汽车涂装所用的涂料、面漆、溶剂及稀释剂等绝大部分都是有毒物质,在涂装作业中因挥发会形成大量的有害气体和粉尘;涂装废水中也含有大量有害物质,它主要来自于涂装前车身处理及底涂、中涂和喷面漆工序;涂装过程还会产生一些沉渣和废弃物,若处理不当亦会产生污染。

1.1 涂装与大气污染

在涂装作业过程中会形成大量的漆雾、有机溶剂蒸气和粉尘等,操作人员长期接触和吸入体内能够引起慢性中毒、皮肤病等,有损健康。若将它们排放到室外则导致大气污染,有些具有光化学反应特性的溶剂在受到阳光中的紫外线照射后能形成毒性更大的物质,造成公害。

目前国内外汽车涂装所用的还都属于有机溶剂型涂料, 有机溶剂一般都具有溶脂性(对油脂具有良好的溶解作用) 。所以,当溶剂进入人体后能迅速与含脂肪类物质作用,特别是对神经组织产生麻痹作用,产生行动和语言障碍。因化学结构不同,各种有机溶剂还有其个性,毒性也不同,其中有毒溶剂主要有苯类、四氯乙烷、异氰酸脂等。

1.2 涂装与水质污染

涂装废水主要来自于预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化等车身涂装前处理工序及底涂的阴极电泳工序和中涂、喷面漆工序等。

车身涂装前处理时产生的废水中含有的主要有害物质有亚硝酸盐、磷酸盐、重铬酸盐、乳化油、表面活性剂、Ni2 + 、Zn2 + 等;底涂废水中的有害物质有低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉剂、环氧树脂、丁醇、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、油漆等;中涂、面涂废水中的有害物质有二甲苯、香蕉水等有机溶剂和漆膜、颜料、粉剂等。

1.3 涂装与废物污染

在涂装过程中,根据选用涂料及施工方法的不同,最终产生的残渣量及种类也不同。残渣的主要来源是:表面处理后的沉渣物;清洁涂装设备、通风设备、墙壁等处残余的、过滤的及漆雾颗粒积累的涂料;因涂料变质而产生的废料;水溶性树脂的淤渣;水处理过程中的沉淀物等。

 

2.1 废气的处理

(1) 在喷漆室内产生的大量低浓度有机废气,先通过水幕净化,然后由风道汇总,从70 米以上的排气筒高空排放。

(2) 烘干室内产生的高浓度有机废气可采用燃烧的办法来处理。有机废气在高温下完全燃烧后达标排放。用燃烧法来处理有机可燃废气的方法有直接燃烧法和催化燃烧法两种。直接燃烧法是将废气在轻柴油焚烧炉的600 ———800 ℃高温火焰中燃烧,此法不仅燃料费用高,需要高温耐火结构,而且还会产生二次污染,所以现在已趋于淘汰。现在提倡推广的是催化燃烧法,此法是将含有机溶剂的废气加热到200～320 ℃,然后和催化剂接触,进行无火焰的催化燃烧,生成无害、无臭的二氧化碳和水,无二次污染。但是,催化燃烧的技术性比较复杂,在选择催化温度前,必须了解有机废气中的有机成份,如果随意选择温度,很容易造成不完全氧化,使有机溶剂的微粒子吸附在催化剂载体的表面,久而久之,使催化剂的活性逐步下降,影响净化率。这就是催化燃烧法开始时净化率高,而过了一段时间后效果就不明显了的主要原因。其实,真正掌握了催化燃烧技术完全可以避免这种现象。

催化剂除了贵金属外,还有稀土金属催化剂,它的价格远低于贵金属。采用后者的相关技术目前在我国还不够成熟,但前景广阔。我国稀土金属矿源丰富,进一步有效提高稀土金属的催化作用,必将促使催化燃烧技术飞速发展。

若能正确选择参数做好前期处理和按规章操作,催化剂的寿命最长可达7 年以上。催化燃烧另一可贵之处是能把废气中的有机溶剂的化学能转化为热能,达到节能之目的。

(3) 吸收处理法。这是以液体作为吸收剂,使废气的有害成分被液体吸收的一种处理方法(液体中必须添加乳化剂) 。此方法效果较好,也是喷涂室排气净化的常用方法。

(4) 吸附处理法。选用高效吸附剂,如活性炭、活性氧化铝、硅胶等,将有机溶剂吸附,使废气排放达到标准。具体方法是:把来自喷涂室或烘干室的废气,经除尘冷却后通过风机从下部送入吸附塔,使废气中的有害成分被活性炭吸附, 从而达到排气净化的目的。

2.2 废水的处理

涂装车间生产过程中产生的各种废水可划分为:脱脂废水、磷化废水、钝化废水(包括钝化液、换槽液及浸洗废水) 、电泳废水等。

(1) 脱脂废液的处理。对脱脂废液采用酸化法进行破乳处理,向脱脂废液中投加无机酸将pH 调至2～3, 使乳化剂中的脂肪酸皂析出脂肪酸,这些脂肪酸不溶于水而溶于油,从而使脱脂废液破乳析油。另外,加酸后使脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性溶液中易分解而失去稳定性,失去了原有的亲油和亲水的平衡,从而达到破乳。

(2) 废酸液的处理。废酸的处理包括两个方面,即回收和净化处理。对于酸的含量在3%～4%, 且废水量较多时, 采用回收综合利用。若酸的含量低于3%～4%, 且废水量较少时,则采用中和方法进行净化处理,将废水中的PH 值降到6～9 后,再将其排放。

(3) 电泳废液的处理。在阴极电泳废水中含有大量高分子有机物及大量电泳漆渣,这些物质在水中呈细小悬浮物或呈负电性的胶体状。处理中加入适当的阳离子型聚丙烯酰胺( PAM) 和聚合氯化铝( PAC) 作混凝剂,利用其吸附架桥作用来快速去除废水中的污染物。电泳废液在预处理时要求p H 值在11～12 之间,有较好的沉淀效果。

(4) 喷漆废水。对喷漆废水先采用Fenton 试剂( H2O2 + FeSO4) 对其进行预处理,使其中的有机物氧化分解,有机物去除效率约在30 % 左右,再加入PAC 和PAM 对其进行混凝沉淀。

Fenton 试剂具有很强的氧化能力,当p H 值较低时(控制在3 左右) ,H2 O2 被Fe2 + 催化分解生成羟基自由基( -OH) , 并引发更多的其他自由基,从而引发一系列的链反应。通过具有极强的氧化能力的( - OH) 与有机物的反应,使废水中的难降解有机物发生部分氧化，使有机物C -C 键断裂,最终分解成H2O 、CO2 等。或者发生偶合或氧化,改变其电子云密度和结构,形成分子量不太大的中间产物,从而改变它们的溶解性和混凝沉淀性。同时, Fe2 + 被氧化生成Fe (OH) 3 在一定酸度下以胶体形态存在,具有凝聚、吸附性能,还可除去水中部分悬浮物和杂质。再通过后续的混凝沉淀进一步去除污染物,达到净化的目的。

按照国标《工业废水容许排放浓度》的要求,涂装车间的废水应符合下表之规定。

表:工业废水容许排放浓度

2.3 废弃物的处理

涂装时产生的油漆废渣,按照有关规定交给有危险废物处置许可证的单位进行安全填埋或焚烧处理。

汽车涂装作业所产生的废气、废水和废弃物若不加控制和治理,会对环境和人的身体健康带来危害,所以必须引起人们的高度重视。但是,只要我们认识并掌握了涂装公害产生、控制和治理的相关知识和技术方法,严格按照相关标准和操作规程执行,就能将其危害降低到最小程度,确保环境和人体安全。