噴涂是一種常見的涂裝形式，因其方便快捷，在涂裝中占據著重要位置。但是，噴涂時存在一個問題，即效率不高。統計數據表明，高效率噴涂的資源使用率只有70%，效率低的甚至只有30%，因此產生的噴涂廢料數量巨大，再加上噴涂設備清洗時所產生的廢料，噴涂資源浪費現象十分突出。由于噴涂廢料廢渣回收成本較高，企業對其回收利用的興趣并不大。隨著我國環保力度的加大，企業“三廢”排放必須達標，否則會有被關停的風險。因此，相關企業必須加強噴涂“三廢”的回收利用，探索一條既能夠降低成本，又不造成環境污染的新方法。
一、水性涂料具體分類
人們通常將以水為分散劑的樹脂類涂料統稱為水性涂料。當前，市面上，水性涂料大致可以分為四種，即聚氨酯水性涂料、丙烯酸樹脂水性涂料、環氧樹脂水性涂料和醇酸樹脂水性涂料。
1.1聚氨酯型水性涂料
該水性涂料主要有水溶型、水分散型和水乳化型。根據分子結構，其可分為線型與交聯型，每種又有單組分和雙組分之分。其具備無毒、環保、硬度高、耐腐蝕、耐溶劑、耐磨性好、附著力強、對溫度適應性強、性能多樣可調等特點。但是，當前，受原材料、加工技術等因素影響，聚氨酯型水性涂料發展受限。
1.2丙烯酸樹脂型水性涂料
丙烯酸樹脂型水性涂料可分為單組分型、高固化型以及高性能型。丙烯酸樹脂原料大多不耐溶劑，要將其轉換為耐溶劑的水性涂料，因此如何做好丙烯酸樹脂原材料的改性是關鍵。改性技術俗稱“活聚合”，能夠很好地控制丙烯酸樹脂分子量與化學結構及分布。
1.3環氧樹脂型水性涂料
目前，市面上的環氧樹脂型水性涂料僅僅只有雙組分的一種，由疏水性分散體（也叫乳液）和親水性固化劑組成，該技術重點是如何做好疏水性樹脂的乳化。
1.4醇酸樹脂型水性涂料
目前常用的醇酸樹脂型水性涂料基本為內乳化法合成的分散體。內乳化法通過用適量酸或堿來中和聚合物中的羧基或氨基，促使聚合物能夠分散于水中。水性醇酸涂料涂刷性好、光滑性高，但是涂膜硬度低、干燥時間較長且耐腐蝕能力較弱，需要先進行改性處理，以滿足噴涂需求。當前，改性處理方式有物理改性法與化學改性法。
二、廢渣回收利用技術
2.1噴涂涂裝過程中過噴漆霧回收利用
涂裝可分為噴涂、輥涂、刷涂、淋涂、浸涂和電泳涂裝等方式，最為常見的是噴涂。靜電噴涂能夠有效減少涂料噴霧飛散，提升涂料利用率，但噴涂過程中仍然會有部分噴霧到處飛散。對于這些飛散的噴霧，可以采取冷卻、水幕、離心力等方式進行收集，將收集好的漆渣分析和調整后，與新涂料混合使用，在一些涂裝要求較高的領域，回收調整涂料需要降級使用。目前主要有五種回收利用方法。
2.1.1超濾和蒸餾方法
超濾回收技術原理是利用超濾裝置將濃度較低的廢水經濃縮處理后再次投入使用，其工藝流程為先用超濾裝置收集分散于水中的過噴漆霧，待漆霧濃縮至15%～40%，與原涂料混合后使用。廢渣回收還可以運用蒸餾方法實現二次利用，也就是用蒸餾原理除掉一部分水分和有機溶劑，余下混合物再用黏合劑及顏料進行調節，待固態含量介于25%～40%后，運用水及助溶劑調節至施工黏度要求后作為噴涂底漆使用。
2.1.2轉動圓柱法
轉動圓柱法主要利用噴涂過程中產生的剩余靜電來捕捉過噴漆霧，在噴涂工作區域設置可以轉動的圓柱體，圓柱表面安裝自動噴霧系統，保障圓柱表面始終處于濕潤狀態。被噴涂物體通過時，那些過噴的漆霧就會附著在圓柱表面，待形成一定厚度漆層后，因重力作用向下滑落，回收后的涂料可以返回噴漆工作線再次使用。
2.1.3離心力法
離心力法是最新研發的一種回收方法，利用高速旋轉產生的離心力將漆霧分離，在攔截漆霧時，運用負壓抽風加速漆霧分離。該項技術的回收效率較高，且占地空間較小。
2.1.4冷卻法冷卻法
主要依靠不銹鋼板將空氣中的濕氣凝結，創造出絕對濕的一種結露界面，這樣一來，過噴漆霧經過不銹鋼板表面時，就會與凝露相溶，然后流入收集槽。不銹鋼板表面結露主要依靠冷卻循環水系統，冷卻水的溫度比結露溫度低3～5℃，以確保不銹鋼板面水膜一直存在，待過噴漆霧經過時附著在水膜之上，依靠重力作用流向溝槽。
2.1.5封閉直接回收法
封閉直接回收依靠的是擋板功能，擋板將漆霧直接攔截，攔截擋板會定期下沉至位于下方的涂料槽中，將附著于擋板上的涂料溶解于其中。槽液經過內循環系統進行控制，并安裝有黏度調節設備。
2.2電泳涂裝時廢渣回收
工作人員在對電泳工件清洗時，所使用的水電導率較低，防止電泳涂膜形成二次涂層。沖洗水中依然含有較多的電泳涂料，通常采取超濾裝置進行回收，經過處理后可再次投入使用，使整個系統形成一個閉環。
三、廢水處理利用技術
水性涂料涂裝過程中會產生大量污水，如果未經處理就進行排放，會造成一系列問題。目前常用的涂裝污水處理有兩個技術要點：一是破壞其乳化體系穩定性，二是強化其水溶性體系穩定性，促使污水中水性涂料形態變化，變為礬花顆粒狀，再將絮凝劑融入其中，使涂料顆粒絮凝化，做好渣水分離，分離后的水體可以再進入內循環系統重復使用。
3.1破乳作用
破乳實質上就是將穩定的乳液體系徹底破壞，使之呈現乳水分層形式。常用的破乳方式有物理破乳法、機械破乳法以及物理化學破乳法。物理破乳法又可以分為電沉積破乳法、超聲波破乳法、過濾破乳法等，其中，電沉積破乳法主要利用高壓靜電場促使分散物產生聚集，使用超聲波破乳法時要注意控制好超聲波強度，以免影響破乳效果，過濾破乳法則利用多孔性材料達到破乳目的。機械破乳法依靠外力來促使乳液破乳，常見的有離子分離器。物理化學破乳法的關鍵是降低乳液穩定性，主要依靠乳液類型或界面性質的改變來實現。
3.2常見涂裝污水處理技術
當前，處理涂裝污水的主流方法為生物法和物理化學法。因為涂裝污水所含的污染物濃度較高，BOD/COD值＜0.3，在實際處理時，通常采取預處理與生物法相結合的模式，其工藝流程是將污水匯集于反應池，在其中加入助劑，進行混凝，再先后使用厭氧生物、好氧生物進行處理，將污泥排掉，最后進行二次沉淀。3.3水性涂料處理藥劑選型
3.3.1正確選取處理藥劑
水性涂料的處理藥劑包括助劑、絮凝劑和水性涂料分離劑。助劑起到混凝作用，可分為有機類和無機混合類。絮凝劑的主要成分是聚丙烯酰胺，根據其自身特點又可以分為陽離子型、陰離子型及改性兩性離子型等。在實際操作時，絮凝劑的選擇需要因待處理水體而異，絮凝劑的主要作用是將水體中礬花顆粒絮凝成團，以達到渣水分離目標。水性涂料分離劑的主要成分是聚合型高分子樹脂，其主要作用是分離難以析出的成分（顏料、樹脂等），該分離劑利用的是中和原理，主要通過帶有正電荷主鏈分子與可溶性分子內陰離子（羥基和磺酸基）之間發生中和作用形成顆粒物，便于捕捉、吸附和絮凝。
3.3.2水性涂料的處理藥劑使用
在確定水性涂料的處理藥劑組合方案前，要先在實驗室開展小樣試驗，針對生產線所提取的廢水、涂料樣品，在實驗室內模擬現場環境進行處理分析，得出最佳處理方案。其試驗效果判定標準要視客戶實際需求來定，例如，客戶要求廢渣上浮或下沉時，所使用的處理藥劑方案自然不同。在應用方案選擇上，要根據小樣模擬試驗所得結果對污水處理進行具體選擇，例如，在處理連續式污水時，應當采用計量泵來連續添加藥劑，對于間斷式污水處理模式，藥劑需要一次性投放。最后，要根據現場處理設備特點，合理安排藥劑添加點。
3.4輔助設備
輔助設備可分為渣水分離設備及廢渣脫水設備。前者又被稱為渣水分離刮泥一體機，可分為氣浮機與沉降分離機；后者包括離心機、板框壓濾機、疊螺機和烘干設備等。渣水分離設備的主要作用是將廢渣和水體分離，分離后的水體可以循環使用，也可以處理達標后予以排放。廢渣脫水設備用來降低廢渣含水率，減輕廢渣質量，降低固體垃圾處理成本。
四、廢氣處理技術
VOC（揮發性有機化合物）廢氣處理技術主要有兩種，一種是回收技術，另一種是銷毀技術。當前采用較多的是蓄熱氧化、吸附和催化燃燒技術，由于水性涂料產生的廢氣有機物濃度較低且含有水蒸氣，通常需要采取組合技術來脫除廢氣有機物。
4.1吸附組合技術
吸附組合技術使用各種固態吸附劑（如活性炭、分子篩等），吸附和凈化排放廢氣中的污染物。吸附法適用范圍廣，設備儀器要求低，凈化效率高，被廣泛采用。當前，我國有機廢氣處理設備有一半以吸附技術為基礎，主要分為固定床、移動床、流化床及變壓等吸附技術類型。吸附與其他技術相結合（如吸附+冷凝、吸附+催化燃燒、吸附+蓄熱氧化），能夠有效解決廢氣成分復雜、污染物含量低、風量大且不易回收的問題，是處理水性涂料廢氣的上佳選擇。一是吸附+冷凝技術。該技術采用移動床吸附廢氣中的有機物，利用高溫空氣使有機物脫附，最后進行冷凝回收。二是吸附+蓄熱氧化技術。該技術將黏度低、風量大的有機廢氣在小風高溫環境中脫附，使其轉換為風量小、濃度高的有機廢氣，經過催化燃燒銷毀或蓄熱氧化。
4.2吸收技術
吸收技術利用吸收液將VOC從廢氣中吸收，其處理有機廢氣的效率介于95%～98%。吸收設備可分為填料塔與噴淋塔兩種，吸收技術尤其適合處理高濕VOC廢氣。大部分水性涂料中的VOC成分為醇類、氨類、醇醚類等易溶于水的有機物，因此通常采用水為吸收液，含有VOC成分的吸收液可以重復使用。
五、結論
總的來說，水性涂料有著節約資源、影響環境較小等優勢，受到人們廣泛關注。但是，水性涂料使用時還存在不少技術問題需要解決，在生產質量上把關要嚴，在使用范圍上還可以進一步拓展，在廢渣、廢水、廢氣排放方面還需要加強回收利用，強化處置手段，力求達標排放，為我國生態文明建設奠定基礎。
來源：環保