第三章 涂装三废处理
3.1 涂装车间对环境的污染及其有害物
3.1.1 涂装车间对环境的污染
涂装车间是机械工厂中对环境污染最为严重的车间。在涂漆前处理过程中，为去除工件上的油污和锈蚀，获得清洁的适于涂覆的工件表面，要产生大量大酸、碱和重金属离子的废水。仅前处理每一冲洗工序，每平方米的工件面积上产生的废水量，就高达15～30L。
在涂料成膜过程中，根据不同的施工方法，涂料的损耗约占涂料使用量的20%～80%，在工业比较集中的地区，涂料施工过程中有机溶剂的挥发量，高达这个地区碳氢化合物排出量的27.1%。
对于环境的污染，特别是对大气的污染，涂料施工远比涂料生产严重。在施工过程中，占溶剂型涂料生产总量50%的有机溶剂会全部挥发。涂料生产虽然也生产废物，但武安不废物的总量，不超过涂料生产量的3%，而所使用的溶剂在大气中的排放量，不足涂料生产使用溶剂量的0.25%。空气喷涂时有害物产生的过程如图3-1所示。空气喷涂时有害物的生产量见表3-1。
图3-1 为空气喷涂时有害物产生的过程
从表3-1可知，空气喷涂过程中，干燥成膜的涂料量仅占涂料使用量的30%，其余70%涂料形成废水、废气和废渣排出，直接排入大气中的有机溶剂占涂料使用量的35%～40%，比干燥成膜的涂料量还大。
表3-1空气喷涂时有害物的产生量
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项目
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涂料使用量
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干燥成膜量
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淤 渣
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循环水
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通风
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涂料
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100
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喷漆室
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烘干室
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成分
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颜料
树脂
溶剂
反应气体①
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25
125
50
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15
14～14.5
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10
10
≈10
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2～5②
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17～20
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18
0.5～1.0
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合计
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100
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29～29.5
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30
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2～5
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35.5～39.0
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①反应气体是涂料中的树脂在烘干室中热固化时的反应生成物。
②循环水中的溶剂量，由于溶剂的种类不同有所变化。
在整个涂覆过程中产生的大量废水、废气和一定量的废渣，不仅造成材料的浪费，同时也造成了对环境的严重污染，危机人们的健康。为保护环境，防止污染，从事涂料施工的技术人员，在提供耐用、美观的涂覆产品的同时，必须认真对待涂料施工过程中产生的有害物，探求可靠、经济的处理方法。
3.1.2 涂装车间的有害物
涂装作业的有害物质，随时用涂料品种和处理方法的不同，其有害物质的种类、含量也不同，按有害物质的存在形态来分，可分为废水（废液）、废气和废渣，见表3-2。
表3-2 涂装作业中的有害物质的种类及来源
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种类
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主要来源
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主要成分
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废水
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脱脂、酸洗、磷化等前处理
喷涂底、中、面漆时喷漆室排出排水
浸涂、打磨腻子等冲洗水
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酸液、碱液及重金属盐类
颜料、填料、树脂、有机溶剂
颜料、填料、树脂、有机溶剂
|
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废气
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喷漆室排出废气
挥发室排出废气
烘干室排出废气
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均含有甲苯、酯类、醇类、酮类
有机溶剂、涂料热分解产物以及反应生成物中的醛类、胺类
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废渣
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磷化后沉渣
水溶性涂料产生淤渣
废旧漆渣，漆料变质
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金属盐类
树脂、颜料、填料
树脂、颜料、填料
|
工业涂装有害物质的处理有两个途径，其一是改变产品的结构和施工方法，可从根本上消除或减少涂装作业中有害物质的产生。如生产无害和低毒涂料，逐渐减少生产严重污染环境的溶剂型涂料。开发生产水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料、废水分散涂料和光固化涂料等，以消除和减少溶剂型涂料对大气的污染。同时采用高效涂装工艺，提高涂料的附着效率，减少涂料的飞散。此案用高效低毒前处理剂及工艺，取代钝化工序以消除铬离子的污染等。其二是对涂装作业中产生的有害物质进行有效的、科学的、经济的处理。由于工业涂装污染源较多，其处理方法比较多。
3.2 涂装废水处理
3.2.1 涂装废水的来源、种类及排放的控制
3.2.1.1 涂装废水的来源及种类
为进行涂装作业的废水处理，必须首先分析化验废水中所含的有害物质，才能去诶的那个用何种方法，取出到何种程度。有涂装工序排出的废水其来源和种类见表3-3中。涂装生产线废水及有害物质密度见表3-4。
表3-3 涂装作业废水来源和种类
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序号
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废水来源
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废水种类
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1
2
3
4
5
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钣金冲压工序
金属涂装前处理工序
涂（浸）底漆工序
涂中间涂层工序
涂面漆工序
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拉延油、防锈油等
脱脂、酸洗、磷化等废水及冲洗水
喷底漆、电泳和浸底漆等污染水
喷涂中间涂层、打磨腻子等污水
喷面漆的污水
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表3-4 涂装生产线废水及有害物浓度
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项目
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锌系磷化
（汽车生产线）
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铬酸盐类
（铬合金）
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电泳冲洗水
（汽车制品）
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水系涂料
（5%废水）
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水性烘烤涂料（5%喷漆废水）
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PH值
悬浮物/10-6
化学需氧量/10-6
生化需氧量/10-6
Fe/10-6
Zn/10-6
乙烷抽出物/10-6
FCr/10-6
Cr+6/10-6
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6.5～7.5
30～130
25～60
25～60
1～10
1～4
3～20
|
2.5～5.5
100～1000
400～500
30～50
—
—
150～400
40～70
30～60
|
6.8～8.2
500～1200
500～1800
—
—
—
—
—
5～20
|
6～8.5
＞12000
＞6000
—
≥300
＞1
—
＞3
—
|
6～8.5
＞10000
＞15000
—
—
—
—
—
|
3.2.1.2 废水排放的控制
对工业用水排放的控制，总的要求是向水体排放工业废水之后，应使水体满足规定的地面水质的卫生要求。根据水源的不同用途，对工业废水的排放也有不同的要求。废水排放控制标准规定的项目是常见的有毒物质和主要的污染物，特别是对人体和环境或动、植物危害较大的污染物。规定项目中的最高允许弄固定的数值主要依据卫生要求而制定，同时也适当考虑技术的可能性和经济性的合理性。
工业废水中有害物质最高允许浓度分为两类：第一类工业废水最高允许排放浓度，是指废水中含有的有害物质能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远影响。这类废水要求严格，不能用稀释的方法代替必要的处理。其车间排出口的浓度应满足表3-5所列的排放标准。
表3-5 第一类工业废水最高允许排放浓度
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废水含有害物质名称
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最高允许排放浓度/mg·L-1
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废水含有害物质名称
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最高允许排放浓度//mg·L-1
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汞及其无机化合物
铬及其无机化合物
六价铬化物
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0.05（按Hg计）
0.10（按Cd计）
0.50（按Cr+6计）
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铅及其化合物
砷及其化合物
镍及其化合物
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1.0（按Pb计）
1.50（按As计）
1.0（按Ni计）
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表3-6 第二类工业废水最高允许排放浓度
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废水含有害物质名称
|
最高允许排放浓度/mg·L-1
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废水含有害物质名称
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最高允许排放浓度//mg·L-1
|
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PH值
悬浮物
BOD
COD
石油类
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6～9
250
80
200
20
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锌及其化合物
氟的无机化合物
苯胺类
氰化物（以游离氰设计）
硫化物
|
5.0（按Zn计）
1.0（按F计）
3.0
0.5
2.0
|
第二类工业废水最高允许排放浓度，是指这类废水中含有的有害物质对人体的健康产生的长远影响小于第一类有害物质，其最高允许排放浓度见表3-6。
3.2.2前处理废水处理
3.2.2.1 前处理废水的性质
前处理工序是涂装车间废水产生的主要来源。按照废水的性质，可分为含酸废水、含碱废水、磷化分水和含铬废水等。
含酸废水来源于酸洗工序排出的废酸及工件酸洗后的冲洗水，含酸的种类与偶硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等。酸洗槽排出的废酸浓度一般在5%以下。出含酸类外，还含有与金属反应生成的盐、金属离自及其他残渣。工件酸洗后的冲洗水含酸浓度在1%以下。含酸废水若直接排放，将腐蚀下水管道并污染水质，应采取适当的方法进行处理。
含碱废水来源于碱液去油和中和工序排出的废液及其冲洗水。含碱的种类有溶液的配方而定。一般含有氢氧化钠、磷酸三钠、磷酸男和硅酸钠等的混合溶液。上述废液的含碱量在10～70g/L的范围内。冲洗水含碱总浓度在1g/L以下。含碱废水中除碱之外，韩寒有矿物油脂，这些油脂呈乳化、皂化状态。前处理的含碱废水的浓度较低，而且成分复杂，不易回收，一般作为酸洗废水的中和剂处理。
磷化废水来源于磷化工序，在磷化过程中。磷化液进行添加剂调整而不排放。所排放的磷化废水是磷化后工件的冲洗水，所含杂质的成分决定磷化液的配方。以广泛采用的锌盐磷化液为例，排出的废水成分见表3-4。
根据磷化废水排出杂物的成分，磷化废水属于第二类工业废水，其排出口的水质只要符合表10-6即可。否则应采取适当的方法处理。
含铬废水来源于钝化及有色金属铬酸阳极氧化处理工序，其主要成分为重铬酸盐类。废水的成分决定与溶液的配方。以铝系阳极氧化为例，排出的水质成分见表3-4。含铬废水中有大量的Cr6+对人体健康有长远的影响，属于第一类废水，必须采用适当的方法进行严格处理。
3.2.2.2 前处理废水的基本处理方法
前处理工序的废水处理包括回收综合利用及净化处理两个方面。选择处理方法时，首先根据技术的可能性和经济的合理性，考虑回收综合利用，将有回收条件的成分低浓度废水，则必须选择适当的方法进行净化处理，使其符合排放标准，才能排放。根据规定，第一类废水不能用稀释方法代替必要的处理。
废水净化处理的方法，按其性质可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三大类。每一大类又可分为若干种，废水处理方法的分类及原理见表3-7。按照前处理工序废水中有害物质的性质，适宜采用的废水处理法见表3-8。
前处理工序废水特点是含杂质的种类繁多、成分复杂，一次单纯采用某一种处理方法不能够完成废水净化处理，一般应根据废水中所含有害杂质的性质和类型，采用几种方法综合处理。
3.2.2.3 含酸废水的处理
含酸废水的处理包括回收利用和净化处理两个方面。对于含酸浓度在3%～4%以上和量较大的废水，可采用回收综合利用。对浓度在3%～4%以下或浓度虽高但水量不大的废水，宜采用中和方法净化处理。
表3-7 废水处理方法的分类及原理
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分 类
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处 理 方 法
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原 理
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物理法
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沉淀法
过滤法
热处理法
曝气法
吸附法
浮上法
膜分离法
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根据重力分离沉淀物质
用多孔物质将悬浮物从滤液中分离
浓缩、干燥、燃烧
通气使还原物质氧化
用活性炭或其他吸附性物质吸附有害物质、色素等
利用气泡和固体离子黏附，使其上浮分离
用超滤、反渗透使污染物质浓度降低
|
|
化学法
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中和法
氧化还原
药品处理
离子交换法
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用酸碱中和处理
用亚硫酸钠、空气、氯化等氧化还原
用絮凝剂使固液分离
用离子交换树脂，进行离子交换，处理含重金属废水
|
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生物法
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散水滤床法
厌氧生物处理
好氧生物处理
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生物长期暴露分解
厌氧型细菌使有机物分解
好氧细菌使有机物分解
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表3-8 适用于前处理废水的处理法
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物质分类
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按处理物质
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相应处理法
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悬浮物质
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粗大固体物
沉淀型悬浮物
漂浮型悬浮物
胶体型悬浮物
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粗砂、尘埃
细砂、泥
油、涂料沉积物
重金属氢氧化物
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过滤法
沉淀法
上浮分离法
混凝沉淀法
|
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溶解性物质
|
乳化液油
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水性切削油
脱脂废水
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混凝沉淀法（氧分解）
吸附法
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溶解性无机物
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重金属类
铬酸、氰根、氟离子
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中和，PH调整法
还原，混凝，吸附法
离子交换、蒸发、反渗透
|
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溶解性有机物
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BOD、COD产生物、、活性剂、燃料、苯酚等
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生物分解法、吸附法、反渗透
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淤 渣
|
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混凝沉淀泥浆
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浓缩、脱水
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（1）含酸废水的回收利用
含酸废水的回收利用是将含酸废水加以浓缩，将酸回收或将含酸废水与金属反应生成盐类进行回收。含酸废水常见的回收利用有蒸发法、溶剂萃取法和硫酸亚铁结晶法等。处理含酸废水可根据废水处理量和所含酸的性质进行选择。
1）蒸发法
蒸发法是根据酸蒸汽平衡温度不同，使混合酸液中蒸汽压力大的酸被蒸发冷凝回收。一般宜用较水蒸汽压力大的酸类如硝酸、盐酸和氢氟酸等的含酸废水的回收。
在常压下用蒸发法处理废酸，一般温度较高，能源消耗大，而且设备需采用高温状态下的耐腐蚀材料，使回收成本提高，为此，一般在负压状态下蒸发，可采用真空排气装置实现。
2）溶剂萃取法
溶剂萃取法四利用不同的萃取剂，分别将含酸废水中的金属离子或酸萃取，再经反萃将酸液回收。一般使用与硝酸、氢氟酸及盐酸的回收。
用溶剂萃取法回收废酸是近几年研究的新方法，其特点是：不产生污渣，不造成二次公害。此外，整个回收过程在常温常压下进行，使能源消耗少，设备防腐容易。
3）硫酸亚铁结晶法
硫酸亚铁结晶法、浸没燃烧结晶法和真空浓缩冷冻结晶法等。自然结晶法是将含酸废水中的酸，与铁屑全部反应生成硫酸亚铁，再结晶回收。其优点是：处理 设备建大，投资少，管理简单。其缺点是：只能收回硫酸亚铁，不能回收硫酸，劳动强度大。浸没燃烧高温结晶法及真空浓缩冷冻结晶法是利用硫酸亚铁的溶解性，将含酸废水中的硫酸亚铁（指酸洗钢铁件过程中产生的），在酸液中结晶与酸分离，然后分别进行回收。使用于含酸浓度12%～20%的处理量较大的废水。涂漆前酸洗工序产生的含酸废水水量小，浓度较低，通常采用自然结晶法进行回收利用处理。
（2）含酸废水的中和处理
含酸废水的中和处理，是处理含酸废水的主要方法。其原理是添加中和剂，将废水PH值调整为6～9，再进行排放。中和处理法的特点是：工艺简单，容易实现，有较大量的淤渣产生，容易造成二次污染。对前处理工序的含酸废水，常见的中和处理法有酸、碱废水相互中和法，投药中和处理法等。
1）酸、碱废水相互中和法
酸、碱废水相互中和法是将前处理过程中产生的酸、碱废水，注入中和槽内，使其相互混合，从而达到中和的目的。
酸、碱废水相互中和处理系统有混合槽、中和槽、沉淀槽及酸碱液槽组成，进行处理时，首先将含酸废水和含碱废水导入混合槽，通过搅拌、混合，然后注入中和槽。在中和槽内根据测定的PH值大小，适当地注入酸液或碱液，将废水的PH值调整在一低估的范围内。中和反应后流入沉淀槽沉淀，进行排放。如果酸、碱废水流量及浓度相差太大，为节约酸、互中和处理法，可采用各种浓度的酸、碱水处理。该法的特点是以“废”治“废”，设备简单，管理方便，节省中和药剂。
2）投药中和处理法
投药中和处理法，是向含酸废水中投加适当的碱性中和药剂，如碱、石灰、石灰石和白云石等，使含酸废水得到中和。对于不同种类的含酸废水在用药剂中和法处理时，其工艺过程是有差别的。
①盐酸废水 以药剂中和处理法处理盐酸废水的装置系统由中和槽、水位调整液槽、混凝剂槽和沉淀槽等组成。
在进行盐酸废水处理时，将更新溶液槽中的高浓度酸液逐渐加入低浓度的废酸溶液槽中进行稀释。在以石灰石作为药剂的第一次中和槽内，将PH值调整至PH=4左右。在中和槽内，凭借PH控制器的指示，供给碱溶液，将PH值调整至6～9。中和过程中产生的含有悬浮物的废水，经水位调整槽送往沉淀槽，并在输送过程中加入高分子混凝剂，强化凝集作用。由于自然沉降作用，凝聚物和液体在沉淀槽中分离，分离终辽的澄清液，从沉淀槽上不溢流排放。沉淀的淤渣，通过增稠器和真空过滤机浓缩脱水后，形成可搬运的固态物。
以上述工艺方法处理的盐酸废水，当用Ca（OH）2作为中和剂是，淤渣生成量为处理废水量的10%，在沉淀槽中的沉淀速度为1m/h；当用NaOH最为中和剂时，淤渣的生成量为处理废水量的9%，在沉淀槽中沉淀速度为0.5m/h。
②硫酸废水 用药剂中和处理法处理硫酸废水。处理系统组成通过除了盐酸废水相比较，除没有第一次中和槽外，其他都是相同的。这是因为，若在处理硫酸废水时设置第一次中和槽，在处理过程中生成的硫酸钙，不溶于水，并在药剂表面生成一层难溶的盐壳，使中和反应不能持续进行，而失去设置第一次中和槽的意义，而在处理盐酸废水时，生成氯化盐类，能在水中迅速溶解，不阻碍中和反应的进行，能使反应持续不断地进行下去。
以上述工艺方法处理硫酸废水，当用Ca（OH）2作为中和药剂时，淤渣的体积为处理硫酸废水量的13%，沉淀槽内的沉降速度为2.6m/h。当用NaOH作为中和药剂时，淤渣体积为处理废水体积的8.5%，在沉底槽内的沉降速度为2.0m/h。
③硝酸、氢氟酸废水 以药剂中和处理法处理硝酸、氢氟酸废水，装置系统有高浓度更新酸液槽、低浓度废酸槽、一次中和槽、沉淀槽、二次中和槽、石灰乳槽、硫酸槽及增稠器、真空过滤机等组成。
首先，将高浓度需更新的酸液注入低浓度的酸液槽中进行稀释，让后将稀释的废液注入一次中和槽中，废液中的氢氟酸与石灰乳剂发生中和反应，生成不溶性的氟化钙。经一次中和反应的废水，在沉淀槽中澄清、沉淀，因程清水的PH值高达10～14，需要在二次中和槽中，注入硫酸溶液进一步中和，使其PH值控制在水质排放范围耐，最后进行放流。澄清槽内生成的淤渣，在增稠器和真空过滤机浓缩脱水后，成为可搬运的固态物。
以药剂中和剂处理法处理氢氟酸废水，不用氢氧化钠作中和药剂，而需用能生成不溶性盐的氢氧化钙做药剂，一般不需要加入高分子混凝剂，在沉淀槽即可沉降分离。有时根据沉降性能的情况，也应用一些高分子混凝剂。以上述工艺方法处理的硝酸、氢氟酸废水，一次反应的淤渣体积为处理废水量的12%，在沉淀槽中的沉降速度为13m/h。
以药剂中和处理法可以处理不同性质、不同浓度的酸性废水，尤其适于处理含重金属和杂志较多的酸性废水。缺点是制备药剂需要一定的机械设备，淤渣的体积大，脱水较难，处理成本较高。
3.2.2.4 含铬废水处理
含铬废水可以用离子交换法进行处理。
（1）离子交换法的原理
离子交换法是利用离子交换剂，在电解质溶液中进行特殊的固体吸附法。在离子交换过程中，离子交换机的固定离子能从电解质溶液中吸取某种阳离子或阴离子，同时将本身具有的另一种与吸取离子电荷符号相同的离子等当量交换，释放到溶液中去，使废水得到处理，因此废水中的有害物质得以回收和利用。
（2）离子交换剂的种类
离子交换树脂按其离子基团的化学性质可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。同时按照活性基团离解的难易程度，又可分为强酸型和弱酸型，前者的活性基为磺酸基，后者为羧基。含季铵记得阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，含伯胺基、仲氨基、叔氨基的阴离子交换树脂为弱碱性阴离子交换树脂。有时按其出厂形式，可为H型、Na型、OH型和Cl型等。常用离子交换树脂性能见表3-9，阳离子交换树脂以钠离子或氢离子置换废水中的阳离子从而将其去除，
表3-9 常用离子交换树脂性能
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项 目
|
类 型
|
|
强酸性阳离子
|
弱酸性阳离子
|
强碱性阴离子
|
弱碱性阴离子
|
|
母体
活性基团
常用离子型式
外观
总交换容量/mol·L-1
工作交换容量/mol·L-1
有效粒径/mm
真密度/g·Ml-1
视密度/ g·Ml-1 \pololklkmm,,,,,,
含水量/%
允许PH值
允许温度/℃
|
苯乙烯～二乙烯苯
—SO3H-
Na+
透明黄色球体
4.5
1.5～2.0
1.2～1.3
0.75～0.85
40～50
0.75～0.85
0～14
120
|
甲基丙烯酸～二乙烯苯
—COOH－
H+
乳白色球体
9.0～10.0
2.0～3.5
0.3～0.8
1.1～1.2
0.7～0.8
40～60
5～14
120
|
苯乙烯～二乙烯苯
—N(CH3) 3+
Cl－
透明黄色球体
3.0～4.0
1.0～1.2
0.3～1.2
1.0～1.1
0.65～0.75
40～50
0～12
60～100
|
苯乙烯～二乙烯苯
环氧丙烷～四乙烯五胺
—NH2,=NH N
—OH－，—Cl－
透明黄色球体
5～9
1.0～2.0
0.3～1.2
1.0～1.1
0.65～0.75
40～60
0～9
80～100
|
(3)离子交换性的特性
在以离子交换法处理废水时，必须注意以下特性。
1）离子交换及的选择性
离子交换剂对各种离子具有不同的亲和力，它可能优先吸取溶液中的某种离子，而表现出不同的选择性。一般离子交换剂的选择具有下述规律。
a.离子交换剂优先原子序数大的离子。
b.同族元素离子优先原子序数大的离子。
c.不同元素同价离子，优先选择活度系数大的离子。
2）离子交换容量
离子交换容量反映离子交换剂交换能力的大小，是单位体积离子交换机所能吸取交换离子的数量。离子交换容量又可分为总交换容量和工作交换容量。
总交换容量是离子换剂内所含全部可交换的活性基团的数量，在使用过程中，是指离子交换剂耗尽全部能力所能达到的交换数量。此时过滤水中所含需去除的离子浓度同废水相等。
工作交换容量是离子交换剂在工作过程中，滤液中开始出现需要去除的离子时，所达到的平均交换量。在达到工作交换容量时，离子交换剂需要再生。
不同的离子交换剂，交换容量是不同的，其数值可见表3-9。
3）离子交换速度
离子交换剂在工作过程中，存在两种速度：一是离子供给速度，它是过滤水流量与离子浓度的成绩；二是离子交换速度。当供给速度小于或等于交换速度时，离子脚环鸡工作层的厚度最薄，工作容量接近总交换容量，离子交换机的利用率最高。当供给速度大于离子交换速度时，工作层的厚度变大，工作交换容量小，交换剂的利用率低。
在废水浓度一定的条件下，废水在离子交换工作层的流速，对离子交换速度有很大的影响。离子奇偶啊还击工作层的空间流速，一般控制在30～40倍范围内。
4）离子交换剂的再生
在离子交换剂工作过程中，其交换能力不断下降，当达到饱和时需要再生；阳离子交换剂的钠交换以NaCl溶液再生，氢交换以HCl或H2SO4溶液再生，阴离子交换剂以NaCl、NaOH、NH4OH等溶液再生。理论计算再生剂的用量时，其总当量数应与交换剂的工作交换容量相等，由于再生剂的利用效率只有30%～50%，实际上，再生剂的用量要为理论算的2～3倍。离子交换剂的再生程度，一般控制在60%～80%以下。
再生的方式有顺流和逆流两种，逆流再生同顺流再生相比，其再生剂的利用效率高，出水水质好，缺点是设备结果及操作较复杂。
为防止交换剂性能恶化，在离子交换之前需对废水进行前处理。
（4）离子交换法处理含铬废水的工艺流程
含铬废水中，Cr6+一般以CrO2- 4或Cr2O2- 7的形式存在，因此可以用阴离子交换树脂除去水中的Cr6+。
离子交换法处理含铬废水的工艺流程如图3-6所示。进入离子交换柱的含铬废水的悬浮物含量不应超过15mg/L，若超过则应进行预处理，然后通过强酸阳离子交换柱，出去水中的Cr3+及其他金属离子。此时，H+浓度增高，PH值下降，当PH=2.3～3.0时，Cr6+则以HCrO- 4、Cr2O2- 7的形式存在。从阳注出来的酸性废水进入阴柱，吸附交换废水中的CrO2- 4、HCrO- 4、Cr2O2- 7等应力子。交换反应达到终点，阳柱以盐酸，阴柱以氢氧化钠溶液再生。
为回收铬酸，从阴柱出来的再生溶液需通过脱钠阳离子交换柱（氢型阳离子）处理。
脱钠阳离子交换树脂失效后以盐酸再生。为使回收的铬酐能返回镀槽，被处理的废水布应混入其他镀种或地面散水等废水。
3.2.3 电泳废水处理
工件电泳涂装后，在涂层表面，黏附着未经电沉积的电泳涂料。这些黏附在涂层表面的涂料，不仅使涂层表面粗糙，同时在靠近涂层出还会产生再溶解，使涂层防护性能变差，为此在进入烘干室之前，必须用水冲洗干净。
在冲洗水中，夹带着大量的电泳涂装，据估计约为点用涂料使用量的10%～50%，若不加处理而进行排放，不仅造成电泳涂料的严重浪费，而且电泳涂料成分中的树脂、颜料、溶料、溶剂、中和剂和添加剂含有的有害物质，必将造成水质的污染。因此，对于电泳涂装过程中产生的冲洗水，需要进行处理。汽车车身电泳涂装冲洗水的水质见表3-10。
表3-10汽车车身电泳涂漆冲洗水的水质
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颜色
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透视度
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PH值
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蒸发残渣/10-6
|
COD/10-6
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BOD/10-6
|
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黑
灰
铁红
|
0
0.5
0
|
6.8
6.8
6.9
|
900
700
1100
|
540
540
440
|
184
190
373
|
电泳废水的处理方法有生物处理法、混凝法和膜分离法等。
（1）生物处理法
生物处理法是一种利用微生物的生命活动，即生物化学作用，进行氧化分解电泳废水中的有害物质的处理法。在氧化、分解废水中的有害物质过程中，一部分分解物质用于合成细胞原生质和储存物，一部分变为代谢产物，并释放能量，供给微生物原生质的合成和生命活动，使微生物生长、繁殖，从而达到进化废水的目的。
生物处理法有多种形式，用于电泳废水处理的生物处理法多为生物转盘法。
生物转盘由固定在转轴上的一系列相距很近的圆盘组成。圆盘一半浸没在废水处理槽中，一半暴露在大气中，圆盘表面附有生物膜。当圆盘转动进入废液中时，生物膜吸附废水中的有机物；的那个转出水面时，生物膜在大气中吸氧，并将吸附的有机物氧化分解。如此防腐进行，使废水得以净化。
生物处理法能够去除废水中溶解的胶体有机物质，效率较高，成本较低，净化后的水质好，一般可以达到排放标准。但是生物处理法管理比较复杂，生物的培植和训话比较困难，对处理水质的温度、PH值，养料和供氧等有一定的要求。因此，在电泳涂装废水处理中目前采用较少。
（2）混凝法
在废水中常含有以自然沉降法不能出去的细微悬浮物和胶体离子或利用自然沉淀除去速度过慢。处理这类废水，必须先投加化学药品来破坏胶体和细微悬浮颗粒在水中形成的稳定体系，使其聚集为有明显沉淀性能的絮凝体，然后形成沉淀予以除去，该方法称为混凝法。
混凝法包括凝聚和絮凝两个过程。凝聚是指胶体和超胶体脱稳，并聚集为微絮粒子的过程；而絮凝则是值微粒通过吸附、卷带和桥连成长为更大絮凝体的过程。
1）凝聚絮凝物的生成
废水中混浊液多具有胶体溶液的性质，胶体带有同种电荷，具有强烈的吸附性能和水化作用。而胶体的稳定性正是与上述因素尤其是与胶粒之间的静电斥力有关。胶体结构的中心由数十到数千个不溶于水的分散物质分子组成的校核。在其表面选择性地吸附了一层带有相同电荷的离子，这层离子称为胶粒的电位离子，它决定了胶粒的电荷多少和符号，构成了双电层的内层，由于电位离子的静电阴历，在其周围的溶液里有吸引了众多的异性离子，形成了反离子层，构成了双电层的外层，其中紧靠电位离子的反离子被电位离子牢固地吸引，当胶核运动时，它也随之一起运动，成为反离子吸收层，它与电位离子组成胶团的固定层，固定层以外的反离子，由于受到电位离子较弱，不随胶核一起运动，并有向水中扩散的趋势，称为扩散层。固定层与扩散层之间的交界成为滑动面，滑动面以内的部分称为胶粒，它是带电的微粒。胶粒与扩散层一起构成了电中性的胶团。
当胶粒运动时，扩散层中的大部分反离子会脱离胶团，向溶液猪蹄扩散。其结果必然使胶粒产生剩余的电荷，使胶粒与扩散层之间会形成一个电位差，此电位成为ξ电位。而胶核表面的电位离子与溶液主体之间的电位差则称为总电位或φ电位。在总电位一定时，扩散层愈厚，ξ电位愈高；反之扩散层愈薄，ξ电位引起静电斥力，阻止胶粒相互接近和接触碰撞，并在水分子的无规则撞击下做布朗运动，使胶粒长期稳定地分散于水中。当加入不同的化学药剂可以使胶体以不同方式脱稳，胶体脱稳凝聚机理及方法见表3-11。
表3-11 胶体脱稳凝聚机理及方法
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名 称
|
方 法 特 点
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|
压缩双电层
吸附和电位中和
网捕作用
吸附桥连作用
|
向胶体溶液中加入电解质，增大溶液主体中的离子强度，使ξ电位降低，以使胶粒碰撞促进凝聚
向溶液中加入铁燕或铝盐，使形成配离子，产生吸附并中和电位，使胶体脱稳
当向溶液中加入含金属离子的化学药剂时，使其水解产物迅速沉淀析出，或者水解产物以胶体作为晶体析出时，都能将胶粒作为吸附质或晶核予以捕获而共同沉降下来
当加入链状高分子聚合物时，使其链节吸附不同胶粒，产生架桥作用，形成大颗粒而沉降
|
2）絮凝剂的种类和反应机理
混凝过程中投加的化学剂成为絮凝剂。絮凝剂有无机絮剂和高分子絮凝剂两大类。前者一般有酸性的无机絮凝剂如硫酸亚铁、硫酸铁等和碱性的无机絮凝剂如熟石灰、生石灰和皂土等。
絮凝剂的混凝机理十分复杂，总起来说，是絮凝剂一系列的离解和水解产物对水中胶体及细微悬浮物具有的压缩双电层、电性中和以及吸附桥连和卷带网捕作用的综合结果。
有机高分子絮凝剂是分子量高达数万至千万的水溶性聚合物，具有较长的链节和较多的活性基团，能强烈吸附凝聚颗粒生成粗大的架桥凝聚体，高分子絮凝剂按活性集团性质可分为阴离子型、阳离子型及非离子型，常用高分子絮凝如海藻酸钠、聚丙烯酸钠等。
高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，具有明显的优势。高分子絮凝剂形成的絮凝体粗大，易于沉淀、上浮、过滤，因此处理效率高；使用浓度在0.2～10mg/L范围内，用量低；受废水PH值的影响较小，比较稳定；污泥易于处理。
3）凝集沉淀法实例
金属前处理废水的凝聚沉淀处理流程如图3-10所示。凝聚沉淀废水处理前弧水质见表3-13。其处理工艺简述如下。
图3-10 金属前处理废水的凝聚沉淀处理流程
表3-13 凝聚沉淀废水的凝聚沉淀处理流程
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项 目
|
废水的水质
|
处理后的水质
|
项 目
|
废水的水质
|
处理后的水质
|
|
PH
悬浮物/10-6
COD/10-6
BOD/10-6
|
4.5
500
300
50
|
中性
＜5
＜5
＜5
|
n-H/10-6
含铬量/10-6
Cr+6/10-6
|
300
60
50
|
＜1
＜0.1
检不出
|
①除油分 以上浮法除去脱脂水中的油分。
②还原 将废水中所含毒性大的六价铬离子还原为三价铬离子。借PH值指示调节计和氧化还原电位计按反应式自动注入药品，还原反应如下。
4H2CrO4+6NaHSO3+H2SO4→2Cr3(SO4)3+3Na2SO4+10H20
③吸附 为除去废水中的有机物（活性炭、残留的油等），使用特殊的吸收剂。
④凝集 为沉淀还原工序产生Cr3+的Cr2(SO4)3，用PH指示调整计自动注入Ca(OH)2,同时为使悬浊物粗粒化，需在添加无机絮凝剂Al2(SO4)3,这样可使废水中存在的铝、氟、磷酸等同时沉淀。
⑤沉淀槽和沉渣处理 上述工序中反应物沉淀在底部，将上部澄清水流出，沉淀物浓缩后用脱水机进行脱水处理。
⑥中和 将上述有沉淀槽上部流出的澄清水，用PH值调整计自动注入中和剂，中和达到排放标准值为PH=7±0.5。常见中和剂为NaOH或H2SO4。
⑦迅速过滤 为除去有沉淀槽流出微量污物（以悬浮物为主），通过过滤材料迅速进行过滤。
⑧活性炭吸附 经上述过滤后会通常可以排放，但尚有微量的有机物，通过过滤材料迅速进行过滤。
⑨PH值监视和排放槽 应监视处理水排放口的PH值，在万一发生异常情况、不能向厂外排放时，在排放出应设置预备槽。
（3）膜分离法
在溶液中凡是一种或几种成分不能透过，而其他成分都能透过的膜均成为半透膜。膜分离法流失一一种特殊的半透明件将溶液隔开，使溶液中的某种溶质或溶剂渗透出来，达到分离溶质的目的。采用溶液透过膜的技术，虽然很久以前被人们所知，但用于废水处理还是近几年的是，而且正急速发展和扩大。膜分离方法的分类及用于分离的主要性质见表3-14。该分类是Ian驱动力来分类，而在实际中采用何种方法，随具体条件而定，预计在废水处理领域中，超滤、反渗透和电渗析等将占主流。部分膜分离原理及特点见表3-15。
表3-14 膜分离法的分类及用于分离的主要性质
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能量
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名称
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供料
|
用于分离的主要性质
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实例
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热量
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热扩散
分子蒸馏
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液体或气体
液体
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热扩散速度差
蒸发的速度差
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同位素的分离
维生素A的分离
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化学能
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渗析
净化扩散
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液体
气体
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通过膜的扩散速度差
扩散速度差
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人造纤维工业的碱的回收
同位素的分离
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力学能
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气体扩散
气体扩散
反渗透
超滤
超离心分离
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气体
气体
液体
高分子或胶体液
液体
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通过膜的努森分子流和表面扩散速度
膜上的溶解性与透过速度差
膜上的溶解性与透过速度差
膜透过速度
压力扩散
|
U235F6和U238F6分离
用钯膜精致氢气
海水淡化
废水处理、蛋白质浓缩
靠分子量不同进行高分子的分离
|
|
电能
|
电泳
电渗析
|
胶体溶液
液体
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胶体离子可动性的差
利用不同离子的膜透过性差
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蛋白质分离
海水浓缩、碱水淡化
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表3-15 部分膜分离原理及特点
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方法
名称
|
原理
|
特点应用范围
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注意事项
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超滤法
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用有细小孔的高分子膜，加压过滤溶液，达到分离
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压力（0.01～1MaP）
分离物为胶体、悬浊物、蛋白质、碳水化合物等高分子（相对分子质量在500以上）物质
应用于电泳涂装中处理电泳污水，电泳涂装槽液净化和电泳涂装用水的循环再利用
|
应在适宜温度、PH值的介质中使用
易引起堵塞的物质，应预先除去
严格清洗、杀菌，防止膜上霉菌繁殖
|
|
反渗透
|
是一种用半透膜进行分子过滤的方法
|
压力为2Mpa
分离物质较超滤小，能分离Na＋,K+和Cl-
过滤速度慢，为超滤的1/10～1/1000
用于脱脂，磷化及冲洗水的等老化液再生处理
|
在PH=5～9,温度20～30℃为好
先除去悬浮物质、油分、微生物、铁、钙等
严格洗净、杀菌，以便长期使用
|
|
电渗析
|
直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子选择透过性使溶质与水分离的物理化学过程
|
电渗析所需能量与受处理水的盐浓度成正比，不易处理高浓度废水
由于具有高浓缩特点，因而作为浓缩手段较分离多
从重金属离子的废水中分离和浓缩重金属离子
|
为避免浓差极化，槽内应充分搅拌
膜污染使效率严重降低，应经常洗净和清扫
应在适宜PH值、温度下使用
|
1）反渗透法
①反渗透原理 如图3-11所示。图3-11（a）所示，当盐水与纯水被一张半透膜隔开时，纯水透过半透膜向盐水侧扩散渗透，渗透的推动力为渗透压。如图3-11(b)所示，扩散渗透使盐水侧溶液液面L高至达到平衡为止，此时半透膜两侧溶液位差称谓渗透压（π）。这种现象称为正渗透。如图3-11（C）所示盐，谁侧施加一个外部压力P，当P＞π时，盐水侧的水分子将渗透到纯水侧，这种现象称为反渗透。任何溶液都有相应的渗透压，渗透压的大小与溶液的种类、浓度及温度有关。
②反渗透膜 是实现反渗透过程的关键。
要求反渗透膜具有良好的分离透过性和物化稳定性，分离透过性主要通过溶质分离率、溶剂透过流速以及流量衰减系数来表示；雾化稳定性主要是指膜的允许最高温度、压力、使用PH值范围、膜的耐氯、耐氧化及耐有机溶剂性。反渗透膜因膜材料的化学组成不同，分为纤维素酯类膜和非纤维素酯类膜两大类。
国内外广泛使用的纤维素之类膜为乙酸纤维素膜（简称CA膜）。它具有透水速度快、脱盐率高、耐氯性好和价格便宜等特点。缺点是易受微生物侵蚀、易水解和对某些有机物分离率低。乙酸纤维素膜易分解，适用于PH值为3～8，工作温度应低于35℃。
乙酸纤维素膜对某种物质的去除率范围见表3-16。乙酸纤维素具有不同的选择透过性。对于电解质，离子价越高，或同价离子时水合半径越大，截留率越好。对于一般水溶性好、非离解的有机化合物，显贵分子质量在200以下的截留夏鸥哦差，反之则较高。同类有机化合物，当分子量相同时，随分子链增多截留率越大。非纤维酯类膜主要有芳香族聚酰胺膜、聚苯并咪唑酮膜和复合膜。
表3-16 乙酸纤维素膜对某些物质的去除率范围
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名称
|
去除率/%
|
名称
|
去除率/%
|
名称
|
去除率/%
|
|
Mn4+，Mn6+
Fe2+，Fe3+
Zl3+
Ca2+
Si2+
Na+
NH+ 4
PO4- 4
|
100
100
95～99
92～99
85～95
75～93
70～90
100
|
SO2- 4
CO2- 3
HCO2- 3
F-
Cl-
NO- 3
油酸钠
硬酸钙
|
90～99
80～99
80～98
80～97
85～95
58～86
99.5
99.5
|
DDT
可溶性粉
葡萄糖
蛋白质
染料
蔗糖
|
97
91
99
98～100
100
98～99
|
③膜分离组建 工业上应用的膜组建有平板型、管型、螺旋卷型及中空纤维型。
平板型膜组建由几块几十块承压板、微孔支撑板和反渗透膜组成。在每一块微孔支撑板的两侧，贴有反渗透膜，通过承压板将膜与膜组装相互重叠的形式。以厂螺栓啊固定O型圈密封。
管型组件主要由圆管状膜及其多孔耐压支撑管组成。内压管型膜组建是将反透膜置于多孔耐压支撑管的内壁，原水在管内承压流动，淡水通过半透膜有多孔支撑管渗出。外压管型膜组件是直接将膜涂刮到多孔支撑管外壁，再将树根膜组成后置于一承压容器内。管内膜组件类型较多，除上述内压及外压管型膜组件外还有套管型组件。
2）电渗析
①电渗析的基本原理 电渗析是一种在电场作用下使溶液中的离子通过膜进行传递的过程。根据所用膜的不同，电渗析可分为非选择性膜电渗析和选择性膜电渗析两类。非选择性膜电渗析是指在电场力的作用下，阴、阳离子定向移动；二是离子交换膜具有选择透过性。
②离子交换膜 是一种具有有选择透过性、带有离子交换基团的高分子薄膜（厚度为0.1～0.5mm），通常在给水脱盐中使用。它分为阳膜和阴膜，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过，基膜是膜中的高分子母体，是膜的骨架部分。将膜进入水中时阳膜可分解离出H+，人磨砂膏留下—SO2- 3离子，阴膜可解离出OH-离子，而膜上留下—CH2N(CH3)+ 3离子，在膜内可形成足够强的正电场，H+和OH-游离于膜的空隙中。离子交换膜具有选择透过性，主要是由于膜的空隙结构，以及弯曲通道和膜上活性交换基团的作用。
电渗析器中最关键的是膜，离子膜应具备以下性质。
a.高的离子选择透过性，即阳膜只允许阳离子渗透，阴膜则相反。实际使用中透过率一般为80%～90%。
b.导电性好，膜电阻越小，电渗析所需电压越低。膜电阻通常为2～10Ω·cm2。
c.膜机械强度大，化学稳定性好，能耐酸碱、抗氧化、抗氯等，膜具有较小的收缩性、溶胀性和渗水性低等性质。
③电渗析器及其附属设备 电渗析工艺装置有电渗析器及其附属设备组成。
电渗析可分为电极、膜堆和锁紧装置。
电极部分包括电极、极水框和导水板。电渗析器的阳极和阴极分别与直流电源正、负极相接，以在两级的电解质溶液中形成直流电场，构成电渗析脱盐的推动力，使溶液中的离子进行定向迁移。电极材料应具有导电性好、耐腐蚀、强度好、质轻价廉等特点发。常用的电极材料有钛涂钌有不锈钢和石墨等，同时也有钛镀铂和钽镀铂等。电极形式可分为板状、网状和丝状。极水框放置在电极和膜之间，其支撑和保证极水畅通的作用，极水框的结构形式可与隔板类似，也可以与电机一体化。导水板作为浓、淡水进出口的通道，与浓、淡水进出口管连接。
电渗析器的膜堆是被处理的水通过的部件，也是电渗析器的主体，隔板可分为网式隔板和冲隔板两种。网式隔板由隔板网组成，隔板框上设有沟通膜堆内浓、淡水流的配水与集水孔和将水流分布及汇集到各个隔室的布水与集水槽。隔板网一般与隔板框粘在一起，其搅拌水流和支撑膜的作用。隔板应具有一定的化学稳定性和耐热性，表面应平整、厚度应均匀，有效脱盐面积率大，并对液流有较好的搅拌且布水均匀等。常用材料有聚丙烯、聚乙烯等。常用隔板的厚度为0.5～0.9mm。隔板网可用编制网。隔板的平面尺寸多为800mm×1600mm、400mm×1600mm、400mm×800mm。隔板形式可分为有回路式和无回路式两种。
离子交换膜是膜堆的主要部件，膜的质量关系到整台电渗析器的技术经济指标，因此，应按膜的质量要求严格选用。
电渗析的附属设备主要包括：整流器、水的计量和水质检测仪表、水的预处理装置、电渗析器的进出口管路、阀门管件以及酸洗设备等。
3.3 涂装废水处理
3.3.1 概述
3.3.1.1 涂装废气的来源
工业涂装废气对大气造成污染的物质主要来自以下三个方面：
a.废气中含有二甲苯、甲基异丁基铜和异佛尔酮等有机溶剂，可产生光化学烟雾；
b.涂膜在烘烤中产生热分解产物、挥发成分和新生成的反应物（胺类、醛类、酯类等），具有恶臭气味；
c.喷涂时产生涂料喷雾飞逸。
涂装废气发生源有喷漆室、晒干室和烘干室为主体，如图3-22所示。
图3-22 涂装废气发生源
1—喷漆室；2—晒干室；3—烘干室
|
3.3.1.2 涂装废气特点
有喷漆室、晒干室和烘干室排出的废气，各具有以下特点，见表3-17
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工序（排气）
|
特 点
|
|
喷漆室
|
符合劳动安全卫生标准，喷漆室换气速度为0.25～1.0m/s，排风量大，排气中溶剂蒸汽的浓度极低，约为（20～200）×10-6
含有过喷漆雾，其粒径约为20～200μm，没有特强风吹不到远处分散，引起近邻污染。
|
|
晒干室
|
涂膜在流平阶段，挥发出有机溶剂的蒸汽为主
|
|
烘干室
|
含有前两道工序未挥发的残留有机溶剂
含有固化过程中的热分解产物和反应生成物
油、气体作热源时，排气中还含有燃料产生气体（SO2等）
|
有喷漆室、挥发室和烘干室排出废气的成分和浓度，随使用涂料的种类和施工工艺等不同而有差异。下面仅以热固性丙烯酸为例，其各工序（即喷漆室、烘干室、挥发室）废气中成分和含量见表3-18。
表3-18 各工序废气中溶剂成分和含量
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工 序
|
废气中溶剂的成分及浓度/10-6
|
|
二甲醛
|
其他芳香族
|
乙醇
|
酯
|
醚
|
合计
|
|
喷漆室（水帘式）
烘干室（液化气直流式）
挥发室（强制换气）
|
61
4
6
|
6
11
4
|
35
48
67
|
9
0
0
|
6
1
1
|
117
64
78
|
其次，涂装废气中的臭气成为污染邻近地区的问题，涂装中产生的恶臭物质见表3-19。
表3-19 涂装中产生的恶臭物质
|
臭气物质的名称
|
临界值/10-6
|
主要发生源
|
臭气物质的名称
|
临界值/10-6
|
主要发生源
|
|
甲苯
二甲苯
甲乙酮
|
0.48
0.17
10.0
|
喷漆室
喷漆室
喷漆室、挥发室、烘干室
|
甲醛
丙烯酸
铬酸
|
1.0
0.21
0.00006
|
烘干室
烘干室
电泳槽、水洗槽
|
3.3.2 废气的排放控制
表3-20 摘录列举了我国《工业企业设计卫生标准》中车间空气中有害物质的最高允许浓度，从喷漆室、挥发室和烘干室排出的废气，都对人体和环境造成危害，需要进行处理，清除废气的方法有多种，应根据污染源种类、规模的不同，选择技术上可行和经济效果最佳的废气处理方法和规模，具有代表性的处理方法有直接燃烧法、催化燃烧法、活性炭吸附法和吸收法，特有其特点，见表3-21。
表3-20车间空气中有害物质的最高允许浓度
|
物质名称
|
最高允许浓度/10-6
|
物质名称
|
最高允许浓度/10-6
|
|
二甲苯
丙酮
丙烯醛
甲苯
苯
松节油
氯化氢及盐酸
二氯乙烷
|
100
400
0.3
100
40
300
15
25
|
三氯乙烯
溶剂汽油
醋酸乙酯
醋酸丁酯
甲醇
丙醇
丁醇
戊醇
|
30
350
300
300
50
200
200
100
|
表3-21 各种废气处理方法及其特点
|
方法
|
原理
|
优点
|
缺点
|
|
直接燃烧法
|
废气引入燃烧室与火焰直接接触，使有害物燃烧生成CO2和H2O，使废气净化
|
① 燃烧效率高，管理容易
②仅烧嘴需经常维护，维护简单
③ 不稳定因素少，可靠性高
|
①处理温度高，需燃料费高
②燃烧装置，燃烧室，热回收装置等设备造价高
③处理像喷漆室浓度低、风量大的废气不经济
|
|
催化燃烧法
|
废气在催化剂作用相爱，使有机物废气在引燃点温度以下燃烧生成CO2和H2O，而被净化
|
①与直接燃烧法相比，能在低温下氧化分解，燃料费可省1-2
②装置占地面积小
③NOx生成少
|
①催化剂价格高，必须考虑催化剂中毒和催化剂寿命
②必须进行前处理，除去尘埃、漆雾等
③催化剂和设备价格高
|
|
活性吸附法
|
废气的分子扩散到固体吸附剂表面，有害成分被吸附而达到净化
|
可处理含有低浓度的碳氢化合物和低温废气
溶剂可回收，进行有效利用
处理程度可以控制
④效率高，运转费用低
|
①活性炭的再生和补充费用多
②处理烘干废气时需先除尘冷却
③处理喷漆室废气时，应预先处漆雾
|
|
吸收法
|
液体作为吸收剂，使废气中有害气体被吸收剂吸收，从而达到净化。
|
仅以水作为吸收剂，处理亲水性溶剂场合有效，并具有以下特点
①设备费用低，运转费用少
②无爆炸、火灾等危险，安全性高
③适宜处理喷漆室和挥发室排出的废气
|
①需对产生的废水进行二次处理
②对涂料品种有限制
|
3.3.3 涂装废气的处理方法
3.3.3.1 直接燃烧法
1）原理
直接燃烧法是一种将废气引入燃烧室，直接与火焰接触，将废气中的燃烧成分燃烧分解成无毒无臭的二氧化碳和水蒸气的方法，该法不适宜处理含有硫磺和卤素过多的废气。同时为防止废气中的碳氢化合物，由于不完全燃烧生成一氧化碳，因此废气在燃烧室内，出供给充足氧气并控制温度在650～800℃以外，还应保持停留时间0.5～1.0s。
2）直接燃烧法的装置
直接燃烧系统有烧嘴、燃烧室和热交换器组成。该燃烧装置随废气中所含氧气不同而有差异。当废气中含有充足的氧气，能满足燃烧所需的氧气时，不需要补充氧气的装置，反之则需要增设空气补给装置。为使燃烧系统达到最好的效果，要求烧嘴能形成稳定完全燃烧的火焰，废气与火焰充分接触，其燃烧面积应大，燃烧的调节范围应广。
3）使用注意事项
a.涂装作业中排出的废气是含有多种有机溶剂的混合气体，当废气浓度接近爆炸下限的高浓度场合，从安全上考虑，需要用空气稀释到溶剂爆炸下限浓度的1/4～1/5，才能进行燃烧。
b.从喷漆室、挥发室和烘干室排出的废气，因换气量大，其中所含的有机溶剂极低，远远低于废气爆炸下限浓度或允许下限浓度，为提高燃烧效率，节约燃料，同行藏需要将废气浓缩或补充浓度废气，但其混合气体浓度应低于允许下限浓度。
c.碳氢化合物等废气，在较高温度下才能完全燃烧，同时也产生光化学烟雾物质NOx的产生与燃烧品种、燃烧温度、装置机构和燃烧时所需空气量等有关，其中最重要的是燃烧温度。因此为避免产生光化学烟雾物质NOx，直接燃烧中应控制温度在800℃以下（见表3-22）。
表3-22 电泳涂装烘干室排气脱臭处理实例
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燃烧处理温度
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臭气
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丙烯醛浓度/10-6
|
|
入口处
|
出口处
|
入口处
|
出口处
|
|
450
550
760
|
刺激臭
—
刺激臭
|
无
无
无
|
1.22
1.0
1.41
|
0.066
0.000
0.000
|
d.预热的综合利用：采用直接燃烧法处理废气，有燃烧炉处理后的燃烧气体温度月500～600℃，除用于废气的预热外，还可对烘干室和锅炉等的热源进行有效的综合利用。预热利用的流程如图3-24所示。
3.3.2.2 催化燃烧法
1）原理
利用催化剂的作用，使有机物废气能在着火点温度以下进行激烈的氧化燃烧，成为催化燃烧法。它比直接燃烧法减少燃烧费用，直接燃烧法温度必须在650～800℃，而使用催化剂，其氧化燃烧可在250～500℃之间进行，其开始反应温度随有机物不同而异。如苯、甲苯等在250～300℃温度下反应即可进行，而乙酸乙酯、环已酮等必须在400～500℃温度下氧化反应才能进行。
催化剂表面积大而活泼，可将废气中的氧大量地吸附在自身表面上，使催化剂表面上的氧浓度大为增加，从而大大加速了氧与有机物蒸汽分子在催化剂表面上的反应速度并降低反应温度。反应产物一经生成就离开催化剂表面，空出来的表面又立刻吸附氧，如此反复达到加速燃烧反应的目的。
由此可知，催化剂将有机废气吸附到表面并使其活化，在催化剂表面的有机废气氧化反应较直接燃烧法所需能量低，而且反应更迅速。在实际中，希望在较低温度下，处理量较多，因此要求活性高的催化剂，一般以铂、钯等贵重金属作为催化剂。
2）催化燃烧装置
催化燃烧系统由催化元件催化燃烧室、热交换器及安全控制装置等部分组成。
其系统主要部件即催化元件，外面有不锈钢制成框架，里面填充表面镀有催化剂的载体，其催化剂一般使用铂、钯等贵重金属。而载体具有各种形状、有网状、球状、主体及蜂窝状等，其载体材料为镍、铬等热合金及陶瓷等。要求催化剂元件具有机械强度高、气阻小、传热性能好等特点。
燃烧装置有导管将含有可燃性物质的废气引入预热室，将废气预热至反应起始温度，经预热的有机废气通过催化层使之完全燃烧，氧化燃烧生成无毒无臭的热气体，可热交换器和烘干室等作为余热综合回收利用。
3）注意事项
①废气浓度问题 废气中有机溶剂含量为1g/m3时，燃烧后将温度提高20～30℃.废气浓度过低，燃烧效果较差。而浓度过高，燃烧热量大，温度高将催化剂烧坏，降低催化剂使用寿命。因此废气中的有机物含量宜在10～15g/m3。
②温度 废气的成分复杂，其实燃烧温度随废气成分不同而有所差异。预热温度过低，不能进行催化燃烧；预处理温度高，浪费能源。因此在设计和选用应首先确定废气的成分。如二甲苯、甲苯类处理温度为200～300℃，而乙酸乙酯、环已酮等有机溶剂预热温度为400～500℃.
③催化剂活性的衰减问题 催化燃烧法在处理废气的可燃生物质时，在较低温度下处理是其优点，但最大的难点是必须注意催化剂的中毒。对于催化剂的中毒，在催化氧化法的场合，从广义来讲以下物质均能阻碍催化剂的活性作用。
催化剂中毒：在水银、铅、锡锌等金属蒸汽和磷、磷化物、砷等存在时，随使用时间的增加，这些物质覆盖在催化剂表面，催化剂将失去活性。这类中毒情况催化剂需经再生处理。
活性衰退：卤素（氟、铝、溴和碘）和大量的水蒸气存在时，催化剂活性暂时衰退，当这些物质不存在时，其活性在短期内即可恢复。
其次，尘埃、金淑秀、煤灰、硅和有机金属化合物等覆盖在催化剂表面上，影响废气中的可燃物与催化剂表面接触，从而使活性降低。可用中性洗涤剂清洗、或烧掉覆盖物，当用以上方法反复进行处理，其活性还不能恢复时，该催化剂必须进行再生处理。
当树枝状的有机物黏附在触媒上而且碳化，由于碳覆盖在催化剂表面使活性降低，此时需进行热处理。
由此可知，催化燃烧法较直接燃烧法省燃料费1/2，从经济和省资源的观点来看是有力的。但根据国内外的实际情况来看，用于涂装废气处理的实例极少。通常用于清漆烘干室废气的处理，如：漆包线和罐头盒的清漆涂装线中烘干室的废气处理。这是因为涂装废气中除含有机溶剂外，还含有树脂、颜料和增塑剂等成分可使催化剂中毒，同时这些成分的品种较多，使催化剂寿命常常产生变化，安于测试和控制。因此研究一套事先除去使催化剂中毒物质的合理前处理系统，是今后的重要课题。
3.3.3.3 活性炭吸附法
（1）原理
当气体分子运动到固体表面时，由于气体分子与固体表面分子之间的相互作用，使气体分子暂时停留在固体表面，气体分子在固体表面浓度增大，这种现象称为气体在固体表面上的吸附。被吸附物质称为吸附质，吸附吸附质的固体物质称为吸附剂。而活性炭吸附法是以活性炭作为吸附剂，将废气中有机溶剂的蒸汽吸附到固相表面进行吸附浓缩，从而达到净化废气的方法。
工业上常用的吸附剂分类如下。
离子交换树脂
碱性气体吸附剂、磺化碳
硫化氢和酸性气体吸附剂
|
｛
在以去除有机溶剂为目的的场合，活性炭是最适宜的吸附剂。因为其他吸附剂的分子结构具有极性，即具有亲水性，易选择吸附大气中的水分，而有机溶剂是无极性的或极性是弱饿，其吸附率低。活性炭则是相反，它具有疏水性，表面有无数细孔组成，其孔径平均为10～40×10-10m，比表面积较其他吸附剂大，一般为600～1500 m3/g，因而具有优异的吸附性能。活性炭随原料和活化方法不同，生成活性炭的物性也不同。活性炭的一般物理性质见表3-23。
表3-23 活性炭的一般物理性质
|
活性炭
原料
|
形状
|
粒度/号
|
硬度/%
|
气孔率/%
|
空间率/%
|
充填密度/g·cm-3
|
平均孔径/nm
|
比表面积/㎡·g-1
|
|
果壳
|
颗粒
破碎
|
4/6，6/8，8/10等
6/10，10/32
|
80～99
—
|
50～65
50～65
|
35～42
35～45
|
0.45～0.55
0.40～0.60
|
2.0～3.5
2.0～3.5
|
900～1300
900～1500
|
|
木材
|
颗粒破碎粉末
|
4/6，6/8，8/10等
6/10，10/32等
—
|
80～99
—
|
55～65
55～65
60～80
|
35～42
33～45
40～55
|
0.36～0.54
0.36～0.54
0.21～0.40
|
2.0～3.5
2.0～3.5
2.0～6.0
|
1000～1300
900～1400
700～1300
|
|
泥煤
褐煤
|
颗粒粉末
|
4/6等
—
|
80～99
—
|
50～65
60～75
|
35～42
35～55
|
0.35～0.50
0.26～0.40
|
2.0～4.0
2.0～4.0
|
600～1500
800～1300
|
|
煤
|
颗粒破碎
|
4/6等
—
|
80～99
—
|
50～65
50～70
|
35～42
33～45
|
0.37～0.54
0.35～0.60
|
2.0～4.5
2.0～5.0
|
600～1500
800～1300
|
|
石油
|
颗粒
|
4/6，6/8等
|
—
|
50～65
|
35～42
|
0.40～0.52
|
2.0～4.0
|
900～1300
|
在实际中采用粒状活性炭，多数粒径为5mm左右，而粒径越小其气流阻力越大，吸附率越高。
（2）活性炭的吸附特点
1）吸附容量
活性炭的吸附容量，是在吸附达到平衡时，单位质量的活性炭所吸附质的质量。
吸附容量随吸附不同而异，对于同族的吸附质，其分子量大，沸点高，其吸附容量也大。
活性炭的原料不同，具有不同的比表面积和孔径、孔隙分布，其吸附量不同。以果壳为例，果壳活性炭对喷漆室废气中各成分的吸附量见表3-24。
表3-24 果壳活性炭对喷漆室废气中各成分的吸附量
|
废气成分
|
甲苯
|
二甲苯
|
乙酸
乙酯
|
乙酸
丁酯
|
乙醇
|
丁醇
|
丙酮
|
丁酮
|
汽油
|
|
吸附容量/%
|
25
|
26
|
19
|
28
|
21
|
21
|
10
|
10
|
10～20
|
2）等温吸附和吸附等温线
在一定温度下，吸附量与平衡浓度之间的关系，可有各种吸附等温式表示，而多数场合以Freundlich的吸附等温式表示，其公式如下。
q=Kc1/n （3-1）
式中 q——吸附率
c——平衡浓度；
n——常数；
K——常数。
（3）工业过程及装置系统
工业上利用活性炭进行吸附的方式有：固定层，移动层、流动层和接触过滤的方式。在气相条件下，用活性炭处理废气，由于活性炭的磨耗和粉化程度小，固定层吸附方式最适宜。
在工业中，以活性炭处理喷漆室、烘干室等排出的有机溶剂废气经过滤器和冷却器后，除去废气中的漆雾，并降低到所需的温度。有吸收塔下部进入吸收塔，在吸收塔内废气中所含的有害气体，被活性炭吸附，使废气得到净化，净化后干净气体排放到大气中。
随着吸附时间持续，活性炭的活性逐渐降低，最后失去活性达到饱和状态。此时需要脱附，使活性炭重新具有活性。即通过吸收塔上部通入水蒸气，使活性炭层脱附，经脱附后的活性炭可继续使用。经脱附后的水蒸气和减脱有机溶剂蒸汽的混合气体，进入冷凝器，冷却成液体，然后再进入分离器，使溶剂和水分里，回收溶剂。如果水中还含有亲水的醇类、丙酮等，该水需经处理后才能排放。
其处理装置主要由预处理设备、吸附设备、后处理设备以及安全等设施组成。
1）预处理设备
有喷漆室和烘干室出来的废气，在进入吸附塔之前，为提高活性炭的吸附效率并使活性炭正常工作，必须除去废气中所含的漆雾并减低废气温度，通常使用的预处理设备有过滤除尘器和冷却器。
2）吸附设备
其作用是以活性炭除去废气中的有害物质，使其净化，并能保持吸附工作连续安全地进行。有吸附塔、脱附装置和安全装置组成。
吸附塔有塔体、活性炭填充层、阻火层及气体分配器等组成。通常使用固定层的吸附塔，其形式有垂直型、圆筒型、多段型和水平型。
在实际应用中，设置吸附塔的数量和选择何种操作方式，有处理风量、处理气体浓度、运转时间等而定。连续使用场合，需设置两个以上的吸附塔，吸附和再生相互交换使用。
另外，被处理的气体浓度较低，绝大多数不会超过溶剂爆炸下限的1/10～1/4。一般不会发生爆炸事故。为防止万一，修复设置阻火器、防爆门等安全装置。
3）脱吸（再生）设备
是使活性炭表面所吸附的饱和有机溶剂解附，使活性炭获得再生。保证废气处理连续运转。其结构组成与吸附塔一样。当处理风量小、排气浓度较低的情况，建立脱附设备不经济，可送专门工厂进行再生处理。通常连续运转、风量大、浓度高时可设置两个吸附塔，在现场再生活性炭，即将吸附塔相互交换作为再生塔进行使用。
再生操作将加热气体注入吸附层，并使活性炭加热，使吸附质蒸发、析出，然后活性炭干燥、冷却至活性状态，通常加热活性炭的气体为水蒸气和非活性气体。
活性炭再生方法有：水蒸气、非活性气体、高温烧和减压蒸馏法等，其特点见表10-25。为防止活性炭在脱附时自然，必须设置控温装置，以控制活性炭层的温度。活性炭在150℃以下无明显氧化作用，正常操作情况下，活性炭不会自燃。但如果脱附后不立即冷却、干燥或者大量溶剂进入炭层，特别是当活性炭吸附少量金属氧化物时，可能导致炭层明显氧化，甚至自燃。一旦发生自燃，应缓慢地注入冷却水，注水速度不可过快，以免塔内瞬时产生大量蒸汽，使塔内压力过大，造成意外事故。
4）后处理装置
在吸附之后，其用途是回收有机溶剂，主要由冷却器和分离器等组成。有上述活性炭吸附流程可知，活性炭再生使用是随过热蒸发出已吸附的有机溶剂，冷却至常温，同水蒸汽一同冷凝并收集到分离器中，将水和疏水溶剂分离从理论上讲，经分馏精致回收溶剂是可能的。但实际上，涂料的溶剂是多品种的、复杂的混合体系，回收的溶剂只可采用来作为洗涤用溶剂等。当分离槽中分离含醇类、酮类等亲水性溶剂多时，其废水必须处理。
表3-25活性炭再生方法及其特点
|
方法名称
|
特 点
|
适 用 范 围
|
|
水蒸气再生
|
水蒸气用量为吸附质溶剂的3～5倍
吸附剂中含有醛酸乙酯类溶剂，水解后的生成物呈酸性，其设备用不锈钢材制造
吸附质为低沸点，以100～150℃水蒸气脱附
吸附质为高沸点，以200～400℃过热饱和蒸汽脱附
|
现场和专门活性炭再生厂
|
|
非活性气体再生法
|
氧气分压极低非活性气体，加热300～400℃可脱附
脱附时几乎没有冷凝水，不需要废水处理
|
现场和专门活性炭再生厂
|
|
高温烧结再生法
|
在炉中有少量氧气存在下，以水蒸气或非活性气体，加热到600～1000℃烧结再生
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适于活性炭生产或专门从事活性炭再生厂
|
|
减压蒸馏法
|
高真空下，较低温度可脱附高沸点的溶剂
需要真空泵，同样要求脱附塔耐压且气密性好
|
适宜专门从事活性炭再生厂
|
（4）使用中注意事项
a.活性炭吸附率变化。吸附装置处理废气的初期，由于吸附率变化，运转初期活性炭的饱和时间预测较困难，可在气体入口处和出口处定期测定气体浓度。其吸附率变化的主要原因是：涂料使用量恶化种类变动；气温和湿度的变化；活性炭性能恶化。
b.当活性炭层风速分布不均匀，引起偏流沟流，使局部达到透过，吸附质的泄露使活性炭寿命减短时，应考虑以下情况：吸附塔的设计师否合理；吸附层的金属网是否部分破损；空塔速度是否过慢；吸附层压力损失是否过低；活性炭的填充是否合理。
c.应对废气进行预处理，以提高活性炭的吸附效率和活性炭的使用寿命。
d.又能够考虑防爆且防止活性炭层自然，比保证安全运行。
e.活性炭应 不定期进行补充，由于活性炭在循环使用和再生处理中，活性炭磨损、粉化、氧化分解和不纯物的黏附等原因，使活性炭用量减少且性能恶化。
3.3.3.4 吸收法
1）基本原理
气体吸收法是以液体作为吸收剂，使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的方法。其吸收过程是气相和液相之间，进行气体分子扩散，或者是湍流扩散进行的物质转移。如果次过程按两相边界学说进行，即流体的湍流没有明显的气相和液相界面，而是在接触中形成各自薄层的界膜，成为物质移动的大部分阻力，从而支配吸收速度。被吸收物质由分子扩散通过相界膜，而气体物质扩散推动力是气体本身与相界膜吸收溶质的分压差，以及相界膜流体中溶质的浓度与液相中溶质浓度之差。当吸收在稳定条件下进行时，相界膜中，液体中溶质浓度与气体中溶质分压差达到动平衡状态时，其关系如下。
NA=KG(p-p1)=KL(c1-c) （3-2）
式中 NA——物质移动量；
KG——气相物质移动系数；
p——气体中的溶质分压；
p1—— 相界膜中气体的溶质分压；
KL——液相物质浓度；
c——液体中流体中溶质浓度；
c1——相界膜中流体中溶质浓度。
有吸收法原理可知，吸收法的关键是吸收剂的选择。对于涂装废气是经常变换的多种溶剂的低浓度混合气体，其吸收剂的选择极为困难。通常以水或水溶液作为吸收剂。在涂装施工排出气的废气中，以疏水性溶剂为主要成分，以水作为吸收剂其效果不好。对于疏水性溶剂吸收效果好的吸收剂，其价格贵，本身具有恶臭，同时吸收的溶剂分离较困难。
在实际生产中选用何种吸收剂，主要考虑的因素是：对被吸收气体的溶解度要大；吸附剂黏度适中、蒸汽压小、化学稳定性好；无腐蚀性、发泡性和易燃性；价格较便宜。
2）工艺流程及吸收装置
在国内外生产实际中，已有用水作为吸收剂，处理水溶性涂料，排出主要成分为亲水性溶剂的实例。
吸收工艺过程中废气有塔底进入塔内，作为吸收剂的水，从吸收塔上部进入并 被分散。在气体由下而上和液体从上至下的接触过程中，在相界膜中，废气中有害物质溶剂气体被水吸收，使废气得到净化。净化后气体有吸塔上部排出，而含有废气的水，有塔底排出并流入水槽。需对产生的废水作为第二次处理。
用水做吸收剂，处理亲水性溶剂的废气时，水对溶剂蒸汽的溶解度遵守亨利定律，即
p=Hc （3～3）
式中 p—— 气相的分压；
c——液相中的浓度；
H——亨利常数。
各种亲水性溶剂的亨利常数见表3-26，有公式可知，亨利常数小的溶剂，溶解度越大，越容易被水吸收，适用于水吸收处理。反之亨利常数大，溶解度小，吸收效率差，不适用于水吸收处理。
表3-26 各种亲水性溶剂亨利常数
|
溶剂名称
|
亨利常数
|
溶剂名称
|
亨利常数
|
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乙醇丁醇
乙基溶纤维
|
2290
1980
300
|
丁基溶纤维
丙酮
|
26
11060
|
3.4 废渣
3.4.1 概述
3.4.1.1 涂装车间废渣的来源
工况企业排出的固体非弃物统称为废渣。涂装制造厂的废弃物发生量，月为涂料生产量的1%，而废溶剂约为涂料生产量的1%，而废溶剂约为涂料的2倍，随生产品种和花色增多，清洗溶剂、废涂料有机容器、抹布等废弃物随之增多，约为涂料生产量的2%～4%。涂装工厂的废弃物发生量与生产方式、涂料品种、涂装方法、被涂物的形状和大小等因素有关。涂着效率与喷漆室中捕捉废漆渣的发生量成反比，如涂着效率高，其产生漆渣量少，反之漆渣产量达。
另外，当生产线换色、清扫等的涂料和在库存不能使用的涂料为5%～10%时，同样废溶剂发生量为5%～10%。
涂装车间废渣的来源如下。
a.前处理过程中产生的沉淀物，如化学成膜时产生的沉渣。
b.清理涂料疏松管道及容器时产生的和由于涂料编制产生的废涂料。
c.清理涂装设备时产生的涂料凝块。
d.水性树脂涂料产生的淤渣。
e.涂料车间废水处理过程中产生的沉渣。
前处理产生的废渣成分，主要是不溶于水的金属盐类，而涂料废渣则是颜料、树脂及少量溶剂。
3.4.1.2涂装车间废渣的种类
涂料涂装工厂的废弃物见表10-27。表中废弃物的性质和形态随所使用涂料的种类、排量溶剂。
表10-27 涂料涂装工厂的废弃物
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名 称
|
特 点
|
|
废涂料
废溶剂
涂料废渣
水性沉渣
其他
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仍呈液体状，其组成和性能与原涂料差别不大，混色、弄脏等涂料
清洗设备、容器等的溶剂，含有少量油、树脂、颜料等
其中含有腻子、已胶冻涂料、喷漆室的漆渣、剥落旧漆皮和蒸馏溶剂后的残渣
水性废涂料、废水处理后沉淀
废的涂料桶、塑料容器、颜料包装袋、废旧布、旧手套以及空木箱等
|
3.4.1.3 废渣排放的控制
废渣排放的控制，按国家颁布的《工业企业设计卫生标准》进行处理。作为参考，掩埋有毒废渣的检验标准见表3-28。
为了提高产品质量降低成本，应尽量减少废弃物的发生量。减少废弃物发生量的对策如下。
a.提高涂着效率。涂装工厂中废弃物的主要发生量是喷漆室的漆渣，而漆渣的发生量与涂着效率成反比。因此减少废弃物必须提高涂着效率。
b.将已混色的废涂料和新涂料混合后，作为要求不高的底漆等使用。
c.废溶剂可再生处理后使用，同行藏等量水，再加入乳化剂，搅拌混合后静置，除去底部树脂、颜料等胶冻物。上层清液用溶剂回收方法处理可得到清洁的再生溶剂。
表3-28 掩埋有毒废渣的检验标准
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有害物质名称
|
根据溶解析出试验而制定的浓度标准
|
有害物质名称
|
根据溶解析出试验而制定的浓度标准
|
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烷基及水银化合物
水银及其化合物
镉及其化合物
铅及其化合物
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不允许检出
不能检出水银
每升检液镉在0.3mg以下
每升检液铅在3mg以下
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有机磷化物
砷及其化合物
六价格化合物
氰化物
|
每升检液有机磷化合物在1mg以下
每升检液砷在1.5mg以下
每升检液Cr+6在1.5mg以下
每升检液氰化物在1mg以下
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3.4.2 废弃物处理方法
从涂料涂装工厂排出的废弃物，按工业废弃物分类，大部分属费油类，按照废弃物处理法令，费油类严禁深埋和投入海洋处理，必须进行焚烧处理。与涂装有关的废弃物多数属于易燃物，因此适用于焚烧处理。
涂料涂装废弃物处理时，首先应根据废弃物的性质、组成，特别是发热量等设计出较好的处理方法和方案。但在实际中按每种涂料的废弃物来考虑，比较麻烦。因此通常将废弃物按发热量大致分为以下几种。
废溶剂 37 690 200J/kg 合成树脂型的废涂料 29 207 600J/kg
涂料渣 20 934 000J/kg 油型涂料 14 643 800J/kg
并以此数据作为参考来设计焚烧炉。
3.4.3 处理方式
废弃物处理，根据国内情况来看，仅有极少数企业自行处理，而绝大多数企业都将废弃物委托专门工厂处理，其理由如下。
a.除部分工厂外，由于涂装工很惨废弃物品种多，而且绝大多数属易燃易爆物质，在焚烧时需考虑防火、安全等设施，因此废弃物处理装置庞大，占地面积大，许多工厂受场地限制。同时受防火、安全等措施的制约。
b.最终吹达到环保要求较困难，因为燃烧过程中产生有害废弃物，因此最终废弃物分离较困难（涂料中含有铅、铬等问题）。
c.投资费用大，因各工厂使用的涂料和溶剂多种多样，一次废弃物中的废涂料和废溶剂也是多种多样，同时在焚烧过程中，会产生二次污染，所以安全措施应全面考虑，使设备投资费用更大。
由于上述原因，单个工厂建立废弃物处理设施，是 不经济的。按地区和行业统一建立废弃物处理，可将废弃物分类焚烧。从防止二次污染、安全、防火等技术和经济性等方面考虑更为合理。
3.4.4. 处理装置
废弃物处理装置一般由破碎压缩、分选、焚烧、回收及无害化处理装置组成。其中最重要的是焚烧炉，焚烧炉种类繁多，可以将废弃物安全而又方便地投入炉中，其处理效果好。应根据废弃物的种类、性质和发生量等诸多因素选择焚烧炉，并应与储存、搬运、破碎等前处理和废热综合利用，废水、废气和灰分等处理装置配套成综合的处理线。应按以下因素选择焚烧炉。
a.液状和固状废弃物的发生比率。
b.焚烧灰色产生量的大小。
c.有无有害气体发生。
d.废弃物的发热量等。
各种燃烧炉的实用性见表3-29。
表3-29 各种燃烧炉的适用性
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型号
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废涂料
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废溶剂
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涂料渣
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水性沉渣
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废漆桶
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其他
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固定炉床式
旋转炉式
流动燃烧式
喷雾燃烧式
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○
○
○
◎
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○
○
○
◎
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○
◎
◎
△
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△
◎
○
×
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△
◎
×
×
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△
○
○
×
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注：适当性◎＞○＞△＞×。
如果选用的焚烧炉与实际废弃物不相适应，则不仅降低焚烧炉的效率，还可能造成事故，所以设计废弃物处理方法之前，一定要很好地调查了解。
3.4.5 燃烧中的注意事项
因为涂料和涂装的废弃物大部分属易燃物，所以采用焚烧法可减少废弃物的量，在处理时还应考虑降低成本和有效利用，因此应注意以下几点。
a.谋求资源的有效利用，坚守废弃物的发生量。
b.考虑资源回收，再利用。
c.应将废弃物分类收集，并按废弃物种类采用最适宜的处理方式。
d.防止二次综合污染。
e.防止火灾等事故。
当焚烧中有害物质气体发生时，如废弃物含有氯化橡胶、聚氯乙烯和含氟树脂涂料等，焚烧时有氯化氢和氟化氢气体产生，炉体结构材料和气体水洗设备等必须选用钛等耐腐蚀性强的材料。
其次焚烧后的灰分中是否有危害物质，应涉及灰分的处理方法。在涂料成分中残留的灰分主要是颜料，当含有铅、铬化合物颜料的涂料焚烧时，需进行必要的有关有害物质的分析检查。同时若含有该类有害物质应单独焚烧，以便从不含有害物质的焚烧灰分中分离出来。可减少处理量，便于进行最终处理。
因废涂料、废溶剂等废弃物大部分属于易燃易爆的危险品，在保管、破碎等工艺过程中，有自然危险，应备有防火设备、电气防爆等措施。
有些涂料渣呈大块状，不能原封不动地投入焚烧炉，同时为防止废气中粉尘对大气的污染，出设置有害气体吸收装置外，还必须配制静电除尘装置和抽引式洗涤器，并经常注意炉内温度、燃烧温度及燃烧状况，防止异常燃烧，产生恶臭和黑浓烟。