噴漆循環(huán)水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)

苗瑛 馬金環(huán) 柴圣

摘 ?要：涂裝噴漆是汽車制造的重要工藝之一，在車身涂裝噴漆過(guò)程中產(chǎn)生了大量的過(guò)噴漆霧及有機(jī)溶劑氣體，如不對(duì)其進(jìn)行處理會(huì)嚴(yán)重影響涂裝操作者的身心健康，并嚴(yán)重污染環(huán)境。 根據(jù)職業(yè)健康和環(huán)保的要求，國(guó)內(nèi)外大部分汽車涂裝企業(yè)都采用濕法漆霧凈化器處理噴漆室廢氣，水在凈化器內(nèi)循環(huán)使用，因此噴漆室循環(huán)水系統(tǒng)建造是否合理、運(yùn)行是否穩(wěn)定就直接影響到對(duì)廢氣中過(guò)噴漆霧的去除效果。

關(guān)鍵詞：汽車噴漆;循環(huán)水;處理

一、汽車噴漆

汽車噴漆工藝根據(jù)噴漆對(duì)象的不同可分為汽車車身噴漆和汽車零部件的噴漆，根據(jù)工序的不同可分為金屬表面的前處理技術(shù)和噴涂工藝。在噴漆涂裝線上添加循環(huán)水處理設(shè)備前，應(yīng)首先確定循環(huán)水添加藥劑的品種，優(yōu)化循環(huán)水處理工藝。加入水處理藥劑可分解和聚集循環(huán)水中的油漆顆粒，提高漆霧捕集效率，防止漆霧顆粒粘附在設(shè)備管道及泵體內(nèi)部，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。目前常用的水處理藥劑有漆霧凝聚劑、pH 調(diào)節(jié)劑、消泡劑、殺菌劑、消黏劑等，其中漆霧凝聚劑的綜合水處理功能較好，使用最普遍。它是一種環(huán)保型造渣凈水劑，一般分為 A、B 雙組分：A 劑用來(lái)破黏，消除過(guò)噴漆水中油漆的黏性，并形成分散的小顆粒;B 劑凝聚，將破黏后的細(xì)顆粒絮凝成多孔的可懸浮大絮團(tuán)，漂浮在水面上，便于人工定期打撈或使用設(shè)備除渣。一般噴漆循環(huán)水處理工藝主要包括：噴漆水幕、循環(huán)水池、循環(huán)水泵、加藥箱、加藥泵、除渣設(shè)備、工藝管路等節(jié)點(diǎn)。藥劑的添加位置、添加量直接影響著處理效果。隨意添加水處理藥劑，不僅會(huì)造成浪費(fèi)，而且難以保證循環(huán)水捕集漆霧的效率。因此，在配備循環(huán)水處理設(shè)備前應(yīng)根據(jù)處理效果要求和設(shè)備特點(diǎn)對(duì)原工藝流程進(jìn)行優(yōu)化。

二、水處理系統(tǒng)及影響因素

1、水處理系統(tǒng)。噴漆漆霧凈化處理方法的發(fā)展與噴漆工藝的進(jìn)步有著緊密的聯(lián)系，隨著噴漆工藝經(jīng)歷的數(shù)十年的技術(shù)發(fā)展，目前汽車廠普遍采用的是濕法漆霧凈化處理工藝，其核心技術(shù)為投藥濕式噴漆循環(huán)水處理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)按照功能可分為循環(huán)水子系統(tǒng)、漆渣清除及脫水過(guò)濾子系統(tǒng)、加藥子系統(tǒng)及補(bǔ)給水子系統(tǒng)。

2、影響水處理效果的因素。為了提高漆霧捕集效率，必須不斷減少循環(huán)水中油漆顆粒含量，才能保證循環(huán)水水質(zhì)滿足捕集漆霧的要求。筆者對(duì)影響循環(huán)水處理效果的因素進(jìn)行了總結(jié)。

噴漆工藝及噴漆室結(jié)構(gòu)，不同的噴漆工藝和噴漆室排風(fēng)結(jié)構(gòu)對(duì)漆霧的捕集有較大影響，從而也影響到循環(huán)水處理效果。循環(huán)水水量及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，循環(huán)水水量及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)水處理效果有顯著的影響， 這包括循環(huán)水池中的回流躍水區(qū)、 浮渣生成區(qū)、旁流溢渣區(qū)結(jié)構(gòu)是否合理，循環(huán)水量與噴漆室需求水量及旁流除渣水量是否匹配等。

水處理藥劑的選擇及投加方式，水處理藥劑的選擇及投加方式對(duì)整個(gè)水處理效果有極其顯著的影響，常用的水處理藥劑主要有：漆霧凝聚劑、 絮凝劑、pH 調(diào)節(jié)劑，另外還包括控制水質(zhì)用的消泡劑、殺菌劑等。此外，對(duì)于高黏性的清漆噴涂廢水，還要使用消黏劑，這些藥劑在循環(huán)水處理中發(fā)揮各自的功效，起著獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的作用，其藥劑性質(zhì)、投加量、投加方式及加藥點(diǎn)是決定水處理運(yùn)行是否正常的主要因素。

循環(huán)水水質(zhì)。循環(huán)水水質(zhì)對(duì)水處理系統(tǒng)有較大影響。當(dāng)循環(huán)水中固體組分或濁度達(dá)到一定水平后，說(shuō)明水處理效果不佳，噴漆過(guò)程中引入的雜質(zhì)如溶劑尤其是非極性溶劑能明顯降低水對(duì)漆霧的吸收能力，而且難以用水處理藥劑去除，當(dāng)這些雜質(zhì)達(dá)到一定數(shù)量后，循環(huán)水應(yīng)排出系統(tǒng)重新配槽。

三、汽車噴漆循環(huán)水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)循環(huán)水處理系統(tǒng)是有效去除漆霧中的雜質(zhì)或保障循環(huán)水正常運(yùn)行的重要因素，因此有必要對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1、循環(huán)水子系統(tǒng)

循環(huán)水池是整個(gè)系統(tǒng)的貯水集水裝置，按功能同主要分為回流躍水區(qū)、浮渣區(qū)、旁流溢渣區(qū)。

回流躍水區(qū)：該區(qū)位于噴漆室回水口下方位置，應(yīng)設(shè)置有溢流板及過(guò)濾網(wǎng)，通過(guò)高位溢流，降低槽內(nèi)流速，并過(guò)濾掉大塊漆渣。 該區(qū)域循環(huán)水停留時(shí)間宜為 0.8～1.0 min， 槽體截面流速以 0.05～0.075 m/s為宜。

浮渣區(qū)：為有效地將截留后的漆霧聚集成細(xì)塊狀漆渣，并漂浮于表面，需嚴(yán)格控制該區(qū)池內(nèi)循環(huán)水的流速及循環(huán)水停留時(shí)間，確保漆渣上浮到水面時(shí)正好流到溢渣區(qū)。 大量的現(xiàn)場(chǎng)觀察及試驗(yàn)表明，該區(qū)域循環(huán)水停留時(shí)間宜長(zhǎng)，約為 6～8 min，槽體截面流速以 0.05 m/s 時(shí)效果較佳。

旁流溢渣區(qū)：該區(qū)域應(yīng)設(shè)置旋流裝置，盡可能多地將上浮的漆渣收集進(jìn)入旁流除渣水泵，并送入漆渣刮板式除渣機(jī)處理。 該區(qū)應(yīng)設(shè)在浮渣區(qū)下水位上部，以防大塊的硬化漆渣進(jìn)入旁流除渣水泵。 該區(qū)域旁流水停留時(shí)間宜為 0.3～0.6 min，以圓周形結(jié)構(gòu)為佳。除主要區(qū)域外，其他區(qū)域還包括硬渣貯存區(qū)和循環(huán)泵吸水區(qū)。 硬渣貯存區(qū)設(shè)置在循環(huán)水池底部，應(yīng)盡量避免高速水流的擾動(dòng)。 而循環(huán)泵吸水區(qū)一般設(shè)置在旁流溢渣區(qū)下前端。整個(gè)循環(huán)水池的有效容積不應(yīng)小于循環(huán)流量的1/ 10 ， 并能保證停機(jī)時(shí)能貯存所有回水 ，HRT >5 min，而循環(huán)流量應(yīng)以噴漆室需求水量為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。循環(huán)水池建造材料一般以不銹鋼材質(zhì)為佳。

2、漆渣處理子系統(tǒng).該系統(tǒng)包括旁流除渣水泵及管路、 刮板式除渣機(jī)和漆渣壓濾烘干脫水裝置， 良好的漆渣清除及脫水過(guò)濾子系統(tǒng)是循環(huán)水水質(zhì)高效運(yùn)行的有力保障。旁流除渣水泵及管路旁流除渣水泵是將含渣水輸送到刮板式除渣機(jī)的動(dòng)力裝置，一般可用機(jī)封型臥式離心泵，流量不宜小于循環(huán)流量的 1/20，并有足夠揚(yáng)程。除渣泵管路是除渣機(jī)的輸水排水管路， 整個(gè)管路以不銹鋼材質(zhì)為佳。刮板式除渣機(jī)，刮板式除渣機(jī)是在含渣水有效分離后， 除渣水通過(guò)溢流返回循環(huán)水池， 漆渣上浮至水面時(shí)采用的工序， 其通過(guò)往復(fù)式刮板將漆渣及時(shí)刮除并由漆渣流道進(jìn)入壓濾烘干脫水工序。 除渣機(jī)的水力停留時(shí)間很短， 根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況看，HRT 取 2～3 min 也能滿足要求。 除渣后的水在循環(huán)水池中的返回點(diǎn)以池體中部為宜。

3、加藥子系統(tǒng)。加藥裝置是循環(huán)水系統(tǒng)的重要組成部分，如果隨意添加水處理藥劑，不僅造成浪費(fèi)，更重要的是不能及時(shí)從水中分離出過(guò)噴的漆霧， 降低了循環(huán)水捕集漆霧的效率，既縮短了循環(huán)水的使用周期，又增加了污染物排放量。為了避免此現(xiàn)象，需要設(shè)計(jì)建造合理的加藥裝置。 目前大型汽車制造廠循環(huán)水處理系統(tǒng)中都使用計(jì)量自動(dòng)加藥裝置。此裝置有儲(chǔ)藥桶、計(jì)量泵、加藥管路及自動(dòng)控制器。漆霧凝聚劑投加方式及投加點(diǎn)，漆霧凝聚劑儲(chǔ)存于儲(chǔ)藥桶中，通過(guò)計(jì)量泵定量投加。為了保證均勻、有效地加藥，加藥點(diǎn)應(yīng)根據(jù)不同廠家的藥劑在工藝上選擇不同的加藥點(diǎn)。計(jì)量泵應(yīng)與噴漆動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，以便更準(zhǔn)確地控制藥劑投加量。絮凝劑投加方式及投加點(diǎn)，絮凝劑是一種高分子有機(jī)聚合物，黏度大、生物分解快，使用前一般將其稀釋到適當(dāng)濃度，用計(jì)量泵定量投加。加藥點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其噴房循環(huán)水處理工藝不同確定適宜的加藥位置。pH 調(diào)節(jié)劑投加方式及投加點(diǎn)，pH 調(diào)節(jié)劑用來(lái)將循環(huán)水 pH 控制在一定范圍，以使過(guò)噴油漆的破黏和凝聚達(dá)到最佳效果，通常工藝循環(huán)水的 pH 控制在 8.0～9.5 最佳。

在汽車廠涂裝車間中， 噴漆循環(huán)水處理系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)建造及正常運(yùn)行是減少涂裝三廢排放對(duì)環(huán)境影響的重要環(huán)節(jié);只有合理的水處理工藝，優(yōu)良的水處理效果，才能保證涂裝 VOC 的達(dá)標(biāo)排放、減少危險(xiǎn)廢棄物的產(chǎn)生、降低運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)

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