氣浮技術(shù)在60 JPH乘用車淋雨檢測線應用

王千 李海軍 占細雄 范永曉 黃東洋

（一汽-大眾汽車有限公司，長春130011）

1 前言

批量乘用車生產(chǎn)過程中，需要進行許多在線檢測，主要包含包括發(fā)動機、四輪定位、制動系、前照燈、轉(zhuǎn)轂、喇叭、排放、密封性檢測等，其中密封性檢測是一項非常關(guān)鍵的檢測內(nèi)容，淋雨線是乘用車密封性檢驗的重要手段之一。

影響淋雨線進行乘用車密封性檢驗的主要因素包括：淋雨水量、淋雨時間、淋雨檢測位置。對于成熟乘用車生產(chǎn)企業(yè)，淋雨時間、淋雨檢測位置通過淋雨線控制保障，但是淋雨水量會隨著水質(zhì)的變化而變化。水質(zhì)差極易引起噴嘴堵塞，造成淋雨水量不足，關(guān)鍵位置噴嘴堵塞后，會造成淋雨檢測不到位，出現(xiàn)漏雨缺陷漏檢等缺陷。同時水質(zhì)差還會造成漆面有臟點，影響車輛外觀缺陷判斷。然而為了保障水質(zhì)，頻繁換水又會導致水資源的大量浪費。所以采用一種既可以保障水質(zhì)，又可以節(jié)約用水的淋雨線水處理方法至關(guān)重要。

2 淋雨線水處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外乘用車淋雨線水處理技術(shù)主要包括過濾紙（袋）凈水、疊片凈水2種，2種技術(shù)比較見表1。

表1 濾紙(袋)凈水與疊片凈水比較

過濾紙（袋）凈水是采用過濾紙或者過濾袋，對污水進行過濾處理，除去水中指定顆粒度的固體雜質(zhì)的方法，此凈水方法需要定期更換濾紙（袋）。

疊片過濾凈水是采用多個帶有溝槽的疊片疊加在一起，通過疊片間形成的微小空洞來過濾水，從而除去水中指定顆粒度的固體雜質(zhì)的凈水方法，通過反向沖洗來清潔疊片，從而實現(xiàn)低物耗的凈水。

在乘用車生產(chǎn)過程中，2種凈水方式的優(yōu)缺點總結(jié)如下。

濾紙（袋）凈水優(yōu)點是耗水少，缺點是產(chǎn)生大量固體廢棄物，設備運營成本高。疊片凈水優(yōu)點是幾乎沒有固體廢棄物，不需要頻繁更換過濾耗材，缺點是水耗大，與綠色環(huán)保相沖突。2種水處理技術(shù)共同缺點是水質(zhì)保持時間短，無法清除水中混合的蠟質(zhì)，水質(zhì)差導致的噴嘴堵塞、漆面臟點時有發(fā)生。鑒于2種水處理技術(shù)存在的不足，采用一種新的淋雨線水處理技術(shù)非常迫切。

3 氣浮水處理技術(shù)

氣浮水處理技術(shù)是一種歷史悠久的高效固液分離技術(shù)，始于選礦[1]。

氣浮水處理技術(shù)原理是在污水中通入大量密集的微細氣泡，使氣泡與雜質(zhì)、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮體，從而依靠浮力將污物上浮至水面[2]，形成浮渣后，通過刮板將浮渣刮除，以實現(xiàn)污水凈化的方法[3]。

氣浮水處理技術(shù)廣泛應用于給排水以及城市污水和工業(yè)廢水的處理，工業(yè)廢水處理例如造紙、煉油、食品加工、紡織、印染等工業(yè)廢水的處理[1]。

目前，在乘用車淋雨線水處理中鮮有使用，尤其是60 JPH的乘用車淋雨線水處理。

4 氣浮技術(shù)淋雨線水處理系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)構(gòu)成

基于氣浮技術(shù)的淋雨線水處理系統(tǒng)構(gòu)成包括污水箱、毛發(fā)過濾、氣浮機、砂濾器、袋式過濾、紫外線殺菌、清水箱、疊螺機、加藥裝置、各種水泵等，如圖1所示。

圖1 淋雨線氣浮技水處理系統(tǒng)原理

4.2 系統(tǒng)功能

4.2.1 污水箱

用于淋雨后的污水收集以及污水中的大顆粒污物的初步沉降。污水入口設置在水箱一端，遠離入水口處的水箱底部設置為最低點，將水箱排污口設置于此，排污口與水箱底部連接處設置圓角，便于污物清理，根據(jù)換水周期進行污水箱清理。

4.2.2 毛發(fā)過濾

主要是截留污水中的大顆粒物及機械雜質(zhì)，避免這些機械雜質(zhì)進入后續(xù)系統(tǒng)。一般是一用一備，并且前后裝有閥門，當過濾前后壓力達到一定值時，切換備用過濾器并進行清污。

4.2.3 氣浮機

系統(tǒng)的核心部件，如圖2所示，包括以下組成部分。

圖2 氣浮機系統(tǒng)原理

a.絮凝劑添加裝置，包括藥劑混合存儲系統(tǒng)、藥劑定量供給系統(tǒng)2部分構(gòu)成。藥劑混合存儲系統(tǒng)包括藥劑混合容器、攪拌系統(tǒng)；藥劑定量供給系統(tǒng)包括定量泵、供給管路等，絮凝劑添加量需要根據(jù)污水工況確定；

b.電控系統(tǒng)，氣浮機的控制系統(tǒng)，控制溶氣產(chǎn)生、控制加藥裝置運行、控制刮渣系統(tǒng)運行；

c.絮凝反應池，絮凝藥劑與污水混合反應池，一般帶有攪拌機，通過攪拌使絮凝藥劑與污水充分混合；

d.溶氣系統(tǒng)，氣浮設備的核心，溶氣產(chǎn)生和釋放裝置，包括溶氣罐、壓縮空氣供給系統(tǒng)、清水回流系統(tǒng)、溶氣釋放器；

e.氣浮池，含絮凝劑的污水與溶氣混合反應池，污水與溶氣在此充分混合，污物在溶氣的作用下，逐漸上浮，形成浮渣層，污物與清水分層；

f.刮渣系統(tǒng)，將浮渣與水分離的裝置，包括刮板、驅(qū)動鏈條、驅(qū)動電機等；

g.排查口，將浮渣導流到疊螺機；

h.緩存池，浮渣清除后的清水流入緩池，起暫存功能。

4.2.4 砂濾器

砂濾器又稱機械過濾器，主要通過各級匹配的石英砂的吸附、截留能力去除水中的微小顆粒物、懸浮物以及膠體等以保證后續(xù)系統(tǒng)的正常運行；當系統(tǒng)運行一段時間后，石英砂濾料表面截留了大量的懸浮物，當水壓達到設定值時，系統(tǒng)自動啟動反沖洗，使過濾器內(nèi)砂濾層松動，將粘附于石英砂表面的截留物剝離并被反洗的水沖走，達到清洗過濾器、恢復砂濾截留能力的作用。

4.2.5 袋式過濾

袋式過濾器內(nèi)部有金屬網(wǎng)籃支撐濾袋，液體由入口流進，經(jīng)濾袋過濾后從出口流出，雜質(zhì)攔截在濾袋中，當壓力差達到一定值后，需清洗或更換濾袋后才能繼續(xù)使用。

4.2.6 紫外線殺菌

主要通過紫外線照射來破壞細菌及病毒的DNA，從而起到殺菌消毒作用。過濾后的清水通過紫外線殺菌器，通過紫外線照射實現(xiàn)殺菌消毒，避免循環(huán)水產(chǎn)生細菌而發(fā)臭。

4.2.7 清水箱

清水緩存，過濾清水臨時緩存，淋雨線噴淋系統(tǒng)取水水箱。

4.2.8 疊螺機

疊螺機主要由疊螺體、驅(qū)動裝置、濾液槽、混合系統(tǒng)、架體等組成。疊螺污泥脫水機工作時，通過污泥泵將污泥提升至混合槽后，此時，加藥泵也定量地對混合槽輸送藥液，攪拌電機帶動整個攪拌系統(tǒng)將污泥與藥液進行充分混合，從而產(chǎn)生礬花，當液位達到液位傳感器上位時，此時液位傳感器得到信號，使得疊螺主體電機工作，從而開始壓濾流入至疊螺主體內(nèi)污泥，在螺旋軸的作用下，將污泥提升至污泥出口，濾液則從固定環(huán)和游動環(huán)之間的間隙中流出來。總的來說，疊螺污泥脫水機是運用了螺桿擠壓原理，通過螺桿直徑和螺距變化產(chǎn)生的強大擠壓力以及游動環(huán)與固定環(huán)之間的微小縫隙，實現(xiàn)對污泥進行擠壓脫水的一種新型的固液分離設備。

4.2.9 加藥裝置

絮凝劑添加裝置，為氣浮機和疊螺機提供絮凝劑，一般這2部分共用一套絮凝劑添加裝置。

4.2.10 控制系統(tǒng)

控制各環(huán)節(jié)水泵啟停、壓力報警、沙濾反洗、水位控制等。

4.3 總裝淋雨線水處理系統(tǒng)改造案例

4.3.1 項目背景

某總裝淋雨線水處理系統(tǒng)，原采用濾紙過濾，由于系統(tǒng)投入使用已達14年以上，設備老化故障頻發(fā)，并且由于濾紙過濾的缺點，導致設備運營成本高，噴嘴容易堵塞，存在車輛淋雨檢漏質(zhì)量風險等問題。因此計劃改造此系統(tǒng)。經(jīng)過方案評估，決定采用氣浮技術(shù)對此淋雨線水處理系統(tǒng)進行改造。

4.3.2 設備實例

某總裝淋雨線氣浮水處理系統(tǒng)包括9個部分，如圖3所示，從1到7即為從污水到清水的主要流向。

圖3 淋雨線氣浮技水處理系統(tǒng)案例布局

安裝實物如圖4所示。

圖4 淋雨線氣浮技水處理系統(tǒng)實物展示

4.3.3 水質(zhì)提升

經(jīng)過氣浮水處理系統(tǒng)處理的循環(huán)水，水質(zhì)可以達到GB/T 18920—2020《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》[4]的水質(zhì)要求，重點水質(zhì)參數(shù)如表2所示。

表2 經(jīng)氣浮水處理系統(tǒng)處理的循環(huán)水滿足的主要參數(shù)

水質(zhì)提升后有效降低車輛表面臟點問題，同時大大降低了噴嘴堵塞的風險，避免了淋雨檢漏風險，提高了車輛檢漏質(zhì)量。

4.3.4 成本優(yōu)化

基于60 JPH的淋雨線水處理系統(tǒng)，相比碟片和濾紙水處理系統(tǒng)，從直接成本和間接成本上均有顯著的優(yōu)勢，可以大大降低淋雨線水處理系統(tǒng)的設備成本和日常運營成本。

氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理及濾紙過濾系統(tǒng)成本降低16%；通過國產(chǎn)化和原設備利舊，成本降低24%，累計設備成本降低達40%。

水耗優(yōu)化上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理每月成本降低84%，較濾紙水處理每月降低50%；換水周期上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片和濾紙水處理的每1～2周換水1次，延長到每3個月?lián)Q水1次；耗材節(jié)約上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理每年成本降低10%，較濾紙水處理（如過濾材料、噴嘴更換、流量計更換、水耗等方面）每年成本降低87%。

4.4 設計注意事項

4.4.1 水量確定及水平衡

淋雨線水處理系統(tǒng)水量確定至關(guān)重要，是確保設備能力的關(guān)鍵因素。60 JPH淋雨線水處理系統(tǒng)根據(jù)淋雨線噴淋區(qū)的數(shù)量、寬度、單位面積時間的水量、輸送鏈速來確定淋雨線水處理系統(tǒng)的能力，60 JPH淋雨線水處理能力約為300 t/h。水處理系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的水處理能力是保障水平衡的關(guān)鍵因素。水平衡設計不良，會導致部分環(huán)節(jié)水量溢出造成水資源浪費，同時會導致斷流等問題。所以水量和水平衡是系統(tǒng)的核心參數(shù)。

4.4.2 設備布局及施工

基于60 JPH的淋雨線水處理系統(tǒng)，最大水量約300 t/h，設備各組成部分體積龐大，在設備方案階段務必考慮好設備的布局并預留充足的安裝空間，尤其是改造項目，安裝空間不足，將給設備安裝帶來極大的挑戰(zhàn)。針對安裝空間受限情況，在方案階段應對設備體積、設備布局進行合理優(yōu)化，尤其是體積龐大的氣浮機，需要進行特殊的設計處理，例如模塊化設計、分體式制造再組裝方案等。在施工前進行充分的施工模擬，避免產(chǎn)生安全風險。

5 結(jié)束語

氣浮水處理技術(shù)引入到60 JPH淋雨線水處理中，可以有效降低設備和運行成本，保障了水質(zhì)，使乘用車檢漏質(zhì)量得到了保障。淋雨線氣浮水處理系統(tǒng)可以大大降低單車水耗，是實現(xiàn)乘用車總裝車間節(jié)水環(huán)保、降本、提質(zhì)的有效措施。