機床涂裝廢水處理方法

□張寅龍 □馬進(jìn)峰（機械工業(yè)第六設(shè)計研究院）

近年來，隨著對機床產(chǎn)品外觀及表面質(zhì)量要求的不斷提高，機床的涂裝已越來越受到重視，原來在車間內(nèi)或露天進(jìn)行的開放式涂裝作業(yè)已逐漸被在噴漆室里進(jìn)行的封閉式涂裝作業(yè)所代替，特別是近十年來，隨著人們環(huán)保及職業(yè)衛(wèi)生意識的加強對漆膜質(zhì)量要求進(jìn)一步提高，對噴漆產(chǎn)生的過噴漆霧有著顯著處理效果的水旋噴漆室已逐漸成為機床行業(yè)涂裝的主流設(shè)備。眾所周知，水旋噴漆室會相應(yīng)地產(chǎn)生涂裝廢水，那么對機床涂裝廢水的處理也就隨之而來的成為人們關(guān)注的對象，筆者根據(jù)多年從事機床行業(yè)涂裝工作的實踐經(jīng)驗，對機床涂裝廢水的處理方法進(jìn)行了如下總結(jié)。

一、機床涂裝廢水的來源及特點

在機床產(chǎn)品涂裝作業(yè)時，從噴槍噴出的油漆大部分會附著在工件表面形成漆膜，同時也會有相當(dāng)數(shù)量的油漆以霧狀細(xì)微顆粒的形式彌散到空氣中，這就是我們通常所說的過噴漆霧，在水旋噴漆室中，過噴漆霧會被從噴漆室頂部有組織送入的新風(fēng)壓制到噴漆室下部的水旋式漆霧處理系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)的水旋器內(nèi)，攜帶過噴漆霧的風(fēng)會以一定的流速和水混合，水在水旋器內(nèi)受到復(fù)雜因素的影響而霧化從而加強了與風(fēng)的混合效果，經(jīng)過洗滌凈化后的空氣從風(fēng)道排走，過噴漆霧則被水捕集留在水里從而形成了涂裝廢水。

機床涂裝所用的漆料主要有過氯乙烯漆、環(huán)氧樹脂漆、丙烯酸聚氨酯漆等，那么相應(yīng)的涂裝廢水里面主要就是這些高分子有機物的細(xì)小顆粒，同時還會有一定量無機物料和各種有色顏料、少量的隨油漆混入水中的有機溶劑及油污等。這些物質(zhì)多為有毒有害、難于生化降解的高分子化合物，特別是剛從水旋器排出的吸收了過噴漆霧的廢水，這些有害物質(zhì)的濃度極高。這些細(xì)小顆粒主要以膠體或懸浮物的狀態(tài)存在。一般認(rèn)為,顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì),顆粒粒徑在1～100nm的為膠體物質(zhì),顆粒粒徑在100nm～1mm為懸浮物質(zhì)。

二、處理工藝方法

水旋噴漆室所用水量一般都較大，比如用于小型機床噴漆的6m×6m（長×寬）的噴漆室用水量就有100m3/h，一些用于重型機床噴漆的12m×10m（長×寬）的大型噴漆室，用水量更是達(dá)到300m3/h。所以為節(jié)約用水、減少污水排放，所有的水旋噴漆室的洗滌用水全部采用循環(huán)使用。設(shè)備都自帶循環(huán)供水系統(tǒng)及循環(huán)水池，從噴漆室漆霧處理系統(tǒng)排出的含有高濃度有害物質(zhì)的廢水流經(jīng)循環(huán)水池時進(jìn)行初期處理，處理后的水由循環(huán)水泵送回噴漆室重新使用。經(jīng)長期循環(huán)使用后，隨著有害物質(zhì)的積累，當(dāng)循環(huán)水不能滿足工藝要求時，便一次性地排入廠區(qū)污水處理站或車間所設(shè)的污水處理站進(jìn)行后續(xù)處理，處理達(dá)標(biāo)后方可最終排放。

（一）初期處理

為滿足噴漆室功能需求、減少最終污水排放量，所有水旋噴漆室都對從漆霧處理系統(tǒng)排出的廢水進(jìn)行初期處理，處理后的洗滌水由水循環(huán)系統(tǒng)（由循環(huán)水泵、管路、管件等組成）送回噴漆室循環(huán)使用。

不管是哪種形式的水旋噴漆室，一般在水旋式漆霧處理系統(tǒng)的下方都設(shè)有集水坑，捕集了過噴漆霧的洗滌廢水在此坑匯集后由水溝流入循環(huán)水池，該循環(huán)水池可每臺噴漆室設(shè)置一個，也可若干臺噴漆室共用一個，一般設(shè)在噴漆室旁邊的合適位置。在該循環(huán)水池內(nèi)定期加入絮凝劑，,使水中難以沉淀的膠體或懸浮物顆粒脫穩(wěn)而互相聚合,增加至能自然沉淀或上浮的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀或上浮物的方法叫混凝法,所投加的藥劑叫絮凝劑。

混凝的基本原理：廢水中的膠體和懸浮物顆粒具有巨大的比表面積,可以吸附液體介質(zhì)中的正離子或負(fù)離子或極性分子等,使固液兩相界面上的電荷呈不平衡分布,在界面兩邊產(chǎn)生電位差,這就是微粒的雙電層結(jié)構(gòu)。形成雙電層結(jié)構(gòu)微粒的整個膠體結(jié)構(gòu)就稱為膠團(tuán),整個膠團(tuán)是電中性的。膠團(tuán)中心是帶有電荷的固體微粒本身,稱為膠核。膠核所帶電荷的符號就是微粒所帶電荷的符號。微粒之所以能在水中保持穩(wěn)定性,原因在于微粒之間的靜電斥力(微粒常常帶有同種電荷而具有斥力)、膠體表面的水化作用及微粒之間相互吸引的范德華力共同作用。微粒帶電越多,其電位就越大,帶電荷的微粒和反離子與周圍水分子發(fā)生水化作用越大,水化殼也越厚,越具有穩(wěn)定性。向水中投加藥劑,使顆粒失去穩(wěn)定性而形成更微小的顆粒,而后這些均勻分散的微小顆粒再進(jìn)一步形成較大的顆粒,從液體中脫離出來,這個過程稱為凝聚，凝聚出的油漆類污物，密度大的沉淀在循環(huán)水池的底部，形成漆泥，密度較小的，以團(tuán)絮狀漂浮于水面，通常稱為漆渣。

涂裝廢水中微粒的充分絮凝過程需要一定的時間，一般不宜小于10分鐘，所以在噴漆室的水溝和循環(huán)水池設(shè)計時，要保證洗滌水從集水坑流出，經(jīng)排水溝流入循環(huán)水池，最終進(jìn)入循環(huán)水泵吸口的總時間不宜小于10分鐘。在設(shè)置循環(huán)水池時，除了要滿足容積的要求，還要設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)流壩，使水在池內(nèi)均勻的、有組織的流動，增強絮凝除污效果。在水泵吸口處設(shè)有過濾網(wǎng)濾掉漆泥和漆渣，除污后的水由水泵送入噴漆室重新使用。漂浮在水面的漆渣一般采用人工打撈的方式收集，沉淀的漆泥則在循環(huán)水池清池時定期清理。

（二）后續(xù)處理

循環(huán)水在長期（一般15～30天）使用后，隨著污染物濃度不斷的增加，特別是僅靠在循環(huán)水池里單純混凝法不能去除的有害成分的增加，循環(huán)水將逐漸失去捕集過噴漆霧的洗滌功能，這時則需要更換循環(huán)水，一般要清空循環(huán)水池，一次性將廢水打入廠區(qū)或車間設(shè)置的廢水處理站，進(jìn)行最終的后續(xù)處理。

涂裝廢水在污水處理站內(nèi)一般采用物化法進(jìn)行處理。廢水物理化學(xué)處理法是廢水處理方法的一種。系運用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學(xué)方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程和化學(xué)過程的若干單項處理方法，如浮選、沉淀、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。針對機床涂裝廢水的特點，常用的物化處理主要采用如下方法流程。

1.廢水首先進(jìn)入污水處理站的調(diào)節(jié)池，因機床涂裝廢水為定期排放，平時不排放，需排放時短時排放量很大，且廢水濃度也會存在較大差異，調(diào)節(jié)池主要起到緩存廢水、平衡廢水濃度及初步沉淀固體物的作用。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，水進(jìn)入沉淀池。

2.廢水進(jìn)入沉淀池，繼續(xù)進(jìn)行自然沉降，使大顆粒固形物沉降在池底部，小顆粒懸浮物和膠體顆粒溶在水中。池底沉淀出的固體物質(zhì)，需定期處理，污泥進(jìn)入脫水機進(jìn)行壓渣處理，濾液用水泵輸送回到沉淀池；同時由于部分油污漂浮在水面上，一般可采用斜板式隔油法將油水有效分離，從沉淀池中分離出來的油狀物定期運走。

3.經(jīng)過沉降和隔油處理后的廢水進(jìn)入中和池，調(diào)節(jié)pH值，以利進(jìn)一步處理。經(jīng)過以上處理后的水樣，懸浮物含量大為減少，大顆粒固形物留在池底，水中含有部分乳化油，小顆粒懸浮物和膠體顆粒。

4.接著用泵送入溶氣氣浮系統(tǒng)，先進(jìn)入溶氣罐，通入空氣，使罐內(nèi)保持一定壓力（工作壓力），同時仍需加入無機絮凝劑，使固液氣三相進(jìn)行充分混合，增強有機物的有效絮凝。從溶氣罐出來廢水，送入氣浮罐，無壓敞口，同時再加入有機高分子絮凝劑，使之形成團(tuán)狀絮凝體，產(chǎn)生的泥渣由刮渣機收集到污泥濃縮罐，濃縮后，污泥進(jìn)入脫水機進(jìn)行壓渣處理，濾液用水泵輸送返回到沉淀池進(jìn)行重新處理。廢水經(jīng)過溶氣氣浮系統(tǒng)處理后，大部分COD可被去除，油與懸浮物已經(jīng)過有效處理，污染物已大為減少。

5.氣浮罐出水進(jìn)入緩沖罐，再用泵提升進(jìn)入過濾罐（一般包含砂濾和活性炭吸附工序），經(jīng)過濾后，去除水中殘余懸浮物。過濾罐在長期使用后，需要進(jìn)行反沖洗；反沖洗采用設(shè)時自動反沖洗系統(tǒng)，反沖洗水使用緩沖罐中水。

通過上述處理工序，處理后廢水水質(zhì)達(dá)到：COD＜150mg/L，SS＜100mg/L，PH值6～9，油＜10mg/L，P＜1mg/L，N-NH3＜2mg/L，滿足工業(yè)廢水二級排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入市政排污管網(wǎng)或進(jìn)行綜合回收利用。

三、結(jié)語

經(jīng)工程實踐表明，采用初期處理循環(huán)使用、后續(xù)處理再達(dá)標(biāo)排放的工藝方法可有效地減少廢水的排放量，具有設(shè)備及操作簡單、運行可靠、一次性成本和運行成本低等優(yōu)點，比較適合機床涂裝生產(chǎn)的特點，滿足機床涂裝廢水的處理要求。