汽车涂装中的安全防火及其“三废”处理

　　1.汽车涂装中的安全防火及其中“三废”

　　汽车涂料生产及涂装作业的过程中所使用的的各种化学品大都含有易于着火，对于人体健康有害的挥发性的有机溶剂、树脂、颜料等。多具易燃、易爆及有害性，在生产制备、运输、贮存、使用等过程中经常造成财产损失、甚至危害生命的安全事故，所以在涂料生产和涂装作业中始终存在着火灾，甚至会产生爆炸的可能。

　　汽车涂装施工是一项既复杂又对环境、温度等各项指标有严格要求的工作。为保证质量，涂装施工对空气的清洁度、温度、湿度和通风等均有一定的要求。但涂装中的预处理、涂覆、烘干等过程又不同程度地产生废气、废水和废渣(物)，我们将这三种废弃物称为“三废”，特别是涂料中的有机溶剂(或粉末涂料微粒)多属于易燃、易爆品，对人体有一定的危害性，若不加治理，不仅会影响操作者的健康和生产的安全，而且对环境造成污染。因此，在涂装生产中应采取各种有效措施，进行环保治理。

　　汽车涂装过程排放的水污染物如树脂、表面活性剂、磷酸盐等可造成严重污染。汽车涂装废水成份复杂，排放无规律，故水质变化大。国内汽车涂装废水处理经验证明，采用物化—生化法处理工艺，可使排水中的CODCr≤100mg/L，PO43-(P)≤0.5mg/L，工程设计中应注意水质均衡、高浓度废水预处理、保证足够的生化时间。汽车涂装废水污染物种类较多，水质、水量波动较大，工程、工艺设计时需对源头水进行分流，并对高浓度废液进行分质预处理，以提高后续处理工艺的稳照明定性，进而确保废水处理稳定达标排放。

　　挥发性溶剂中的浓度，超过一定浓度时和长期接触一些有毒的颜料和化合物时都会使工作及操作人员发生中毒，甚至造成死亡。国际上对溶剂、颜料、树脂的使用，也是一年严于一年，美国从“66法规”发展到“1113法规”，美国环保局(EPA)还一次又一次地加大有害化学品的清单，向人们发出警告。EPA十分关注一些特殊行业，他们在着力的研究着一些有机颜料在制造过程中所产生的废物的组成，研究这些化学品的毒性情况，并把一些颜料的中间体已列入有害的2800种化学品清单之中。

　　涂料中的溶剂在涂料生产和施工中始终存在着火灾和爆炸危险的可能性。除此之外，不少溶剂对人的健康还有着直接的危害。大家都知道苯可引起苯中毒，专家们把苯称为具有特殊芳香气味的杀手，世界卫生组织还把苯确定为致癌物质。甲苯、二甲苯在工厂中一般认为是危害不大的易燃物，事实证明当人们在短时间内若吸入高浓害度的甲苯、二甲苯就会出现中枢神经系统麻痹的症状，轻者会头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力，重者会出现昏迷以致呼吸衰竭而死亡……

　　溶剂性涂料中含有50%或50%以上的有机溶剂，所以从安全生产和人体健康的角度上来看，都是应该引起人们高度重视的。因此在涂料的发展方向上，为了节约资源、节约能源，减少环境污染和安全生产，保护人体健康及提高产品的经济效益等诸多方面，都要求减少溶剂的使用，以水代剂的研发路线，也正是由此而生。

　　添加剂如含铅的催化剂、胺类、酸酐类的固化剂等，如乙二胺，它们不但具有易挥发，易燃易爆的危险，还具有毒性，对人体有这样或那样的危害，有些还具难闻的刺激性气味。在海洋防污涂料中所采用的防污剂多是属有机锡的化合物，因其有较大的毒性和会对海洋造成污染而被禁用。因此研究，了解涂料生产和涂装施工过程中安全技术，作好安全生产，是一件非常有意义的大事。

　　2.涂装车间发生火灾、爆炸与中毒的原因

　　(1)涂装中发生火灾的原因。火灾大都是由于易燃液体-溶剂引起的。为了涂装作业的安全，需要了解溶剂的性质，以便采取适当的防范措施。通常燃料气体如煤气、石油气的密度小于空气，但溶剂蒸气的密度则比空气大。很多人往往误认为溶剂蒸发后便上升到空气中，其实，它的蒸气比空气重2～4倍，挥发后便往低处流，停滞在地面低洼的地方，所以通风口要靠近地面。

　　溶剂的主要特性是闪点低，易燃。闪点是溶剂蒸气与空气混合，当火花接近时发生闪燃的最低温度。在容器中搅拌溶剂后，溶剂灌装时在管中流动，则会产生静电，尤其是碳氢化合物类溶剂常有此倾向。静电积累至一定程度后，会进出火花放电而起火，因此必须在涂料容器中上接地线，排除产生的静电。

　　(2)涂装车间常见的起火源。涂装车间最常见的火灾起因是换气不完全，起火源大都为电气设备之类。在溶剂蒸气超过爆炸(燃烧)极限时，如所用的电灯破损或发动机、配线防爆考虑不完全时，都易发生火灾事故或爆炸。均是由于溶剂蒸气与空气中的氧以一定比例(约1%～10%)混合形成爆炸性混合气体，遇火会引起燃烧或爆炸，这种范围称爆炸(燃烧)极限。发生爆炸的最低含量，称爆炸下限；最高含量，称为爆花，也可引起可燃气体着火爆炸。

　　(3)涂装车间发生中毒的原因。许多涂料及其相关的产品，不但有燃烧的危害，还有毒性。溶剂一般会刺激皮肤、眼睛、鼻子、气管等，引起眼花、头痛、倦怠、白血球减少等。

　　3.汽车美容、涂装作业中的“三废”处理

　　在汽车美容、涂装作业中有三大污染源，即表面漆前处理的废气污染源、废水污染源及在干燥过程中挥发的大量的有机污染源。所以对这些污染源的治理，对防止公害是很有必要的。

　　(1)废气的处理。汽车美容、涂装作业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。尤其.溶剂蒸气是一种毒性很大的气体物质，一般液态涂料的溶剂含量约占50%～60%(硝基涂料甚至高达80%)，这些溶剂在涂装中全部挥发成气体。为防止废气造成大气污染，常采用活性碳吸附、触媒燃烧和直接燃烧等方法进行治理。

　　(2)涂装废气的来源。涂装废气的来源主要有:一是喷漆室的排气。为维持喷漆室内的作业环境，喷漆室内的换气风速应控制在0.25～1m/s的范围内。一般喷漆室内的排风量很大，深剂蒸气浓度很低，喷漆室排风内还含有过喷产生的漆雾粉尘。这种粉尘(漆雾滴)的粒径约为20～200μm左右，没有特大的风飞散不到远处，而引起公害，成为废气处理的障碍;二是晾干室的排气。晾干室的作用是使被涂物在涂装后，烘干或强制干燥前，使涂膜中的一部分溶剂顺利挥发而形成良好的涂膜，在这种排气中仅含有溶剂蒸气，几乎不含有漆雾;三是烘干室的排气。从烘干室排出的废气，包括涂料系统排出的和燃料系统排出的。其中涂料系统排出的废气有涂膜中残留的溶剂、部分增塑剂或树脂单体等挥发物、热分解生成物、反应生成物等;燃料系统排出的废气为燃料燃烧废气。

　　(3)活性碳吸附法。这种方法是采用活性碳作为物理吸附剂，利用其毛细管的凝聚作用和分子间的引力，把有害物质吸附在活性碳表面上，使废气净化。

　　活性碳吸附法使用的设备有:预处理设备、吸附罐后处理设备、控制系统等。其工艺过程是:将有机溶剂挥发气体经过滤、抽风、冷却后送入吸附罐内，通过活性碳层，直至饱和，再以一定压力的工业蒸气处理饱和的活性碳，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。

　　活性碳吸咐处理后，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。

　　(4)触媒燃烧法。这种方法是将作为有机溶剂的气体

　　称加热至200～400℃，通过触媒层，进行氧化反应，这样可以在较低温度下燃烧，热能消耗少。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。

　　(5)直接燃烧法。直接燃烧法是将含有机溶剂的气体加热至600～800℃，使其直接燃烧，进行氧化反应，分解为二氧化碳和水，其优点是:操作简单、养护容易;不需预处理，有机物可完全燃烧，有利于净化高浓度废气;燃烧热可作为烘干室的热源综合利用。缺点是:NOX排气增大，当单独处理时，燃烧费用较大。

　　(6)废水的处理。在汽车美容、涂装作业施工中的清洗、湿打磨等作业中，将产生大量废水，这些废水中含有油污、清冼剂等有害物质，必须进行净化处理，使之符合工业废水最高允许排放浓度及地面水质的卫生要求才能排放，以减少环境污染，保证水质卫生。

　　清洗汽车车身、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，油分散的粒径很小，不易从废液中去除，通常采用破乳--油水分离的方法净化处理，基本原理如下:

　　①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，使其凝集。常用的药剂有氯化钙、氯化钠、化镁等。为了使油珠和其他悬浮物尽快地分离，并生成微小的凝絮，还需投加混凝剂。常用的混凝剂有:硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、活化硅酸、聚丙烯酰胺等。

　　②油水分离。通过破乳、凝聚处理，油珠和杂质生存凝絮，然后用物理方接使油水分层，去除沉淀。达到分离的目的，油水分离的方法有:自然浮上、加压浮上、电解浮上、凝聚沉淀和粗粒化等。自然浮上:将废液露天存放，经一定时间使乳化状油污形成小滴析出，浮在水面上，以利清除。加压浮上:对废液施加一定压力，使油污分子变大，与水分离，浮在水面上。电解浮上:向废液中加入电解质溶液，使油污颗粒形成较大的颗粒与水分离，浮聚在水面上。凝絮沉淀:向废液中加入混凝剂，使油污颗粒失去稳定性，凝絮形成较大的颗粒与水分离沉淀于底层，以利清涂。粗粒化: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，经碰撞和凝聚变成较大颗粒或油污液体。

　　③水喷净化。经破乳、油水分离后，水中油分和有机物都大大降低，但水中还存在着徽量的油和一些水溶性表面活性剂，可通过吸附、过滤除去。

　　(7)废物的处理。擦拭涂料用的沾污棉纱、棉布等都含有大量涂料。树脂有些含有较多的双键，双键的存在比较容易和空气中的氧发生氧化作用，放出一定的热;若其放出的热聚积不散，就会逐渐达到自燃点而发生自燃。涂料用的沾污棉纱、棉布等物品集中，并妥善存放在密闭桶中，且不要放置在灼热的暖气管或烘房附近，以免火灾。同时定期及时处理。

　　①废渣的来源。一是废涂料仍呈液体状，组成和性能与原涂料无大的差别，仅因各色混合、弄脏或变质;二是废溶剂是清洗设备和洗净容器的溶剂，仅含少量的油、树脂和颜料;三是涂料废渣(固态或半固态状)有以下几种:腻子、已胶凝的涂料等没有或失去流动性的组成;喷漆室的废漆渣，刷落的旧涂膜等;蒸馏、再生废溶剂的残渣;四是水性沉渣:磷化沉渣，水处理后的沉渣，废水性涂料;五是废的涂料桶、废的油布，手套以及修补涂装遮蔽用的纸类。

　　②减少废弃物的对策。为了提高产品质量，降低成本，尽量减少废弃物的发生量。其减少废弃物发生的对策如下:一是提高涂着效率。涂装工厂中废弃物主要是喷漆室的漆渣，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;二是将已混色等废涂料和新涂料混合后，作为要求不高的底漆等使用;三是废溶剂可再生处理后使用，通常处理废溶剂可采用真空蒸馏和水蒸气蒸馏方法。当废溶剂中含有树脂，颜料等，可用等量水，再加入乳化剂，搅拌混合后静止，除去底部树脂、颜其料等的胶状物。上层清液用溶液剂回收方法处理得到清洁再生溶剂。

　　③废弃物的处理技术。废油的处理是禁止深埋和投入海洋处理的，对于含铅、硫量低的废渣可进行焚烧处理(与涂装和涂料有关的废弃物多是易燃的，因而可以采用聚焚烧处理)，但应尽量回收进行再次加工利用。在处理时应注意以下几点:要考虑作为可能产生的资源回收、再利用;废弃物应分类收集，按废弃物的种类进行最适宜的处理;要防止在焚烧时产生二次污染。如在焚烧氯化橡胶涂料、聚氯乙烯树脂涂料的场合产生氯气，涂料中含的颜料成为灰尘放入大气中等;要防止发生火灾事故。涂料和废渣经焚烧后残留的灰分，不含有有害物质的灰分可直接深埋处理;含有有害物质的废弃物焚烧后的灰分应符合含有有害物质污泥的标准，才能进行深埋处理。当焚烧中有害气体产生时，如在废弃物中含有氯化橡胶、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，炉子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。

　　焚烧后的灰分中是否有危害物质，要采取不同的处理方法。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，需进行必要的有关有害物质的分析检查。同时若含有这类有害物应单独焚烧，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，便于进行最终的处理。因废涂料、废溶剂等废弃物大部分都是易燃易爆的危险品，在保管或装料等工艺过程中，有自燃着火的危险，应备有防火设备、电气防爆等措施。有的涂料渣呈大块状，不能原封不动地投入焚烧炉，同时为防止废气中的微粉尘对大气的污染，除设置有害气体吸收装置外，还必须配置静电除尘装置和抽引式洗涤器，并经常注意炉内温度和燃烧状况，防止异常燃烧，产生恶臭和黑浓烟。