汽車制造工藝主要為沖壓、焊接、涂裝、總裝等四大工藝，其中涂裝過程中產(chǎn)生的廢水排放是汽車制造業(yè)主要廢水，涂裝工序是汽車制造全過程中水污染最為嚴(yán)重的工序，涂裝廢水含有樹脂、重金屬離子，石油類、PO43-、有機(jī)溶劑等污染物，CODCr值高。對此類廢水，傳統(tǒng)的方法是對混合廢水進(jìn)行混凝處理，治理效果不理想，出水水質(zhì)不穩(wěn)定。
一、廢水的來源和主要污染物
涂裝生產(chǎn)一般包括下列工藝過程：
車身→預(yù)清理→脫脂→水洗→表調(diào)→磷化→水洗→電泳底漆→水洗→電泳底漆烘干→PVC底涂→打磨→噴涂中漆→中涂漆烘干→打磨→噴涂面漆→面漆烘干→涂罩光漆→罩光漆烘干→檢查。
在上述工藝過程中，主要在預(yù)清理、脫脂及脫脂水洗、表調(diào)、磷化及磷化水洗、電泳底漆及水洗、噴涂中漆、面漆、罩光漆等過程中產(chǎn)生廢水。
車間排放的廢水分為連續(xù)排放的清洗水和間歇排放的廢槽液。連續(xù)排放廢水主要來自于前處理工序的后噴淋、浸漬槽的溢流廢水等，相對間歇排放廢水，其濃度低、總排放水量大。間歇排放廢水主要來源于前處理槽的倒槽廢液、噴漆工段排放的廢液等，廢水濃度高，一次排放量大。濃度較高的廢液有相對穩(wěn)定的排放周期，在處理過程中，根據(jù)每種廢液的處理周期分批排入對應(yīng)的廢液槽，以達(dá)到均質(zhì)，即：脫脂廢液排入脫脂廢液槽，電泳廢液排入電泳廢液槽，表調(diào)、磷化廢液排入表調(diào)、磷化廢液槽。連續(xù)排放和間歇排放的廢水質(zhì)分別如表1和表2所示。
本工程設(shè)計(jì)處理水量40m3/h，各工藝過程的水質(zhì)如下：
表1連續(xù)排放廢水的水質(zhì)
二、涂裝廢水處理工藝設(shè)計(jì)
1、工藝流程選擇
涂裝廢水中，油、高分子樹脂、顏料、粉劑、磷酸鹽等在表面活性劑及各種助劑的作用下，以膠體的形式穩(wěn)定地分散在水溶液中。通過投加化學(xué)藥劑來破壞膠體的細(xì)微懸浮顆粒在水中形成的穩(wěn)定體系，使其聚集成有明顯沉淀性能的絮凝體，然后形成沉淀或浮渣加以除去。
在廢水中加入一定量的無機(jī)絮凝劑后，它們可中和乳化油或高分子樹脂的電位，壓縮雙電層，膠粒碰撞促進(jìn)凝集，完成脫穩(wěn)過程，形成細(xì)小密實(shí)的絮凝物。這樣可使涂裝廢水中的金屬離子和磷酸根離子在堿性條件下生成的固體小顆粒形成沉淀物。
Fenton氧化，通過Fenton試劑（H2O2+FeSO4）對電泳廢水、脫脂廢水和漆霧廢水中的難降解物質(zhì)氧化分解，使其中的有機(jī)物氧化分解，CODCr去除效率約在30%左右。
重金屬離子和磷酸鹽中，由于Ni2+生成Ni(OH)2沉淀以及PO43-生成Ca3 (PO4) 2沉淀的最佳pH值是10以上；而Zn2+生成氫氧化物沉淀的最佳pH值范圍是8.5～9.5，pH過高會(huì)形成ZnO22－而溶解。所以要分二級(jí)混凝反應(yīng)以分別去除Ni2+，PO43-和Zn2+ ，這樣既可以用沉淀池來去除比重較大的重金屬化合物沉淀，又可以用氣浮池來去除比重較輕的有機(jī)物等。
根據(jù)不同廢水水質(zhì)和排放規(guī)律，采取物化處理單元采取分別處理的方式。電泳廢水、漆霧廢水和脫脂廢水主要采用以化學(xué)脫穩(wěn)+混凝+凝集+氣浮+Fenton氧化+二次凝集+氣浮為核心的處理工藝；表調(diào)、磷化廢水主要采用以混凝+凝集+沉淀為核心的處理工藝。物化處理后的廢水合并后進(jìn)行再中和+石英砂過濾+活性碳過濾為核心工藝的處理，以保證達(dá)標(biāo)排放。
2、設(shè)計(jì)指標(biāo)
處理水中的重金屬指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）規(guī)定的第一類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，CODCr及其它污染物排放指標(biāo)按三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并考慮污染物排放總量控制情況。具體數(shù)值如下：
3、處理過程
生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水分別排入各自的調(diào)節(jié)水池中。幾種廢水在各自的廢水池中經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的停留，池底部設(shè)有穿孔管進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，氣泡攪動(dòng)使得廢水充分混合均勻，以達(dá)到均質(zhì)均量的目的。
表調(diào)、磷化廢水依次經(jīng)過混凝反應(yīng)槽、pH調(diào)整槽和凝集反應(yīng)槽，在pH控制器的作用下，分別自動(dòng)投加三氯化鐵、氫氧化鈣、PAM等藥劑，利用絮凝劑的吸附架橋作用來快速去除廢水中的污染物，使廢水中的污染物以絮體的狀態(tài)被分離出來。完成凝集反應(yīng)后的廢水進(jìn)入快速高效沉淀槽，進(jìn)行固液分離。
在陰極電泳廢水中含有大量高分子有機(jī)物，CODCr值很高，還含大量電泳渣，這些物質(zhì)在水中呈細(xì)小懸浮物或呈負(fù)電性的膠體狀。電泳廢水首先進(jìn)入電泳廢水調(diào)整槽、在pH控制器的作用下向其中投加氫氧化鈣，以完成膠體粒子的脫穩(wěn)。之后，在pH控制器的作用下，分別自動(dòng)投加三氯化鐵、氫氧化鈣、PAM等藥劑?；瘜W(xué)混凝處理后，廢水進(jìn)入氣浮槽，進(jìn)行固液分離，氣浮槽出水進(jìn)入Fenton氧化處理系統(tǒng)，做進(jìn)一步處理。
Fenton氧化反應(yīng)可用將電泳廢水、脫脂廢水和漆霧廢水中的難降解物質(zhì)氧化分解掉，進(jìn)一步保證出水CODCr達(dá)標(biāo)。Fenton試劑具有很強(qiáng)的氧化能力，當(dāng)pH值較低時(shí)（控制在3左右），H2O2被Fe2+催化分解生成羥基自由基（?OH），并引發(fā)更多的其他自由基，從而引發(fā)一系列的鏈反應(yīng)。通過具有極強(qiáng)的氧化能力的?OH與有機(jī)物的反應(yīng)，使廢水中的難降解有機(jī)物發(fā)生部分氧化、使廢水中的有機(jī)物C—C鍵斷裂，最終分解成H2O、CO2等，使CODCr降低。
完成Fenton氧化后，廢水再次進(jìn)行一次化學(xué)混凝處理，將Fenton氧化后的產(chǎn)物變?yōu)樾躞w狀浮渣分離出來。
再中和槽內(nèi)的水經(jīng)過pH調(diào)整后溢流進(jìn)入中間水槽，并由過濾泵加壓后進(jìn)入石英砂過濾塔和活性碳過濾塔進(jìn)行深程度處理后排放。
三、處理效果分析
該項(xiàng)目自建成運(yùn)行后，處理效果穩(wěn)定，通過對該廠的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析匯總，監(jiān)測時(shí)間為3天，每天取樣12次（1小時(shí)取樣一次，包括廢水處理裝置進(jìn)口和出口），監(jiān)測結(jié)果如下表，表中所列為該廠廢水處理站日常分析數(shù)據(jù)。
表3 廢水處理設(shè)施總排口監(jiān)測數(shù)據(jù)
由上表可以看出，經(jīng)處理后的廢水能達(dá)到工程設(shè)計(jì)指標(biāo)。
四、結(jié)論
本工藝采用混凝沉淀、混凝氣浮、Fenton氧化、砂濾等工藝對汽車涂裝廢水進(jìn)行處理在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是合理可行的。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果證明，此工藝對重金屬、SS、石油類的去除效率超過90%，對CODCr的去除率大于80%。