论文部分内容阅读
摘要：经过四十年的改革开放，国内制造业特别是汽车业持续高速发展，汽车业已经成为国民经济的重要支柱产业。2020年，中国市场汽车销量高达2531.1万辆，继续领跑全球。随着汽车业的迅速发展，产生的废弃物随之增长，同时废弃物的排放也造成环境污染，其中的废水排放对环境水质带来不良影响。随着国家绿色发展战略的实施，科学技术的进步，企业采用新工艺、新技术、新材料，对于降低或消除工业排放对于环境污染带来积极的影响。本文通过对某汽车厂的工业废水产生的工艺以及废水处置工艺进行实地考查，对其处理后的排放污水的水质与生活区河流的水质进行对比，探讨汽车厂工业废水对环境的影响。
关键词：工业废水;涂装废水;涂装工艺;废水处理工艺
前言
近年来，国内制造业得到了迅猛发展，同时工业生产产生的废弃物（废液、废气、固废）也有很大的增长，废弃物的排放对于环境造成污染，其中废水排放会对环境水质带来不良影响。随着人们环境保护的意识的增强，对于废水的排放的要求也越来越高。深化供给侧改革，推进制造业高质量可持续发展，坚持走生态优先、绿色发展之路，努力打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国，也成为了国家层面实施的战略。随着科学技术的进步，新技术、新材料的应用，对于降低或消除工业排放对于环境污染带来积极的影响。本文对某汽车厂的工业废水产生的工艺以及废水处置工艺进行实地考查，对其处理后的排放污水的水质与生活区河流的水质进行对比，探讨了汽车厂工业废水对于环境影响，为关心工业废水处置和排放以及环境保护的研究人员提供参考。
1.汽车厂产生的工业废水，主要来源于冲压工艺、焊裝工艺、涂装工艺、总装工艺这四大工艺过程，其中绝大部分来源于涂装工艺。涂装工艺产生废水量占整车厂废水90%以上，涂装工艺产生废水种类较多，涂装工艺废水基本代表着整车厂的工业废水情况。所以，如果调研汽车厂的工业废水产生情况，那么研究涂装工艺废水产生的过程是非常有必要的，故本文主要调查了汽车厂涂装车间产生废水的工艺。
汽车厂涂装车间，是为来自于前道工序焊装车间的白车身内外面进行表面处理、增加涂层，以达到整车防腐的目的。涂装车间的前处理工艺、电泳工艺、打磨工艺、喷漆工艺等工艺过程分别产生不同的废水，经过不同的废水管道排放到污水处理站。
工艺概述：
A. 前处理（含预脱脂、脱脂、锆化）
油漆前处理包括脱脂（预脱脂）、锆化工序、纯水洗等。各工序作用如下：
a. 预脱脂、脱脂及水洗
白车身所用的钢板在储存、运输运和冲压工艺过程中要使用油脂，该车间采用脱脂液清洗的方法，利用含碱性物质和表面活性剂的脱脂剂对车身油脂去除。
预脱脂采用喷淋工艺去除车身外板油污，脱脂采用浸渍工艺去除车身内外表面的油污。脱脂剂温度在45℃～60℃范围内，属中温脱脂剂。预脱脂及脱脂槽液自动循环，定期进行废液排放，脱脂后采用新鲜水进行喷淋、浸洗，产生脱脂废水。
脱脂槽设有油水分离及磁性分离装置，以延长脱脂液的使用时间。
脱脂废液、废水中主要污染因子为pH、COD、石油类、SS及磷酸盐
b. 锆化
锆化前处理又称薄膜前处理工艺，它是一项替代传统磷化前处理工艺的新工艺，不需表调和钝化处理。金属表面凝聚沉积转化成一种纳米氧化锆陶瓷膜涂层，起到表面防腐的作用并为下一道工序做准备。
锆化液采用氟锆酸，硅酸盐，硝酸盐等，按照槽液一定的浓度范围，定期补充锆化液。
锆化槽定期清洗产生锆化清槽废液。锆化后工件采用新鲜水二级（浸洗、淋洗）逆流冲洗，再采用纯水二级（浸洗、淋洗）逆流冲洗，产生锆化冲洗废水。主要污染因子为pH、COD、SS、氟化物。
B. 阴极电泳
阴极电泳采用无铅电泳工艺，在封闭的电泳槽内进行。采用整车浸渍工艺，温度30～34℃，电泳漆定期补充。阴极电泳槽采取连续自动循环搅拌，定期清洗，清洗时产生洗槽废液即电泳废液。电泳后工件采用UF1喷淋、UF2浸洗、纯水浸洗、纯水喷淋、新鲜纯水喷淋，产生电泳废水，电泳清洗废水为连续及定期排放，电泳废液与电泳废水主要污染因子是pH、COD、SS。
C. 打磨
电泳、中涂后，需用对车身表面进行打磨，以清除车身表面的灰粒、杂质、流挂等表面缺陷，同时使表面粗糙，增加涂层的附着力。采用湿式打磨工艺，采用耐水性砂纸，在打磨涂层的同时用水润滑，以获得更平滑的表面并洗掉磨灰。湿式打磨产生打磨废水，主要污染因子为SS。
D. 中涂、面漆喷涂
电泳后的车身采用喷涂机器人涂一道中间涂层，再涂二道面漆（包含色漆和清漆），以增强油漆表面的抗紫外线能力、抗石击能力，耐腐蚀，并起到美观的效果。过喷的油漆漆雾经过风循环系统到达文丘里，油漆漆雾被湿式文丘里的循环水吸收，形成喷漆废水，主要污染因子为COD、SS。该车间属于传统工艺的涂装车间，采用的是湿式文丘里，会产生喷漆废水。当前很多新建油漆车间采用干式文丘里来处理喷漆漆雾，则消除了喷漆废水的产生，同样从源头上避免了废水的产生和排放。
该涂装车间，近年来进行了大量的项目投资，通过新技术、新工艺、新材料的应用进行了多次工艺设备改造，减少废水的排放量，以及降低废水重金属等有害物质的含量，从源头上降低废水排放的有害影响。譬如，无铅无锡电泳漆的应用以降低电泳废液中重金属的含量，2019年实施的通过薄膜锆化工艺替换磷化工艺以消除镍、磷等元素排放的项目，减少两道水洗。降低排放的同时，还可以降低能源和水资源的消耗。同时，该车间也通过全员合理化建议和微创新活动，通过优化工艺参数、优化排放周期、回收利用、重复再利用等手段，对新鲜水的消耗和废水的排放进行了大量的改进工作。
2.工厂根据环境影响评价确定产生的工业污废水主要污染物、处理工艺及排放标准，并办理排污许可证。通过了解，工厂主要依据《中华人民共和国污水防治法》、《污水排入城镇下水道水质标准》对工业污水进行二级处理处理达到B级排放标准，排入城市管网收集进入城市污水处理厂统一处理达标后排放。该工厂的污水处理站设计采用物化+生化处理工艺，处理工厂内工业废水和生活污水。 污水站工艺介绍：
含油浓度高的热水洗槽废水及脱脂废液采用间歇反应槽混凝沉淀预处理，去除大部分石油类和COD。含COD高的电泳废液采用间歇反应槽混凝沉淀预处理。经预处理后的废液与脱脂、电泳、打磨等废水等一起采用絮凝沉淀工艺进行处理。锆化废液采取混凝沉淀工艺，去除氟化物和少量COD后進入混合废水池。经上述预处理后的各种生产废水进入混合废水池再与生活污水一起采用生化处理工艺进行处理。生化处理部分设计采用水解酸化+生物接触氧化法工艺。处理后的废水达标排放至市政污水管网，部分废水循环利用于工厂内办公区卫生间冲洗用水、厂区绿化用水。
生产废水及生活污水经处理后满足《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）表1中B等级标准（末端污水处理厂采用二级处理），同时满足城市污水处理厂接管标准要求，通过市政污水管网，然后进入城市污水处理厂深度处理后，城市污水处理厂出水可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，达标出水由选择点排放。
工厂内设置监测点，对于具体排放进行监测管控。
3.对比调研
取外部河流水样（属于城市水源保护地），进行水质数据检测，检测数据对比工厂污水处理站处理后的污水排放水样水质。
自数据来看，工业产生的污水主要污染物为化学需氧量（COD），经过厂区污水系统处理后，工厂污水排放指标与河水（自然水质）接近，部分数据甚至低于自然河流水样。所以，工业污水经过专业的处理工艺后能够有效去除各类污染物，减少对环境的破坏。
4.结论：
所调研汽车厂的工业废水，各类污染物均能满足达标排放和总量控制要求，在加强生产管理及监督、保证各项环保措施正常运行的前提下，从环保角度上分析，对于周边环境不会带来明显影响。
参看文献
[1]周德坤.汽车涂装废水处理工艺改进综述[J]. 广州化工， 2011.
[2]刘颖. 山东某汽车涂装废水治理工艺研究[D]. 山东大学， 2012.
[3]李明喜. 整车厂涂装车间废水处理工艺及应用研究[D]. 吉林大学， 2013.
[4]陶秀成，黄小甲，胡玉婷.汽车涂装废水处理工艺设计及其运行实践[J].安徽化工，2008，034（001）：52-54
[5]朱强， 杨玉姣. 汽车涂装废水综合处理工程实例[J]. 工业用水与废水， 2015， v.46;No.211（06）：67-71.
[6]张梦怡， 池勇志， 郝亚超，等. 涂装废水处理技术的研究进展[J]. 工业水处理， 2018， 038（012）：1-6
[7]杨晓伟， 刘秀生. 浅谈汽车涂装废水的处理工艺[C]// 中国腐蚀与防护学会;中国机械工程学会， 2015.
[8]韦东， 沈致和. 汽车涂装废水处理工程实践[J]. 工业用水与废水， 2011， 42（002）：72-75.
作者简介：
蒋凯越（2004年2月14日出生），性别：男，民族：汉，就读于山东省烟台市开发区高级中学高二二十三班.
（烟台市开发区高级中学高二二十三班 山东 烟台 264006）
关键词：工业废水;涂装废水;涂装工艺;废水处理工艺
前言
近年来，国内制造业得到了迅猛发展，同时工业生产产生的废弃物（废液、废气、固废）也有很大的增长，废弃物的排放对于环境造成污染，其中废水排放会对环境水质带来不良影响。随着人们环境保护的意识的增强，对于废水的排放的要求也越来越高。深化供给侧改革，推进制造业高质量可持续发展，坚持走生态优先、绿色发展之路，努力打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国，也成为了国家层面实施的战略。随着科学技术的进步，新技术、新材料的应用，对于降低或消除工业排放对于环境污染带来积极的影响。本文对某汽车厂的工业废水产生的工艺以及废水处置工艺进行实地考查，对其处理后的排放污水的水质与生活区河流的水质进行对比，探讨了汽车厂工业废水对于环境影响，为关心工业废水处置和排放以及环境保护的研究人员提供参考。
1.汽车厂产生的工业废水，主要来源于冲压工艺、焊裝工艺、涂装工艺、总装工艺这四大工艺过程，其中绝大部分来源于涂装工艺。涂装工艺产生废水量占整车厂废水90%以上，涂装工艺产生废水种类较多，涂装工艺废水基本代表着整车厂的工业废水情况。所以，如果调研汽车厂的工业废水产生情况，那么研究涂装工艺废水产生的过程是非常有必要的，故本文主要调查了汽车厂涂装车间产生废水的工艺。
汽车厂涂装车间，是为来自于前道工序焊装车间的白车身内外面进行表面处理、增加涂层，以达到整车防腐的目的。涂装车间的前处理工艺、电泳工艺、打磨工艺、喷漆工艺等工艺过程分别产生不同的废水，经过不同的废水管道排放到污水处理站。
工艺概述：
A. 前处理（含预脱脂、脱脂、锆化）
油漆前处理包括脱脂（预脱脂）、锆化工序、纯水洗等。各工序作用如下：
a. 预脱脂、脱脂及水洗
白车身所用的钢板在储存、运输运和冲压工艺过程中要使用油脂，该车间采用脱脂液清洗的方法，利用含碱性物质和表面活性剂的脱脂剂对车身油脂去除。
预脱脂采用喷淋工艺去除车身外板油污，脱脂采用浸渍工艺去除车身内外表面的油污。脱脂剂温度在45℃～60℃范围内，属中温脱脂剂。预脱脂及脱脂槽液自动循环，定期进行废液排放，脱脂后采用新鲜水进行喷淋、浸洗，产生脱脂废水。
脱脂槽设有油水分离及磁性分离装置，以延长脱脂液的使用时间。
脱脂废液、废水中主要污染因子为pH、COD、石油类、SS及磷酸盐
b. 锆化
锆化前处理又称薄膜前处理工艺，它是一项替代传统磷化前处理工艺的新工艺，不需表调和钝化处理。金属表面凝聚沉积转化成一种纳米氧化锆陶瓷膜涂层，起到表面防腐的作用并为下一道工序做准备。
锆化液采用氟锆酸，硅酸盐，硝酸盐等，按照槽液一定的浓度范围，定期补充锆化液。
锆化槽定期清洗产生锆化清槽废液。锆化后工件采用新鲜水二级（浸洗、淋洗）逆流冲洗，再采用纯水二级（浸洗、淋洗）逆流冲洗，产生锆化冲洗废水。主要污染因子为pH、COD、SS、氟化物。
B. 阴极电泳
阴极电泳采用无铅电泳工艺，在封闭的电泳槽内进行。采用整车浸渍工艺，温度30～34℃，电泳漆定期补充。阴极电泳槽采取连续自动循环搅拌，定期清洗，清洗时产生洗槽废液即电泳废液。电泳后工件采用UF1喷淋、UF2浸洗、纯水浸洗、纯水喷淋、新鲜纯水喷淋，产生电泳废水，电泳清洗废水为连续及定期排放，电泳废液与电泳废水主要污染因子是pH、COD、SS。
C. 打磨
电泳、中涂后，需用对车身表面进行打磨，以清除车身表面的灰粒、杂质、流挂等表面缺陷，同时使表面粗糙，增加涂层的附着力。采用湿式打磨工艺，采用耐水性砂纸，在打磨涂层的同时用水润滑，以获得更平滑的表面并洗掉磨灰。湿式打磨产生打磨废水，主要污染因子为SS。
D. 中涂、面漆喷涂
电泳后的车身采用喷涂机器人涂一道中间涂层，再涂二道面漆（包含色漆和清漆），以增强油漆表面的抗紫外线能力、抗石击能力，耐腐蚀，并起到美观的效果。过喷的油漆漆雾经过风循环系统到达文丘里，油漆漆雾被湿式文丘里的循环水吸收，形成喷漆废水，主要污染因子为COD、SS。该车间属于传统工艺的涂装车间，采用的是湿式文丘里，会产生喷漆废水。当前很多新建油漆车间采用干式文丘里来处理喷漆漆雾，则消除了喷漆废水的产生，同样从源头上避免了废水的产生和排放。
该涂装车间，近年来进行了大量的项目投资，通过新技术、新工艺、新材料的应用进行了多次工艺设备改造，减少废水的排放量，以及降低废水重金属等有害物质的含量，从源头上降低废水排放的有害影响。譬如，无铅无锡电泳漆的应用以降低电泳废液中重金属的含量，2019年实施的通过薄膜锆化工艺替换磷化工艺以消除镍、磷等元素排放的项目，减少两道水洗。降低排放的同时，还可以降低能源和水资源的消耗。同时，该车间也通过全员合理化建议和微创新活动，通过优化工艺参数、优化排放周期、回收利用、重复再利用等手段，对新鲜水的消耗和废水的排放进行了大量的改进工作。
2.工厂根据环境影响评价确定产生的工业污废水主要污染物、处理工艺及排放标准，并办理排污许可证。通过了解，工厂主要依据《中华人民共和国污水防治法》、《污水排入城镇下水道水质标准》对工业污水进行二级处理处理达到B级排放标准，排入城市管网收集进入城市污水处理厂统一处理达标后排放。该工厂的污水处理站设计采用物化+生化处理工艺，处理工厂内工业废水和生活污水。 污水站工艺介绍：
含油浓度高的热水洗槽废水及脱脂废液采用间歇反应槽混凝沉淀预处理，去除大部分石油类和COD。含COD高的电泳废液采用间歇反应槽混凝沉淀预处理。经预处理后的废液与脱脂、电泳、打磨等废水等一起采用絮凝沉淀工艺进行处理。锆化废液采取混凝沉淀工艺，去除氟化物和少量COD后進入混合废水池。经上述预处理后的各种生产废水进入混合废水池再与生活污水一起采用生化处理工艺进行处理。生化处理部分设计采用水解酸化+生物接触氧化法工艺。处理后的废水达标排放至市政污水管网，部分废水循环利用于工厂内办公区卫生间冲洗用水、厂区绿化用水。
生产废水及生活污水经处理后满足《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）表1中B等级标准（末端污水处理厂采用二级处理），同时满足城市污水处理厂接管标准要求，通过市政污水管网，然后进入城市污水处理厂深度处理后，城市污水处理厂出水可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，达标出水由选择点排放。
工厂内设置监测点，对于具体排放进行监测管控。
3.对比调研
取外部河流水样（属于城市水源保护地），进行水质数据检测，检测数据对比工厂污水处理站处理后的污水排放水样水质。
自数据来看，工业产生的污水主要污染物为化学需氧量（COD），经过厂区污水系统处理后，工厂污水排放指标与河水（自然水质）接近，部分数据甚至低于自然河流水样。所以，工业污水经过专业的处理工艺后能够有效去除各类污染物，减少对环境的破坏。
4.结论：
所调研汽车厂的工业废水，各类污染物均能满足达标排放和总量控制要求，在加强生产管理及监督、保证各项环保措施正常运行的前提下，从环保角度上分析，对于周边环境不会带来明显影响。
参看文献
[1]周德坤.汽车涂装废水处理工艺改进综述[J]. 广州化工， 2011.
[2]刘颖. 山东某汽车涂装废水治理工艺研究[D]. 山东大学， 2012.
[3]李明喜. 整车厂涂装车间废水处理工艺及应用研究[D]. 吉林大学， 2013.
[4]陶秀成，黄小甲，胡玉婷.汽车涂装废水处理工艺设计及其运行实践[J].安徽化工，2008，034（001）：52-54
[5]朱强， 杨玉姣. 汽车涂装废水综合处理工程实例[J]. 工业用水与废水， 2015， v.46;No.211（06）：67-71.
[6]张梦怡， 池勇志， 郝亚超，等. 涂装废水处理技术的研究进展[J]. 工业水处理， 2018， 038（012）：1-6
[7]杨晓伟， 刘秀生. 浅谈汽车涂装废水的处理工艺[C]// 中国腐蚀与防护学会;中国机械工程学会， 2015.
[8]韦东， 沈致和. 汽车涂装废水处理工程实践[J]. 工业用水与废水， 2011， 42（002）：72-75.
作者简介：
蒋凯越（2004年2月14日出生），性别：男，民族：汉，就读于山东省烟台市开发区高级中学高二二十三班.
（烟台市开发区高级中学高二二十三班 山东 烟台 264006）