噴漆循環水處理設備的設計

苗瑛 馬金環 柴圣

摘 ?要：涂裝噴漆是汽車制造的重要工藝之一，在車身涂裝噴漆過程中產生了大量的過噴漆霧及有機溶劑氣體，如不對其進行處理會嚴重影響涂裝操作者的身心健康，并嚴重污染環境。 根據職業健康和環保的要求，國內外大部分汽車涂裝企業都采用濕法漆霧凈化器處理噴漆室廢氣，水在凈化器內循環使用，因此噴漆室循環水系統建造是否合理、運行是否穩定就直接影響到對廢氣中過噴漆霧的去除效果。

關鍵詞：汽車噴漆;循環水;處理

一、汽車噴漆

汽車噴漆工藝根據噴漆對象的不同可分為汽車車身噴漆和汽車零部件的噴漆，根據工序的不同可分為金屬表面的前處理技術和噴涂工藝。在噴漆涂裝線上添加循環水處理設備前，應首先確定循環水添加藥劑的品種，優化循環水處理工藝。加入水處理藥劑可分解和聚集循環水中的油漆顆粒，提高漆霧捕集效率，防止漆霧顆粒粘附在設備管道及泵體內部，保證設備的正常運行。目前常用的水處理藥劑有漆霧凝聚劑、pH 調節劑、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。它是一種環保型造渣凈水劑，一般分為 A、B 雙組分：A 劑用來破黏，消除過噴漆水中油漆的黏性，并形成分散的小顆粒;B 劑凝聚，將破黏后的細顆粒絮凝成多孔的可懸浮大絮團，漂浮在水面上，便于人工定期打撈或使用設備除渣。一般噴漆循環水處理工藝主要包括：噴漆水幕、循環水池、循環水泵、加藥箱、加藥泵、除渣設備、工藝管路等節點。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，不僅會造成浪費，而且難以保證循環水捕集漆霧的效率。因此，在配備循環水處理設備前應根據處理效果要求和設備特點對原工藝流程進行優化。

二、水處理系統及影響因素

1、水處理系統。噴漆漆霧凈化處理方法的發展與噴漆工藝的進步有著緊密的聯系，隨著噴漆工藝經歷的數十年的技術發展，目前汽車廠普遍采用的是濕法漆霧凈化處理工藝，其核心技術為投藥濕式噴漆循環水處理系統。 該系統按照功能可分為循環水子系統、漆渣清除及脫水過濾子系統、加藥子系統及補給水子系統。

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

噴漆工藝及噴漆室結構，不同的噴漆工藝和噴漆室排風結構對漆霧的捕集有較大影響，從而也影響到循環水處理效果。循環水水量及系統結構，循環水水量及系統結構對水處理效果有顯著的影響， 這包括循環水池中的回流躍水區、 浮渣生成區、旁流溢渣區結構是否合理，循環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整個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 調節劑，另外還包括控制水質用的消泡劑、殺菌劑等。此外，對于高黏性的清漆噴涂廢水，還要使用消黏劑，這些藥劑在循環水處理中發揮各自的功效，起著獨立而又相互關聯的作用，其藥劑性質、投加量、投加方式及加藥點是決定水處理運行是否正常的主要因素。

循環水水質。循環水水質對水處理系統有較大影響。當循環水中固體組分或濁度達到一定水平后，說明水處理效果不佳，噴漆過程中引入的雜質如溶劑尤其是非極性溶劑能明顯降低水對漆霧的吸收能力，而且難以用水處理藥劑去除，當這些雜質達到一定數量后，循環水應排出系統重新配槽。

三、汽車噴漆循環水處理系統設計

合理設計循環水處理系統是有效去除漆霧中的雜質或保障循環水正常運行的重要因素，因此有必要對該系統的設計。

1、循環水子系統

循環水池是整個系統的貯水集水裝置，按功能同主要分為回流躍水區、浮渣區、旁流溢渣區。

回流躍水區：該區位于噴漆室回水口下方位置，應設置有溢流板及過濾網，通過高位溢流，降低槽內流速，并過濾掉大塊漆渣。 該區域循環水停留時間宜為 0.8～1.0 min， 槽體截面流速以 0.05～0.075 m/s為宜。

浮渣區：為有效地將截留后的漆霧聚集成細塊狀漆渣，并漂浮于表面，需嚴格控制該區池內循環水的流速及循環水停留時間，確保漆渣上浮到水面時正好流到溢渣區。 大量的現場觀察及試驗表明，該區域循環水停留時間宜長，約為 6～8 min，槽體截面流速以 0.05 m/s 時效果較佳。

旁流溢渣區：該區域應設置旋流裝置，盡可能多地將上浮的漆渣收集進入旁流除渣水泵，并送入漆渣刮板式除渣機處理。 該區應設在浮渣區下水位上部，以防大塊的硬化漆渣進入旁流除渣水泵。 該區域旁流水停留時間宜為 0.3～0.6 min，以圓周形結構為佳。除主要區域外，其他區域還包括硬渣貯存區和循環泵吸水區。 硬渣貯存區設置在循環水池底部，應盡量避免高速水流的擾動。 而循環泵吸水區一般設置在旁流溢渣區下前端。整個循環水池的有效容積不應小于循環流量的1/ 10 ， 并能保證停機時能貯存所有回水 ，HRT >5 min，而循環流量應以噴漆室需求水量為設計基礎。循環水池建造材料一般以不銹鋼材質為佳。

2、漆渣處理子系統.該系統包括旁流除渣水泵及管路、 刮板式除渣機和漆渣壓濾烘干脫水裝置， 良好的漆渣清除及脫水過濾子系統是循環水水質高效運行的有力保障。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的動力裝置，一般可用機封型臥式離心泵，流量不宜小于循環流量的 1/20，并有足夠揚程。除渣泵管路是除渣機的輸水排水管路， 整個管路以不銹鋼材質為佳。刮板式除渣機，刮板式除渣機是在含渣水有效分離后， 除渣水通過溢流返回循環水池， 漆渣上浮至水面時采用的工序， 其通過往復式刮板將漆渣及時刮除并由漆渣流道進入壓濾烘干脫水工序。 除渣機的水力停留時間很短， 根據實際運行情況看，HRT 取 2～3 min 也能滿足要求。 除渣后的水在循環水池中的返回點以池體中部為宜。

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

在汽車廠涂裝車間中， 噴漆循環水處理系統的合理設計建造及正常運行是減少涂裝三廢排放對環境影響的重要環節;只有合理的水處理工藝，優良的水處理效果，才能保證涂裝 VOC 的達標排放、減少危險廢棄物的產生、降低運行成本。

參考文獻

[1] 陳包，楊順生，李學勤. 油漆車間過噴漆霧處理及 VOC 的控制[J]. 現代涂料與涂裝， 2018 （8）： 44-47.

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