水排放量，使脱脂清洗水连续排放。脱脂槽液在连续使用一段时间后，所含油污量不断增多会严重影响脱脂效果。为延长槽液使用时间，常常采用油水分离器或热油分离器＋超滤器等连续或间歇操作除去脱脂液中的油污。所以脱脂废水的特征污染物为：石油类、COD、表面活性剂、悬浮物等。

1.1.2 磷化废水：磷化工艺是在基件表面喷漆前的化学覆膜处理，形成磷酸盐转化膜，提高涂层的附着力和防护性能。磷化剂的主要成分为酸式磷酸盐。影响磷化质量的因素很多，有磷化工艺参数（总酸度、游离酸度、酸比、温度等）、促进剂、磷化工艺和被处理的材料表面等。当其中的某一或某些指标出现异常时，都会对磷化质量产生影响。另外由于磯化液使用一段时间后须彻底更换槽液，会排出大量污染物含量很高的磷化废液。磷化后需要对基件进行水洗和纯水喷洗，才能进入后面的电泳工序。磷化废水中的特征污染物主要有：COD、悬浮物、PO43-（大量）、NO3-、Zn2+、Ni2+（少量）等。

1.1.3 电泳废水：阴极电泳包括电泳喷漆和喷漆后用水清洗等环节。沉积在基件表面的电泳涂膜不会溶解在水中，故可用水将附着在基件表面的槽液水洗下来。由于电泳工艺对槽液的电导率、污染物沉淀含量及小分子树脂浓度等要求严格，因此需要定期排放更换槽液。排放的电泳废水中COD值很高，难去除，而且还含有少量的金属离子和大量的小分子的有机物和大分子树脂。

1.1.4 面漆废水：喷漆过程中将漆雾废气与循环水充分混合，通过多次转换空气流速、挡水板和风向的运行参数，来分离水和漆渣团与空气，喷漆废水流到循环水槽过滤后再循环使用。循环水一般使用半年后须全部进行更换。更换的循环水中含有大量的溶解性有机物：漆料（主要为硝基漆、氨基漆醇酸漆和环氧树脂漆）、溶剂乙醇、助溶剂和漆渣等。

1.2 汽车喷漆废水的特点

如上所述，汽车喷漆废水主要分为脱脂废水、磷化废水、电泳废水、中涂废水和面漆循环废水。汽车喷漆废水的主要污染物主要有；油类、COD、SS、LAS、NO3-、NO2-、Fe2＋、Zn2+和其它溶剂等。汽车喷漆废水的主要特点有：

（1）废水种类多、成分复杂：在汽车喷漆工艺中产生的废水主要为基件前处理废水、电泳废水和喷漆废水。在脱脂、磷化和面漆等喷涂工艺中，各槽液浓度须在一定范围内使用，超过一定限值后需进行更换，更换周期根据生产负荷和工艺特点确定。汽车喷漆废水中含有多种打分子树脂、LAS、乳化油和有机溶剂等，这些污染物浓度均较高。（2）水质、水量变化大、排放无规律：除部分水洗水连续溢流排放外，喷漆生产中的废水多为间歇集中排放，对废水处理系统冲击负荷大。

1.3 汽车喷漆废水处理工艺

由于汽车工业废水主要污染物为COD、PO43-及金属离子Zn2+和Ni2+等，污染物种类多，成分复杂不易生化降解，排放无规律，且水质水量变化大。当前汽车喷漆废水的主要处理思路为：预处理后进行物化/生化、沉淀/过滤。

2 汽车企业中水回用现状

美国、英国和南非等国家污水回用的经验说明再生水回用于冷却水系统在技术上是可行的，经济上也是可行的。虽然我国在城市污水回用方面起步较晚，但是最近十几来，由于我国经济快速发展及人民生活水平不断提高所产生的推动力，使得水资源短缺问题也逐渐成为人们广泛关注讨论的话题，因此加强污水回用势在必行。随着经济的快速发展和人们不断提高的环保意识，二级处理出水经深度处理后回用作工业生产用水，己成为目前污、废水资源化利用的主要形式。近年来北京、鞍山、青岛、大连等城市相继投产建设了城市工业污、废水再生利用工程。

李韵等介绍了汽车工业废水经过石英砂过滤＋活性炭吸附＋二氧化氯消毒的深度处理工艺后回用作循环水补水，运行稳定可靠。吴恬和马熙惜结合上海通用东岳汽车有限公司工业废水综合处理后的中水各项指标，探讨了中水回用的可行性。陆宁等介绍了某大型汽车厂采用的多级过滤系统处理汽车工业废水，处理后出水回用于循环冷却水系统是完全可行的。陆宁和王春冬介绍国内某汽车厂采用膜过滤技术对达标排放的废水进行深度处理，回用作为循环冷却水系统补充水。中水回用于循环冷却水中，腐蚀、污垢和微生物滋长是系统稳定运行的主要障碍。腐蚀产物及微生物滋长会形成污垢，污垢反过来又会加剧腐蚀过程，污垢和腐蚀产物关系密切又能相互影响，需要综合考虑腐蚀、污垢和微生物的影响。

3 结语

为使企业低能耗、高效率地长期稳定运行，工业用水达到零排放、降低循环水外排对环境造成的污染，汽车喷漆中水回用需继续在以下几个方面做的更好。

污水深度处理：对污水处理厂（站）的二级出水进行深度处理，主要是物化法处理，可大大降低水中各种离子或有机物的含量，可有效确保冷却水系统的用水水质。目前技术成熟较常见的深度处理工艺，有电吸附技术、离子交换树脂法、MBR法、活性炭吸附等，同时新的处理方法也在不断被用于循环冷却水处理中，如臭氧处理、膜处理技术和电磁协同处理技术等，特别是在膜性能不断提高和成本不断下降的趋势下，膜处理技术正不断被广泛应用。

水处理剂的发展方向：冷却水处理技术的主要内容仍然是使用合适的缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂组成的配方，并确定适宜的工艺控制条件进行日常的运行管理。在缓蚀阻垢剂方面，新的发展趋势为：要求对多种金属都有缓蚀作用；低磷或无磷，无毒无害；对多种成垢粒子有更高的容忍度和分散性能；化学性质更稳定。在杀菌灭藻剂方面，发展趋势为：杀灭效果更好，特别是在较复杂的水质情况下；对生物黏泥的剥离效果好。

循环冷却水系统运行管理：循环冷却水的运行管理＂三分药剂，七分管理＂，循环冷却水达到一定的浓缩倍数后，再提高运行浓缩倍数对节水作用有限，且会增加药剂使用和管理成本，需要提高循环冷却水系统的药剂管理和系统运行监测，使其稳定运行。

[1]王中华.城市污水再生回用优化研究[D].合肥工业大学,2012.

[2]五永强.膜集成技术在废水资源化中的利用[D].济南大学,2012.

[3]张颢川.长春客车厂废水处理工艺改进及效果对比研究[D].吉林农业大学,2013.