第四节 “三废”处理技术350

所谓“三废”，就是指涂装过程中产生的废水、废气、废渣，这三废造成对环境的污染，解决三废问题，是涂装技术中的重要课题。
一、废水的来源；
涂装车间废水的来源主要是对金属光面进行前处理过程产生的废水和喷涂过程中产生的废水。
涂装前处理时，为了去除工件表面上的油污和锈蚀，获得清洁的适合于涂装要求的工件表面，要产生大量的含有酸、碱和重金属离子折废水。仅前处理工序产生的废水量，每一冲洗工序，每平方米的工作面积，就要产生15-30L废水。
在喷涂过程中产生的废水，其中含有涂料的颜料、有机树脂、溶剂及化学前处理过程中的油污、酸、碱及各种金属盐类；
表12-4几废水的成份；（以下分别是种类、成分PH、SS*10负6次方、COD*10负6次方、N-H*10负6次方、负一价的铁*10负6次方、锌*10负6次方、铁*10负6次方、铬*10负6次方）。
磷化（锌盐）； 6.5-7.5； 30-130； 25-60； 25-60； 30-20； 1-10； 1-4； -； -。
铬化； 2.5-5.5； 100-1000； 400-500； 30-50； 150-400； -； -； 40-70； 30-60。
电泳冲洗水； 6.8-8.2； 500-1200； 500-1800； -； -； -； -； -； 5-20。
二、废水的排放控制；
对工业废水的排放控制，总的要求是向水体排放工业废水之后，应使水体满足规定的地面水质卫生要求。根据水源的不同用途，对戒严废水的排放也有不同的要求。
工业废水中有害物质最高允许排放浓度分为两类，第一类废水最高允许排放浓度是指废水中含有的有害物质，能在环境或动物体内蓄积，对人体健康产生长久影响。对这类废水要求严格，不能用稀释的方法代替必要的处理。其车间排出口的浓度应满足；
表12-5第一类工业废水最高允许排放浓度（以下分别是废水含有害物质名称、最高允许排放浓度/（毫克/L）。
汞及无无机化合物； 0.05-0（按汞计）。
镉及其无机化合物； 0.10-0.02（按CD计）。
六价铬化合物； 0.05-0.1（按CR正六价计）。
砷及其化合物； 0.05-0.1（按AS计）。
铅及其化合物； 1.0-0.1（按PB计）。
第二类废水最高允许排放浓度，是指这类废水中含有的有害物质对人体的健康产生的长远影响小于第一类有害无益。其排放所允许的最高浓度见表12-6。 （351页完）
表12-6第二类工业废水最高允许排放浓度（以下分别是废水含有害物质名称、最高允许排放浓度/（毫克/L）。
PH； 6-9。
悬浮物； 500。
BOD（5天20摄氏度）； 60-160。
COD； 100-160。
石油类； 10。
锌及其化合物；

5-0.6（按锌计）。
氟的无机化合物； 10-3（按氟计）。
苯胺类； 3。
氰化物（以游离氰根计）； 3。
三、废水的处理技术；
1、前处理废水的处理；
前处理工序是涂装场所废水产生的主要来源，按照废水的性质，可分为含酸的废水，含碱的废水、磷化废水和含铬废水等。
含酸废水来源于酸洗工序排出的废酸及工件酸洗后冲洗水，所含酸的种类有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和氢氟酸等。
含酸的废水若直接排放，将腐蚀下水管道和污染水质，必须采取适当的方法对废水进行处理，消除废水的危害。
含碱的废水主要来源于碱液支油污处理和工序的清洗水。所含碱的种类由碱液的成分制定而定。前处理废水中含碱液的尝试较低，而且成分复杂，不便回收。一般作为酸洗废水的中和处理剂处理。
磷化废水来源于磷化处理工序。在磷化过程中，磷化液只进行添加剂调正而不排放，所排放的磷化废水是磷化后的冲洗水。现以锌盐磷化液为例，所排出的废水成分见表12-7。
表12-7锌盐磷化排出的废水成分；PH；6.5-7.5。悬浮物*10负6次方；30-130。COD*10负6次方；25-60。BOD*10负6次方；25-60。已烷提出物*10负6次方；3-20。铁*10负6次方；1-10。锌*10负6次方1-4。
含铬废水来源于钝化及有色金属铬酸阳极氧化处理工序。其主要成分是重铬酸盐类。杂技成分取决于溶液的配方，以铝第阳极氧化为例，所排出的废水成分见表12-8。
表12-8铝系阳极氧化排出的废水成分；PH；2.5-5.5。悬浮物*10负6次方；100-1000。COD*10负6次方；400-500。BOD*10负6次方；30-50。已烷提出物*10负6次方；150-400。含铬总量*10负6次方；40-70。铬的正六价*10负6次方；30-60。
含酸废水的处理包括回收利用和净化处理两个方面。对于酸的质量分数在3%-4%以上和废水量较多，可以采用回收综合利用，对于酸的质量分数少于3-4%且废水量较少时，可采用中和方法净化处理。
1含酸废水的回收利用；含酸废水的回收利用，就是把含酸废水加以浓缩，将酸回收或将含酸的废水与金属反应生成盐类进行回收。
含酸废水常用的回收利用方法有蒸发法、溶剂萃取法和硫酸亚铁结晶法等。可根据废水含酸的性质和废水的处理量选用适当的方法进行。
A蒸发法是根据酸蒸气的平衡温度不同，使混合酸液中蒸气压力高的酸被蒸发冷凝回收。一般宜用于比水蒸气压力高的酸类，如硝酸、盐酸、氢氟酸等的含酸废水的回收。
B溶剂萃取法是利用不同的萃取剂分别将含酸废水中的金属离子或酸萃取，再经反萃法将酸液回收。一般适用于硝酸、氢氟酸及盐酸的回收。
C硫酸亚

铁结晶法包括自然结晶法、浸没燃烧高温结晶法和真空浓缩冷冻结晶法等。
自然结晶法是将含酸的酸，用铁屑全部反应生成硫酸亚铁，再结晶回收。
浸没燃烧高温结晶法及真空浓缩冷冻结晶法，是利用硫酸亚铁的溶解特性，含酸废水中的硫酸亚铁（把酸洗钢铁件过程中产生的），在酸结晶与酸分离，然后分别进行回收。 （353页完）
自然结晶法回收利用含硫酸废水的优点是；处理设备简单、投资少、管理简单。其缺点是只能回收硫酸亚铁，不能回收硫酸，劳动强度大。
2、含酸废水的中和处理；
含酸废水的中和处理，是处理含酸的主要方法。其对抗理是添加中和剂，将废水中的酸值（PH值）降到允许排放的指标范围6-9后，再将废水排放出去。
1酸、碱废水相互中和法，是在前处理过程中产生的含酸、含碱的废水注入中和槽内，使其相互混合而达到中和的目的。
酸、碱废水相互处理系统是由混合槽、中和槽、沉淀槽及碱槽等组成。进行处理时，首先将废酸液、綮碱液导入混合槽中，通过搅拌混合后注入中和槽中。根据测定的废液的PH值大小，适当地注入酸液或碱液，把废液的PH值调整到一定的允许范围内，中和反应后，流入沉淀槽，沉淀后进行排放。
2投药中和处理法，是向含酸的废水溶液中投加适当的碱性中和药剂，如碱、石灰、石灰石、白云石等，使含酸废水得到中和处理。
（二）电泳涂装废水处理技术；
工件在电泳处理之后，在涂层表面，附有未经电沉积的电泳涂料。这种粘附在涂层表面的料，不仅使涂层粗糙，同时在靠近涂层处还会产生再溶解，使涂层的防护性能变差。为消除此弊病，在电泳之后必须将表层油粘附物冲洗干净。
在电泳后冲洗的废水中，夹带着大量的电泳涂料，经占使用电泳涂料的10-50%。若不处理回收就排放掉，则会造成电泳涂料的严重损失，同时，由于电泳涂料中的树脂、颜料、溶剂、中和剂、添加剂等所含的有害物质，还会造成对水质的严重污染。为此，必须对电泳后的冲洗废水进行处理。
电泳涂装废水的处理方法有生物处理法、混凝法、膜分离法等。
1生物处理法；
生物处理法是利用微生物的生命活动，即生物化学作用，进行氧化分解反应，将电泳涂装废水中的有害物质除掉的一种处理方法。
生物处理法有多种形式，而用于电泳废水处理的生物处理法中，多用生物转盘法。但这种方法虽能达到处理的目的，由于管理比较复杂，生物的培殖和训化比较困难，对水处理的温度，PH值、养料，供氧等有一定的，目的

还难于推广应用，使用的较少。

2混凝处理法；
混凝处理法是在废水中加入无机混凝剂虞高分子混凝剂，破坏其溶液的沉降稳定性，使其凝集、析出、生成凝集块。然后将凝集块从废水中清除，从而达到处理废水的要求。这种处理方法，虽然能达到处理的目的，但是投资大，处理系统比较复杂，占地面积大。目前用于电泳涂装废水处理还不多，有待进一步完善。
3膜分离处理法；
膜分离法以，是借助外来压力，利用半透膜，实现分离的处理过程。
膜分离法包括超滤法、反渗透法和电渗析法三种。在电泳涂装废水处理中，常用超滤法和反渗透法。
对于一般电泳涂装的废水处理，直接用超滤法所得到的透过液，就能满足处理要求，不必用反渗透法组合来应用。
在用超滤法组成的电泳涂漆封闭循环冲洗系统中，是在水泵的作用下，电泳漆液从电泳槽经预滤器初滤后，进入超滤器。漆液中的溶剂（主要是水）经超滤被分离出来成为透过液，人为工件电泳后的冲洗处理水，被浓缩的漆液直接返回电泳槽，透过液经冲洗工件后，也不断地返回电泳槽。如此不断地循环处理利用，保证电泳涂装正常进行。
四、废气的处理技术；
1、废气的特点；
涂装溶剂型涂料时，涂料中含有的有机溶剂，平均80%以上都将挥发成有机溶剂蒸气，都将成为废气的污染来源。在喷涂过程中，产生的废气特点；
喷漆室的废气是在喷涂时的换气过程中产生的。因喷漆工作的需要以0.25-10米每秒的风速范围内进行换气。所以喷漆室排出的废气量大，溶剂蒸气浓度极低（约在10-20*10负6次方范围内）。喷漆室废气除含有低浓度的溶剂蒸气外，还含有一部分由于过喷而是涂料烟雾，这些涂料烟雾的颗粒直径大约在20-200微米左右。
烘干室的废气是在涂层固化过程中产生的，其中除含有残存在涂层中未挥发的溶剂外，还有在成膜过程中，涂料各单体成分热分解及反应生成物。当烘干室使用液体燃烧或气体燃烧作为热源时，还含有燃料燃烧所产生的废气。
通过上述的分析，对喷涂过程中产生废气的来源，就能清楚地了解到这些废气的主要组成的成分。
表12-9喷涂过程中废气的成分及浓度（以下分别是设备{型式、总排风量}、浓度及成分{废气中溶剂浓度*10负6次方，二甲苯、其他芳香族物质、乙醇、酯、醚、合计}）。
喷漆室； 水幕式； 5800立方米每分钟； 61； 6； 35； 9； 6； 117。
烘干室； 液化直火炉； 800立方米每分钟； 4； 11； 48； 0； 1； 64。
挥发室； 强制换气； 250立方米每分钟； 6； 4； 67； 0； 1；

78。
2、废气处理方法；
喷漆和烘干室废气处理的方法有燃烧法、催化燃烧法、吸收法和活性遄吸附法等。
1直接燃烧法；
直接燃烧法是将喷漆和烘干过程中产生的废气引入燃烧室，直接与火焰接触燃烧，把废气中的可燃成分燃烧分解，变成无臭无害的二氧化碳和水蒸气的一种处理法。
直接燃烧法，管理容易、维护简单、可靠性高。但需要处理的温度高，耗费的燃料多，处理喷漆室这样的低温度，大风量的废气是不经济的。
2催化燃烧法；
催化燃烧法，是利用催化剂使废气中的有机溶剂蒸气发生激烈氧化燃烧，生成二氧化碳和水，从而达到除去废气中的有害物的方法。
催化燃烧法的处理过程是废气由风机经管道送入热交换器，将废气回执到燃烧所需的要的起始温度，经过预热的废气催化剂层使之燃烧。燃烧生成的高温干净气体，可以利用来干燥涂层和预热空气。
催化燃烧法同直接燃烧法相比，虽然可以达到节约50%的燃料效果，但投资多，结构系统复杂，一般在烘干室的废气处理上。
3吸收处理法；
吸收处理法是用液体作为吸收剂，使废气的有害成分在液体中被吸收的一种处理方法。
通过吸收塔胡液体作吸收剂，将废气中的有机溶剂蒸气吸收掉。如甲苯、二甲苯类蒸气可选用柴油加水的乳化液为吸收剂，能取得较好的效果。吸收塔采用多层斜孔塔板组成。此法的优点是占地面积小，装置费用投资不大，维护也比较方便，是喷漆室排出废气净化处理的常用方法。
4吸附处理法；
吸附处理法是选用高效的吸附剂，如活性碳、活性氧化铝、硅胶、分子筛等。将废气中的有机蒸气吸附着，使废气达到允许的排放范围而排出的处理法。 （357页完）
这种处理方法，是利用物理变化过程进行处理的，其吸附材料的选用是很关键的，工业上使用的吸附剂常用的有活性炭、活性铝、硅胶和分子筛等。不同的吸附剂具有不同的特性和使用范围，吸附特性见表12-10。
表12-10几种吸附剂的吸附特性（以下分别是吸附特性、吸附剂；吸附剂种类活性炭、硅胶、活性铝、分子筛）。
低浓度时的吸附能力； 良； 劣； 中； 优。
热稳定性； 良； 劣； 良； 优。
吸附速度； 优； 良； 良； 优。
对水的吸附； 低； 高； 高； 高。
对有机物的吸附； 高； 低； 低； 中。
对极性分子的选择性； 劣； 中； 劣； 优。
对分子尺寸的选择性； 无； 无； 无； 可能。
氧化稳定性； 劣； 优； 优； 优。

高温时的吸附能力； 良； 劣； 劣； 优。
活性炭吸附系统由预处理设备、吸附设备、后处理设备及其想到联系的管道组成。其处理过程是；来自喷涂室和烘干室的废气，经过除尘器和冷却器，除去漆雾、灰尘，并降低到一定的温度后，通过风机，从吸附塔的下部送入吸附塔中。在吸附塔内，废气中所含的有害成分，被活性炭吸附，使废气得到净化，净化了的清洁空气，引风机被排入大气。
5各种废气处理法的特点；
四种处理喷漆和烘干室废气的特点见表12-11所示；
表12-11四川废气处理法的特点（以下分别是处理方式、优点、缺点）。
直接燃烧法； 燃烧效率高，管理容易；仅烧嘴需要维修，维修简单；占地面积小；不需预处理，稳定性好，可靠性高。 处理温度高，燃料费用大；燃烧装置等设备造价高；用于喷漆室低温废气处理，不经济。
催化燃烧法； 同直接燃烧法相比，能在低温下氧化分解，燃料消耗少；占地面积大。 催化剂成本高，要考虑催化剂的寿命；需要进行前处理，以防支粉尘、烟雾等使催化剂中毒物质。
吸收法； 当用水作为吸收亲水性溶剂时，设备费用低，运转费用小；无爆炸、火灾危险，安全性好；适用于喷漆室废气处理。
需要对产生的废水进行第二次处理；受涂料品种限制。
活性碳吸附法； 可处理低浓度的含有石灰氢化合物的废气；溶剂可以回收进行有效利用；处理程度可以控制；效率高，运转费用 低。 活性炭的再生和补充，要花费较大的费用；在处理烘干废气时，要进行除尘冷去处理；在处理喷漆室废气时，要进行除漆雾的预处理。
3、废渣的处理技术；
在涂装生产过程中，根据不同的涂料和不同的施工方法，涂料的损耗约占20-80%，在工业比较集中的地区，涂料施工的过程中有机溶剂的挥发量，高达该地区碳氢化合物排出总量的27.1%。例如在空气喷涂时，“三废”产生量所占涂料使用量的比例见表12-12。
表12-12空气喷涂时“三废”的产生量（以下分别是供给涂料量、干燥成膜量、淤渣、循环水、通风{喷漆室、烘干室}）。
涂料； 100； -； -； -； -； -。
颜料； 25； 15； 10； -； -； -。
树脂； 25； 14-14.5； 10； -； -； -。
溶剂； 50； -； 约10； 2-5； 17-20； 18。
反应气体； -； -； -； -； 0.5-1.0。
合计； 100； 29-29.5； 30； 2-5； 总30.5-39.0。
从表中可以看出，废渣量约占涂料量的1/3。 （359页完）
1废渣的来源；
在涂装生产过程中，废渣主要来源于以下几方

面；
前处理过程中产生的沉淀物。如化学成膜时产生的沉渣。
在清理涂料输送管道及容器时产生的废涂料和由于涂料变质而诞生的废涂料。
清理涂装设备时产生的涂料凝块。
水性树脂涂料产生的淤渣。
在涂装水处理过程中产生的沉渣。
废渣的成分，对于前处理所产生的废渣，主要是不溶于水的金属盐类。而涂料的废渣则是颜料、树脂及少量的溶剂。
2废渣排放的控制；
废渣的排放控制，按国家颁布的《工业企业设计卫生标准》及废渣处置的规定进行处理。在这处理中，如掩埋有毒废渣的检验标准可以根据实际情况，参照日本的标准进行控制，其具体内容如下表12-13所示；
表12-13有害工业废物的检验标准（以下分别是序号、有害物质名称、根据溶解析也试验而制定的浓度标准）。
1； 烷基水银化合物； 不允许检出。
2； 水银及其化合物； 不能检出水银。
3； 镉及其化合物； 每升检液镉在0.3毫克以下。
4； 铅及其化合物； 每升检液铅在3毫克以下。
5； 有机磷化合物； 每升检液有机化合物在1毫克以下。
6； 砷及其化合物； 每升检液砷在1.5毫克以下。
7； 六价铬化合物； 每升检液正6价铬在1.5毫克以下。
8； 氰化物； 每升检液氰化物在1毫克以下。
涂装产生的废渣不能回收的，可按有关标准要求，在适当的场所，以掩埋的方式进行处理。