前处理电泳环保浅析

一、前言 
随着汽车产业的飞速发展,汽车涂装技术不断提高,涂装相关法律法规持续完善,将汽车涂装的重点由原来的单纯重视产品质量扩展到节能、环保等方面。目前涂装环境污染的主要来源是废水、废气、废弃物以及噪音等几个方面,因此在涂装规划设计中如何降低污染物的产生量以及排放量成为当前的一个方向。前处理电泳作为涂装综合污染**重的工序,降低其污染强度有着非常重要的意义。要减少污染物就必须从源头抓起,通过改变生产工艺与材料、循环利用以及统一管理等方面入手。 
二、废水 
废水是涂装车间一个非常重要的污染源,前处理电泳生产过程产生的废水处理量约占整个涂装车间的95%。前处理电泳废水成份复杂、排放量大的特点,给废水处理带来了很大的困难。同时废水中含有的大量污染物质,如锌、铬、镍、磷、氮、亚硝酸盐等,对水体水质造成巨大污染,危害人类健康。为了保证环境的可持续发展,必须从工艺材料及设备等方面降低污染。 1.工艺与材料 
前处理电泳工艺的发展方向为低能耗、低成本、低污染,生产工艺的趋势必定带动生产材料的发展,目前新工艺新材料已在环保方面取得了巨大的进步。  
1.1 车身沥水工艺孔和每个工艺段的沥水时间的合理设计,以及采用RODIP、Varioshuttle
等翻转机械化输送系统,减少工件带液量减少后清洗工序的清洗压力,减少废水排放量。 1.2逆向补水工艺在节水减少废水排放方面已取得明显效果。 
1.3 无P、无N且可生物降解的环保型脱脂剂,其采用硅酸盐取代了对环境污染较大的磷酸盐,
采用可生物降解的表面活性剂。 
1.4 新型液体表调剂主要成分为磷酸锌铁,槽液在50℃时依然稳定,其使用周期可达1个月以上,有效减少表调液的排放量。 
1.5 低温低渣型磷化液及采用过氧化氢、羟氨基化合物以及CN4有机促进剂等替代了致癌的
亚硝酸盐。 
1.6 六氟化锆钝化液替代有铬钝化液,其钝化效果好,废水处理容易,在欧美合资企业得到
了广泛的应用。同时随着磷化材料性能的提高,无钝化工艺已能满足汽车防腐要求,在国内汽车企业以及日韩等汽车企业基本为无钝化工艺。 
1.7 凯密特尔推出的前处理硅烷技术替代传统的表调、磷化和钝化工艺,作为低温低渣的新
材料,是前处理技术的**新发展方向。硅烷技术已在欧美的家电、汽车零部件等企业得到应用,替代传统的磷化工艺。同时与电泳材料厂家联合进行配套性实验,已经取得可喜的进展,如若能够证明可满足整车防腐要求,其在汽车涂装环保上将是历史性的突破。 1.8 第6代阴极电泳涂料较以往电泳涂料相比,其有溶剂含量低、无铅、无锡、颜基比低以
及泳透力高等特点,目前在汽车涂装上已广泛应用。 2.设备 
废水的循环利用主要是提高水的利用效率,延长槽液的使用周期。目前在设备上采取的措施主要有:采用高效的除油、除渣设备、树脂交换再生技术及膜分离废水再生技术等。 2.1油水分离设备 
常用的油水分离方式有吸附法、加热破乳法、超滤除油法等,这些方法中尤以超滤除油法效果**为明显,其与旋液分离系统配合使用,通过陶瓷膜将脱脂剂、表面活性剂等小分子物质与油污等高分子物质分离,达到很好的除油效果。超滤除油可以对槽液进行全循环除油,提高除油效率70%,延长槽液使用周期30%,减少污水排放30%。 2.2磷化除渣设备 
目前磷化除渣方式可分为浓缩式和全过滤式两种,浓缩式多采用斜板沉降槽+压滤机(板框压滤机、FK压滤机、纸带过滤机),此方式设备中斜板沉降槽+FK压滤机处理效果好,渣含水量低,但投资成本较高。浓缩式除渣设备处理量有限,多用于中小规模涂装线。全过滤方式有板框压滤机全过滤、逆向(PS)过滤系统和ALSI全过滤压滤机。板框压滤机全过滤系统设备简单、成本低,可用于各种规模的涂装线。逆向(PS)过滤系统和ALSI全过滤压滤机由于投资成本较高,多用于大型涂装线上。在涂装线规划时选用有效的除渣设备能够减少磷化的倒槽次数和清洗废水的排放。2.3钝化废水树脂交换设备 
钝化后冲洗水回用装置的原理是采用阴、阳离子交换树脂处理工艺。通过阴阳离子与水中的离子进行置换的方式,将钝化冲洗水处理达标后循环再利用。其排水量降低**7.5%,废水处理量降低**1%。 2.4膜分离设备 
膜分离技术在涂装前处理电泳废水重复利用上,目前已广泛应用的技术有PT-RO、ED-RO、电泳超滤等,这些设备使涂装质量和环保等方面取得巨大成功,而目前出现的EUF系统是电泳系统实现真正零排放的又一次突破。 
EUF(电泳清洗水超滤)系统,其原理图见图1。传统的电泳后冲洗工艺是通过溢流后冲洗纯水达到控制电导率的工艺要求,清洗水中含有电泳漆固体份约为0.03%,含有电泳漆的废水排放后,造成巨大的浪费,同时也增加了废水处理的难度。EUF系统通过将纯水槽溢流的污水收集在浓缩槽内,通过浓缩泵将槽液输送**超滤膜组进行分离,其中水及部分溶剂分子透过超滤膜,电泳漆及助剂等大分子被截留,返回浓缩槽内。透过液可作为纯水原水和前处理等工序使用,也可与新鲜纯水混合作为新鲜喷淋使用,由于透过液电导率约150μs/cm,所以混合液中透过液含量不应超过20%;浓缩槽内槽液不断的循环浓缩,浓缩槽设有浓度检测装置,当浓缩槽固体份达到设定值后通过转移泵输送回电泳槽。EUF系统使电泳漆的回收滤由原来的96%提升**100%。同时EUF系统可将电泳倒槽时残留槽液及清洗水进行回收浓缩,回收电泳漆。此系统配置有PH值调整系统,能够精确控制PH在工艺范围内,且采用的膜组为超滤膜,比RO膜更适合酸性介质,使用寿命更长。采用EUF的电泳系统较传统电泳系统相比有以下优点: a. 生产时电泳漆回收率提升**100%,节约电泳漆使用量4%; b. 滤膜透过液作为工业水使用,节约工业水的用量;