涂裝生產(chǎn)線由于存在很多化學(xué)處理工序和水洗工序，是大量消耗水的工藝過程。另一方面，我國(guó)大范圍的水資源短缺狀況在不斷加劇，水資源的短缺越來越成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)、污水排放法規(guī)的日臻完善，環(huán)境保護(hù)問題受到了高度重視，污水排放標(biāo)準(zhǔn)日益提高，污水處理費(fèi)用也隨之日漸上升。如何設(shè)計(jì)和制定合理的涂裝生產(chǎn)工藝，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，合理用水、節(jié)約用水，最大程度地降低水消耗量和污水排放量，不僅關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展，也是國(guó)計(jì)民生的大問題。
1涂裝生產(chǎn)線的主要用水設(shè)備及廢水來源
涂裝生產(chǎn)線的主要用水設(shè)備有前處理設(shè)備、電泳設(shè)備和濕式噴漆設(shè)備，其中以前處理和電泳設(shè)備為主要水消耗點(diǎn)，占涂裝車間生產(chǎn)用水總量的80%左右；以1臺(tái)/min生產(chǎn)節(jié)拍、車身處理面積為(80～100)m2/臺(tái)計(jì)算，生產(chǎn)線每小時(shí)耗水量達(dá)30t，污水排放量與耗水量大致相當(dāng)。
前處理廢水來自脫脂、磷化、表面調(diào)整等工序及水洗工序的廢水排放，電泳廢水來自清洗工件上附著的浮漆和工藝槽的清洗過程；噴漆室廢水來自濕式噴漆室用水與噴漆室作業(yè)區(qū)空氣混合吸附過程、空氣中的漆霧和有機(jī)溶劑混合到水中所形成的噴漆廢水。
2涂裝線主要的節(jié)水技術(shù)
為節(jié)約用水，在涂裝線規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)可以從改進(jìn)工藝方案、完善設(shè)備功能、采用新技術(shù)和新材料等方面來考慮。
2.1逆工序溢流水清洗
在脫脂或磷化后，為洗凈附著在工件表面的化學(xué)藥劑，需要進(jìn)行多次水洗。為節(jié)約用水，將前處理的各水洗工序設(shè)計(jì)成兩個(gè)節(jié)水單元，使清洗用水由以前各個(gè)工序槽單獨(dú)排放變?yōu)閱卧欧拧２⒉捎煤蠖嗡唇o水，順次向前段水洗槽溢流供水，最終排放至地溝，提高了清洗水的利用率。
在一些涂裝生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)中，脫脂和磷化采用各自后清洗的水補(bǔ)水，不直接添加新鮮的工業(yè)用水，從而達(dá)到進(jìn)一步節(jié)約用水的目的。此種節(jié)水方法目前已成為涂裝線水洗設(shè)計(jì)的通用方法。
2.2合理采用新設(shè)備，降低槽液更新周期通過采取以下措施，降低了槽液的更新周期，達(dá)到節(jié)水目的。
a.在手工預(yù)清理工位增加高壓水槍預(yù)清洗，以降低后續(xù)工序的處理負(fù)擔(dān)。
b.在熱水洗和預(yù)脫脂工序增加懸液分離裝置，以便及時(shí)除去槽液中的鐵粉、泥沙等雜質(zhì)。這樣既保證了工件的清洗效果，又維持了槽液的清潔。
c.在預(yù)脫脂和脫脂工序增加油水分離裝置，及時(shí)將脫脂槽中的油脂分離出來，延長(zhǎng)了脫脂液的使用壽命。
d.增加了袋式過濾器，過濾槽液中的雜質(zhì)，保持了槽液的清潔。
2.3減少工序間的帶液量
通過改進(jìn)被處理件結(jié)構(gòu)、改變裝掛和輸送方式，盡可能消除工件在前處理和電泳過程中的兜液現(xiàn)象，減少工件的帶液量，可以大幅度減少前處理和電泳后水洗的用水量。
主要措施有：檢查工件，在兜液部位開工藝孔，消除兜液現(xiàn)象；工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須保證各工序間合理的瀝水時(shí)間；在投資允許的情況下采用最新的旋轉(zhuǎn)浸漬輸送技術(shù)(Ro-Dip輸送技術(shù)或多功能穿梭機(jī))，可大大減少工件的帶液量。
2.4采用膜分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水(排放水)的循環(huán)再利用
前處理脫脂、磷化兩個(gè)節(jié)水單元最終的排放水，經(jīng)過RO反滲透裝置處理后，產(chǎn)生的RO水供可分別供表調(diào)前最后的新鮮水噴洗和磷化后最后的新鮮純水噴洗，實(shí)現(xiàn)了前處理無廢水排放或少量排放。由于脫脂后水洗與磷化后水洗對(duì)水質(zhì)的要求不同，一般脫脂節(jié)水單元采用一級(jí)反滲透裝置，磷化節(jié)水單元必須采用二級(jí)反滲透裝置，圖2是前處理RO再循環(huán)系統(tǒng)示意圖。
目前的電泳系統(tǒng)都采用了UF過濾回收技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電泳及UF液水洗系統(tǒng)的封閉循環(huán)，但最后一級(jí)純水洗因?yàn)橛行迈r純水噴洗補(bǔ)加，純水槽產(chǎn)生溢流排放，所以電泳系統(tǒng)一般仍有大量廢水排放。目前實(shí)現(xiàn)電泳設(shè)備排放水再利用的方案有兩種。
(1)在電泳系統(tǒng)增加RO反滲透裝置，以UF超濾液作為ED-RO系統(tǒng)的原水，經(jīng)ED-RO反滲透系統(tǒng)后，濃水補(bǔ)加到UF3槽，產(chǎn)生的純水作為最后一級(jí)新鮮噴淋用水，純水槽的溢流水也補(bǔ)加到UF3槽，從而實(shí)現(xiàn)了電泳全部工序的封閉循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
(2)將純水洗的溢流排放水作為RO系統(tǒng)的原水，經(jīng)RO反滲透系統(tǒng)后，濃縮液補(bǔ)加到UF3槽，再生純水作為最后一級(jí)新鮮噴淋用水。
由圖3和圖4可以看出，UF超濾系統(tǒng)及RO反滲透系統(tǒng)使電泳及后水洗形成了徹底的封閉循環(huán)系統(tǒng)，電泳漆的回收利用率可以達(dá)到99%～100%，同時(shí)最大限度地降低了電泳系統(tǒng)的用水量。
噴漆循環(huán)水池除渣系統(tǒng)的最新發(fā)展方向是采用超濾和反滲透等先進(jìn)的膜分離技術(shù)，加入少量化學(xué)品將循環(huán)水變?yōu)槿闋钜后w，通過超濾及反滲透將油漆顆粒、溶劑、鹽類等分離出來，從而大大減少了廢水的排放量，且可回收利用油漆的有效成分。
2.5純水裝置濃水的回收利用
純水的制備設(shè)備是汽車涂裝線的輔助設(shè)備之一，其中應(yīng)用最多的是雙級(jí)RO反滲透純水制備設(shè)備。其原理是經(jīng)過過濾處理后的水進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽，主要去除水體中的溶解離子及小分子有機(jī)物。采用雙級(jí)反滲透，能更加有效地保證脫鹽率和提高回收率，保證產(chǎn)水質(zhì)量。因此在純水的制備過程中必然產(chǎn)生含有較高無機(jī)鹽分的濃水，國(guó)內(nèi)多數(shù)的涂裝線都將這部分濃水直接排放掉了。目前雙級(jí)反滲透純水設(shè)備的綜合產(chǎn)水率一般在70%左右，其余30%直接排放掉，這是對(duì)水資源的很大浪費(fèi)。
考慮到目前國(guó)內(nèi)涂裝設(shè)備的現(xiàn)狀，此部分廢水有3種可能的、低成本的回收利用措施，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段可供選擇。
(1)作為前處理生產(chǎn)的補(bǔ)加用水
在國(guó)內(nèi)一條年產(chǎn)6萬輛的重型載貨車涂裝線上，經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)證明，純水設(shè)備的此部分廢水可以用于磷化工序之前的幾個(gè)槽體的生產(chǎn)補(bǔ)加用水。
筆者親自主持了此部分濃水回收的改造工作，改造后純水設(shè)備產(chǎn)生的濃水全部用于前處理磷化之前的各個(gè)工序，節(jié)約了工業(yè)用水的消耗。
由于各地的自來水水質(zhì)差別很大，產(chǎn)生的濃水中所含化學(xué)成分的差別也較大，是否能采用此方案回收利用需要做相關(guān)試驗(yàn)加以確認(rèn)。此種回收方式一般用于汽車零部件涂裝生產(chǎn)線，在車身涂裝線上不推薦使用。
(2)作為濕式噴漆室循環(huán)水池的補(bǔ)加用水
經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)證明，純水設(shè)備產(chǎn)生的濃水可以用做噴漆室循環(huán)水池的補(bǔ)加水，對(duì)漆霧的凝聚基本沒有影響。
(3)作為車間衛(wèi)生間的沖洗用水
在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要在車間的較高位置設(shè)置蓄水箱。
2.6采用新材料，延長(zhǎng)槽液的使用壽命
目前大多數(shù)前處理理線仍然使用固體表調(diào)劑，其熱穩(wěn)定性差，槽液要求<30℃；槽液壽命短，一般不超過2周，需經(jīng)常換槽。新一代的表調(diào)劑是液體產(chǎn)品，槽液溫度在50℃時(shí)膠體仍穩(wěn)定，不需致冷系統(tǒng)，平時(shí)只需要補(bǔ)充工件帶走的槽液，槽液更新周期可長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，大大降低了槽液更新的水耗量。
傳統(tǒng)溶劑型中、面涂涂料VOC的排放量很大，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，為此發(fā)達(dá)國(guó)家涂料行業(yè)都在從事能減少環(huán)境污染的水性涂料、粉末涂料和高固體分涂料的研究開發(fā)，特別是粉末涂料由于采用干式噴涂設(shè)備，取消了循環(huán)水系統(tǒng)，徹底達(dá)到了節(jié)水和節(jié)能的目的。
