摘要：使用水性涂料喷涂是一种常用的涂装方法，但在水性涂料生产的过程中，对设备和管路的清洗会产生废渣，在涂料喷涂涂装和电泳涂装时会产生废渣、废水和废气，基于此，文章对这些废渣、废水和废气的处理、回收以及利用技术进行分析探讨。
关键词：水性涂料；废渣利用；废水废气；处理技术
水性涂料是以水作溶剂或分散介质的一类涂料，在建筑涂料领域已普遍采用。汽车涂装作为工业涂装的一个重要领域，在欧洲从底漆、中涂到面涂基本实现了水性化。但在一般的工业涂装领域，包括防腐涂装领域，仍大量使用溶剂型涂料，这显然和环境保护法日益强化，人们普遍重视环境保护的今天很不和谐。
1水性涂料的研究现状
水性涂料是以水基高分子为成膜物质的。水性涂料自20 世纪60 年代出现以来，特别是90 年代以后，发展的速度非常快，已形成多品种、多功能、多用途、多规格的庞大体系。按照不同的分类标准有不同的分类。从技术上，水性化产品要达到溶剂型产品的性能还存在一定的难度。虽然国际上水性涂料产品的性能已大幅提高，有些已接近和超过溶剂型产品，但国内技术发展还有很长的路要走。
2水性涂料废渣利用
一般的溶剂型涂料和水互相不溶。漆渣一旦和水接触之后，就难以进行回收和利用，需由有资质的单位来负责处理，常见的处理方法包括焚烧和填埋。而水性涂料与水具有较好的相容性，可以对其废渣进行回收利用。
2.1喷涂涂装中过喷漆雾的回收利用
常见的涂装方式包括喷涂、刷涂和淋涂等。目前应用得最多的是喷涂，喷涂可以有效降低漆雾飞散，提高涂料的利用效率。但是不可避免地还是存在部分漆雾浪费，对于这部分漆雾，可以采取水幕和离心分离的方式进行采集，并对收集到的漆渣进行再利用。一是超滤及蒸馏的方法。利用超滤技术和电泳技术将超滤装置中原先低浓度不容易利用的废水进行浓缩，让浓缩液达到一定固含量。工作原理：首先利用超滤装置将均匀分布在循环水中的过漆喷雾浓缩到15%~40%，将回收后的涂料和原料进行混合使用。除了上述回收方式以外，还可以利用Schneider、Monika等的方法对废料进行收集，然后将其中的水和有机溶剂进行蒸馏，将剩余的部分使用黏合剂和颜料调节到25%~40%，再利用水和助溶剂调节到一定黏度，以作为喷涂的底漆。二是转动圆柱法。圆柱法的操作方法：首先利用喷涂区域中自动转动的圆柱体，并使自动喷雾装置保持湿润状态，圆柱体在自动旋转的过程中，过漆喷雾可以附着在圆柱体的表面。当其形成一定厚度就会自动向下脱落。这样就可以循环利用回收涂料。这种操作方式主要是利用产生的静电来捕捉涂料。但该方法占地面积较大，回收率也不高。三是离心力法。我国某公司开发了一种新的漆雾回收装置，这种装置主要是在离心力的作用下，在拦截除雾装置上附加抽风功能，以完成对漆雾的回收。这种装置的主要特点是占地面积较小。四是封闭式直接回收。使用挡板截留漆雾，将挡板定期浸入到下部的涂料中，这样附着在挡板上的涂料就会溶解在槽液中，再将槽液利用循环装置进行过滤。
2.2电泳涂装中废渣的回收利用
一般使用电导率较低的水来对电泳工件进行清洗，以免电泳涂膜形成二次留痕。但是冲洗之后的水分仍然含有较多的电泳涂料，如果不经过处理直接排放到环境中，会给环境造成严重的影响，通过设置超滤装置来对电泳工件进行清洗，依据的原理：电泳涂装装置本身可以形成一个封闭的系统，系统自身就可以对工业废料进行处理，不会排放到环境中，因此有效降低对环境的污染。
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3废水废气处理技术
3.1废水的处理与回用
水性涂料生产与涂装过程都可能产生废水，生产过程的废水主要来源是设备、容器和场地的清洗废水，这些废水如果不经处理直接排入下水道，会造成一系列后果：1）其中的固体颜料会增加水的浑浊度，阻碍阳光在水中的透射，进而影响水中植物的光合作用；2）固体颜料进入河水，会在鱼类的鱼鳃上凝结，从而影响鱼类的呼吸；3）废水中的表面活性剂及纤维素增稠剂的生物降解都会增加氧的消耗量，降低水中氧气的浓度，而这会对鱼类及其他水生生物的生存造成威胁。因此，水性涂料的废水需要进行有效的处理。对于废水中树脂含量较低的体系，可以通过超滤、纳滤及反渗透等方式对其进行处理后循环利用。电泳涂装过程采用超滤净化废水且回用，但仅有此部分回收水是不能够将涂膜冲洗干净的，还需采用纯水多次清洗，产生的废水量大，涂料含量少，此时需要采用超滤/纳滤加反渗透的组合方式将此部分废水回收利用当水中有机物含量的增多，分离膜很容易被污染而导致分离膜通量迅速下降，需要及时更换分离膜而导致成本提高，此时需要利用其他方法或这些方法的组合对废水进一步处理。对于有机物含量较高的废水，一般先进行高级氧化处理，然后再进行生化处理。处理流程、AOP 高级氧化- 膜生化（MBR）联合处理流程。
3.2废气的处理
挥发性有机化合物（VOC）的处理技术主要有回收和销毁两种，回收技术是一种常见的物理方法，即是通过改变温度和压力或者选择一些有选择性的吸附剂来对有机气相物进行吸附，常用的有吸附技术、吸收技术、冷凝技术和膜分离技术。销毁技术主要是通过生化反应、化学反应以及热、光、催化剂来将有机物转变为CO2 和H2O 等无害物质。一是吸附组合技术。吸附方法是利用固体吸附剂来对对污染物进行吸附，而且此方法操作简单、适用范围较广，因此逐渐演变成我国常用的治理技术。在我国的有机废气处理中，利用吸附设备处理污染率高达50% 以上。常见的吸附技术：吸附- 初凝技术、吸附- 催化燃烧技术等。通过以上技术能够有效解决VOC 废气成分复杂以及风量大难以回收利用的问题。二是吸附-冷凝技术。利用吸附- 冷凝技术可以对废气中有价值的化合物进行回收利用，通过分子筛选装置将有机物吸附出来，并利用高温空气来进行脱附，然后将有机物进行初凝回收。此类工艺技术及装备目前正处于开发阶段。三是吸附-蓄热氧化工艺。可以利用吸附- 蓄热氧化、吸附- 催化燃烧实现对热量的加工，这个操作的操作原理是：通过吸附大风量和低浓度的有机物，并在较高的温度下进行脱附转化，通过这种方式的净化率可达到95%。
3.3吸收技术
吸收技术是利用吸收液吸取VOC 的一种操作方法，利用吸收法来处理废气，并将废气的浓度控制在500×10-6~5 000×10-6 之间，这种方式的处理效率可超过95%。主要适用于高湿度VOC 废气处理。水性涂料中的VOC 是由醇类和氨类组成，此类物质较容易溶解于水，因此可以用水作吸收液来进行吸收，吸收液经处理后可重复利用。
结束语
提高水性涂料在加工和使用过程中废渣、废气、废水的回收处理力度，不仅可以提高资源利用率，还可以降低对环境的影响。相信行业科技工作者通过持续的创新技术，将会开发出更加环保，绿色的加工技术，高性能的产品及其应用技术；水性涂料的应用前景会更加光明。本文对这些废渣、废水和废气的处理、回收以及利用技术进行分析探讨，选择正确的工艺和方法，进一步减少对环境的影响。
参考文献：
[1] 彭开美，涂伟萍.水性涂料废渣利用及废水废气处理技术[J].中国涂料，2015，（6）.
[2] 上海市环境卫生局编.工业废水废气废渣的处理和利用[M].上海：上海科学技术出版社，2017.
论文作者:俞戎博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：涂料论文; 废水论文; 水性论文; 废气论文; 废渣论文; 技术论文; 涂装论文; 《基层建设》2018年第27期论文;