105电泳后冲洗废水循环利用（论文-谭简）090423

电泳后冲洗废水的循环回用 海得科膜分离技术(北京)有限公司 谭若捷 敖清华 摘要：随着我国汽车行业的高速发展，追求绿色清洁生产、节能减排、循环利用已经成为生产过程中一个不可缺少的关键环节。然而在车身电泳生产过程中，有大量的电泳后冲洗废水被排放到污水处理站，与其他的污废水的性质相比较，这个工艺段的污水成分相对简单，在国内外已经有不少的涂装线对这一段的废水进行控制，实现水、涂料的循环利用，减少排放。 关键词：电泳后冲洗废水 超滤系统 膜涂料回收系统 循环用水 污水处理负荷 一、电泳后水洗的情况 在传统的汽车电泳生产过程中，一般为：电泳、电泳后超滤水洗，纯水冲洗等两个水洗体系；其中电泳、电泳后超滤水洗，使用了以膜技术为核心的超滤系统，形成了一个独立的水洗系统，使电泳后因为车身腔体、车身、挂架面附着等原因持出电泳槽的涂料能极大的 返回到电泳槽，有效的提高了涂料使用效率；因为超滤系统的透过液来源于水性电泳涂料，基于水性电泳涂料的化学性质、超滤膜的特性，超滤透过液具有高溶剂含量、PH、较高电导率等特点，电泳后需要一段纯水洗体系，使电泳后工件能满足技术要求，但这个水洗体系消耗了较多的纯水，同时因为超滤水洗体系仍将持出一定比例的电泳涂料，造成了纯水洗水系的污染，产生了污水处理的负荷、浪费了涂料。 1）如下图 所描述的一般电泳生产流程： 2）电泳超滤水洗技术特点 如上图，以某24万台产能的汽车电泳生产线为例，电泳后有一个由超滤系统为核心，实现一个封闭的超滤水洗系统；但是电泳涂料单台用量7～8KG/台，涂料使用率在96％，就是说每消耗一定量的涂料只有96％用在车身上，有4％的涂料因为车身腔体、车身表面附着、挂架附着等被持出到后面的纯水洗槽系统，超滤水洗系统的各槽状况分别是： 名称 管理参数（NV） 滤液持回流量（T/hr） ED电泳槽 20％ NO.1溢流5 NO.1水洗槽 3％ 二次循环5 NO.2水洗槽 1.7％ 循环滤液5 NO.3水洗槽 0.7％ 新鲜滤液5 经过超滤系统的超滤液循环冲洗3个水槽后，能控制NO.3水洗槽的涂料含量维持在0.7％左右，这部分涂料将被持出到纯水洗系统，造成了纯水系统的污染。 3）纯水洗系统 这个工厂的纯水洗系统包含了三个纯水洗槽，是一个典型的开放排放型水洗系统：其中NO.6槽需要不断补充新鲜纯水洗的纯水喷淋流量是160L/min,合计9.6吨/小时，160吨/天；即产出160吨/天的纯水喷淋洗车后废水溢流到NO.5、NO.4水洗槽再排放到污水站，排放量160吨/天的带有电泳漆的污水至污水站，导致污水处理成本高、处理难度大（需要经过气浮、生化处理后COD才能达到排放达标困难）。 名称 管理参数（NV） 滤液持回流量（T/hr） NO.4水洗槽 0.1％ 新鲜纯水9.6 NO.5水洗槽 0.05％ 循环纯水9.6 NO.6水洗槽 0.02％ 二次循环9.6 二、纯水洗的排放废水回用的经济价值 从工艺流程上可以明显的发现, 纯水洗的排放废水组成即涂料、纯水，如果使用一个特殊的、独立的膜分离系统，将涂料、纯水分开，将得到干净的水和涂料，即能将涂料回收到电泳体系当中去，循环利用部分纯水，避免了含有涂料的废水进入污水处理系统。 以该24万车生产线为例，如果分离涂料和水将获得如下经济价值： 1）NV＝0.1%的废水中含有涂料264Kg/天（160T废水） 每年减少电泳漆损耗：64944kg 2）减少160T/天的污水处理 每年减少污水排放量：30000多吨。 3）循环使用纯水 三、膜分离系统的工艺介绍实际应用 1）工艺流程：海得科在国内某汽车厂导入了两套全新的膜分离系统，安装在电泳后水洗系统上，通过精细膜回收系统实现电泳后冲洗废水中水、涂料的分离，将大部分的回收水替换纯水喷淋循环使用，连续浓缩的涂料做为电泳槽的补水回收到电泳体系；工艺流程如下： 2）工艺参数说明： 从前面介绍的24万台生产线的冲洗废水流量、工艺槽控制管理的涂料固含量 （NV），可以确定该膜回收系统的基本参数: 1.废水处理流量： 180L/min；获得连续处理能力； 2.≥50%透过液能被循环利用、部分做为系统调节、系统清洗使用； 3.截留能力：将废水中分散的涂料截留并回用到电泳体系中，要求99％的截留率； 3）膜分离系统的设备组成： 根据上面描述的流程图、工艺参数说明，回用电泳后冲洗废水的工艺核心在 于通过一个连续膜分离过程，将大量的冲洗废水和涂料分离，实现涂料的稳定浓缩，其主要工艺设备组成为： 排水渠 ↑（应急故障处理） 纯水洗溢流排放→ 自动切换→工艺/浓缩水槽 → 进料泵 → 袋式过滤器 → 电泳体系 ← 浓液泵 PH控制系统 换热器 循环泵 → 膜回收系统 → 透过液储存槽 → 滤液泵 → 新鲜纯水喷淋 ↓ 控制电导排放 4）冲洗废水中涂料和水实际应用介绍 在该24万台生产线，通过上述流程的全自动电泳冲洗废水回收超滤系统，获得了以下实际效果： 4.1实现了涂料的浓缩循环，将160T/d的冲洗废水循环浓缩到20-40x，获得涂料固含量在2％－4％的涂料3－4t，做为电泳槽消耗水量的补充水源（日平均消耗用水在4T左右）分3个工作时段/日返回到电泳水洗体系，累计循环回用该部分涂料达到6个月，回收的涂料和电泳水洗亲和力良好，电泳涂装品质符合一贯的工艺管理要求，达到了循环使用涂料的目的； 4.2 获得了循环用水，从160T/d的冲洗废水中连续获得5t/hr的透过液被移送泵输送到新鲜纯水喷淋管道之前，通过设置的电磁阀和原工件到位喷淋电磁 同步，并且调整原喷淋流量的消减50％ ，总体平衡了新鲜水、循环水的总量维持要求9.6吨/hr，平衡了控制纯水洗槽电导率的工艺要求、回用循环水的设计要求； 5）膜涂料回收系统的实际应用要点 在国内外已经有不少的厂家应用了电泳后纯水洗膜涂料回收系统，如在一汽、广汽等大型电泳生产系统，能有效、显著的 获得涂料的回收、水的循环使用，减少污水处理负荷； 在电泳线中新增加膜涂料回收系统，因为冲洗废水本身的特点，仍要注意如下问题： 1. 膜涂料回收系统当中，因为涂料在纯水水洗系统中的过度稀释，处于一个不稳定的状态，对膜系统的稳定运行是一个重要的障碍，需要较高的自动化运行管理控制来获得系统的连续浓缩冲洗废水和浓缩槽液的稳定控制，投资成本较传统电泳超滤设备高； 2.和传统电泳超滤设备一直运行在严格控制的稳定电泳体系中相比较，电泳后冲洗废水的工艺膜的运行环境非常不稳定，是一个相对于电泳槽液体系溶剂含量低、相对PH值高的连续浓缩的环境，对膜品质和特性有较高的要求； 与总的设备投资、系统运行能力、折旧、膜更换费用相比，回收的涂料、循环用水的经济价值、减少排放的污水处理的费用，膜涂料回收系统还是具有明显的经济效益，实现了汽车涂装生产过程中节能减排的一个关键步骤：电泳后冲洗废水的循环再利用。 电泳槽 No.1水洗 No.2水系 No.3水洗 纯水洗循环体系 电泳槽、电泳超滤水系体系 No.4水系 No.5水洗 No.6水洗 污水沟 纯水喷淋 去污水站处理 超滤液喷淋 达标排放 膜组系统 工件方向 电泳槽 No.1水洗 No.2水系 No.3水洗 纯水洗循环体系 电泳槽、电泳超滤水系体系 No.4水系 No.5水洗 No.6水洗 浓缩回用的涂料 纯水喷淋 超滤液喷淋 回收膜系统 膜组系统 循环使用的纯水 工件方向 � 地 �图中 No .2、 No.4应写“水洗” （后面的图亦同） � 电磁阀 �…量（削减50％） � 地