摘 " " "要： 近年來，隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平日益提高，我國汽車保有量大幅提升，汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。高速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)帶來了大量的涂裝廢水，嚴重危害了人類身體健康和生態(tài)環(huán)境?？偨Y了近年來國內(nèi)外涂裝廢水漆霧絮凝劑研究進展。相關研究通過對傳統(tǒng)破黏劑（A劑）和絮凝劑（B劑）進行改性，調(diào)節(jié)使用條件，提高漆霧絮凝劑的絮凝效果。常用的A劑一般以三聚氰胺和甲醛為原料進行制備，B劑一般為改性的聚丙烯酰胺，當兩者投放比控制在1∶1～1∶2之間時，漆霧去除效果最佳?，F(xiàn)階段漆霧絮凝劑的漆霧去除效果基本可以達到96%左右。

關 "鍵 "詞：漆霧絮凝劑；涂裝廢水；水性漆；AB劑

中圖分類號：TQ085+.412 " " 文獻標識碼： A " " 文章編號： 1004-0935（2023）04-0517-05

隨著科技和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平飛速提高。截至2022年，我國機動車保有量就高達4.02億輛[1]，穩(wěn)居世界第一。各類機動車都需要大量的表面涂裝，汽車涂裝工藝經(jīng)過百年歷程已由最初的作坊式涂刷方法發(fā)展到了自動流水線噴涂工 藝[2]。自動流水線涂裝工藝增加了涂裝效率，但也大幅度提高了各類涂裝漆料的使用[3]。如今，汽車涂裝年消耗各類漆料約為2 500萬t[4]，而大量漆料的使用必然帶來更多的涂裝廢水。隨著環(huán)保要求的日益提高，涂裝廢水處理的重要性逐漸凸顯，因此，如何高效地處理涂裝廢水已成為所有汽車制造企業(yè)必須重點考慮的問題[5]。

1 nbsp;汽車涂裝廢水的來源及特征

汽車涂裝工藝主要由漆前處理、涂布以及干燥等工序組成。涂裝過程中，各項工序環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生脫脂廢水、磷化廢水、電泳廢水、噴漆循環(huán)廢水等多種來源不同的涂裝廢水[6]。

涂裝廢水所產(chǎn)生的重金屬會影響作物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收，抑制作物生長，同時，由于土壤重金屬污染會增加農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量，從而威脅農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。因該重金屬對蛋白質(zhì)有不可逆的凝固變性作用，其還會損壞人體免疫防護能力。此外，涂裝廢水中的氮磷物質(zhì)會引起水體的富營養(yǎng)化；而環(huán)氧樹脂屬高分子化合物雖呈現(xiàn)低毒性，但因其是致敏物，可引起接觸性皮炎[7]。綜上，汽車涂裝廢水對環(huán)境、人類均有較大危害。

大量涂裝廢水的產(chǎn)生不僅污染環(huán)境，還會對企業(yè)生產(chǎn)設備造成危害[8]，尤其是噴漆室內(nèi)循環(huán)水水簾捕收噴涂過程中產(chǎn)生的飛散漆霧[9]而形成的涂裝廢水。捕收的漆霧粒子由于黏性大會隨著循環(huán)水系統(tǒng)的流動而黏附在水槽和管道壁上，其污染物成分復雜、濃度高、生化性差[10]，若不能得到及時的處理，會形成較大的漆團堵塞管道，導致水質(zhì)惡化，甚至使循環(huán)水處理系統(tǒng)的崩潰。故噴漆循環(huán)水系統(tǒng)中必須加入絮凝劑對漆料進行絮凝分離，保護循環(huán)水的質(zhì)量，減少涂裝設備的維護成本，延長設備使用壽命。

2 "絮凝劑

絮凝劑是通過其帶有的正（負）電性基團和水中相反電性且難以分離的一些粒子或顆粒相互靠近，降低其電勢，使其處于不穩(wěn)定狀態(tài)并利用其聚合性質(zhì)使這些顆粒集中，再通過物理或者化學方法分離出來[11]。處理水中的膠體粒子處于平衡狀態(tài)的因素主要有兩個：一是同種類型膠體顆粒帶有相同電性的電荷，因相同電荷的靜電斥力阻礙相互間的聚集沉降；二是溶液中的反離子和膠體粒子與周圍水分子形成水化殼，阻礙膠體的聚集沉降。膠體顆粒所攜帶的電荷越多，ζ電位越大，穩(wěn)定性越好。膠體脫穩(wěn)必須降低其ζ電位，脫穩(wěn)后的膠體粒子互相凝聚并沉降，膠體粒子未經(jīng)脫穩(wěn)直接聚集則可以形成絮凝體[12]。

絮凝因處理成本低、處理效果好等優(yōu)點成為了污廢水處理和給水處理過程中常見的方法之一[13]。根據(jù)絮凝劑的化學屬性可以將絮凝劑分為無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑、微生物絮凝劑和復合絮凝劑4種[14]。無機絮凝劑原料來源廣、使用方法簡單，但單一無機絮凝劑的絮凝效率低，使用量大，所以使用成本高且具有較強腐蝕性，對生態(tài)環(huán)境和人類健康有諸多不良影響。有機高分子絮凝劑雖然使用少，絮凝能力強，還可以較好地去除油污和懸浮物，但這類凝聚劑的高聚物殘余單體具有“三致”效應（致畸、致癌、致突變），因而其應用范圍限制較大。微生物絮凝劑不存在二次污染，使用方便，應用前景較好，但目前使用成本較高，且其使用穩(wěn)定性仍需進一步的研究。

復合絮凝劑是指將兩種或兩種以上的單組分絮凝劑在一定條件下經(jīng)過機械混合或化學反應形成的大相對分子質(zhì)量共聚復合物，其具有優(yōu)異的絮凝性能[15]。復合絮凝劑充分發(fā)揮了多種絮凝劑的協(xié)同作用，其中，無機高分子組分通過吸附懸浮顆粒與雜質(zhì)使顆粒凝聚并不斷增大；而有機高分子組分利用吸附的活性基團所產(chǎn)生的網(wǎng)捕作用，網(wǎng)捕其他雜質(zhì)顆粒共同沉降；無機鹽則中和了污染物表面的電荷，進一步促進了有機高分子的絮凝作用，從而大幅度提高絮凝效果。綜上，復合絮凝劑既克服了單一絮凝劑吸附效果差、不易降解的缺點，又實現(xiàn)了不同組分在性能上的互補，產(chǎn)生了顯著的增效作用，因此，其在廢水、污水處理領域所發(fā)揮的作用日益增強。涂裝廢水成分復雜、濃度高且生化特性差，單一種類的絮凝劑無法較好地對其進行處理，因此一般選用組合型的復合絮凝劑作為漆霧絮凝劑。

3 "漆霧絮凝劑

3.1 "漆霧絮凝劑簡介

漆霧絮凝劑也叫漆霧凝聚劑，又叫除漆劑，在濕法漆霧治理，尤其是噴涂行業(yè)的循環(huán)廢水處理中得到了廣泛的應用[16]。將漆霧絮凝劑添加到汽車涂裝工藝的循環(huán)水中，可以使噴漆霧進行消黏并絮集成團，從而達到有效捕捉噴漆霧的作用，避免其對設備安全使用和人體健康造成危害。對絮凝物定期打撈并清除，實現(xiàn)固液分離，還可以對涂裝廢水中的有害物質(zhì)做進一步的無害化處理[17]。

常見的漆霧治理方式有干法和濕法兩大類[18]。在干式漆霧治理辦法中，過濾凈化法是最為重要的凈化方法，主要是通過引風機的抽吸作用，將漆霧吸入到漆霧過濾機中，再通過凈化裝置對其中的液態(tài)漆質(zhì)進行過濾，從而達到凈化漆霧的目的[19]。干法漆霧治理利用濾材的物理攔截方式捕捉漆霧，但漆霧的彈性及黏性會使干式濾材的網(wǎng)孔間形成嵌擠結構，極大縮減了濾材的壽命，同時漆霧過濾的不徹底，會導致設備污染嚴重，存在火災等重大安全隱患，這在某種程度上限制了干法漆霧治理技術的應用。

濕式漆霧治理法利用了漆霧溶于液態(tài)物質(zhì)的原理，在處理漆霧時，向循環(huán)水中加入絮凝劑，使漆霧與之充分混合。絮凝劑起到了改良油漆廢渣性質(zhì)，避免廢渣粘附到管道或水池上的作用，以達到提高循環(huán)水凈化效果和漆霧凈化效率的目的[20]。濕式治理法中最常用的是水幕式處理法，即在噴漆房的板壁上設置一道水幕，通過風機將漆霧吹入板壁上的水幕，使漆霧在流動的水幕帶動下進入循環(huán)過濾系統(tǒng)中進行過濾處理[21]。濕法漆霧治理利用水或有機溶劑等對漆霧的“相似相溶”原理進行捕獲，相較于干法漆霧治理方式，濕法漆霧治理方式具有捕捉效率高、性能穩(wěn)定、運行費用低、安全性高等優(yōu)點，更加適合作為處理汽車涂裝廢水。

目前市面上常見的漆霧絮凝劑以聚丙烯酰胺類為主，聚丙烯酰胺（PAM）有強大的網(wǎng)捕、架橋功能。工業(yè)上聚丙烯酰胺（PAM）與聚合氯化鋁（PAC）的聯(lián)合使用具有較好的絮凝除濁效果，目前已廣泛應用于飲用水處理環(huán)節(jié)[22]。

漆霧凝聚劑主要用于處理噴涂行業(yè)的循環(huán)廢水。其能捕捉進入循環(huán)水的過噴漆，包裹并穿透漆滴，從而起到破壞油漆功能基團，使其完全消除黏性的作用[23]。漆渣的完全上浮還能使噴漆房的循環(huán)水長期保持清澈、透明、無臭味，增加了使用時間，降低了運營維護成本。除此之外，漆霧絮凝劑的使用還可以有效降低水中COD含量，大幅度降低了后續(xù)廢水處理的成本[24-25]。漆霧絮凝劑腐蝕性低，管路及系統(tǒng)不易堵塞，可較好地延長設備使用壽命，有效降低了設備維護成本。特別是以天然礦物納米材料為主要成分的漆霧凝聚劑，具有處理效果好、綠色環(huán)保、適用范圍廣的特點，是目前工業(yè)上應用廣泛的新型環(huán)保處理藥劑。

3.2 "漆霧絮凝劑的組成

漆霧絮凝劑一般由破黏劑和絮凝劑兩部分 " 組成[26]。

3.2.1 "破黏劑

破黏劑，工業(yè)上常被稱為A劑，常見的破黏劑是中相對分子質(zhì)量的陽離子聚合物（如聚合氯化鋁），外觀為白色半透明液體。A劑電荷較高，具有明顯的正電性，對漆滴具有很強的吸引力。當漆滴被吸附后，利用二極不同的親和性，A劑的親油基團將漆滴完全包裹，親水基團伸向水中，通過化學作用穿透和破壞漆滴中的功能基團，使過噴漆霧發(fā)生電荷轉移，降低界面自由能，改變顆粒的表面性質(zhì)，進而消除黏性，待形成不穩(wěn)定的細小顆粒后，帶動被包裹的漆滴上浮至循環(huán)水表面[27]。

3.2.2 "絮凝劑

絮凝劑，工業(yè)上又被稱為B劑，主要是由高分子陽離子聚合物、表面活性劑等組成的高分子聚合物水溶液（如PAM水溶液），外觀為無色至淡黃色黏稠液體，主要作用是聚集被破壞的油漆顆粒和雜質(zhì)成分較大的基團，使其堅固和黏合，增強機械脫水的效率。B劑因其長鏈網(wǎng)狀的分子結構，具有良好的吸附架橋作用，能夠有效地捕捉水中已消除黏性的細小漆霧顆粒，中和系統(tǒng)電荷，保持系統(tǒng)中的離子平衡，并利用長鏈網(wǎng)狀的分子結構使漆霧顆粒形成海綿狀的大塊絮狀物，從而浮在水面上[28]。該絮狀物堅固、黏合且具有較強的機械脫水效率，更易與水分離，便于打撈去除，保持循環(huán)水的清澈。B劑相對分子質(zhì)量較大，一般可根據(jù)實際工業(yè)需求，增大質(zhì)量、表面積疏松密度，加快凝集基團在系統(tǒng)中的上浮或沉降速度。

3.3 "漆霧絮凝劑的研究現(xiàn)狀

隨著噴涂行業(yè)的發(fā)展，油漆的大量使用，汽車涂裝廢水的科學化處理亟待解決，漆霧凝聚劑成為了近年來的研究熱點[29]，形成了眾多的產(chǎn)品種類。

涂仁杰等以三聚氰胺與甲醛制備破黏劑（即A劑），并以硫酸鋁對聚丙烯酰胺進行改性制得絮凝劑（即B劑）。研究表明，兩者的投加量在體積比為 1∶1時，能達到最佳的凝聚效果[30-31]。此時水中的漆霧去除率可以達到98%，凝聚劑的成本約為 " 1.8 元·kg-1。與傳統(tǒng)漆霧絮凝劑相比，油漆廢水中的漆霧去除率提高了15%，藥劑成本下降了10%，具有明顯的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。

李遠兵等對常見的A劑、B劑進行改性。研究發(fā)現(xiàn)，當三聚氛胺與甲醛的摩爾比為1∶2、羥甲基化反應時pH控制在8～9之間時，制備的A劑對油漆具有較好的去除效果[32]。該制備條件下制得的A劑漆霧去除率高達97.43%。該研究還通過向B劑中添加改性劑的方式，加強了改性劑與陽離子聚丙烯酰胺的相互協(xié)同作用，提高了漆渣的凝聚效果。

陳沁等通過加入醇類和胺類等物質(zhì)對傳統(tǒng)破黏劑進行改性，可以達到清除殘余甲醛的效果，減少了該試劑對人體和環(huán)境的危害[33]。研究發(fā)現(xiàn)，當三聚氰胺、甲醛、助劑的摩爾比例為1∶2∶1，油漆廢水完全脫黏，漆渣上浮效果好，漆泥呈現(xiàn)細泥狀，此時水質(zhì)清澈，漆霧去除率可達97.1%。若聯(lián)合使用陰離子型聚丙烯酰胺作為絮凝劑，并將兩者體積比控制在1∶1時，漆霧的總去除率可進一步提升 至97.8%。

曾德芳等以三聚氰胺和甲醛為原料制備新型高效的漆霧凝聚劑，并使用過氧化氫去除反應過程中的少量游離甲醛[34]。絮凝劑B主要由陰離子和陽離子型聚丙烯酰胺混合制得。當兩者體積比為1∶1時，凝聚效果最好，此時漆霧去除率高達98%。漆霧凝聚劑成本僅為1.6元·kg-1，有效降低了漆霧絮凝劑的成本。曾德芳等還在傳統(tǒng)破黏劑的基礎上加入阻聚劑[35]，提高了其穩(wěn)定性。實驗研究顯示，改良后的破黏劑在使用180天后仍具有較好的漆霧去除效果，而傳統(tǒng)破黏劑在放置60天后就會變成凝膠?？梢?，此種改良方法可以有效提升破黏劑的存儲時間，更加適應實際生產(chǎn)以及運輸要求。

陳燕等通過接枝丙烯酰胺、乙二醇分別對傳統(tǒng)漆霧凝聚劑的破黏劑和絮凝劑進行改性[36]，所得藥劑與傳統(tǒng)水性漆的漆霧凝聚劑相比，處理后的水質(zhì)濁度下降了2.6%，制備成本下降了12%，且破黏劑的消黏性和穩(wěn)定性都得到了明顯的改善，具有較好的經(jīng)濟效益。

郭蔚敏[37]等研究破黏劑三聚氰胺甲醛樹脂的改性。通過增加樹脂的鏈長，使其帶有—NH、 " " —CH2OH等正負雙電荷基團，以此來提高破黏劑的水溶性和電中和作用，有效地增加了傳統(tǒng)破黏劑的穩(wěn)定性、分散能力和脫黏效果。改性后的聚丙烯酰胺（PAM）作為絮凝劑劑，相對分子質(zhì)量增大，且?guī)в胸S富的陰陽離子。研究發(fā)現(xiàn)，改性后破黏劑的脫黏效果與絮凝劑的內(nèi)聚、漂浮效果相輔相成，協(xié)同互補，提升了漆霧絮凝劑的內(nèi)聚性能，從而有效提高了漆霧絮凝效果。該新型漆霧凝聚劑的濁度去除率能達到99%，且藥劑成本下降了14.8%。

曾卉等通過含烷烴類及樹脂類高分子化合物、聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）自制漆霧絮凝劑ZL[38]。研究表明當三者成分比例為 " "2∶1∶1時，該漆霧絮凝劑對水中COD及懸浮物的去除率可分別達到96.5%和81.4%，遠高于傳統(tǒng)漆霧捕捉法條件下74.9%和79.9%的去除率。

綜上可見，漆霧絮凝劑的相關研究主要集中在對傳統(tǒng)破黏劑（A劑）和絮凝劑（B劑）進行改性，調(diào)節(jié)反應溫度、時間、pH值和兩者間的投放比例等方面，研究的主要目的是提高漆霧絮凝劑的絮凝效果。常用的A劑一般以三聚氰胺和甲醛為原料進行制備，B劑一般為改性的聚丙烯酰胺，當兩者投放比控制在1∶1～1∶2之間時，漆霧去除效果最佳。經(jīng)過大量的科學研究，漆霧絮凝劑的絮凝效果得到了有效提升，現(xiàn)階段漆霧絮凝劑的漆霧去除效果基本可以達到96%左右。

4 "結 論

經(jīng)過大量漆霧絮凝劑的研究，對傳統(tǒng)的破黏劑和絮凝劑做了較好的改性，漆霧去除效果得到了大幅度的提升。目前，一般的漆霧絮凝劑的漆霧去除率可達到96%以上。但相較對漆霧絮凝劑的改性、投放比、反應溫度、pH等條件的研究而言，有關漆霧絮凝劑大規(guī)模生產(chǎn)和降低成本、長期保持穩(wěn)定性等方面的研究稍顯不足。另外，該行業(yè)缺少統(tǒng)一的評價機制或標準，還需要相關管理部門和研究人員做進一步的探究及歸納總結。

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Research Progress of Paint Mist Flocculant for Coating Wastewater

WANG Yan-bo， CHEN Guo-wei*， YU Chang-wu， ZHANG Yan， HOU Ren-wei，

YAO Yi-zhuo， ZENG Bai-bai， CHENG Yao， TIAN Li-mei

（School of Chemical and Environmental Engineering， Liaoning University of Technology， Jinzhou Liaoning 121001， China）

Abstract： "In recent years， with the development of science-technology and economy， people's living standards are improving day by day， China's automobile ownership is increasing significantly， and the automobile industry is developing rapidly. The rapid development of automobile industry has brought a large amount of coating wastewater， which seriously endangers human health and ecological environment. In this paper， the research progress of paint mist flocculant for coating wastewater at home and abroad in recent years was summarized. Relevant researches have improved the flocculation effect of paint mist flocculant by modifying the traditional viscosity breaker （agent A） and flocculant （agent B）， adjusting the service conditions. The commonly used agent A is generally prepared with melamine and formaldehyde as raw materials， and agent B is generally modified polyacrylamide. When the dosage ratio of the two is controlled between 1∶1 and 1∶2， the paint mist removal effect is the best. At present， the paint mist removal effect of paint mist flocculant can basically reach about 96%.

Key words： "Paint mist flocculant; Coating wastewater; Water-based paint; A agent and "B agent