节水技术在汽车涂装过程中的应用

科 技 创 新
２ ０ １ ３ 年 第３ ６ 期Ｉ 科技创新与应用
节 水技术在汽车涂装过程 中的应用
郭 北 洋
（ 广汽菲亚特 汽车有限公 司 ， 湖 南 长沙 ４ １ ０ １ ０ ０ ）
摘 要： 通 过研 究汽 车 涂 装过 程 中主要 的 用 水设 备 ， 有针 对性 的提 出各 种 节 水技 术 。通过 运 用这 些技 术 ， 可 以大 幅度 的 降 低 水 资 源 的 消耗 ， 产 生 良好 的环 境 效益 和 经 济 效益 。 关键 词 ： 汽 车涂 装 ； 节 水技 术 ； 膜 分 离技 术 ； 生物 酶
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次之。
空调 增 湿 系统 主 要 是保 持 喷漆 室 内湿度 在 一 个 恒 定 的 范 围 ， 从 而避 免 流 挂 、 针 孔 等漆 膜 不 良 的 出现 。空 调 增 湿 系 统 的用 水 量 受 环 境 温 湿度 的影 响 ， 具 有 季节 性 的 特点 。 在 秋 冬季 气 候 干燥 时 ， 喷 漆 室 空 调增 湿 用 水 量甚 至会 超 过前 处 理 用水 量 。 喷漆 室 循 环水 用 以捕 捉 没有 喷 到 车 身 上 的漆 雾 ， 由 于是 循 环 使 用， 虽 然 水量 大 ， 但 运 行 中只 需 要补 加 蒸 发 的 水量 即可 。另 外 ， 汽 车 涂装过程 中还有部分 的水用来进行水性漆的调漆 ，补加电泳槽 ， 以 及在打磨 ， 抛光等工位进行 吸尘 、 降尘使用 。 这些工艺及设备的用水 量 占总用 水 量 的 比例 较 小 。 ３主 要 的 节水 技 术 ３ ． １逆 工 序 补 水 车体进行前处理和 电泳涂装时， 车身需要多次清洗。清洗后的 水 由于受到污染 ， 需要排放到污水处理站进行处理 。清洗工序越往 后 车 身越 干 净 ， 清 洗后 水 中 的污 染 物 含量 也 越 低 。逆 工序 补 水 就 是 将后 面清洗工序的排水 作为前一 清洗工序 的补水 ， 依次类推 ， 最终 污染 程 度 最 高 的水 从 第 一 道清 洗 工 序 中排 出 。 通过 逆 工 序补 水 可 以 实 现 用水 量 的 大 幅 下 降 ， 目前 已成 为 汽 车 涂 装 生 产 线 前 处 理 、 电 泳 通用 的设 计 模 式 。 ３ ． ２增 加 沥 干 时 间 前处理和电泳通常都是喷淋和浸渍相结合 的生产工艺 。 车体从 个槽体 进入下一个槽体 ， 在两个槽体之间 ， 适 当的增加 沥干时间 可以将附着在车体表面的化学药品尽可能的沥 出， 从 而减少清洗水 的用量 。由于沥 出的药品还可 以回流到原槽体 内， 在节水 的同时也 节 约 了化 学 药 品 。 ３ ． ３设 置 合 理水 质 基 准 由于 前处 理 、电泳 的最 后 水 洗 工序 需 要 使 用 到 大 量 的纯 水 ， 而 纯水 的水质基准将直接影 响到产水效率 。 一级反渗透纯水 系统的产 水率约为 ７ ５ ％， 二级反渗透纯水的复合产水 率约为 ６ ５ ％。如果纯水 的水质基准设定在 电导率 １ ０ ｐ ， 左右 ， 在满足清洗用纯水 的品质前提 下 ，只需要一级反渗透模组就够 了。如果纯水 电导率基 准设 置在 ５ ， 则需要两级反渗透模 组进 行处 理 ， 相应 的工业水用量将会增加 １ ５ ％。纯 水 的 电 导率 在 １ ０ ｐ ， 时完 全 可 以满 足 汽 车涂 装 的清洗 需 要 。 ３ ． ４ 回用 反 渗透 装 置 浓 水 自 来 水通过反渗透系统制造纯水 的同时也产生浓水 。 浓水产生 量占自 来 水量 的 ３ ０ ％左右 ，通常这些浓水都 白白的排到雨水沟 内， 造成浪费 。 如果 自来 水 水 质较 好 的话 ， 浓水 的 电导 率 、 悬 浮物 等 水 质 指标甚至优于前处理第一 道水洗工序逆补水水质 。在这种情况下 ， 可 以将 浓 水 回用 到 清 洗 工序 中 。 如果 浓 水 达 不 到清 洗 用水 的水 质标 准， 还可以考虑将其作为喷漆室循环槽的补水 ， 以及作为厂 区冲洗 厕 所 及 绿 化用 水 。 ３ ． ５ 膜 分 离技 术 处 理废 水 车身电泳后一般利用 Ｕ Ｆ透过液 冲洗掉车身表面 的电泳漆 ， 然 后再进入纯水洗工序将 Ｕ Ｆ 液洗净。 Ｕ Ｆ液本身是 电泳漆通过超滤装
１引 言 ‘
近 年来 ， 随 着 中 国汽 车 产 量 的 增 加 ， 汽 车生 产 过 程 中 消 耗 的 水 资 源 量也 越 来 越 多 。涂 装 是 汽 车工 厂 中用 水 最大 的车 间 ， 在 涂 装 过 程 中使 用 的 自来 水 变 成 污 水 ， 需 要 进 一 步 的处 理 ， 才 能进 行 排 放 或 者 回用 。 因此 ， 在 汽 车 涂装 过 程 应用 节水 技 术 不 仅 可 以减 少 水 资 源 的消耗 ， 降低 生产成本 ， 而且可以减少废水 的产 生 ， 降低环境负荷 ， 产 生 良好 的社 会效 益 。 ２汽 车 涂 装用 水 现 状 前处理 、 电泳 的水洗工序 ， 喷漆室空调增湿系统 ， 以及湿式喷漆 室 的循 环 水 系 统是 汽车 涂 装 过 程 的 主要 用 水 点 。前 处 理 、 电泳 的水 洗工序 主要用来清洗车身表面， 以防止前工序的药品随车身进入下 工序 ， 产 生 污染 。前 处 理 最 后 水洗 工 序 以及 电泳 的 全部 水 洗 工 序 还需要用 到纯水。 整体来说 ， 涂装车间前处理用水量最大， 电泳用水
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置过滤得到 ， 因此含有少量的电泳涂料 固体成分 。纯水将车身表面 的Ｕ Ｆ 液 冲洗 掉后 ，形 成 的废 水 因为有 机 物含 量 高排 到 污水 处 理 站 后 还需 要 进 行生 化 处理 。利 用膜 分 离 技 术 对水 洗 后 的水 进 行 处理 ， 固体份 浓 缩 后 回送 到 电泳 槽 继续 使 用 ， 而 透 过液 经 过 反 渗透 系统 处 理后 基 本 上 可 以达 到纯 水 的水 质 。 这 样 电泳后 的纯水 洗 废水 得到 了 循环利用 ， 而电泳漆利用率也得到提升。 还 有 一 种普 遍 使 用 的 Ｅ Ｄ — Ｒ Ｏ膜 分 离 技 术 。其 特 点 是 在 Ｕ Ｆ超 滤装 置 后 再 加上 反 渗透 纯 水 装 置 ， 反渗 透 装 置处 理 后 的浓缩 液 送 到 Ｕ Ｆ水洗 工 序 ， 而产 生 的纯 水 则 用 到最 后 的纯 水洗 工 序 。由于 电泳 及 之后 的水洗形成 了彻底的封闭循环系统 ， 可使电泳漆的回收利用率 达到 ９ ９ ％以上 ， 同时最大限度地降低 了电泳 系统的用水量。 还 有 一种 ＭＢ Ｒ膜 分离 技 术 ， 它利用 Ｍ Ｂ Ｒ生 物 反 应 膜过 滤 污 水 处理 站 中经 生化 处 理过 的涂装 废 水 ， 过 滤 后 的产 水 同样 进一 步 经 过 反 渗透 系 统 处理 ， 得 到 的纯 水 回用 到 涂装 车 间 所有 的纯水 用 水点 。 ３ ． ６用 生 物酶 法处 理 喷 漆室 循 环水 喷漆 室循 环 水在 捕 捉 过 喷涂 的漆 雾后 ， 通过 添 加 到 水 中 的药 剂 凝结 成 漆 渣 ， 然后 利 用 分 离装 置 将 固体 的漆 渣 去 除 。随 着 生产 量 的 增加 ， 循环水的电导率、 悬浮物含量 、 化学需氧量不断 的上升直至水 中的药 品 失效 ， 然 后 需要 将 全 部 的循 环水 更 新 。目前 ， 已经 开 发 出 了 含有生物酶的药剂 ， 生物酶可 以分解 了循 环水 中的有机 物 ， 在相 当 长的时间内循环水 的悬浮物含量和化学需氧量都会保持较低 的水 平。与传统的化学药品相 比， 使用含有生物酶的药品循环水的换水 周 期 可延 长 一倍 ， 因此 用水 量 也 可减 少 一半 。 ３ ． ７使 用 干式 喷 漆房 干 式 喷漆 房 通过 在 喷 漆 室下 方 的鼓起 的石 灰 粉 吸 收过 喷 漆雾 ， 当吸附饱和时， 石灰粉被送到水泥厂进一步烧制水泥 。由于不使用 循 环水 ， 所 以用水 量 为零 。 近年 来 ， 国内 已有 多条 汽 车涂 装 生 产线 采 用 干式 喷 漆 房技 术 。