汽车整车制造行业废水处理技术分析

一、引言

汽车整车制造中采用的原材料、化学药剂以及生产工艺有很大的差别，但基本工序都相似，主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大部分。有些大型汽车公司还设有专门发动机、压缩机车间及小件车间（如保险杠、电气零部件)。
二、汽车整车制造行业废水产污环节

冲压车间主要承担大中型冲压件的生产任务；冲压后成品散件及外协件进入焊装车间，完成白车身总成焊接，后进入涂装车间。涂装车间一般生产工艺为：白车身→洪流热水洗→预脱脂→脱脂水洗→表调→磷化→水洗→阴极电泳底漆+水洗→电泳底漆烘干→打磨→PVC底涂→中涂喷漆→烘干打磨→面漆喷涂烘干+罩光漆喷涂+检查精修+总装车间。车辆总装完毕后进入整车检测线，通过各项部件测试和检验后再进行道路测试及淋雨密封性测试。
综合以上汽车生产工段及工艺分析，其主要废水污染物产生情况见表1。

发动机车间及小件车间的主要污染物情况见 表2。

由上述可知，涂装废水中污染物主要是石油类、COD、总锌、总镍、磷酸盐等。废水成分浓度各异，且排放无规律。设计中应注意：(1)汽车涂装水质和水量变化大，造成系统运行不稳定，甚至不能正常运行；(2)汽车涂装废水可生化性差，宜采用水解酸化一生物接触氧化法，应保证足够的生化时间；(3)因除磷反应条件要求严格，应单独进行预处理。

三 涂装废水处理技术

1.涂装废水处理工艺路线

分流一合流制处理是根据废水水质水量相似性先对废水进行分流预处理，混合后与厂区生活污水一起进行生化处理。该工艺处理效果显著，能针对各股废水单独调整处理效果，实际工程中使用较多。典型工艺为：磷化废水→调节池→+二级化学沉淀→反调→综合调节池，主要去除重金属离子及磷酸盐；脱脂废水→调节池→隔油池→破乳气浮→涂装废水池，主要去除废水中的C0D、石油类、SS等污染物;

涂装废水→调节池→混凝沉淀→综合调节池，主要去除废水中的COD、SS、表面活性剂等污染物；生活污水→格栅井→综合调节池→水解酸化→生物接触氧化→二沉池+中间水池→砂滤碳滤→消毒池→排放。

2.涂装废水处理工艺原理

（1）脱脂废水处理工艺原理

脱脂废水废液COD、石油类、表面活性剂浓度高，PH为偏碱性，需要先进行破乳，然后絮凝沉淀或者气浮处理。破乳方法及常用药剂见表 3。

脱脂废水的PH在11左右，一般采用盐析破乳+凝聚法破乳，主要利用Ca²⁺完成对乳化油的胶体脱稳，同时为絮凝创造条件。

（2）表调磷化废水处理工艺原理

磷化废水废液PH偏酸性，为了保证处理效果，一般采用两级沉淀。废水含有高浓度的Ni²⁺,Zn²⁺等重金属离子和PO₄^3-等阴离子。Ni²⁺的处理方法主要有沉淀法、离子交换法、蒸发回收法、膜分离法等，实际过程中使用化学沉淀法进行处理具有良好的去除效果。如Ni²⁺,Zn²⁺可投加OH(即将废水pH调成碱性)，即可形成难溶的Ni(OH)₂和Zn(OH)₂;PO₄^3-,可投加Ca²⁺,Al³⁺,Fe³⁺等阳离子，形成难溶的Ca₃(PO₄)₂,AlPO₄,FePO₄等，将其从废水中析出再沉淀得以去除。
使用石灰中和酸性废水药剂成本较低，Ca²⁺可同时与废水中的磷酸盐反应形成Ca(PO₄)₂等难溶物于废水中去除，但污泥量大，人工操作强度大，易导致池体、设备及管道表面结垢；使用NOH中和效果好，中和反应本身无污泥产生，但药剂成本较高2。

（3）电泳废水预处理工艺原理

阴极电泳废水废液含有大量高分子有机物，C0D可达30000mg/L，SS浓度高，pH为偏酸性，并含大量的电泳渣，在水中呈现细小悬浮物或呈负电性的胶状体。投入Ca(OH)2将混合废水pH调节到8.5左右，生成氢氧化物沉淀，再投加絮凝剂PAM,在絮凝剂PAM的作用下，形成大的絮体，然后通过斜管沉淀槽分离去除。

（4）喷漆废水预处理工艺原理

喷漆废水有机物含量高，C0D可达10000mg/L，SS浓度高，有机物很难降解，并含大量的漆渣。投加工业酸，将pH调整到3~4，加人催化剂Fe₂0₃与废水充分混合，然后投加双氧水，完成芬顿氧化反应，利用氧化分解废水中难降解的有机物，最终分解成H20,C02等，降低高浓度有机物。然后进入中和反应池，将pH调整到8左右，之后加入PAC,PAM进行沉淀分离，去除废水中的SS和部分具有不溶性的有机物。

（5）涂装废水预处理工艺原理

涂装废水系统主要是将经过预处理的脱脂废水、电泳废水、喷漆废水、淋雨废水混合后，投入Ca(0H)2将混合废水pH调节到8.5左右，生成氢氧化物沉淀，再投加絮凝剂PAM,在PAM的作用下，形成大的絮体，然后通过斜管沉淀槽予以分离去除，进一步降低污染物浓度。

（6）综合废水处理工艺原理

车间生产废水经过分质预处理后，已去除大部分石油类、镍离子、磷酸根等，和厂区生活污水混合进行生化处理，主要是去除废水中的有机污染物，降低废水中的COD,BOD5,NH3-N,TP等污染物浓度，使最终出水达到排放标准，一般采用水解酸化+接触氧化工艺。
水解酸化池内设置兼性菌附着生长的填料，经过水解酸化后，废水的可生化性得到提高，同时污染物得到部分去除，之后进入接触氧化池中。接触氧化区是一种以生物膜法为主，兼有活性污泥法的生物处理装置，通过鼓风机提供氧源，经过生物膜上的微生物新陈代谢的功能，废水中的有机污染物得到去除，废水得到净化。

（7）回用水深度处理工艺原理

随着近年来对水资源合理利用的技术推广，很多生产厂家要求部分水回用冲厕、冲洗道路，主要利用碳滤砂滤的吸附作用去除COD,SS。

（8）污泥处理工艺

污泥处理系统采用磷化重金属污泥与普通综合污泥分质处理的方式。磷化重金属污泥：来自磷化废水预处理单元的污泥，含有锌、镍等重金属。经压滤后产出固体的污泥，存放在危废存放间到一定量后，由环保部门指定单位外运定点处理。
普通综合污泥：来自脱脂电泳预处理单元及生化污泥。经压滤后固体污泥存放在固体废物存放间，定期外运处理。

四、实际运行过程中的工艺改进

通过在多个汽车涂装废水处理站运行实践，结果表明分流物化处理+合流生化处理工艺切实可行，可达到排放标准，但实际运行过程中也存在一些问题，需优化改进，以保证系统的稳定。
1.分流物化处理过程中，需注重各高浓度倒槽液的收集与间歇处理，保证该股废水污染物浓度的稳定性，避免出现大幅度的波动。
2.磷化废水总镍及总磷不达标时，可选择两级沉淀工艺，或投加重金属捕捉剂，保证系统稳定运行。
3.斜管沉淀池排泥不顺畅，出现堵管现象，可考虑增加气水反冲洗。
4.汽车涂装废水可生化性差，考虑人工投加氮磷元素。一般建议将生活污水引入混合处理，提高污水的可生化性。
5.污泥处理处置不当，含水率过高，可考虑二次压榨，或者选择污泥干化机，将污泥含水率降至25%左右；其中危废污泥应按照环保要求单独处置。
6.加药系统相对较多，可考虑点对点加药，保证各系统运行稳定。

五、结语

本文对车间产污环节进行分析，并总结了汽车整车制造行业涂装废水处理工艺及处理技术路线，为汽车工业新建污水站及污水站改造项目提供设计依据。采用分流物化+合流生化法处理汽车涂装废水是可行的，该工艺对于汽车涂装废水处理效果稳定。
该工艺未来发展方向除了满足排放标准之外，也要考虑涂装废水回用水质标准的要求。