在汽車涂裝過程中，溶劑型涂料噴涂占了整個國內汽車涂裝業的大多數份額。汽車溶劑型涂料噴涂方式一般有兩種:一種是傳統的手工空氣噴涂，涂料利用率只有30%~40%;另一種是近年發展起來的往復機或機器人噴涂，涂料利用率70%~0%。試驗人員在往復機或機器人噴涂過程中進行空氣測定，噴漆室的過噴漆霧和有機溶劑的質量濃度為300~2 000 mg/m3。相對于傳統的手工空氣噴涂，涂裝仍承擔著巨大的環境壓力。由于漆霧及有機溶劑氣體，帶來的二次污染，直接影響噴涂物體表面質量和操作者的身體健康，因此，人們設計了濕式漆霧處理設備及與其配套使用的漆霧處理劑，使得漆霧去除率達到了99%，有效地保護了環境。在此過程中做好廢漆的捕集和處理尤為重要。

　　1濕式漆霧的處理方式

　　漆霧捕集系統的工作原理是使噴漆室的廢氣與水充分混合，利用不同風速、擋水板和風向的多次轉換，使漆滴與水匯合后通過管道流人廢漆處理間進行處理。

　　(1)濕式漆霧處理方式按照捕漆介質的不同，可分為“水洗式”和“油洗式”。“水洗式”中的捕漆介質大多數為水。“油洗式”中的捕漆介質為高沸點溶劑或水與溶劑的乳化液。“油洗式”對涂料的捕集效果較好，但運行成本較高;“水洗式”的捕漆介質為水，運行成本較低，通過向水中添加一些漆霧處理劑，可以起到與“油洗式”一樣的捕漆效果。所以，國內汽車涂裝業大都采用“水洗式”的漆霧捕漆方式。

　　(2)濕式漆霧處理按照捕漆的運作方式，可分為水簾式(水幕式)、文丘里式、水旋式(動力管型)等。

　　水簾式捕漆裝置是通過循環泵輸送清水到噴房墻壁上形成水幕，在噴涂過程中產生的漆霧被水幕帶到廢漆處理間，在廢漆處理間加人適當的處理劑，使漆霧粒子聚合成渣并脫水與水分離。分離后的水稱為清水，再輸送到噴房循環使用。

　　在文丘里式的噴漆室中，水和漆霧通過文丘里器通道，速度逐漸增大，使漆霧和水在狹窄的通道中碰撞，從而達到捕集漆霧的目的。然后，利用不同的風道截面來多次改變風速，使氣流由高風速突然降到低風速(如風速由23 ~25 m/s降到3~4 m/s)，水和漆滴從氣流中甩出，達到水和凝聚的漆滴與空氣分離的目的。文丘里式捕集漆霧效率高達97%~99%，高于其他捕漆霧方式。文丘里式捕集漆霧裝置，黑色箭頭曲線表示排風及水流方向。

　　在水旋式的噴漆室中，水和漆霧通過變徑的漏斗狀旋風動力管，使帶漆霧的空氣和水流呈龍卷風似的高速旋轉混合，從而達到捕集漆霧的目的。水和漆滴的凝聚物與空氣的分離方式與文丘里的相同，設備結構與文丘里結構相似。

　　2廢漆處理劑的作用原理

　　廢漆處理劑主要有:絮凝劑、凝聚劑、片堿。

　　絮凝劑作用的主要原理是源于帶有正(負)電性的基團。靜電噴涂中，漆霧與水混合后，水中帶有負(正)電性的一些粒子或顆粒，這些帶電粒子由于電勢的作用，難于分離。絮凝劑帶有與其相反的電勢，在與含有漆霧的水混合后，降低其電勢，使其處于不穩定分散狀態，利用其聚合性質使得這些顆粒集中，并通過物理或者化學方法分離出來。

　　凝聚劑的作用與絮凝劑差不多，是促使不穩定分散的廢漆膠體微粒(或者凝結過程中形成的微粒)產生聚合，形成廢漆浮渣或沉渣，并與水分離。

　　投加凝聚劑后，廢漆膠體失去穩定性，膠體顆粒互相凝聚，形成眾多的“小礬花”。投加絮凝劑后，“小礬花”通過吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大的絮凝體。

　　絮凝劑需要加人適量自來水攪拌充分溶解后緩緩注人到污水出水口，凝聚劑可直接將原液注人清水出水口。

　　絮凝劑和凝聚劑不是絕對的概念，有很多交叉領域，有些處理劑既是絮凝劑也是凝聚劑，或稱為助凝劑。如PAM，是線狀高分子聚合物，可稱為絮凝劑或凝聚劑。

　　片堿主要用于調節廢漆水槽的pH值。

　　廢漆處理劑中還有許多其他輔助作用的材料，如消泡劑、殺菌劑、pH調節劑。消泡劑用于消除使用漆霧凝聚劑時產生的泡沫。殺菌劑用于殺除由于水槽長時間使用而產生的菌藻。pH值調節劑(主要成分是堿)用于調節水槽中水的pH值，使漆霧凝聚劑達最佳效果。

　　3影響絮凝效果的因素及廢漆處理劑的選擇

　　絮凝作用是復雜的物理和化學過程，絮凝處理效是由多種因素綜合作用的結果。影響絮凝效果的因素主要有以下幾點：

　　(1)廢漆水溫。水溫升高絮凝效果則會提高。在

　　低溫條件下，通常通過增加絮凝劑用量的方法提高絮凝

　　效果。但是，水溫過高，形成的絮凝體細小，污泥含水率

　　增大，難以進行后續處理。所以，水溫過高或過低對絮

　　凝均不利，宜控制在20~30℃。

　　(2)廢漆水體pH值。每種絮凝劑都有其適合的pH值范圍，超出范圍就會影響絮凝效果。例如PAM,陽離子型適合在酸性和中性的環境中使用，陰離子型適合在中性和堿性的環境中使用，非離子型適合從強酸性到堿性的環境中使用。

　　(3)絮凝劑的性質和結構。對于高分子絮凝劑來說，其結構和性質對絮凝作用影響很大。無機大分子絮凝劑的聚合度越大，其電中和能力和吸附架橋功能越強。對于有機絮凝劑來說，除了聚合度的影響外，線性結構的絮凝劑絮凝作用大，而環狀或支鏈結構的有機高分子絮凝劑的絮凝效果相對較差。

　　(4)絮凝劑投加量。各種絮凝劑都有在相應條件下的最佳投加量，低于或者超過這個最佳量都會使絮凝效果變差。用量不足時，絮凝不徹底，用量過大則會造成膠體的再穩定，降低絮凝效果。所以，不同的絮凝劑要在使用之前應做小試確定其最佳加人量。

　　(5)外力條件。為了使絮凝劑與廢漆水體充分接觸，增加顆粒碰撞機率，往往要進行機械攪拌，而攪拌的速度和時間必須適當。攪拌時間太短，絮凝不充分。攪拌速度太快、時間太長，會使已經形成的絮凝被打碎，降低高分子鏈的架橋吸附能力。

　　(6)微生物因素。循環水中有機物濃度很高，循環水的運行條件又適于微生物繁殖，微生物的滋生對漆霧凝聚劑的使用效果有負面影響。氣溫高時應定期投加殺菌/抑菌劑。

　　要達到好的廢漆處理效果，正確選擇和使用處理劑也是非常重要的。如果這方面未做好，可能出現以下情況:

　　(1)漆霧粘附設備表面，堆積槽底，堵塞循環管路、噴嘴等，從而加大清理難度，增加維修費用。

　　(2)漆霧粘附在水泵及風機葉片上，使水量及風量降低，造成噴漆室內循環水量及排風量失去平衡，造成廢漆處理系統無法正常運行，進而影響涂裝質量。

　　(3)漆霧中的部分有機質溶解在水中，增加循環水的化學需氧量(COD)，降低了循環水凈化效率，促使循環水腐敗發臭，循環水更換次數增加，后續水處理的難度增大。

　　選擇廢漆處理劑的原則主要有以下幾點:

　　(1)對漆霧有良好的截留作用;

　　(2)對截留后的漆霧包括其中的樹脂、溶劑等有良好的吸附、破壞其分數狀態的作用并能使它們凝聚成塊;

　　(3)凝聚成塊的渣必須大部分上浮，便于排渣。

　　例如某涂裝車間廢漆處理槽循環液中添加的主要處理劑為某公司的凝聚劑(P3-croni 810)和絮凝劑(P3-cronifloc 951)

　　凝聚劑(P3-croni 810)是一種用作水處理的有機碳水聚合物液體，原液pH值為4--6，可以對噴房水中的涂料進行有效分離和凝聚。它的漆霧凝聚性能對底基/清漆系統、氨基甲酸乙醋和水基涂料工藝都有效，且能使循環水中的漆渣很容易脫水。

　　絮凝劑(P3-cronifloc 951)是一種高分子化合物，適用于水性和溶劑型廢漆處理。作為絮凝劑，可促進懸浮，用于傳統的凝聚處理設備(帶有表面撇刮器的上浮裝置);作為脫水劑，可用于漆渣的脫水。

　　4廢漆處理劑的使用

　　凝聚劑的添加方法一般采用空氣計量泵直接將原液注人清水泵(送人噴漆室的泵)人口。絮凝劑的加人是先在預混槽內注人水，然后加人絮凝劑，經攪拌充分預混合后再注人污水泵(輸出到廢漆處理槽的泵)出口。這樣的加料位置主要有以下幾點好處:

　　(1)絮凝劑與廢漆在循環水主槽中充分作用;

　　(2)無論是對循環泵還是刮渣設備都能起到降低粘性廢漆所帶來的危害;

　　(3)減少藥劑浪費，節約成本。

　　例如某涂裝車間使用絮凝劑( P3-cronifloc 951)的添加方法:要有帶攪拌器的預混槽(攪拌器的轉速(700 r/min)，先把絮凝劑(P3-cronifloc 951)原液配制成0.1%~0.3%的水溶液，然后再用計量泵連續添加到廢漆處理槽中。

　　不同廠家的處理劑產品有效加量有所差異，以漢高產品為例:

　　凝聚劑加量:涂料車身數量X 1.82 X 25%(kg) 。

　　絮凝劑加量:凝聚劑的加人量除以60(絮凝劑和水的配比為:1:200)。

　　片堿加量:根據噴漆池內水pH值的變化情況加片堿，控制pH值為7.5一9.5。

　　絮凝劑和凝聚劑的加人位置原則是:絮凝劑一般在污水泵出口處加人，凝聚劑一般在清水泵人口處加人。不同的廢漆處理裝置加料位置不太相同，以下以某車間在不同的廢漆處理裝置中的加料位置來說明。

　　5日常運行及參數的管理

　　噴房循環水所要檢測的指標有:pH值、COD、電導率、透明度等。

　　(1) pH值:pH值是循環水的重要控制參數

　　pH最佳控制范圍是8.5--9.0o pH在這個區間變化時基本可以保證最佳的處理效果以及最低的成本消耗。由此確定其測試頻率以及調整方法為:每天上下午各測1次，用250 mL采樣瓶從刮渣槽中采集循環水樣約200 mL，用精密pH計測試pH并記錄。pH應在8.5~9.0之間，如果pH<8.5，添加片狀氫氧化鈉至pH達到8.5，如果pH>9.0，因為主處理劑(絮凝劑、凝聚劑)為酸性，可通過主要處理劑的添加自然降低。

　　(2)電導率:電導率主要影響主處理劑的耗量

　　主處理劑的使用量在電導率<4 000 μ/cm時基本沒有太大變化，但在>4 000 μ/cm時，主處理劑的使用量明顯增多。所以正常操作的情況下電導率需控制在4 000μs/cm以下。當電導率>4 000 μ/cm時，應進行排槽處理，并注人去離子水，調節電導率<4 000 μ/cm。檢測頻率為1次/d。

　　(3) COD:是污水排放的重要指標，會隨著循環水中溶解的化合物的增多而上升，目前對COD的控制方法是:如果連續5個工作日COD>4 000 mg/L或單次>4 500 mg/L，就應該做排槽處理。

　　6廢漆處理間的布局

　　早期涂裝車間通常為平面布局，廢漆處理間一般布局在廠房外，離噴漆室距離較遠，優點是中涂、面漆、清漆的漆霧可以集中處理，減少廢漆處理間的占地面積。缺點也很明顯，主要有:

　　(1)需要較大的循環水量，對參數不能做到快速地調整，且廢漆排放較多;

　　(2)管路較長，因此管路水壓較小，容易造成管路堵塞，且不易維護;

　　(3)對生產線的停線不能做到及時停止運行，造成動能和藥劑的浪費。

　　近年來新建成的一些涂裝車間都采用了多層立體的結構布局，廢漆處理設備設計安裝在噴漆室的下端。缺點是一次性投資比較大，廢漆處理間占地面積比較大，但優點比較明顯，主要有以下幾個方面:

　　(1)對中涂、面漆的廢漆做到了分開處理，可以對不同的樹脂做針對性的處理;

　　(2)管路短、遷回少，容易維護，且循環水量少，減少了污水排放，節約了成本;

　　(3)離噴漆房近，可做到與生產線同步運行和停止，基本杜絕了處理劑和動能的浪費。7國內外汽車涂裝廢漆的處理發展狀況

　　近幾年，歐洲汽車廠家在成熟的濕式漆霧捕集系統的基礎上開發了干式漆霧捕集系統和靜電漆霧捕集系統。如德國涂裝設備公司開發的新一代干式漆霧捕集系統，艾森曼(Eisenmann )公司開發的靜電漆霧捕集裝置(ESCRUB)等。

　　干式漆霧捕集的主要特點:

　　(1)漆霧捕集系統的捕漆介質主要為石灰。石灰粉與過噴濕漆霧相互吸附形成漆渣，含有漆渣微粒的空氣經過濾組件過濾，使漆渣與空氣分離，過濾后的空氣返回空氣循環系統。

　　(2)全自動清潔工藝。涂料微粒隨著空氣經過濾組件進行分離，在過濾器表面形成渣餅，導致過濾器的風阻增加。當壓差達到最大允許值時，就會觸發自動清潔過程，使用潔凈壓縮空氣以0.25 s的脈沖噴人過濾器內，使渣餅與過濾器脫離。過濾器的清潔大約每25min進行一次。當濾料與捕集到的涂料微粒達到質量比3:1時更換新的濾料。每一個噴漆室的漆霧捕集系統都由若干相同的漆霧捕集單元聯合構成。當一個捕集單元進行清洗或更換濾料時，其他的單元仍然可以工作，確保整個清潔過程不會影響過噴漆霧的捕集。

　　靜電漆霧捕集裝置的主要特點:

　　(1)排氣通過陰極電柵，使排氣中的涂料微粒獲得電荷帶電;( 2)帶電的涂料微粒被吸附到接地的分離板上;(3)借助分離劑捕獲涂料微粒;(4)分離出捕獲的涂料微粒;(5)澄清的分離劑返回循環使用。

　　干式漆霧捕集系統的優點是:在整個漆霧捕集和分離的過程中不需要用到水，省去了水洗、水處理、漆渣處理工藝，防止了風管被水侵蝕和被漆霧污染等。與濕式漆霧捕集技術相比，由于干式漆霧捕集系統的過濾介質可以再生利用，可節省水和能源約30%。缺點是:對整個系統的設計和施工需要考慮的細節方面較多，要想得到一個比較好的漆霧捕集效果，對日常的維護要求比較高。

　　靜電漆霧捕集系統的優點是噪音較低;排風再循環利用可達95%，可大幅度減少新鮮空氣補給量;分離效率高，壓損較小。缺點是系統裝置設計及控制較為復雜。

　　可以看出，干式漆霧捕集系統和靜電漆霧捕集系統相比于濕式漆霧捕集系統，優勢明顯。目前，國內已有新建汽車廠采用了干式漆霧捕集系統，如奇瑞大連分公司的涂裝車間采用的就是干式漆霧捕集系統。

　　除此之外，國外有的公司通過大幅度減少過噴漆霧的方法省去了漆霧捕集系統。如:德國艾森曼公司推出的新一代靜電懸杯Vario Bell V . 2。其特點是質量輕(約4.2 kg);同一懸杯有兩種噴幅可以選擇，同時滿足車身內外表面噴涂的需要;懸杯的轉速高(可達100 000r/min )，噴涂量大(可達800 mL/min)，該懸杯與艾森曼公司的換色閥配套使用，在噴涂換色過程中，可以做到基本無涂料損失，從而省去了過噴漆霧捕集系統。

　　8結語

　　在世界涂裝技術領域，干式漆霧捕集裝置和靜電漆霧捕集裝置都取得了技術突破。相對于國內的涂裝技術，在這些領域與國際先進水平有一定的差距。因此，提高我們的自主研發能力，加強與涂裝設備公司、設計院及各大汽車廠家的合作開發，縮短與國際先進水平的差距，是提高國內涂裝制造領域競爭力的首要任務。

　　涂裝廢漆處理有著十分重要的環保意義，無論生產線是落后還是先進，都應把環保放在首位，首先做好廢漆的收集和處理工作再考慮怎樣降低成本。