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汽车涂装废水处理技术的研究进展

汽车涂装是汽车生产的一个重要环节，对于汽车成品具有3个主要作用：（1）使汽车外表更具观赏性；（2）防止汽车中金属构件的生锈损坏，延长汽车的使用寿命；（3）提供不同的车身颜色满足消费者的个性化需求。

根据资料显示，2019年我国汽车产量达2572.1万辆，按照使用绿色涂料可产生废水为0.16m

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/辆估算，2019年我国汽车涂装废水产生量至少411万m

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。汽车涂装废水水质复杂，常含有大量表面活性剂、其他有机溶剂、涂料助剂、重金属、磷酸盐等污染物，是一种典型的成分复杂、毒性强、难生化废水，若不有效地处理则会造成严重的环境污染。因此必须对汽车涂装废水进行处理达标后排放，更理想的是循环回用。本文从国内外汽车涂装废水的研究现状、研究热点等方面进行总结，综述了涂装废水处理的预处理及主体处理工艺的优点和不足，并对未来汽车涂装废水的处理及其循环回用进行了展望。

1 汽车涂装废水的污染源及水质分析

1.1涂装废水污染源分析

汽车涂装废水的来源及各工序产生的特征污染物如表1所示。

表1 涂装工艺污染源分析

1.2涂装废水的水质特征

由于采用的涂装工艺及使用涂料的不同，各工序废水的水质差异较大。该类废水通常具有以下特点：

（1）涂装工艺产生的废水包含各种形态的有毒有害物质如Ni

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、Cu

2+

、Zn

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及其化合物、VOCs、油漆颗粒等，这些污染物会对受纳水体及土壤环境产生潜在危害。根据文献研究得出涂装废水的水质参数及范围，如表2所示。

表2 涂装废水水质参数及范围

（2）电泳和喷漆工序产生大量的有机污染物，可生化性差，采用生物处理工艺时废水中有生物毒性的物质，可能会抑制微生物的活性甚至造成微生物中毒死亡，影响处理效果。因此，需针对不同水质选择合适的预处理工艺以分担后续生物或高级处理的负荷。

（3）由于涂装工艺中不同工序产生不同浓度和类型的污染物，各工序废水经混合后形成的废水具有水量波动范围大、水质不稳定的特点。针对涂装废水中大量有机物、重金属、油脂等有毒有害物质，膜分离、高级氧化、电渗析、电解等先进技术已经越来越广泛地应用于该类废水的治理中。欧美等发达国家大部分涂装车间先对各工序废水进行分质预处理，再利用反渗透电渗析等技术进行深度处理，出水水质良好，大部分可实现回用。笔者认为，根据车企使用涂料及涂装工艺的差异，采用新型组合工艺，提高处理后的水质，可实现废水的大量或完全回用。本文从预处理、主体处理和循环回用工艺3个方面综述了涂装废水处理的一些最新应用或研究进展。

2 汽车涂装废水分质预处理

2.1去除油脂

2.1.1气浮

杨德敏等采用化学沉淀-混凝法对磷化和脱脂产生的混合废水进行预处理，再经气浮-水解酸化处理，结果表明：该组合工艺对悬浮固体的去除率为90%~99%，油截留率可达99%，说明气浮预处理脱脂废水性能优越。

2.1.2超滤

超滤是一种压力驱动的膜分离技术，广泛应用于汽车涂装废水的处理中，特别是脱脂除油和电泳漆回收方面。在脱脂废水处理方面，超滤较传统处理工艺具有效率高、能耗低、出水水质优的优势而越来越受汽车制造企业的青睐。

文会超等采用无机陶瓷膜对脱脂废水进行处理，结果表明：采用孔径200nm的氧化钴膜，在操作压力0.1MPa，膜面流速5~7m/s、温度为45℃的最优操作条件时，油截留率达99.4%，出水油浓度<30mg/L，膜的稳定通量达到了390L/（m

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·h），表明超滤膜截留的脱脂剂可进行回用，渗透液可作为水洗和清理水使用。

2.2去除重金属

化学沉淀法是目前在处理涂装车间含重金属废水方面应用最成熟的方法，具有操作简单、处理成本相对低廉、处理效果良好的优点，但容易造成水中高价值（Cu

2+

、Zn

2+

、Ni

2+

、Cd

2+

）金属离子的损失，吸附法和离子交换法近年来在涂装废水金属离子的回收方面表现出良好应用前景。

2.2.1吸附法

吸附法能有效去除汽车涂装废水中磷酸盐、重金属和色度等，因此在磷化废水处理中表现出良好的应用优势，但吸附前需要对废水进行预处理。AbuBakar等研究了固定床吸附对汽车涂装废水处理的有效性，结果表明：化学改性砂吸附氨的范围达43.68%~96.55%，高于原始砂的吸附范围0~89.66%；化学改性砂吸附Zn，Mn，Cr，Cu，As，Ni，Co，Fe离子的范围为93%~100%，明显高于原始砂的吸附范围0.8%~100%。较原始砂固定床，改性砂对氨、锌，锰，铜，砷，镍，钴和铁离子的去除率及吸附容量均明显提高。

吸附法对涂装废水中磷酸盐和色度的去除效果良好，且对高价值金属离子有良好的回收效果。但是吸附过程对进水pH要求严格，而且吸附材料吸附饱和后需及时再生或更换，造成处理成本偏高。

2.2.2离子交换法

采用离子交换法处理涂装废水，对树脂再生后不仅能回收水中高价值金属离子，还能降低这些有毒金属离子进入受纳水体危害环境的风险性。该处理技术在含金属离子废水处理方面表现出了良好的前景。Sengorur等研究了PuroliteC-104离子交换树脂对涂装混合废水中Cu

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和Zn

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的去除效....