第一章 涂装车间管理
涂装管理是保证涂装质量的重要因素，是保证涂料、涂装设备最大限度发挥其功能的关键。没有严格的科学管理，即使选用了先进的涂装技术和优质涂装原材料，也难以达到预期的涂装目的。科学的涂装管理体系是涂装质量和低成本的保障。因为涂装管理是确保工艺实施，确保涂装质量的稳定，达到涂装目的和最佳经济效益的重要条件。它在涂装生产和涂装质量占有十分重要的地位，主要包括原材料的质量控制、车间工艺管理、设备与工具管理、环境管理、质量管理、人员管理、现场管理、安全与卫生等。在涂装流水生产线上，科学管理显得更为重要。
1.1 涂装原材料管理
涂装车间所用的原材料包括涂料、稀释剂、脱脂剂、磷化处理剂及打磨材料等。原材料管理的目的是选择质优、价廉的原材料，严格监控原材料的质量，充分了解原材料的性能、存在问题，并研究相应的对策，以免原材料质量影响正常的生产秩序和涂装质量。
1.1.1 原材料的选择
充分运用市场机制和各种信息手段，对国际国内原材料的生产制造厂或产品供应商进行选择，并对其能力进行评估，如企业概况、产品质量、保证产品质量的资格（质量保证体系）等。根据质量指标、市场价格，筛选出能够满足本厂产品质量的供应商。
依据国际标准、国家标准或行业标准作为质量检查标准和依据，对样板进行检验，并引入竞争机制，优选出质量好、价格适宜的涂装原材料。
1.1.2 原材料的质量管理
涂装原材料的质量是指材料的内在质量和施工工艺性能。在选择原材料时，虽然对材料的内在质量和施工工艺性能进行了检测，但对所选定的供应商供应的原材料必须按其技术条件和质量指标按批取样试验对质量稳定或信得过的原材料供应商可抽检，做到涂装所用的每批原材料都有技术条件或质量指标的记录。
原材料进厂时的检验是把住质量关的第一道工序，是防止不合格原材料投入生产的关键。通过检验，对原材料中发现的问题，采取必要的工艺措施，做到按质使用，以防生产秩序、产品质量破坏。同时，检验结果与记录，也是向供应商索赔的依据。
使用过程中，应经常检测原材料的消耗和各项技术指标。如磷化液TA、FA，除油液的TB、FB，水洗水的电导率、电泳槽的PH值、固体分含量、电导率和泳透力等工艺参数，并根据工艺要求及时调整，保证产品质量的稳定。
1.1.3 原材料的储运和领用
溶剂型涂料和稀释剂属易燃危险品，有些品种易受潮，有些品种存放时间过长易变质，所以储运和领用时需要注意以下几点。
a. 不允许露天存放涂装原材料，严禁用敞口容器储存或运输涂装原材料，容器应密封良好。
b. 涂装原材料应储存在温度5～30℃以下，通风良好、无阳光直接照射的室内。
c. 尽量缩短原材料的储存期，做到统筹规划，现来现用。超过储存期或在储存期内发现有异常现象的原材料经复验后按质处理或使用。
d. 涂装原材料储存场地应严禁烟火，注意防火。
1.1.4 涂料的调制
进厂的涂料必须加入一定量的稀释剂调整到施工黏度才能使用。在涂料调制时应首先核对涂料名称、批号、生产厂和出厂日期；在开桶前应擦净涂料桶的外壁，严防开桶时灰尘和杂物落入桶中；开通后观察桶中的原涂料状态，不应有结皮、结块、凝胶现象，沉淀物能搅起，若有结皮应除掉；将原材料搅匀后倒入调漆罐中，加入规定的一定量的稀释剂调整到工艺要求的施工黏度，每次调漆时都应将桶刷干净；在施工时应将调好的涂料以相应的筛网过滤；调整好的涂料应在规定时间内用完。
1.1.5 原材料的使用
在涂装生产中，原材料的使用应严格依照工艺规定进行。
a. 严格按作业指导书调配、使用。
b. 涂装前处理槽的原材料应按每班的消耗量均衡加入，确保槽中各工艺参数的稳定。
c. 有些涂料使用前有熟化期，如电泳涂料的使用应提前1～2h进行稀释熟化后才能加入电泳槽中；双组份聚氨酯涂料是按其要求调配好后，静置30min，待涂料液中的气泡消失后使用等。
d. 将涂料稀释到工艺要求的施工黏度时，必须选择与其配套的稀释剂，否则会影响涂层质量，甚至引起涂料的变质。
e. 对产品进行监督并及时向生产厂家反馈信息。
1.2 涂装设备管理
涂装设备及工具是否处于良好技术状态，是确保正常涂装生产秩序和涂装质量的关键。因为自动化程度高的涂装生产线一环扣一环，如果其中一道工序的设备处于带病工作状态，就会影响整个涂装的质量，影响整条生产线的利用率。所以必须管理好每台设备，使其发挥最大效用，为此必须有健全的规章制度，其内容包括以下几项。
a. 精密设备必须按照设备自身的技术要求，安排适宜的工作环境。
b. 操作者必须具有较高的素质和操作技能，必要时应进行技能培训。
c. 关键设备必须有操作规程，包括启动、运转和关闭等操作顺序、注意事项及技术状 态优良的标准等。
d. 大型设备或精密设备，如自动喷涂机等应有专人负责，每班均应按照技术要求定期检查设备运转状况，并做好记录。
c. 关键设备必须有操作规程，包括启动、运转和关闭等操作顺序、注意事项及技术状态优良的标准等。
d. 大型设备或精密设备，如自动喷涂机等应有专人负责，每班均应按照技术要求定期检查设备运转状况，并最好记录。
e. 注意各种泵、风机、电动机、整流器等运转状况和烘干室的温度、加热设备是否正常，发现问题及时检修，并做好记录。
f. 应编制关键设备的检修和保养计划，做到定期检修和保养。
1.3 涂装工艺管理
涂装工艺管理是涂装管理的重要内容，是一项繁杂、细致的工作，管理人员本身必须具有高度责任心和较高的技术水平。
工艺管理人员必须定期或不定期对涂装工艺文件、涂装工艺执行情况、涂装车间技术状况和涂装质量进行检查。一般与工艺部门主管，涂装车间工艺人员、技术检查人员和生产现场管理人员具体负责。
1.3.1 涂装工艺管理
1）工艺卡的制定
工艺主管部门按照生产要求制定适合的工艺，并按规范的格式填写工艺卡，作为指导生产的工艺文件和岗位责任指标。涂装工艺卡见表1-1，可供参考。
表1-1 涂装工艺卡
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涂装工艺卡
____厂____分厂____车间____组（或线）
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工艺卡组号：
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更改：
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工序号
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更改日期
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签名日期
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工序号
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涂装及检验内容
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设备、夹具和工具
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材料
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备注
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名称
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图号
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数量
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名称
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型号（规格）
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拟定： 技术科长： 检查科长： 厂长： 共 页 第 页
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2) 涂装车间工艺文件的检查
检查涂装车间工艺文件是否齐全、编写质量、更动情况及审批程序是否合法。
3）涂装工艺工序的检查
按工艺文件逐道工序对照检查，以工艺参数合格率表示。在检查中对发现的问题和返修的工序进行技术分析，制定改进措施，限期解决。如果是操作者主观原因造成的质量问题，则应将检查结果作为奖惩依据。
4）涂装质量的检查
除在现场目测或用仪器进行测试外，还应取样送到实验室或有关检测机构按涂层标准进行全面性能检测。每次检查后应写出报告，进行评分，作为涂装车间（线或组）考核的依据，并总结经验，分析出现的问题。
1.3.2 涂装检查工序的设置
产品质量的优劣受人为因素影响较大，在涂装施工现场检查涂装质量并及时反馈以指导现场生产非常必要。各涂装生产线对施工现场的涂装质量越来越重视，因此，在涂装过程中加强技术检查，是保证涂装质量和减少工件返修量的重要手段。在关键工序后应设有检查岗位，做到操作人员自检和专职检查人员检查并举。按检查工序在涂装工艺中所处位置或检查内容，质量检查可分为涂装前处理表面质量检查、中间检查和最终检查。
1）涂装前处理表面质量检查
涂装前处理是涂装的基础，其质量的优劣对涂层性能影响极大。在该工序中要特别注意检查脱脂清洁度和磷化膜的外观质量。主要包括以下内容。
a. 按涂装工艺规定的要求,检查进入涂装车间的待涂件的表面质量,不合格品应返回前道工序修整。
b. 检查涂装前表面预处理各工序槽液（如脱脂、磷化等）的浓度、温度、水洗用水的清洁度和喷嘴的喷射量等，及时做好记录。
c. 检查表面处理后待涂件的表面状态是否符合涂装要求。其表面应无残留油脂、污垢、锈、盐、碱和水珠等，磷化膜应均匀、致密、结晶细致。
d. 应严格控制最后一道水洗用的水质，如磷化处理、电泳和湿打磨等工序，在涂层质量要求高的场合应用新鲜的去离子水清洗，以防水中的盐积聚在被涂面上，引起涂膜起泡。
e. 在表面处理后的整个涂装工艺过程中，严禁用裸手触摸待涂件，以防留下汗水引起涂膜起泡。
2) 中间检查
中间检查是指涂装过程中对底漆、中间涂层等的涂装质量检查。主要包括以下内容。
a. 检查面漆的颜色、光泽等表面状态：颜色和光泽应符合标准样板的要求，面漆表面不应有流痕、颗粒、针孔、橘皮、光泽不均等涂膜缺陷。
b. 检查面漆的干燥程度、硬度和厚度：面漆涂膜应干透，膜厚应均匀，并达到技术条件规定的厚度和硬度。
c. 对整个涂层的质量定期抽检，并进行全面性能的测定。可以用随车挂样片的方法制备样板，测定涂层的全面性能（如硬度、附着力、耐候性、耐水性及耐盐雾性等）。
4）随车质量卡制定
一些厂家，为保证各工序质量，明确责任，建立了随车质量卡制度。其基本设想加强各工序间的质量监督，把每一道工序转到下一道工序的中间品作为该工序的最终产品。在“出厂”前，自己做好产品检查，不让不合格产品进入下一道工序；“用户”接收前，也必须做好质量检验，不合格的产品必须退回上一道工序。该质量管理卡最终要随车到用户手中。随车质量卡见表1-2，供参考。
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工 序 号
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车 号
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发 往 地
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合格与否
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操作者签字
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合格与否
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主要问题
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接收时间
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接收人签字
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冲压
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涂装
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前处理
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电泳底漆
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中涂
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面涂
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总装
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检查方法一般是目测或采用仪器进行不破坏性的检测。各种检查工序的设置取决于产品设计对涂层质量的要求和质量等级。对于不同用途的涂层，所以查的重点内容差别比较大。如以装饰性为主的涂层，重点检查影响装饰性方面的涂膜缺陷，如橘皮、麻点、流挂、丰满度、光泽度及涂膜的完整性等；以防腐性为主的涂层，重点检查影响防腐蚀性方面的涂膜缺陷，如涂膜的完整性、附着力和厚度等。因此，检查内容和检查工序的设置应根据具体情况灵活掌握，一般再对涂装质量起决定作用的重点工序后设置技术检查工序，如磷化、电泳、刮腻子、打磨和涂面漆等。
1.4 现场管理
涂装现场的整齐、清洁是达到优质涂装的必要条件。大部分涂装车间，如现代化的汽车涂装车间、农用车涂装车间，多采用多品种大量混流的生产方式，现场管理质量关系到涂装质量、成本和安全等方面。
目前，涂装车间通常按精益生产方式及：“3S”、“5S”现场管理的方法来组织生产和加强现场管理。
精益生产方式是介于单件生产和大批量生产两者之间的生产方式，它是在多品种小批量这种市场制约中诞生的，被证明是当今汽车生产的最卓越的生产方式。它的核心内容是生产组织中的准时化、自动化以及与之响应的一个流水生产形式，力求零库存、多功能、少人化，将权利和责任同时落实到基层的现场体制。追求不断降低生产成本，提高产品质量，以：零缺陷“作为质量目标，达到更高的经济效益，从而也具有更强的竞争力。
所谓：“3S”是指整理、整顿、清扫；“5S”是在“3S”的基础上再加上清洁和素养等现场管理内容。“3S”管理是对现场的各种状态往复不断地、持续地、螺旋式上升地进行整理—整顿—清扫。它们的简要内容如下。
整理：生产现场将要与不要的物件分开，去掉不必要的东西。
整顿：生产现场将要的物件定位、定量、将杂乱无章的东西收拾得井然有序。
清扫：将生产现场打扫得干干净净。
清洁：保持现场整洁、无尘埃、无垃圾。
素养：通过全员、全方位的现场管理，提高全员职工的自觉性、责任感、素质、素养，培养职工当家作主的思想。
通过开展“3S”或“5S”现场管理活动，使工作环境变得整洁、舒适，使生产井然有序，设备故障得到有效的预防和控制，产品质量得到保证。同时还能使人际关系变得融洽和睦，使生产者心情舒畅，精力充沛，使现场管理的五大任务（完成生产任务、提高质量、降低产品成本、实现安全生产、建立良好的劳动纪律）得到实现。
经验告诉我们，要开展“3S”或“5S”的现场管理活动并有所成效，必须做到全员参加、全方位开展，有专业人员组织、指导；领导亲自抓，且必须常抓不懈、持之以恒。
1.5 涂装环境管理
涂装环境对涂膜的形式影响极大，已成为影响涂装质量的重要因素。涂装环境包括涂装车间亮度、温度、湿度、尘埃和防火措施等。满足以下条件可认为是汽车工业涂装的良好环境；明亮且亮度均匀，气温在15～30℃范围内，空气的相对湿度在50%～70%范围内，空气清洁无尘，换气适当，且有防火措施。
1.5.1 采光与照明
涂层质量要求不同，涂装作业要求的照度基准不同（见表1-3）。
表1-3 适宜的作业照度
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涂装类型
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作业实例
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照度/lx
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备注
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高级装饰性涂装
装饰性涂装
一般涂装
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汽车车身涂面漆检查工位
一般装饰性涂装、车辆、木工涂装
底层处理等
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800～300
300～150
150～1703
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新建筑大于800
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按工业企业采光设计标准，涂装车间采光等级居N级，室内自然光照度不应低于50lx。涂装车间的照度取决于窗户采光、照明和室内物面的亮度等。室内作业可靠窗户、天窗引进自然光，而不宜有直射日光，还应考虑亮度低均匀性。如果窗户的面积达到车间面积的1/5以上，则采光性良好。现今的涂装车间，大部分靠人工照明（厂房照明与工位照明），但必须使整个照明亮度均匀。
如本推荐方的工作场所作业面的照度如下。
装饰性、精密作业大于300lx；一般作业大于100lx；粗杂作业大于70lx。
涂膜表面检查、喷漆室、修补涂装等紧密作业可用局部照明，宜采用天然日光色光源或天然白色光源。光源一般多采用日光灯，为防止色变现象，应注意选择日光灯的类型，在需识别涂料颜色的工作场合选用天然日光灯或天然白色的日光灯；在与色无光而以照明效果为主的场合采用一般的日光灯较好。
建筑物内表面采用对光反射率高的（亮度高的）材料和涂亮度高的材料，可以提高室内照明度。天花板的反射率在85%以上，壁为60%～70%，地面为20%～30%，机械装置为20%～30%的场合，能得到亮度安定的作业环境。
各种建筑材料的反射率见表1-4。
表1-4 各种建筑材料的反射率
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材料
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反射率/%
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材料
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反射率/%
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材料
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反射率/%
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白泥灰
砂浆
混凝土
石板
砖
砖瓦（水色）
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80～85
25～50
20～30
20～30
1～15
40～50
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砖瓦（白色）
砖瓦（粉红色）
砖瓦（奶黄色）
砖瓦（黄色）
砖瓦（浅绿色）
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65～70
60～75
50～60
40～45
50～60
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木材（新的）
木材（半新的）
木材（旧的）
胶合板
纤维板
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50
35
15
30～43
78
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1.5.2 温度和湿度
大气的温度、湿度与涂料的干燥和施工性能有很大的关系，气温在5℃以下，涂料干燥极慢；温度过高，溶剂蒸发过快，影响流平性；湿度在85%以上易产生涂料“泛白”，而且是涂膜性能下降。所以应避免在寒冷、多湿的场合进行涂装。涂料涂装适宜的温度、湿度见表1-5。
表1-5 涂料涂装适宜的温度、湿度
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涂料的种类
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气温/℃
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湿度/%
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备注
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油性色漆
油性清漆、磁漆
醇酸树脂涂料
硝基涂料、虫胶涂料
多液反应性涂料
热塑性丙烯酸涂料
各种烘烤型涂料
水性乳胶涂料
水溶性烘烤型磁漆
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10～35
10～30
10～30
10～30
10～30
10～25
20（15～25）
15～35
15～35
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85以下
85以下
85以下
75以下
75以下
70以下
75以下
75以下
90以下
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气温高一些好，低温不行
气温高一些好
气温高一些好
气温不行
低温不行
湿度越低越好
温度、湿度在中等条件较好
低温、高温不行
温度、湿度越均匀越好
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室外涂装与气温、湿度的关系如图1-1所示。
底材一个很好地干燥，底材表面的温度低于气温时易结露。底材表面温度必须比气温高1～2℃。
在静电涂装场合，要求温度、湿度恒定，因温度、湿度的变动会影响涂膜厚度、干燥、平滑度、光泽和颜色等的均匀性，影响劳动效率。最适宜的条件是保持气温在20℃以上，湿度在75%以下，所以冬季需加热，夏季湿度和高温情况下，水分挥发快，引起边缘处凹凸不平，若高湿度低温情况下，可做适当的流变控制。
1.5.3 防尘与通风
空气中的尘埃是涂装的大敌，要得到优良的涂膜必须采取适当的防尘措施。
大气中尘埃不仅指粗粒，还包括附着在涂膜上影响外观的各种有机物气氛。这些物质对涂膜性能、耐久性产生恶劣影响，一般必须采取适当的方法除去粒径10μm以上的尘埃。
涂装车间尘埃许可证程度见表1-6。
现代化涂装车间在工艺设计时不仅按温度分区布置，更主要的是按所需的清洁度的等级分区布置，并要求清洁区维持微正压，以防止外界含尘空气进入。另外，工作人员带入也是尘埃的重要来源，所以在国外涂装工作人员进入工作区前，先进行风俗，清洁身上的灰尘，而且不允许穿戴易脱落纤维的服装，尤其在静电涂装区，更应注意。
表1-6 涂装车间尘埃许可程度
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区 分
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实 例
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粒径/μm
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离子数/个·㎝-3
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尘埃量/mg·m-3
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一般涂装
装饰性涂装
高级装饰性涂装
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建筑、防腐涂装等
公共汽车、重型车辆等
轿车等
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10以下
5以下
3以下
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600以下
300以下
100以下
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7.5以下
4.5以下
4.5以下
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国外某汽车厂对轿车车身涂装车间各区提出表1-7所列的含尘粒（粒径小于3μm）量的基准，其基准高于表1-6所列的许可程度。
表1-7 轿车车身涂装车间各区的含尘粒量的基准①
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级别
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名称
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区域范围
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尘粒子含量限度/万个·m-3
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正压状况
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1
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超高清洁区
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喷漆室内
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158.6
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+ + + +
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2
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高洁净区
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喷漆室外围调漆间
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352.5
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+ + +
（+）②
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洁净区
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中涂、面漆前的准备区
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881
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+ +
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一般洁净区
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烘干室、前处理区等
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2819.6
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+
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其他区
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仓库、空调排风设备间
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4229.4
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0
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①气温最高不超过35℃，生产时的最低温度不低于15℃，停产时的最低温度12℃。
②调漆间的微正压为+
为保持喷漆室内的风速和微正压，均设置独立的供、排风系统、为排除有害气体的积聚。创造一个安全、卫生的工作环境，涂装车间内必须进行适当的通风，补给新鲜空气。
在一般涂装车间，适宜的通风换气量为室内总容积的4～6次/h，调漆间为10～20次/h。另外可按有机溶剂的毒性换算求得。
另外，车间内供、排风应平衡，并保证某些工作区为微正压，即供风量大于 ，但所供风应除尘、调温、控湿。
1.6 人员管理与工艺纪律管理
涂装操作人员的素质是涂装质量的重要保证，现代管理必须树立以人为本的管理理念。
人员素质包括人员的天资、职业道德、技术能力和身体素质等。首先应加强思想意识管理。高层管理人员必须牢固树立人的价值永远高于物的价值的观念，珍惜生命，保护人的身体安全；职工必须明确共同价值永远高于个人价值，社会价值永远高于企业价值的道德理念，对社会负责，对企业负责。
其次，加强涂装操作人员的技术技能培训。对上岗人员岗前的涂装操作技能、涂装质量、涂装工艺纪律、安全防范等知识进行系统培训并进行考核；对在岗人员，定期进行岗位技能培训，介绍新工艺、新技术，并对生产中经常出现的问题进行总结分析，以指导下一部生产。尤其是涂装车间前处理、电泳、喷涂、班长和检查的那个重要岗位上的涂装操作人员必须定期考核，对卡和不合格的人员必必须及时调换，对成绩突出的人员予以适当奖励，形成勇于进取的良好企业氛围。
工艺纪律管理是指定期或不定期地对工艺文件、涂装工艺执行情况、涂装设备状况和涂装质量进行抽查。一般由工艺部门组织，有专业厂（涂装车间）工艺人员、技术检查人员和生产管理人员参加，检查涂装工艺文件是否齐全，编写质量、更动情况及审批程序是否合格，对每个工位现场对照检查，涂装工艺执行情况以工艺参数合格率表示。在检查中对发现的问题和返修率高的工序进行技术分析，制定出改进措施，限期解决。如果是操作者主观原因造成的质量问题，则将检查的结果作为惩罚的依据。
涂装设备的状况以技术状态、清洁度和完好率表示。涂装设备应整洁、完好、运行正常。技术状态良好，不允许带病运转。
涂装质量除在现场用目测或携带仪器进行检查并做好返修外，还应取样送到实验室或有关检测机构按涂层标准进行全面的性能检测。
每次检查完工艺纪律后，应写出报告，并进行评分、评比，作为对涂装车间考核的依据。现以某厂工艺纪律评分考核方法举例如下。
工艺文件（占10分），涂装设备状态（占20分），工序或工艺参数的合格率（100%合格为30分）和涂装质量（占40分，即质量指标全合格为40分），四项所得之和为某涂装车间该次工艺纪律检查所得分，得80分以上算合格，85～95分为良好，95分以上为优秀。
1.7 涂装车间的安全与卫生
(1)涂装工厂安全与卫生的重要性
涂装工厂使用的涂料和稀释剂大多数属易燃易爆和有毒的物质。在涂装作业中形成的漆雾、有机溶剂蒸汽、固化过程中排气的废气，在空气中达到一定浓度，遇到明火就会造成火灾或爆炸。在涂装作业中，操作人员不仅接触大量有毒物质如重金属等，同时置身于粉尘和噪声环境中，而且这种危害常常扩散到作业环境之外，造成对周围环境的污染，造成对人员及生物的危害。因此涂装工厂一般都是火灾和环境的污染源，必须高度重视安全和卫生，否则将使工厂蒙受经济损失，给职工健康造成损害，同时还受到社会舆论的谴责、政府部门的处罚。
（2）涂装工厂安全卫生的有关法规和标准
为推动和加强安全卫生技术的发展，1982年8月，我国公布了《劳动卫生安全草案》，它的贯彻实施，对于推动和加强涂装安全技术具有加大的促进作用。1988年成立了全国涂装作业安全标准化技术委员会，负责涂装安全标准的制定和实施，先后制定了一系列安全规程的国家标准（见表1-8），从涂装作业安全标准化正式纳入我国标准化工作系列。
表1-8 涂装作业安全标准
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序号
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现行标准
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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GB 6514-1995涂装作业安全规程 涂漆工艺安全及其通风净化
GB 7691-1987涂装作业安全规程 劳动安全和劳动卫生管理
GB 7692-1987涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺安全
GB 7693-1987涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺通风净化
GB 12367-1990涂装作业安全规程 静电喷漆工艺安全
GB 12942-1991涂装作业安全规程 有限空间作业安全技术要求
GB /T14441-1993涂装作业安全规程 术语
GB 14443-1993涂装作业安全规程 涂层烘干室安全技术规定
GB 14444-1993涂装作业安全规程 喷漆室安全技术规定
GB 14773-1993涂装作业安全规程 静电喷枪及其辅助装置安全技术条件
GB 15607-1995涂装作业安全规程 粉末静电喷漆工艺安全
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（3）涂装作业中防火措施管理
1）防止自然着火
含不饱和基团的速干性自干性涂料中，不饱和双键与空气中的氧气化合物产生氧化热，如果氧化热来不及散发而聚集，可能引起自然。而涂料中的干燥机、有机颜料还有促燃作用，增加自然的危险性。因此涂装作业中，对于这类涂料废渣，以及废料污染物如工作服、手套、滤布等都必须及时清理，合理放置，通常放在散热性好的金属网上，以防止热量聚集。
双组分涂料中的硬化剂、促进剂中含有有机过氧化物，当接触碳氢化合物和有机物（纸、木材）等还原性物质时也可能自然发火，因此对这类材料保管要小心，如有泼散，一定要用水洗净污染物。
2）防止静电起火
涂料和溶剂在用泵疏松、喷出、搅拌、过滤等运动过程中，由于摩擦产生静电，静电积聚的结果可能产生火花放电，导致火灾。
防止人体带电引起火灾，当操作人员穿上塑料底鞋时，人体已变为绝缘状态。如果穿棉纱鞋，可防止静电产生，但地面材料电阻必须在108Ω以下如果地面上有涂料时棉纱鞋不起作用。
湿度60%以上时，棉纱工作服有静电泄露作用，低湿度时变得危险。在特别危险的环境下作业，一定要穿防静电工作服。
防止流动带电。管路疏松溶剂时，流速越快，产生静电越多。为防止高速流动带电，对流速限制是必要的。德国化学会推荐，使用lin(lin=0.025 4m)管疏松高电阻率溶剂时，流速小于4.9m/s，当大量疏松溶剂时，管道端附近扩大，控制流速在1m/s以内。
用灌装火车输送溶剂时，在运输途中，由于振荡而带电，停车后静置约20min才可将测量棒加入。
用管道在储罐间疏松溶剂时，从管口喷出的溶剂会产生静电，为防止喷出和飞溅带电，最好将管口伸至罐壁处，使溶剂沿罐壁流下。
作业现场湿度小于60%时，适当向地面洒水或使用加湿器之类增湿，维持现场湿度不小于60%，有利于静电的释放。
3）安全使用电器设备
在爆炸性气体环境中，由于电器设备打火花、发热成为着火源引起火灾事故屡见不鲜。因此在危险气氛里使用的电器设备必须防爆。
（4）涂装卫生
涂装作业有害因素较多，具有多种职业危害的作业，常使操作者患急性或慢性中毒、职业病、皮肤斑等疾病。因此必须加强管理，保护操作者健康。
涂装作业现场应采用切实可行的安全卫生设施，对作业人员进行严格的培训，掌握卫生安全知识。国家对涂料材料的使用以及涂料工艺都有规定，每个涂装作业者都应贯彻执行。现就有关卫生安全要求分述如下。
a. 限制涂料中使用的有害物质。禁止使用含苯 （包括工业苯、石油苯、重质苯，不包括甲苯、二甲苯）的涂料和稀释剂、溶剂。对于船舶涂料，必须使用含苯涂料时，应尽量选择低苯含量的涂料和稀释剂。禁止使用含铅白的涂料。禁止使用含铅丹的涂料。若防锈工艺有特殊要求，非使用不可时，应选用含铅丹量低的涂料。
b. 限制使用严重危害作业人员健康的涂装工艺，包括：限制使用火焰法除旧漆；限制使用含游离二氧化硅70%以上的干喷砂除锈；限制大面积使用汽油除油；限制使用国家限制的涂料及有关的施工工艺；严禁敞开式干喷除锈；禁止操作者进入密闭空间内进行干喷砂除锈；禁止喷涂红丹防锈涂料；禁止在没有有效通风的场所，施涂含苯涂料或使用含苯溶剂。
C．产生有害蒸汽、气体和粉尘的工位应设有排风装置，使有害物质含量不超过卫生许可浓度。
d．涂装作业场所的公用建筑物、电器设备、通风净化装置和机器设备等，应符合国家有关安全劳动标准，相互配套，做到涂装作业现场整体安全。
f．涂装作业人员进行就业前健康检查，每年进行1次职业健康检查，对视察对象应按国家有关规定，定期进行复查。
g．应给涂装作业人员发放专用清洗剂，禁止用含苯的有机溶剂洗手。
h．根据涂装作业现场不同的有害因素，发给涂装作业人员使用、有效的防护用品，如口罩、手套和工作服等。
1.8 涂料用量估算
当涂料调至施工黏度时，如果长时间放置，颜料会凝聚沉降，造成涂膜色泽不一致或光泽下降；对于快干型涂料，放置过程中溶剂大量挥发造成黏度升高，导致喷涂雾化不良；对于双组分涂料，超过使用时间会胶化报废。为了避免这些现象的发生，待调稀的涂料量以当班用完为宜，最长不超过3天。因此需对涂料用量进行估算，包括计算法、统计法和实测法，以单位面积消耗量表示。
（1）计算法求涂料需要量
根据各层涂膜的厚度、密度、涂料不挥发和涂料利用率等参数，可根据式（1-1）求得各层涂膜的涂料单位面积消耗量。
qc=δρF/(eS0) （1-1）
式中 qc —各层单位面积原涂料的消耗量，g/㎡；
δ —涂膜厚度，μm;
ρF —涂膜密度, g/cm3；
e —各涂装方法的涂料利用率，%；
S0 —原涂料固体分，%。
如果涂料为清漆，则涂膜密度可取表1-9所列的树脂密度近似值。
若静电涂装氨基醇酸树脂清漆时，单位面积涂料需要量可按以下方法计算。
静电喷涂时涂料利用率e=80%，氨基清漆的原涂料固体分一般为45%，喷一道的涂膜厚度25μm，氨基树脂的密度ρF=1.25g/ cm3，则
qc=25×1.25/（45%×80%）=86.8g/㎡
表1-9 常用涂料的基料（按纯固体计）的密度
|
树脂
|
密度/g·cm3
|
树脂
|
密度/g·cm3
|
|
油脂
氨基醇酸树脂
酚醛树脂
硝基纤维素
乙烯基树脂
沥青
无机硅酸盐
|
0.95
1.25
1.2
1.7
1.2
1.0
2.7
|
醇酸树脂
环氧树脂
聚氨酯
氯化橡胶
丙烯酸树脂
有机硅树脂
|
1.0
1.2
1.2
1.7
1.2
1.1
|
对于色漆来说，涂膜密度可用颜基料比、树脂和颜料的密度计算求得。
ρF=（1+PB）/(1/ρB+PB/ρP) (1-2)
式中 PB——颜基比；
ρB——基料密度（见表1-8）；
ρP——颜填料的密度，可从颜料手册查得，含多种颜填料，需计算复合密度。
如用8912阴极电泳涂料电泳涂装时，单位面积涂料需要量的计算如下。
电泳涂装时涂料利用率为95%，8912电泳涂料原涂料固体分为50%，PB=0.3，涂膜厚度20μm，阴极电泳涂料系环氧树脂类，有表8-8查得，ρB=1.2，底漆主要为炭黑和无机颜填料，平均以ρP =1.8计算，则ρF =（1+0.3）/（1/1.2+03/1.8）
qc=（20×1.3）/（50%×95%）=54.7g·c㎡
若同时知道颜基比（PB）和颜料体积浓度（PVC）,则涂膜密度可按式中（1-3）计算：
ρF=（PVB）×(1 +1/PB) ×ρP （1-3）
对于涂料厂家生产的每个产品，一般都有固体体积分数这项参数，则
qc=100×δd/eSVol （1-4）
式中 d——原涂料密度；
SVol——原涂料固体体积分数。
稀释剂的消耗量按式中（1-5）计算：
qT=（S0/S-1）×qc （1-5）
式中 S——施工黏度下的涂料不挥发分，%。
若工件涂装面积以F(㎡)表示，则工件消耗原涂料和稀释剂的定额如下。
原涂料 Qc= qc F(g/件) （1-6）
稀释剂 QT= qTF(g/件) （1-7）
漆前处理剂的各化学药品消耗定额可如同稀释一样来计算。
原材料的年需要量可按表1-10 的格式进行编制。
（2）统计法估计原材料消耗
根据原生产工艺的年度消耗量，或生产线的月度或年度材料消耗记录资料，除以年度或月度的生产任务，得到单位消耗量，再乘上设计的年生产纲领，即得到原材料的年需求量。
若与原生产工艺比较，新设计的工艺比较先进，原材料利用率往往比较高，年需求量应乘以系数k。
表1-10 原材料的年需求量
|
序号
|
材料
|
年规划涂装面积/㎡
|
单位面积消耗/g·m-2
|
年需求量/t
|
|
|
底漆（原涂料）
中涂（腻子）
面漆（原涂料）
清漆（原涂料）
|
|
|
|
|
|
合计
|
|
|
|
|
|
稀释剂
|
|
|
|
|
|
合计
|
|
|
|
|
|
漆前处理剂
|
|
|
|
|
|
合计
|
|
|
|
K=e0/e(≤1) (1-8)
式中 e0——原生产工艺材料利用率；
e——新工艺的材料利用率；
k——系数。
若以现生产线（或其他地方已建成的类似工艺生产线）的数据计算，得到的结果比较客观、准确。
（3）实测法
对于一定面积的工件，经涂布后求得单位消耗量。由于涂覆面积有限，再加上零部件的尺寸、形状对涂料利用率的影响较大，因此实测结果与上述方法得到的结果有一定偏离，仅作为参考。
各类涂装方法的涂料利用率见表1-11，各类涂料和稀释剂的消耗量比例见表1-12。
表1-11 各类涂装方法的涂料利用率
|
涂装方法
|
涂料利用率/%
|
涂装方法
|
涂料利用率/%
|
|
空气喷涂
|
大面积工件管状、小件
|
50～60
15～30
|
电泳涂装
粉末喷涂
高压无气喷涂
幕帘淋涂
|
≥95
≥90
＞80
95～100
|
|
静电喷涂
|
80～90
|
前处理的单位消耗可由厂家提供的产品技术指标中查得，作为估算参数，没哟必要用实测法求得。
前处理剂包括：酸洗除锈如H2SO4(相对密度1.84)65～80g/㎡、中和剂（Na2CO3）16～25 g/㎡,还有脱脂清洗剂、表面调整剂、磷化剂和钝化封闭剂等。
涂装过程中其他材料有车底抗石击涂料（或阻尼涂料）1700 g/㎡（1～2mm厚）、砂纸（打磨腻子用）0＃～2＃0.04～0.05㎡/㎡工件、水砂纸（打磨腻子用）220＃～360＃0.02～0.04㎡/㎡工件，打磨面漆（360＃～400＃）0.05～0.06㎡/㎡工件，绒布（擦灰）10～15㎡/㎡工件，抛光0.04～0.05㎡/㎡工件，另外还有焊缝密封胶、防锈蜡（或抛光剂）等。
表1-12 各涂料和稀释剂的消耗量比例①
|
涂料
|
颜色
|
单位消耗量/g·m-2
|
|
空气喷涂②
|
高压无气喷涂
|
浸漆
|
静电喷涂
|
喷淋
|
|
涂料
|
稀料
|
涂料
|
稀料
|
涂料
|
稀料
|
涂料
|
稀料
|
涂料
|
稀料
|
|
醇酸
|
褐色
深绿
|
80
74
|
12
11
|
60
58
|
6
6
|
69
65
|
14
13
|
62
58
|
19
17
|
62
58
|
6
9
|
|
沥青清漆
过氯乙烯磁漆
|
黑色
灰色
|
77
155
|
12
62
|
58
101
|
6
30
|
65
—
|
13
—
|
58
—
|
17
—
|
58
—
|
9
—
|
|
氨基磁漆
|
锤纹
各色
|
123
86
|
18
13
|
96
65
|
10
7
|
109
76
|
22
15
|
97
66
|
19
13
|
66
|
10
|
|
硝基磁漆
|
红色
灰色
|
117
158
|
117
237
|
77
102
|
54
102
|
|
|
|
|
|
|
|
酚醛底漆
磷化底漆
环氧粉末
|
褐色
X06-1
|
60
20（6～8μm）
|
9
20（6～8μm）
|
45
|
5
|
53
|
11
|
47
70～80（50μm）
|
14
70～80（50μm）
|
47
|
7
|
① 涂膜厚度25μm。
② 空气喷涂指中等复杂程度的中型零部件。
第二章 涂装车间设计基础
设计工作是车间建设或技术改造前的规划性工作。做好设计工作，对工厂的生产有极其重要的意义。
设计工作必须符合生产建设的需要，必须切合实际，技术上应力求先进，经济上力求合理，必须全面体现多快好省的要求。应尽量采用新技术、新设备、新结构和新材料，提高机械化、自动化水平。这就要求设计工作者具有严肃认真的科学态度，一丝不苟，一切经过验证，积极参加科研工作，掌握设计工作的第一手资料，尽可能引起当今国内外的先进技术，并结合自身的实际情况，要符合国情，因地制宜。
设计工作是把各方面反映在图纸上。工艺设计人员应全面理解工程的概要，熟悉各专业的知识，了解施工安装的方法。在设计工作中，工艺设计起主导作用，对各专业设计提出明确的要求，以满足工艺生产的需要。设计时必须与各有关部门的具体要求，贯彻有关指示和规定。
在开展设计工作之前，应认真做好资源勘查、地形测量、工程地质和水文勘察工作，并参考其他厂家的设计方案，掌握第一手资料。未经勘察，不宜进行施工图设计。大中型项目没有经主管部门批准的极化任务书和技术设计，不得进行施工图设计。没有施工图，不准施工。改建和扩建工程，必须首先弄清原有工程的设计意图、技术条件、基础资料、施工质量、运行情况和生产使用情况，充分利用原有设备，注重革新、挖潜和改造，并经主管部门批准，才能进行设计和施工。对于小型而且有可靠样板的或简单的项目，可采用设计方案和施工图同时设计或直接进行施工设计。
涂装工艺属于产品表面处理的范畴，它是将具有一定要求的涂料涂覆在制品的表面，经过固化形成涂膜，可对制品起到保护作用和装饰作用。它涉及机械、化学、高分子、电化学和自动控制等多门学科综合性技术。同时在涂装整个生产过程中又有废水、废气和废渣的产生，对环境产生污染。再则涂装设备大部分为非标准设备，本身体积庞大，各种公用管道复杂。因此，设计人员只有充分熟悉涂装工艺的实际情况，才能设计出满足要求的涂装车间。
2.1 涂装车间设计程序
2.1.1 设计前期工作
涂装车间建设项目的提出和确定过程是至关重要的，应根据企业的整体发展进行规划，这是前期工作一个主要依据。凡是在规划中的建设项目，都要提出项目建议书，它是工厂企业根据发展规划，对项目做发展总轮廓的说明。项目建议书确立后可编制可行性研究报告，有上级主管部门对项目进行评估，论证项目是否复合国家有关产业政策、法令和规定，是否符合宏观经济要求、行业和地区规划要求。布局是否合理，技术是否可行，经济效益和社会效益是否良好。这些都是项目决策的重要依据，也是设计前期工作中的一个重要环节。
2.1.1.1 项目建议书
工厂企业根据市场发展需要和长远规划的要求，经过调查、预测、分析，提出拟建项目的建议报告。它可以在立项决策研究前，对论证项目的必要性提出建议，并对项目的可行性进行初步分析。
项目建议书一般应包括以下主要内容。
① 项目名称 项目的主办单位及负责人。
② 项目内容及申请理由 说明拟引进技术的名称、内容及国外技术差距和概要情况。进口设备要说明拟进口的理由，概要生产工艺流程和操作条件，这要设备名称、简要规格、数量以及国外技术差距和概要情况。
③ 进口国别与厂商 要将拟探询的国别厂商名称写全。包括外文全称。
④ 承办企业的基本情况 说明企业名称、地址及企业概要基本情况。、
⑤ 产品名称、简要规格与生产能力及其销售方向。
⑥ 主要原材料、电力、燃料、交通运输等方面的近期和今后的要求与已具备的条件。
⑦ 项目资金的估计与来源。
⑧ 项目的进度安排。
⑨ 项目的技术、经济分析。
2.1.1.2 可行性研究报告
可行性研究是在已经批准的项目建议书的基础上进一步对该项目进行调查研究，对可行性做出较为切合实际的结论。可行性研究报告应包括以下主要内容。
① 总说明 包括：项目名称；项目的主办单位及负责人；可行性研究工作的主要负责人和经济负责人名单；项目建议书的审批文件；可行性研究的总的概况、结论与建议。
② 承办企业的基本情况与条件。
③ 生产规划 产品的名称规格、技术性能与用途。国内需要情况调查、研究与预测，如历年有大量进口的，附最近10年的进口统计。国外市场情况的调查研究与预测，进入国际市场的设想与措施。国内（外）产品销售价格的调查‘研究与分析。全面国内（外）需要估算。产品生产能力的选定；说明几个可供选择方案的比较与论证；选定的倾向。全年的产品产量与国内（外）销售量规划。
④ 物料供应规划 包括：原材料、半成品、配套件、辅助材料、维修材料、电力、燃料及其他公用设施等的使用、来源和价格。物料选用的几个可供选择的方案的比较与论证，选择的理由。全年的物料供应量规划，其中进口部分需明确。
⑤ 厂址选择 包括：厂址和其自然、经济、社会和交通运输等条件的概述，几个可供选择方案的比较与论证，选定的理由。全年的物料供应量规划，其中进口部分需明确。
⑥ 技术与设备 技术选定的几个可供选择方案的比较与论证，选定的理由。技术的来源国别与厂商。技术转让费用的估算。设备的选用，主要生产设备与辅助设备的名称、型号、规格和数量，几个可供选择方案的比较与论证，选定的理由。进口设备来源国别与厂商。设备费用的估算。
⑦ 生产组织、劳动定员和人员培训计划。
⑧ 环境污染的防治。
⑨ 项目实施的综合极化 包括询价、谈判、签订合同、工程设计、技术与设备的交付、工程施工、调试与试生产进度以及正式投产年月、建筑安装工程内容和工作量、施工力量的安排与施工组织规划。
⑩ 资金的概算和来源。
11 经济分析 生产成本与销售效益的估算。
2.1.1.3编制实施方案
项目建议书批准后或纳入技术改造极化的项目，应组织力量编制实施方案，其主要内容如下。
a. 措施的依据（经上级批准的项目建议书等文件）。
b. 措施的指导思想。
c. 措施项目的规模及主要内容。
d. 原材料、燃料、动力等的用量及其来源。
e. 生产工艺流程。
f. 主要设备选型及配套。
g. 辅助、公用工程及总图运输。
h. 主要建筑物及构筑物以及与主体工程相配套的生活设施。
i. 新技术、新工艺、新设备及新材料的利用。
j. 综合利用及三废处理。
k. 项目总投资（设计预算）及资金来源，外汇来源及年度计划数。
l. 各项目经济技术指标和经济效益数据，还款期限。
m. 建设顺序及期限。
n. 工程概算一览表及项目翻建平面图。
o. 项目申请单位及项目负责人签字。
p. 附件：项目建议书，可行性研究报告。
2.1.2 设计任务书
设计任务书也称初步设计。编制设计任务书，是进行基本建设的基础和进行设计的依据。坚持必要的基本建设程序，是保证基建工程顺利进行的重要条件。设计任务书是一项指令性文件，大中型的建设项目，都必须具有经过 批准的设计任务书，才能据此进行设计。因此一定要将设计任务书编写成一份完整的文件。
在工程设计过程中，所有工作都有为了按完成生产纲领而确定的生产工艺服务的，因此在涂装车间设计中涂装工艺设计是主导作业，工艺按规定设计完成后将对厂房的建筑、结构形式和对公用动力设施的需要，提出全面的书面资料，包括技术数据和设计要求及部分图样等。供建筑公用动力专业进行设计工作。涂装工艺设计中采用的设备大部分为非标准设备，结合设计一般要提出非标准设备的技术任务书。交给专业技术人员进行具体的设计，包括主要技术参数、动力要求、外形尺寸以及涂装工艺要求、产量、操作方法、机械自动化程度、控制方法等要求。
涂装车间设计任务书一般应包括以下主要内容。
① 编制依据 引用上级批准的《可行性研究报告》和相关部门同意该项目立项进行建设的文件，并将日期、文号、主要内容和建设意义写出，同时说明建厂理由。
② 建设项目名称和厂址 一般建设项目名称早已确定，如需修改，应富修改项目名称报告。厂址应有用地原则协议书或当地上级有关领导部门批准的厂址报告。如果厂址尚未选定，则附厂址选择报告，以便上级在批复设计任务书时一并将厂址确定下来。
③ 建设规模、产品品种和生产方法 建设规模应根据产品品种和计划产量拟定，但这里只要估计数。如有分期建设或分期投产的，要将分期建设规模、投产品种和远景发展规模加以阐明。生产方法要说明采用的工艺技术依据，如工艺要求、工艺种类和质量要求等。
④ 主要原材料、燃料和动力（水、电、气）供应来源 说明所需的大概数量和供应方法，应根据地区平衡，遵循就地解决的原则，提出具体的定点供应原材料、燃料、动力等的单位与部门，最好附供应协议书。
⑤ 交通运输 说明建成后的总运输量和解决运输的方法，以及相应配合的外部工程项目。
⑥ “三废”治理和综合利用 应提出防止废水、废气、废渣公害的原则，提出回收利用的建议和“三废”处理意见。
⑦ 建设进度。
⑧ 投资估计 提出建设项目总投资的估算数，并说明估算的主要依据。
⑨ 人员估计 提出全长需要人员的估算数或增加数，并说明估算的主要依据。
⑩ 有关协议和附件 说明所附的各项协议文件，如采用国外引进设备，要附国家批准的有关文件。
11 扩建和改造 扩建项目和改造项目的设计任务书内容，还应说明原有固定资产的情况和利用程度。
12 设计单位和设计进度 表明总体设计单位、分项设计单位和设计阶段的要求进度。
2.1.3 技术设计
技术设计也称为扩大初步设计。技术设计应根据批准的设计任务书（计划任务书）和可靠的设计基础资料进行。技术设计的内容应用足够高的深度，以满足主要材料、设备订货、控制投资、设计审查、定员以及准备等方面的需要。
在设计中应积极采用高新技术，但要“坚持一切经过试验”的原则，各项高新技术，只有在经过试验，做出技术鉴定后，才可在设计中采用，不成熟、不稳妥的技术，不能在设计中采用。
2.1.3.1 技术设计
工艺说明书应按车间分别编制。
① 概述 在概述中，应包括车间概况及特点、车间组织和任务、工作制度等。
② 生产流程 按生产工序，叙述零件加工经过所需饿工艺设别的顺序及成品的去向，产品及原料的运输方法和储备方式。
③ 具体事项 工艺说明书中还应包括以下内容：成品、原料、辅助原材料及中间产品的主要技术规格；生产用水及动力消耗量；主要设备的选型和计算；定员情况；对厂房建筑、采暖通风、动力设施、配电照明和给排水等专业，协商提供设计依据和资料，协助各专业进行具体设计；存在问题及解决意见和投资概算和技术经济指标。
2.1.3.2 图表
技术设计中的图表主要包括：表面处理任务表和生产纲领表；工艺流程图包括工艺过程、设备名称、所需工艺条件等；工艺设备平面布置图和工艺设备表。
2.1.3.3 技术设计的重要性
技术设计是工程设计中的重要环节，是确定各项技术问题、政策原则、方针措施的一项具体工作，是表面处理技术人员必须掌握的知识之一。
技术设计的各项内容，一旦经上级审批决定，在下一阶段的施工图设计中，不得随意修改。若确实需要修改其中某项内容，一定要事先征得有关部门或上级审批单位的同意。从责任角度来讲，技术设计是对各有关部门和上级领导机关负责，施工图设计则对施工单位负责，两者内容各不相同，要求也不一样，因此技术设计是一个关键性的阶段，是解决技术问题、贯彻政策原则、明确方针措施的决策阶段。
2.1.4 施工图设计
施工图是指导基建施工的具体资料。施工单位应按图施工，因此，设计工作必须保证施工图达到施工安装的要求和深度，从而保证施工安装的质量。
工艺部分施工图设计，包括：施工设计说明书、设备安装施工说明、管道安装施工说明、生产管道安装布置图、生产设备安装布置图和其他各种图纸等。
2.1.4.1 施工设计说明书
施工设计说明书中应详细说明以下几点。
① 设计依据 在设计依据中，应说明根据什么进行施工图设计，例如：根据批准的技术设计或修改批准文件、技术试验资料等，说明施工图对技术设计内容的修改部分。同时，还应指明订购设备所得的技术数据与技术设计的不同之处。
② 施工图组成 施工图有以下内容组成：
工艺官渡安装布置图（包括系统图、平面图、剖面图）；工艺设备安装布置图（包括平面、剖面布置图）；管道安装、设备安装局部详图和有关专业施工图设计图纸。
另外在施工设计说明书中还应包括：附表（如，设备一览表、材料一览表等），该项工程全部施工图目录。
2.1.4.2 安装施工说明
安装使用说明的目的是表达设计中对管道及设备施工安装的要求，以满足工艺生产及使用需要。其基体内容包括：管道与设备施工安装图表种类、用途及其相互关系的说明；设计图纸上表示方法的说明；设计图纸中一般技术条件的说明和管道与设备施工安装的结尾工作。
2.1.4.3 安装施工图
在安装施工图中，一般包括以下几个方面的内容。
（1）首页图
首页图需要说明本项工程在总平面布置中的位置，工程与外界的关系及施工图纸的名称、图号等。内容包括：在总平面的位置与外界关系、坐标方向、车间内部各部分的名称及位置、与外界连接部分的位置及尺寸（如给水管道、下水管道和蒸汽管道等）、施工图纸的名称及图号。首页图可按1：500的比例绘制。
（2）生产设备安装布置图
生产设别安装布置图中应表明工艺生产所需各项设备的具体定位、相互关系及为工艺生产服务所需的各项设备，借以进行生产设备的安装，并为进行建筑、电气采暖、通风和生活区等设计提供具体资料。生产设备安装布置图可按1：50或1：100的比例绘制。内容如下。
1）工艺设备
表明全部工艺设备的主要特征及外貌，特别注意最长、最宽和最高部分，显示工艺设备主要特征的部件，应注明规格尺寸；表明生产所需的附件、操作走台、防护栏杆、沟道和地坑等；移动设备，如有其工作范围，则需表明工作范围，并表示其工作的极限位置；设别基础可见部分应表示清楚；在平面布置图上，为便于查阅设备和电动机详细规格，全部生产设备及电动机均需编号，一般以工艺流程先后，分工段顺序编号；电气、采暖、通风和消防等所需设备，必要时可根据各专业提供资料，以细线简要表示。
2）尺寸
全部固定的工艺设备，均需按照设备中心，标注定位尺寸。这要设备以最靠近的柱、墙轴线做依据进行标注，附属设备以主要设备定位进行标注。高度尺寸一律注在平面图上，设备所在平面的高度，用标高符号以相对设计标高标注，在相对设计标高的±0.0处，需以括号表明其绝对标高。进出车间的清水总管、蒸汽总管和排水沟管等，均以建筑物坐标轴线为依据，标注定位尺寸。车间内部沟道、地坑等，均需标注位置坡度、坡向、大小和深浅等尺寸，并在有坡度的地坪场所标坡度要求及坡向。
3）建筑物
以细线将建筑物主要部分（如柱、墙、窗门、楼板和屋盖等）简要表示，注明坐标轴线的编号及间距尺寸，注明各层平面标高、各层内净高度、檐顶高度等尺寸，工艺生产所需孔、道，应注明大小尺寸。
（3）生产管道安装布置图
在生产管道安装布置图中，要求表明全部生产管道布置情况及其安装尺寸，以便据此进行安装，可按1：20或1：50的比例进行绘制。
1）生产管道安装布置总图
并表明全部生产管道，即由总管进入车间起，致使用地点为止，弧从一台设备到另一台设备，来龙去脉，交代清楚。表明主要管道的定位尺寸或关系尺寸，以及高低尺寸。表明各管道的介质、材料、大小、流向、坡度和安装方法，并加以区别。表明管道支、吊架的形式、位置极其图号，并按不同管径、材料、形式列表汇总数量。其他专业（如暖风、热力、生活）的有关主要管道，以细线在所在位置简要表明，并要求协调，以避免发生各类管道相碰而造成施工、安装中的困难。图中建筑的绘制要求和标高，与设备安装布置相同，工艺设备只以细线简要表明，但需表明名称。
2）生产管道安装布置分图
根据安装布置总图，按不同输送介质，分别绘制分图，详细表明安装要求。其内容要求为：试管道布置繁简情况，按一种介质系统或几种相近介质系统绘制分图，表明本系统的管道和附件布置情况及其安装尺寸，表明管道安装定位尺寸，以有关设备中心及最近柱、墙轴线为基准标注。管道安装布置平面图上，只注平面定位尺寸或关系尺寸，立面图上只注其高低尺寸，架空管道可以从楼板底或屋盖底标注尺寸。表明管道的管径、坡度，表明特殊管件或附件的供图图号及必要说明，按相同规格、相同材料，将管道及其附件进行编号。图中建筑物的绘制要求和标高，与设备安装布置图相同，工艺设备只以细线简要表明，但需表明名称。其他专业设计的管道，需自生产管道系统中引出时，应根据资料引至使用地点，并加以说明，材料一并统计在内。
3）特殊管、管道、支架详图
凡非标准和特殊管道连接件或特殊用途管道，均需绘制详图，以供制造用。管道支、吊架，均需提供制造详图。
4）生产管道系统图
按生产管道安装布置分图绘制相应的系统图，借以说明本系统管道的分布和管件、管径规格、流量技术条件等，有关设备亦需以示意图表示，并注明其名称。
5）管道材料明细表
应标明全部管段、管件、附件、仪表、安装、涂料、保温和支吊架等所有材料的名称、规格、材料要求、单位、数量及来源等。
(4)个别设备安装及简易设备详图
表明个别设备的安装尺寸、安装方法和简易工艺设备的制造详图。
1）个别设别安装的供图
均需详细表明安装方法及安装尺寸，以供制造有关部件，并进行安装。
2）简易设备详图
系指一般工艺生产需要的箱、槽、桶等简易设备的制造详图，供施工安装单位备料、制造用。
3）构筑物附件（如管道连接管件等）的安装
简单者可在管道安装布置分图中以详图表明，需预埋者则在提交土建的构筑物资料图中表明，不能在上述图中表明时，则单独绘制安装详图，不论在何处表明，均需注明其附件的制造详图号。
（5）资料图
根据生产设备及生产管道的布置安装要求，向土建专业提供有关设计资料，以有利于土建工程设计。
1）工艺设备基础沟道布置图
可按1：50的比例绘制，图中应表明全部工艺设备的构筑物基础和沟道的布置情况，其定位尺寸需与工艺设备安装布置图相一致。构筑物需表明其形状，色河北基础表明其定位轴线，并以：“+”表示基础螺钉留孔位置，沟道需表明其大小、深浅、坡向和坡度。构筑物设备基础均需表明其施工详图号，建筑物要求和标高，均与生产设备布置图相同。其他专业的设备基础、特殊构筑物、沟道等，在取得有关专业的资料后，一并由土建汇总，以利协调。
2）特殊构筑物图
可按1：10或1：20的比列绘制。标明各部分结构及工艺要求和尺寸，注明配件图号，预埋件需标明预埋要求，其他特殊要求必须详加说明。
3）单台设备基础图
可按1：10或1：20的比列绘制。表示设备基础的外形、尺寸及竣工高度要求，标明设备基础的螺钉留孔、分布尺寸及留孔大小和深度尺寸，标明设备定位中心与基础定位中心的关系，标明安装设备的图号及型号、构筑物与设备基础相互间关系。
4）留孔图
可按1：50的比列绘制。标明建筑物柱、墙、梁、板各部分的生产设备、管道安装留孔分布情况及其位置尺寸、留孔大小尺寸，预留孔比较集中、数量较多并在施工有困难时，可合并为大孔，安装后视需要填补，留孔图需与其他有关专业的留孔要求取得协调。
2.2 涂装车间工艺设计
车间工艺设计是工艺性较强的一项工作，工艺设计水平不但可以具体反映出工厂建设是否符合国家的有关方针、政策，经济上是否合理，而且对投产后的生产质量有着重要的影响。因此必须重视车间工艺设计工作。
涂装车间一般是指现代化机械工厂中，由涂装设备，厂房及其相配套的公用设施组成的生产部门。因涂装车间耗用大量涂料、动力（水、电、压缩空气和蒸汽等），使用酸、碱、涂料等化工产品，所以基本上是工厂的污染、耗能“大户”以及火灾危险性大的车间。随着生产规模的扩大，涂装车间机械水平越来越高，投资金额越来越多，其复杂程度亦越来越大。涂装车间工艺设计，是涂装车间工程设计的“龙头”。工艺设计要统筹顾到技术与经济、法律与政策等各方面的问题，最终获得先进、合理、经济、可靠的涂装车间。本章着重介绍涂装车间工艺设计的阶段与程序、基本限制条件以及需要解决的重点问题。
2.2.1 涂装车间工艺设计的阶段与程序
涂装车间工艺设计是工厂基本建设或技术改造的一部分，其阶段与程序必须遵循我国现行的有关基建与技改的法律、法令、政策及规定。工艺设计人员在设计中经常遇到两种情况。一是涂装车间设计是全厂基建或技改的其中一部分，与其他车间共同立项，体现了一般的阶段和程序。二是涂装车间作为单独的基建或技改项目而立项。无论是哪种情况，欲建造涂装车间都要遵循一定的阶段和程序，开展设计工作。
2.2.1.1 设计阶段与程序
图2-1列出的设计阶段与程序是在一般情况下经常使用的，但也不是一成不变的。根据项目的大小、复杂程度、资金来源和主管部门的要求等，可以灵活改变。如项目较小时，可将可行性研究阶段与初步设计阶段“合二为一”，写成实施方案文件，待有关部门审查批准后，即可进行施工图设计。有时在设计进程中，也会出现程序之间的交叉重叠现象。特别是随着我国投资体制改革的深入发展，设计阶段和程序也会随之发生某种程序的变化。
涂装工程设计系统如图9-1所示。它包含两个方面的内容。设计阶段的划分；设计程序以及涂装工艺设计与相关各专业的关系，即使是单独的涂装车间项目，也存在这种工作上的配合关系。当项目较简单时，公用专业中的某些部分可由工艺专业人员代替。在进行综合项目设计，除上述关系外，还有涂装工艺专业与其他工艺专业（如加工、装配、焊接等）的关系问题.这时，需要由项目总设计师（主任工程师）会同各专业，根据实际情况确定相互关系。
2.2.1.2 各设计阶段中工作的主要内容
（1）设计前期工作阶段
设计前期工作包括：规划方案、项目建议书和可行性研究报告。涂装工艺设计人员在本阶段的工作内容如下。
a.收集设计原始资料：产品生产纲领;被涂装工件产品资料；涂装技术条件、标准；涂装车间现状及存在问题（工艺、设备、人员、厂房、定额、环保和能耗等）；工厂可供涂装车间使用的水、电、气和汽等公用动力设置情况。
b.与总图及其他专业反复协商，大致确定涂装车间的总图位置。
c.初步划分涂装工序在厂生产工艺中的组织形成。
d.选定基本的工艺流程。
e.主要标准生产设备的选用及标准设备的结算。
f.涂装车间工艺区划图或工艺平面布置图。
g.概略提出土建、公用、动力资料以及总图经济设计数据、其中投资、面积、设备、人员四大指标不可缺少。
h.配合项目总设计师编制设计文件。
i.在国内有关厂家中，调研未落实的工艺及设备问题。
j.配合有关部门编制《环境影响报告书》。
（2）初步设计阶段
a.以有关部门审批的前期工作设计文件和总设计师（主任工程师）制定的设计要则为依据，分析、落实、补充所收集的原始资料，弄清基本限制条件。
b.确认产品生产纲领及生产性质，对被涂工件的代表产品图纸详细分析。
c.落实涂装车间的总图位置。
d.与有关部门和相关专业共同商定涂装作业的组织形式，以及与其他专业的工艺关系。
e.选择、制定工艺流程，复杂工件需编制工艺过程卡。
f.标准设备的选用及非标准设备的计算，编制设备概算明细表。
g.绘制工艺平面布置图，进行多方案比较，并确定最佳方案。
h.为总图、经济、土建、公用和动力等有关专业提出设计资料和技术要求，并配合协调解决设计中的矛盾和问题。
i.编写工艺设计说明书。
j.在施工图设计之前，提出非标设计任务书。
（3）施工图实际阶段
a.根据各有关部门的审查意见，修改初步设计。
b.落实标准设备及非标准设备的安装位置尺寸以及基础资料等。
c.绘制工艺安装图，编写施工安装说明。
d.提出土建、公用、动力专业施工图设计时所需资料及工艺的要求，并配合解决有关矛盾及问题。
e.根据土建公用、动力的设计情况，进行管道汇总，并绘制管道汇总图。
另外，在土建、公用、动力工程施工过程中，工艺人员要配合解决有关基础、预留等问题。设备安装调试时，应配合解决有关工艺问题。
2.2.2 涂装工艺的编制
2.2.2.1 编制工艺过程中的主要原则
从稳定、高质、高效、经济节能和减少污染出发，编制涂装工艺应遵循以下将主要原则。
a.采用成熟、先进的工艺，保证生产稳定进行并获得稳定质量的产品。
b.根据涂装产品的特点（尺寸、形状）和产品涂层的质量要求（如一般装饰防护或高档装饰防护），生产方式（规模、批量、连续性）和装备性能（使用范围、自动化程度等），选择涂料类型（如粉末、水性、高固体分涂料等）使配合合理。用选用批量生产的、性能好的、污染少的涂料，以保证获得高质量的涂装产品且降低处理费用。
c.根据涂料性能要求，选择先进的烘干技术（如辐射式、辐射-对流式、热风强制对流式以及感应加热式等）以提高涂装产品质量、 效率，合理利用能源。
d.采用先进的涂装前表面预处理技术（如机械打磨、喷射去油和低温高效磷化等），以提高生产效率和产品质量。
2.2.2.2 编制工艺过程的步骤
a.零件划分为工艺组。
b.每个工艺组的零件按疏松机挂具或按小车配套。
c.计算每个工艺组工艺过程顺序。
d.确定每个工艺组工艺过程顺序。
e.选择涂装工艺和设备。
f.选择干燥的工艺和设备。
g.确定工艺过程每一个工序的时间定额。
涂装零、部件明细表和涂装工艺过程卡见表2-1及表2-2。
表2-1 涂装零、部件明细表
|
序号
|
图号
|
名称
|
零件或部件规格
|
每台产品零件数
|
基本纲领/台
|
备品率/%
|
年生产纲领
|
平车上能载数量
|
运输带上数量
|
|
材料
|
一个零件质量/kg
|
外型尺寸（长×宽×高）/mm
|
涂装面积/㎡
|
件数
|
质量/t
|
涂料面积/㎡
|
在夹具上
|
在平车上
|
每日车数
|
每一悬挂挂加上件数
|
全年挂架数
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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表2-2 涂装工艺过程卡
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序 号
|
零部件或代表件名称
|
外型尺寸（长×宽×高）mm
|
质量
|
涂料面积/㎡
|
零件
数量
|
工序名称
|
设备型号及规格
|
工具及夹具
|
涂料
|
工艺规范
|
劳动量
|
备 注
|
|
单件
|
组件
|
单件
|
组件面积
|
单台
|
组件数
|
|
|
|
名称
|
颜色
|
耗量/mg-2
|
溶液成分
|
含量/g·L-1
|
电压/V
|
温度/℃
|
时间/min
|
台时/min
|
工时/min
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.3 工艺设计的通用部分
2.2.3.1 生产纲领
为确定零件通过各车间的路线，应编制专门的明细表（设计中称为车间分工表）。编制这样的明细表，必须有全套图样和材料表，根据详细的车间分工表，按照格式编制进入本涂装车间需涂装的零件和部件的一览表等。涂装车间生产纲领计算明细见表2-3。涂装车间2（工段）年产纲领计算明细见表2-4。
表2-3 涂装车间生产纲领计算明细
|
产品（部件）名称
|
型号及技术规格
|
年产纲领产品（部件）产量
|
质量/t
|
涂装面积/㎡
|
|
每台产品
|
年产纲领
|
每台产品
|
年产纲领
|
|
|
|
|
|
|
|
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表2-4涂装车间（工段）年产纲领计算明细表
|
零件图号
|
零件或部件名称
|
工艺组编号
|
零件（部件）特征
|
每台产品
|
年产纲领
|
挂具或小车配套数
|
|
材料
|
外形尺寸/mm
|
质量/kg
|
面积/㎡
|
数量（件）
|
质量/t
|
面积/㎡
|
数量（件）
|
质量/t
|
涂装面积/㎡
|
第一工段（喷漆）
|
第二工段（浸漆）
|
|
基本纲领
|
合计（包括备件）
|
基本纲领
|
合计（包括备件）
|
基本纲领
|
合计（包括备件）
|
每挂具上的零件数
|
全年挂具数
|
每挂具上的零件数
|
全年挂具数
|
2.2.3.2 工作制度和年时基数
涂装车间是耗能大户，一般采用两班制生产，若车间设备负荷不高，则采用一班制，每周工作5天，每班工作8h，若大批量生产则可组织三班制。工人公称年时基数见表2-5所列的规定，设备公称年时基数见表2-6所列的规定。
表2-5 工人公称年时基数
|
工作
环境
|
每周工作日/天
|
全年工作日/天
|
每班工作时间/h
|
公称年时基数/h
|
|
第一班
|
第二班
|
第三班
|
第一班
|
第二班
|
第三班
|
|
涂装
车间
|
5
|
254
|
8
|
8
|
间断性生产
|
连续性生产
|
2032
|
2032
|
间断性生产
|
连续性生产
|
|
6.5
|
8
|
1651
|
2032
|
表2-6设备公称年时基数
|
设 备 类 型
|
工作
性质
|
每周工作日/天
|
全年工作日/天
|
每班工作时间/h
|
设备年时基数/h
|
|
第一班
|
第二班
|
第三班
|
一班制
|
二班制
|
三班制
|
|
一般涂装及预处理设备
涂装流水性及涂装自动线
|
间断
间断
短期连续
|
5
5
5
5
|
254
254
254
254
|
8
8
8
8
|
8
6
8
8
|
6.5
6
6.5
8
|
1990
1490
1950
—
|
3860
2930
3820
—
|
5310
4340
5260
5610
|
2.2.3.3 涂装设备与工作人员组成
（1）涂装设备
涂装质量的优劣与工艺设计及工艺过程中所选用的设备密切相关。
涂装工艺设备包括：前处理设备，如各种机械除锈设备、化学除油除锈和磷化设备等；涂覆设备，如各种喷涂、浸涂、淋涂和电泳涂装等设备；喷漆室；烘干设备；疏松设备；冷却设备以及三废处理设备等。应根据生产纲领和涂装产品的质量要求，正确选择相应的涂装设备，只有配套合理，才能发挥设备能力并保证生产过程顺利进行，从而获得良好的涂装效果。
设备台数的计算如下。
1）概略计算
设备台数设备的平均生产率计算，色河北平均生产率以件、吨或被涂物的表面积表示。
q=
(9-1)
式中 q——设备台数，台；
n——产品每年、每班或每小时产量，件；
k——设备每年、每班或每小时的平均生产率，件。
2）详细计算设备台数
根据生产批量，按表2-7和表2-8所列公式确定，得到的数据列入表2-9和表2-10。
(2)工作人员组成
生产工人：由喷漆工、涂腻子工、打磨工和清洁工等操作工人组成。生产工人的数量由年工作量除以相应专业的年时基数所确定。
m=
(2-2)
式中m —— 生产工人数量；
t —— 该工种全年工作量；
Φ1—— 工人年时基数。
表2-7 小批和单件生产设备台数的计算公式
|
设 备
|
公 式
|
符 号 说 明
|
|
用于涂装作业（喷漆室）
|
q=
|
q——设备台数
c——劳动量，h
Φ——设备年时基数，h
f——工作密度
|
|
周期装料（周期动作的烘干室）
|
q=
n1=
|
n1——年产纲领装料次数
t——过程持续时间（烘干时间和往烘干室装卸料附加时间），h
n2——全年工件数，件
n3——一次装入工件数
|
表2-8 大批量生产设备台数计算公式
|
设备类型
|
计算项目
|
公式
|
符号说明
|
|
周期动作输送机的计算
|
产品生产节拍
|
tb=
|
tb——产品生产节拍，h
Φ——设备的年时基数，h
ny——每一条流水线上年产量，件或套
k2——输送机的负荷量
a——流水线，条
c——工序劳动量，h
t——烘干的工艺时间，h
|
|
有几条流水线的产品生产节拍（min）工件涂装的工位数P或工件烘干的工位数P1
|
tb= a
P=
P=
|
|
工作位置的工艺段长度L（烘干）和L1（喷漆室）(m)
|
L=Pd
L1=P1d
|
n4——按年产纲领的挂具数，件
d1——挂具间距，m
kW——输送机满载系数，采用平均值0.8～0.95
c1——一个挂具上的工件涂装劳动量，min
d——工件间距,m
|
|
连续式输送机的计算
|
输送机的速度(m·min-1)
|
υ=
|
|
工艺段长度L（烘干）L1（喷漆室）(m)
|
L= t
L1=c1υ
|
表2-9 设备和工作地的计算明细表
|
序号
|
平面布置图上编号
|
设备名称
|
年产纲领劳动量/h
|
工作密度
|
以年产纲领计，需要的烘干工作地（以一个工件外形尺寸计算）
|
一个工作地的烘干时间/h
|
考虑工件安装和卸料时间的系数1.1～1.2
|
台数
|
|
计算值
|
采用值
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
表2-10连续式输送机上设备长度计算明细
|
序号
|
平面布置图上编号
|
设备名称
|
输送机的移动速度/m·min-1
|
最大工件（产品）的劳动量/min
|
烘干时间/min
|
设备长度/m
|
|
计算值
|
采用值
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
在涂装作业流水线生产的情况下，生产工人的数量应根据工作地的数量确定。
概略计算时，生产工人的数量按以往所做设计的技术经济指标确定。每个生产工人一年的产量以产品的件数、吨或人民币表示。
辅助工人：其人数按生产工人的百分数确定。在大批量流水生产的场合，调整工、运输工、化验员等辅助生产工人配备，一般为生产工人的15%～25%；在单件或小批量生产的场合为25%～35%，勤杂工人一般为工人总数的2%～3%。
男女人员的比例：工人——男工60%，女工40%；
技术人员——男工50%，女工50%。
第一班：生产工人50%，辅助工人65%～70%，工程技术人员65%～70%。第二班：余数。
各类人员计算定额见表2-11。
表2-11 各类人员计算定额
|
车间生产
工人数
|
各类人员的比例/%
|
|
占生产工人的比例
|
占工人的比例（不包括检查工）
|
|
辅助工人（不包括检查工）
|
技术检查部门（技术检查科）的检查工
|
工程技术
人员
|
技术检查站工程技术人员
|
|
自动化的和机械化的
|
少量机械化的
|
|
50以下
50～100
100以上
|
35～40
30～35
25～30
|
30～35
25～30
20～25
|
8
7
6
|
10
10
9
|
2
1.5
1.0
|
2.3涂装车间平面布置
涂装车间是一个复杂的生产系统，工艺平面布置是该复杂系统总各种矛盾的具体体现。包括工艺与设备，生产计划与实施，平面与主体、物流与人流、投资与面积、现在与将来，土建与公用各专业的众多复杂因素。因此，应该用系统工程的观点，综合、全面、系统地分析P（产品）、Q（数量）、R(生产路线)、S(辅助部门)、T（时间安排）五大基本要素，使用系统布置设计（SLP）的方法，多方案比较论证，从诸多方案中选择最佳工艺平面情况复杂，很难有统一的工艺平面布置方法，需要工艺设计人员根据具体情况，使用不同的设计方法。以下几条设计原则，供工艺设计人员参考。
a.充分考虑工艺流程的的合理性，进行车间内的物流分析。最大限度地利用车间面积，特别是空间的利用。应使设备及操作位置向空中及地下延伸，形成立体化的车间，而不是仅限制在一个平面上。
b.设备布置应兼顾建筑、结构、暖通动力管道等有关设施，使车间的所有空间划分整齐、有序、美观、协调并避免杂乱、无序。特别是在施工图设计时，一定要协调诸多方面的关系，形成一个有机的生产体系。
c.车间平面布置应体现出“以人为主体”的设计构思，充分运用人机工程学的原理，对工位分布、起重工运输方式、操作形式、工位器具的位置、操作环境的条件和生产指挥系统的建立等，进行最优化设计避免不良的心理刺激，提供舒适的工作范围。
d.平面布置中应充分考虑生产的不均衡性，以及由其引起的工件积压等问题，设置缓冲区（或缓冲线，存放区）等。并考虑设备出现故障时的紧急处理设施辅助设备。
e.平面布置时，应预测涂装车间被涂工件的发展，在不大量投资和面积的情况下，对被涂工件与涂料的适用范围留有余地，或者留有改造、发展的余地，以适应市场经济的变化。应树立“弹性设计”的观点，不可有“一劳永逸”的想法。
f.平面布置应满足劳保、环保、消防的有关规定。
g.车间的形状应根据生产线的实际需要及外界的限制，确定跨度、长度。通道、作业区、存放区的大小，亦根据设备的具体情况确定。辅助部门与生产部门要分开，以节省投资。
h.如有酸洗、喷抛丸等前处理设备与涂装组合在一起时，应采取防腐及防尘措施。
2.3.1 车间组成和总平面布置
2.3.1.1 涂装车间组成
①生产部分 包括前处理清洗设备，涂装设备即喷漆室或静电喷粉室及浸涂设备，烘干炉等主要生产设备。
②辅助部分 包括化验分析室，仓库，修理间，涂料配料输送间，自动消防间等。
③生活部分 包括车间办公室，更衣室，洗澡间 ，厕所及其他。
9.3.1.2 涂装车间分类
按照涂装的零件、部件或产品的外型尺寸、质量、生产批量、涂装工艺和干燥工艺，生产流水线的组织等进行分类（见表2-12和表2-13）。
表2-12 产品（零件）按质量和尺寸分类
|
规格和组别
|
质量/kg
|
尺寸/mm
|
规格和组别
|
质量/kg
|
尺寸/ｍｍ
|
|
Ⅰ特轻型、小型轻型、小型
|
５以下
１００以下
|
２５０以下
７００以下
|
Ⅱ中型
Ⅲ.大型、重型
|
２０００以下
２０００以上
|
３０００以下
３０００以上
|
表2-13涂装车间分类
|
产品、零件组别
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
|
车间（工部、工段）类别
|
1
|
2
|
3
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
生产的成批性
|
大量、大批、成批
|
成批流水
|
大量、大批、成批
|
成批
|
小批、单件
|
大量、大批
|
成批
|
小批、单件
|
|
运动形式
|
连续的
|
周期的直进的
|
周期的直进往复的
|
连续的
|
周期的直进的
|
直进往复（摆动）的
|
直进往复（摆动）的
|
周期的直进的
|
直进往复（摆动）的
|
产品位置固定
|
|
工艺工程
|
|
表面准备
|
喷淋式
|
喷淋式蒸汽喷射法
|
喷淋式
|
喷淋式蒸汽喷射法
|
手工方法蒸汽喷射法
|
|
涂装工艺
|
空气喷涂，固定式静电喷涂，浸涂，喷淋涂，电泳涂装
|
空气喷涂、浸涂
、喷淋
|
空气喷涂，手提式静电喷涂
|
空气喷漆与无空气喷漆，浸漆，喷淋涂，电泳涂装
|
空气喷漆与无空气喷涂，浸漆，喷淋漆
|
|
空气喷涂与无空气喷漆，喷淋涂，手提式静电喷涂
|
空气喷涂与无空气喷涂，喷淋涂
|
空气喷涂与无空气喷漆，喷淋涂，手提式静电喷涂
|
空气喷涂与无空气喷涂，喷淋涂
|
空气喷涂与无空气喷涂
|
|
干燥
|
强制干燥
|
强制干燥自然干燥
|
强制干燥
|
强制干燥和自然干燥
|
|
工艺设备
|
通过式
|
通过式和尽头式
|
通过式
|
通过式和尽头式
|
通过式
|
通过式和尽头式
|
|
起重运输设备
|
普通悬挂输送机、推式输送机，鳞板式输送机
|
周期动作的悬挂输送机，鳞板式输送机
|
悬挂输送机，辊道，单轨葫芦，地面输送机
|
连续动作悬挂输送机，推式输送机，鳞板式输送机，地面输送机
|
周期动作悬挂输送机，推式输送机，鳞板式输送机，地面输送机
|
地面（缆式）输送机，悬挂输送机，辊道
|
单轨葫芦，地面输送机
|
步地式地面输送机，悬挂纵向拉杆式输送机
|
地面输送机，悬挂纵向拉杆式输送机
|
地面（缆式和链式）输送机
|
—
|
2.3.1.3 总平面设计
涂装车间是大量产生“三废”和火灾危险性的车间，同时，它又对环境的清洁度、温度、湿度及运输方式提出较高的要求。有些由于收到老厂改造或资金不足等条件的限制和总体工艺相对合理。根据设计实践，特提出以下原则供参考。
a.尽肯能将涂装车间设置在独立的建筑物内。厂房周围有可用的辅助面积以便于防火，便于供排气装置和循环水池等附属设施的布置。
b.在多跨联合厂房内，涂装车间（工段）应设置在边跨，在多层厂房内应尽量考虑布置在高层和低层，不宜布置在中间层。
c.与铸造车间、锅炉房、煤场应尽量拉开距离，且不要布置在主导方向的下风向，以减少运输量。
2.3.2 车间设备平面布置
设备的平面布置必须遵照以下主要原则。
a.根据车间生产产品的纲领与产品的长度，确定机运方式与设别的初步外形尺寸，并结合厂房的具体情况布置生产线。
b.设备的合理布置应在保证车间生产流程的基础上，减少物料的周转量，便于生产与设备的维修与保养。
c.涂装车间的通道布置，通常人行道的宽度为1.4～1.5m；小车单行通道为2～2.5m；小车双行通道为2～2.5m。
d.预处理设备通常应靠近厂房的外墙面，以利于设备的排风与废水的排出。
e.在条件允许下，车间耐各个烘干室尽量相对集中或组成一体，以利用车间内热量相对集中，便于车间的通风与散热。
2.3.3 辅助部分布置
2.3.3.1 辅助面积
车间辅助面积主要包括上下件堆放场地、男女更衣室、男女厕所、办公室、中央控制室、调漆、储漆间、化学分析室和化学品储存间等部分所占的面积。
2.3.3.2 区划与平面布置
1）生活间
车间内男女更衣室及男女厕所的位置，应根据车间的工作人员数量与性别，尽量考虑到方便与实用。
2）办公室
车间内办公室及化学分析室，应根据车间管理人员及化学分析员数量进行合理的布置，通常中央控制室、办公室及化学分析室布置在车间的东南角或二层楼面，在条件允许的情况下，中央控制室、办公室及化学分析室应设置空调。
对于化学分析室应尽量避开振动源，以避免由于震动对天平等仪器的影响，从而为分析结果带来误差。
3）调漆室
调漆主要是完成涂料的稀释和配制，使其达到工作状态的黏度要求，有时也进行腻子的配制，根据生产规模大小，涂料的供给可分为手工混料、发料与机械混料、管道疏松涂料到工作点两种方式。
为了减少调漆室内有机溶剂的浓度，改善调漆室内操作工人的操作条件，有时也采用送风与排风的措施，并在冷天时对所送风采用加热，以保证调漆室的室温大于12℃。为保证生产的安全性，还应设置气体灭火设备与火灾报警器等。
4）化学品储存间
车间内的化学品储存间主要为储漆间和预处理药剂堆放间，通常储漆间安排在调漆室旁边的隔间内，为了车间的安全，在储漆间或化学品储存间内的涂料材料及预处理药剂的储存量不应超过1～2班的正常生产耗量，故可根据上述依据相应布置，并设置气体灭火及报警信号。
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
|
项目
|
涂料使用量
|
干燥成膜量
|
淤 渣
|
循环水
|
通风
|
|
涂料
|
100
|
|
|
|
喷漆室
|
烘干室
|
|
成分
|
颜料
树脂
溶剂
反应气体①
|
25
125
50
|
15
14～14.5
|
10
10
≈10
|
2～5②
|
17～20
|
18
0.5～1.0
|
|
合计
|
100
|
29～29.5
|
30
|
2～5
|
35.5～39.0
|
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
|
种类
|
主要来源
|
主要成分
|
|
废水
|
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
|
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
|
|
废气
|
喷漆室排出废气
挥发室排出废气
烘干室排出废气
|
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
|
|
废渣
|
磷化后沉渣
水溶性涂料产生淤渣
废旧漆渣，漆料变质
|
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
|
序号
|
废水来源
|
废水种类
|
|
1
2
3
4
5
|
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
|
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
|
表3-4 涂装生产线废水及有害物浓度
|
项目
|
锌系磷化
（汽车生产线）
|
铬酸盐类
（铬合金）
|
电泳冲洗水
（汽车制品）
|
水系涂料
（5%废水）
|
水性烘烤涂料（5%喷漆废水）
|
|
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
|
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
|
废水含有害物质名称
|
最高允许排放浓度/mg·L-1
|
废水含有害物质名称
|
最高允许排放浓度//mg·L-1
|
|
汞及其无机化合物
铬及其无机化合物
六价铬化物
|
0.05（按Hg计）
0.10（按Cd计）
0.50（按Cr+6计）
|
铅及其化合物
砷及其化合物
镍及其化合物
|
1.0（按Pb计）
1.50（按As计）
1.0（按Ni计）
|
表3-6 第二类工业废水最高允许排放浓度
|
废水含有害物质名称
|
最高允许排放浓度/mg·L-1
|
废水含有害物质名称
|
最高允许排放浓度//mg·L-1
|
|
PH值
悬浮物
BOD
COD
石油类
|
6～9
250
80
200
20
|
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
|
分 类
|
处 理 方 法
|
原 理
|
|
物理法
|
沉淀法
过滤法
热处理法
曝气法
吸附法
浮上法
膜分离法
|
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
|
中和法
氧化还原
药品处理
离子交换法
|
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
|
|
生物法
|
散水滤床法
厌氧生物处理
好氧生物处理
|
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
|
表3-8 适用于前处理废水的处理法
|
物质分类
|
按处理物质
|
相应处理法
|
|
悬浮物质
|
粗大固体物
沉淀型悬浮物
漂浮型悬浮物
胶体型悬浮物
|
粗砂、尘埃
细砂、泥
油、涂料沉积物
重金属氢氧化物
|
过滤法
沉淀法
上浮分离法
混凝沉淀法
|
|
溶解性物质
|
乳化液油
|
水性切削油
脱脂废水
|
混凝沉淀法（氧分解）
吸附法
|
|
溶解性无机物
|
重金属类
铬酸、氰根、氟离子
|
中和，PH调整法
还原，混凝，吸附法
离子交换、蒸发、反渗透
|
|
溶解性有机物
|
BOD、COD产生物、、活性剂、燃料、苯酚等
|
生物分解法、吸附法、反渗透
|
|
淤 渣
|
|
混凝沉淀泥浆
|
浓缩、脱水
|
（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
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类 型
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强酸性阳离子
|
弱酸性阳离子
|
强碱性阴离子
|
弱碱性阴离子
|
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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
|
PH值
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蒸发残渣/10-6
|
COD/10-6
|
BOD/10-6
|
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黑
灰
铁红
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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
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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
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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
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废水的水质
|
处理后的水质
|
项 目
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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
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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
|
供料
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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
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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
|
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
|
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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
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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。
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
|
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
|
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
|
燃烧处理温度
|
臭气
|
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。
｛
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
|
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
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溶剂名称
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亨利常数
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溶剂名称
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亨利常数
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乙醇丁醇
乙基溶纤维
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2290
1980
300
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丁基溶纤维
丙酮
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26
11060
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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
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特 点
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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
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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
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根据溶解析出试验而制定的浓度标准
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有害物质名称
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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
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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。