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汽车工业的日益发达和中国环保要求的日益严格,促使汽车涂装前处理的工艺必须向节能减排方面发展。汽车前处理工艺中,最主要的工序有脱脂,表调和磷化,这也是决定汽车涂装前处理质量优劣的三个主要工序。在脱脂过程中,随着料液中污染物的增加,脱脂能力下降或者失去脱脂能力,需要对脱脂液进行定期排放,因此造成大量脱脂剂的流失;随着磷化过程的进行,磷化液中的残渣量会越来越多,从而缩短了磷化槽液的使用寿命,影响磷化效果,增加磷化成本。因此,如何利用膜过滤的方法深度处理回用脱脂液和磷化液成为本论文的研究目的。
首先针对脱脂液和磷化液废水水质,研究设计了CMF-S中试设备,内容包括膜组件的设计、主要配套设备的设计与选型及PLC自控系统控制条件的设定。膜法处理脱脂液废水实验研究中,采用七种类型的中空纤维膜处理脱脂液废水,结果表明:PES膜和PVDF膜在处理脱脂液废水方面各有优势。各类膜的除油率和通量在操作温度为45℃条件下比在室温下要高。其中,PES膜在操作温度为45℃条件下除油率的增加量大于PVDF膜,PVDF膜在操作温度为45℃条件下通量的增加量大于PES膜。采用孔径为0.1μm的PVDF膜处理现场脱脂液废水,滤出液脱脂效果显著,达到了回用的目的。中试试验研究结果表明:PVDF0.1μm膜处理脱脂液废水,除油率达到80%左右。污染后的PVDF膜使用NaOH溶液和NaClO溶液的连续清洗后,通量恢复到初始通量。与PES膜相比,PVDF膜更适合运用CMF-S技术处理脱脂液废水。膜法处理磷化液废水实验研究表明:同一膜组件采用压力式的操作方式,固体悬浮物(SS)的去除率与采用抽吸式的操作方式基本一致。CMF-S技术处理磷化液废水的中试研究表明:滤出液SS值基本保持3mg/L左右,SS去除率达到90%以上。磷化液中游离酸、总酸、促进剂不会随着过滤过程而损失,滤出液磷化效果显著。被污染的膜经过电镜分析,污染物主要集中在膜丝外表皮,经过5%HNO3溶液和0.1%NaClO溶液清洗后,膜通量恢复率达到100%。