汽车涂装废水处理
针对汽车涂装废水尤其是电泳废水、喷漆废水中含有树脂、表面活性剂、重金属离子、油、颜料等污染物，成分复杂、浓度高、可生化性差，本文采用分质处理、混凝沉淀、混凝气浮、砂滤等工艺对涂装废水进行处理，取得了良好的效果：CODCr去除率大于80%。实际运行表明该工艺无论从技术还是经济上都是合理可行的。
汽车及其零部件涂装是汽车制造过程中产生废水最多的环节之一。涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子、油、PO43-、油漆、颜料、有机溶剂等污染物，CODCr值较高，若处理不当会对环境造成严重污染。对于该类废水，传统的处理方法是将混合废水直接混凝处理，但处理效果不理想，出水水质不稳定，难以达标排放。特别是喷漆废水中含有大量可溶于水的有机溶剂，直接混凝处理效果很差。 经过现场调研、大量分析研究以及在上海某汽车厂进行小试，针对涂装废水的特点，采用了分质预处理、后续处理两级处理方法，选用氧化-混凝沉淀、气浮及物化工艺进行处理，达到了排放标准，CODCr去除率达到80%以上。
1 废水来源及主要污染物
1.1涂装废水来源及有害物质
涂装废水主要来源于车身前处理工序的预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化；阴极电泳工序以及中涂、面漆喷涂工序。
废水中含有的主要有毒有害物质如下：
涂装前处理：亚硝酸盐、磷酸盐、乳化油、表面活性剂、Ni2+、Zn2+。
底漆：低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉末、环氧树脂、丁醇、乙二醇丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、油漆等。
中涂、面涂：二甲苯、香蕉水等有机溶剂、漆膜、颜料、粉末。
1.2 废水水质水量
本项目设计水处理规模为60m3/h。
涂装车间排放的废水分为间歇排放的废槽液和连续排放的清洗水。
间歇性废水排放主要来自前处理池排出的废液和涂装工段排出的废液，废水浓度高，一次性排放量较大，水质情况见表1。
表1 间歇排放废水水质
连续排放废水主要来源于预处理工序的后喷淋、浸泡池溢流废水等，与间歇排放废水相比，其浓度较低，总排放量较大，其水质见表2。
表2 连续排放废水水质
2、涂装废水处理工艺设计
汽车涂装废水处理技术的关键之一就是清浊废水的合理分离，对于一些处理难度大或者影响后续处理的废水，根据其性质和排放规律，先进行间歇式预处理，然后再与其他废水进行浓缩连续处理，这样不仅可以达到更好更稳定的处理效果，而且经济上也是合理可行的。
2.2 间歇预处理
2.2.1脱脂废水处理
采用酸化法对脱脂废液进行预处理，使其破乳，在脱脂废液中加入无机酸，调节pH为2-3，使乳化剂中的高级脂肪酸皂使脂肪酸析出，这些高级脂肪酸不溶于水，但可溶于油，从而使脱脂废液破乳，油分离。
另外，加酸后，脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性溶液中易分解而失去稳定性，失去原有的亲油亲水平衡，从而达到破乳的效果。经预处理后，CODCr由2500～/L降至1500～/L，去除率在40%左右；而含油量由300～950mg/L降至50～70mg/L，去除率高达90%～95%。
2.2.2汽车涂装废水电泳废水处理
阴极电泳废水中含有大量的高分子有机物，CODCr可达100~200μL，并有大量的电泳残渣，这些物质是水中的细小悬浮物或带负电的胶体。处理时加入适量的阳离子聚丙烯酰胺（PAM）和聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，利用絮凝剂的吸附、架桥作用，快速去除废水中的污染物。预处理时要求电泳废水的pH值在11~12之间，沉淀效果好。反应后出水CODCr约为/L。
2.2.3汽车涂装废水处理
喷漆废水先用药剂（H2O2+FeSO4）进行预处理，氧化分解其中的有机物，CODCr去除率约30%，再投加PAC、PAM进行混凝沉淀，经过两步处理，总CODCr去除率可达60%～80%，由3000~/L降至1200~/L，出水排入混合废水调节池。
该药剂具有很强的氧化能力，在pH值较低时（控制在3左右），H2O2在Fe2+的催化下分解生成羟基自由基（•OH），进而引发更多的其它自由基，从而引发一系列的链式反应。通过氧化能力极强的•OH与有机物的反应，使废水中难降解的有机物部分氧化，废水中有机物的CC键断裂，最后分解为H2O、CO2等，使CODCr降低。或发生偶联或氧化，改变其电子云密度和结构，形成分子量较小的中间产物，从而改变其溶解性和混凝沉淀性能。同时Fe2+被氧化生成Fe(OH)3，在一定的酸度下以胶体形式存在，具有混凝、吸附性能，还能去除水中部分悬浮物和杂质。 出水再通过后续的混凝沉淀进一步去除污染物，达到净化的目的。
2.3汽车涂装废水连续处理
预处理后的废水排入均衡调节池，与其他废水混合进入连续处理流程。
出水CODCr约700～900mg/L，连续处理分为混凝沉淀、混凝气浮两个阶段。
涂装废水中的油类、高分子树脂（环氧树脂）、颜料（炭黑）、粉体、磷酸盐等在表面活性剂、溶剂及各种助剂的作用下，以胶体形式稳定地分散在水溶液中。可加入化学药剂，破坏水中胶体细小悬浮颗粒形成的稳定体系，使其聚集成具有明显沉淀性质的絮凝物，而形成沉淀或浮渣而需去除。
在废水中加入一定量的无机絮凝剂后，能中和废水中乳化油或聚合物树脂的电位，压缩双电层，通过胶体粒子的碰撞促进凝聚，完成脱稳定过程，形成细小致密的絮凝体。这样，涂装废水中的金属离子和磷酸根离子在碱性条件下生成的小固体颗粒便能形成沉淀。因此，混凝处理能有效去除汽车涂装废水中的油、聚合物树脂、颜料和粉末。
重金属离子和磷酸盐中，Ni2+生成Ni(OH)2沉淀、PO43-生成Ca3(PO4)2沉淀的最佳pH值都在10以上；而Zn2+生成氢氧化物沉淀的最佳pH值范围为8.5～9.5。pH过高会形成ZnO22-而溶解。因此需采用两级混凝反应分别去除Ni2+、PO43-和Zn2+。同时混凝反应后的固液分离分别采用斜板沉淀池和气浮池，斜板沉淀池用于去除比重较大的重金属化合物沉淀，气浮池用于去除比重较轻的有机物。
2.3.1 混凝沉淀
第一阶段为混凝沉淀，调节pH值至10-10.5。
反应池采用推流反应池，分为三个隔室，第一隔室加碱升pH至10～10.5，并加入CaCl2；第二隔室加入FeSO4；第三隔室加入混凝剂PAM。反应结束后混合液进入斜板沉淀池进行固液分离。三个隔室停留时间分别为15min、15min、7.5min。斜板沉淀池表面负荷设计为2m3/m2•h。一级反应CODCr去除率为50%～60%。
2.3.2 混凝浮选
二次反应的反应池也采用推流反应池，分为三个隔室，第一隔室加酸调节pH为8.5-9，第二隔室加PAC，第三隔室加PAM。反应结束后进入气浮池进行固液分离。二次反应池三个隔室的停留时间分别为10min、10min、5min。气浮池溶气水设计为处理水量的30%。二次反应CODCr去除率为20%-25%，气浮还去除Zn2+和一部分表面活性剂。详情可参考更多相关技术文献。
2.4汽车涂装废水深度处理
采用砂滤、活性炭过滤进行深度处理，从运行情况看，砂滤后出水可达到排放标准（CODCr≤300mg/L）。砂滤滤速控制在10-12m3/(m2•h)，反冲洗水由监控水箱中的水加压后提供，反冲洗强度控制在16-18L/(m2•s)。
经砂滤后的出水即可达到排放要求，因此活性炭过滤仅是一种应急保障措施，一般情况下很少采用。
汽车涂装废水处理2.5污泥处理
污泥处理质量的好坏直接影响污水处理厂的运行。由于污泥含油量较高，直接压滤效果不佳。在污泥浓缩池中添加Ca(OH)2，调节pH为10左右，可达到较好的压滤效果。污泥经过板框压滤机后，含水率可由原来的99%降低到75%～80%。
2.6汽车涂装废水处理连续处理去除率分析
表3 连续处理效率
出水口位置
CODCr 去除率
斜板沉淀池出口
50% ～ 60%
浮选槽出口
20%～25%
砂滤器出口
15％
3 治疗效果分析
该项目自2002年投入运行以来，处理效果稳定，表4为2004年上海市环境监测中心对该厂的监测分析报告汇总，监测周期为3天，每天采集12个样品（每小时一个样品，包括废水处理装置的进水口和出水口）。
表4 污水处理设施总排污口监测数据
从上表可以看出，处理后的废水按照上海市《污水综合排放标准》（DB31/199-1997）进行评价，其中CODCr、BOD5、SS按三级标准进行评价（废水处理后排入安亭水质净化厂），其余均按二级标准和第一类污染物最高允许排放浓度进行评价，均能满足工程设计指标。
目前，处理装置运行稳定，出水达标。