1.4 汽车美容与环境保护
在汽车美容施工中,所产生的废气、废水、废物等污染物,如处理不当将导致大气污染、水质污染和土壤污染,导致社会性公害。所以,治理“三废”是汽车美容施工中不可忽视的重要问题。
(1)废气的处理 汽车美容施工中产生的废气主要来源于喷涂散发的漆雾和溶剂挥发的蒸气。其中溶剂蒸气是一种毒性很大的气体物质。通常液态涂料的溶剂含量占50%~60%(硝基涂料甚至高达80%),这些溶剂在涂装中会全部挥发成气体。为避免废气导致大气污染,常采用活性炭吸附、催化剂燃烧和直接燃烧等方法进行治理。
①活性炭吸附法。这种方法是采用活性炭(图1-20)作为物理吸附剂,利用其毛细管的凝聚作用与分子间的引力,将有害物质吸附在活性炭表面上,使废气净化。
图1-20 活性炭吸附
活性炭吸附法使用的设备包括预处理设备、吸附罐、后处理设备、控制系统等。工艺过程是将有机溶剂挥发气体经过过滤、抽风、冷却后送入吸附罐内,通过活性炭层直至饱和;再以必需压力的工业蒸气处理饱和的活性炭,使之解析出被吸附的溶剂气体;然后将解析出的溶剂气体与水蒸气混合物经冷却器冷却并使其分层,最后回收有机溶剂。
活性炭吸附处理后,废气排放浓度可达到国家标准规定。该方法的优点是可回收溶剂,可净化低浓度低温废气,不需加热;缺点是需要预处理除去漆雾、粉尘、烟、油等杂质,高温废气需要冷却。
②催化剂燃烧法。这种方法是将作为有机溶剂的气体加热到200~400℃,进行氧化反应,这样可以在较低温度下燃烧,热量消耗少。其优点是装置较小,燃料费用低,NOx生成少;缺点是需要良好的预处理,催化剂和设备价格较贵等。
③直接燃烧法。直接燃烧法是将含有机溶剂的气体加热到600~800℃,使其直接燃烧,进行氧化反应,分解为二氧化碳与水。其优点是操作简单,维护容易;不需预处理,有机物可完全燃烧;有助于净化高浓度废气;燃烧热可作为烘干室的热源综合利用。缺点是NOx排气增加,当单独处理时,燃烧费用较大。
(2)废水的处理 在汽车美容的清洗、湿打磨等作业中,将产生大量废水,这些废水中包含油污、清洗剂等有害物质,必须进行净化处理,使其符合工业废水最高允许排放浓度及地面水质的卫生要求方可排放,以减少环境污染,确保水质卫生。
①废水处理方法。
a.油污的处理。清洗汽车车底、底盘时产生大量含油废液。这种油污主要以乳化油的状态存在,油分子的粒径很小,不易从废液中去除,一般采用破乳→油水分离→水质净化方法进行油污处理。其基本原理如下。
ⅰ.破乳。主要用外加药剂来破坏废液中乳化胶体溶液的稳定性,使其凝聚。常用的药剂包括氧化钙、氯化钠、氧化镁等。为了使油珠及其他悬浮物尽快地分离,并生成微小的凝絮,还需加入混凝剂。常用的混凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、活化硅酸、聚丙烯酰胺等。
ⅱ.油水分离。通过破乳、凝聚处理,油珠及杂质生成凝絮。然后用物理方法使油水分层,去除沉淀,达到分离的目的。油水分离的方法包括自然浮上、加压浮上、电解浮上、凝聚浮上和粗粒化等。自然浮上是将废液露天存放,经一段时间使乳化状油污形成小滴析出,浮在水面上,以利于清除。加压浮上是对废液施加必需压力,使油污分子变大,与水分离,浮在水面上。电解浮上是向废液中添加电解质溶液,使油污颗粒形成较大的颗粒和水分离,浮聚在水面上。凝聚沉淀是向废液中加入混凝剂,使得油污颗粒失去稳定性,凝聚形成较大的颗粒与水分离沉淀于底层,以利于清除。粗粒化是用机械或物理的方法,使水中细小的胶体悬浮颗粒失去稳定性,经碰撞及凝聚变成较大颗粒或油污胶体。
ⅲ.水质净化。经过破乳、油水分离后,水中油分和有机物均大大降低,但水中还存在着微量的油和一些水溶性表面活性剂,可通过吸附、过滤除去。常用的吸附、过滤材料包括活性炭、焦炭、磺化煤、砂、聚丙烯纤维等。油污处理的工艺流程见图1-21。
图1-21 油污处理工艺流程方框图
b.碱性废液的处理。汽车表面清洗采用的多数为碱性清洗剂,对废液中的碱可以采用中和法进行处理。
ⅰ.将碱洗废液与酸洗废液互相中和,使得pH值为6~8。此法省药剂,简便易行,成本低。
ⅱ.采用加药中和常用的中和剂作为工业用硫酸或硝酸。此法效果好,时间短,但成本高。
c.酸性废液的处理。对酸性废液处理一般是采用中和法。方法一是将酸性废液处理与碱性废液互相中和,使得pH值为6~9。此法节省中和药剂,费用低,但处理效果不稳定。方法二是采用投药中和法。常用中和剂包括纯碱、烧碱、氨水、石灰乳、碳酸钙等。此法使用性强,效果好,但成本高。
②废水再生利用。在汽车美容行业中水消耗量大,以洗车为例,一个洗车场平均每天消耗水在10m3以上,一个中等规模的城市最少有300多家洗车场,每年洗车场所消耗的水量就高达100多万立方米,从全国范围看,其数目更是令人触目惊心。我国是个严重缺水的国家,水资源的再生利用具有重要的现实意义。若把洗车用过的废水进行处理后再用,不但可节约用水,降低成本,而且还可以减少水污染,是一项利国利民的大好事。
a.废水再生利用的主要设备包括水泵、蓄水箱、沉淀池、过滤槽和过滤塔等。其中过滤塔的结构最复杂,它由塔身与五道过滤层组成,过滤层从下到上依次为鹅卵石层、方解石层、棕纤维层、海绵层和净水剂层。
b.废水再生利用工艺流程如图1-22所示。
图1-22 废水再生利用工艺流程
ⅰ.废水回收。首先要控制废水的流向,洗车场应建有封闭的废水回流地沟,保证洗车废水均能流入地沟,地沟的出口为过滤槽。
ⅱ.初次过滤。初次过滤的目的是吸附、沉淀或除去部分泥沙等粗大颗粒。该工序在过滤槽中进行,过滤槽中设置方解石层、海绵层和净水剂层三道过滤层。废水经过滤槽中三道过滤层过滤后进入沉淀池。
ⅲ.沉淀处理。沉淀处理的目的是除去水中的悬浮颗粒。废水经过初次过滤后进入沉淀池进行静态沉淀处理,沉淀池有3个或多个分池相连,每个池中放入一定量的方解石和絮凝剂,相邻两个沉淀池在恰当的高度留有溢口,以便循环水循序进入1、2、3级或多级沉淀分池。经过沉淀处理的废水在水泵的作用下进入过滤塔。
ⅳ.净化处理。净化处理也称渗吸处理,这是废水的最后一次过滤,经这次过滤的废水基本上可以达到洗车用水的标准。净化处理在过滤塔中进行,废水在塔内依次通过鹅卵石层、方解石层、棕纤维层、海绵层和净水剂层进行净化。过滤出来的杂质沉淀在塔内底层,通过释放阀可将沉淀物排出。净化后的水最后流入蓄水箱,蓄水箱中的水经过一段时间的静置就可以再次使用。
上述废水再生利用所需设备和原材料均很简单,技术和工艺要求也不高,投资数千元就可以投入使用,废水再生利用率可达70%,在汽车美容行业非常适用。
(3)废物的处理 汽车美容中产生的废物较多,其中大多数是有害物品,必须进行妥善处理。
①废物的种类。
a.水性沉渣,如清洗后的脏物、湿打磨沉渣、水处理后的沉渣等。
b.施工废渣,如清除的旧漆膜、打磨粉尘等。
c.废旧容器,如清洗剂和护理用品的废罐、涂料废桶等。
d.涂料废渣,如废腻子、废漆渣、废溶剂等。
e.废弃用品,如废擦布、废砂纸、废遮盖物、废手套等。
f.失效物品,如失效护理用品、涂料等。
②废物的处理方法。
a.再生利用。
ⅰ.废漆的再生利用。性能较好的喷漆室可以高效地捕集漆雾,被水幕冲洗下来,积聚在水槽中,这种废漆渣可以再生利用。
硝基漆型(热塑性)废漆渣的再生工艺:将收集来的废漆渣晾干,清除掉夹杂物,用相应的溶剂溶解过滤,按必须比例混入新漆,供涂装要求不高的被涂物使用或当底涂料使用。
热固性合成树脂的再生工艺:在漆渣未干涸或结皮之前收集,若当日来不及再生处理,则应将其装在容器中,用水封存避免结皮和干涸。在处理前将水沥尽,加相应的溶剂搅拌、除水、过滤,按比例混入新漆供装饰性要求不高的表面涂装使用或混入底漆供锻件打底使用。洗喷枪和换色产生的废漆液在过滤后可直接使用。如供汽车车身底板或车架等对外观装饰无要求的被涂物涂装用。
ⅱ.废溶剂的再生利用。如果是同一条涂漆线收集的废溶剂,经过滤后可回收用于调配相同颜色的涂料或作为底涂料、中间涂料的稀释剂用。
废溶剂的再生方法通常采用真空蒸馏和蒸汽蒸馏,也可用与废溶剂等量的水与乳化剂混合搅拌后静置,颜色和树脂呈胶冻状沉在下部分离,上部的澄清液作为回收溶剂使用。
b.焚烧处理。对易燃物可进行焚烧处理,焚烧时应注意以下事项。
ⅰ.注意有害气体侵蚀。有些废物(如氯化橡胶涂料、聚氯乙烯树脂涂料、含氟树脂涂料等)焚烧时会产生氯化氢和氟化氢等有害气体,这些有害气体会侵蚀炉体。所以,炉的材料和燃烧气体的水洗等必须采用由钛等耐腐蚀强的材料。
ⅱ.注意焚烧残渣处理。有些废物焚烧后产生的残渣中仍含有害物质,所以焚烧前应对废物进行分离。对焚烧后不含有害物质的残渣可直接进行深埋处理;对于含有害物质的残渣应符合含有害物质污泥的标准,经溶出试验不高于标准时,方可深埋和混凝土化处理。
ⅲ.注意焚烧安全。有些废物(如废溶剂、废油漆等)是易燃、易爆危险品,应备有防火设备、电气防爆措施等,保证焚烧安全。