王千 李海軍 占細(xì)雄 范永曉 黃東洋

（一汽-大眾汽車(chē)有限公司，長(zhǎng)春130011）

1 前言

批量乘用車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，需要進(jìn)行許多在線(xiàn)檢測(cè)，主要包含包括發(fā)動(dòng)機(jī)、四輪定位、制動(dòng)系、前照燈、轉(zhuǎn)轂、喇叭、排放、密封性檢測(cè)等，其中密封性檢測(cè)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的檢測(cè)內(nèi)容，淋雨線(xiàn)是乘用車(chē)密封性檢驗(yàn)的重要手段之一。

影響淋雨線(xiàn)進(jìn)行乘用車(chē)密封性檢驗(yàn)的主要因素包括：淋雨水量、淋雨時(shí)間、淋雨檢測(cè)位置。對(duì)于成熟乘用車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，淋雨時(shí)間、淋雨檢測(cè)位置通過(guò)淋雨線(xiàn)控制保障，但是淋雨水量會(huì)隨著水質(zhì)的變化而變化。水質(zhì)差極易引起噴嘴堵塞，造成淋雨水量不足，關(guān)鍵位置噴嘴堵塞后，會(huì)造成淋雨檢測(cè)不到位，出現(xiàn)漏雨缺陷漏檢等缺陷。同時(shí)水質(zhì)差還會(huì)造成漆面有臟點(diǎn)，影響車(chē)輛外觀缺陷判斷。然而為了保障水質(zhì)，頻繁換水又會(huì)導(dǎo)致水資源的大量浪費(fèi)。所以采用一種既可以保障水質(zhì)，又可以節(jié)約用水的淋雨線(xiàn)水處理方法至關(guān)重要。

2 淋雨線(xiàn)水處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外乘用車(chē)淋雨線(xiàn)水處理技術(shù)主要包括過(guò)濾紙（袋）凈水、疊片凈水2種，2種技術(shù)比較見(jiàn)表1。

表1 濾紙(袋)凈水與疊片凈水比較

過(guò)濾紙（袋）凈水是采用過(guò)濾紙或者過(guò)濾袋，對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾處理，除去水中指定顆粒度的固體雜質(zhì)的方法，此凈水方法需要定期更換濾紙（袋）。

疊片過(guò)濾凈水是采用多個(gè)帶有溝槽的疊片疊加在一起，通過(guò)疊片間形成的微小空洞來(lái)過(guò)濾水，從而除去水中指定顆粒度的固體雜質(zhì)的凈水方法，通過(guò)反向沖洗來(lái)清潔疊片，從而實(shí)現(xiàn)低物耗的凈水。

在乘用車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，2種凈水方式的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)如下。

濾紙（袋）凈水優(yōu)點(diǎn)是耗水少，缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量固體廢棄物，設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本高。疊片凈水優(yōu)點(diǎn)是幾乎沒(méi)有固體廢棄物，不需要頻繁更換過(guò)濾耗材，缺點(diǎn)是水耗大，與綠色環(huán)保相沖突。2種水處理技術(shù)共同缺點(diǎn)是水質(zhì)保持時(shí)間短，無(wú)法清除水中混合的蠟質(zhì)，水質(zhì)差導(dǎo)致的噴嘴堵塞、漆面臟點(diǎn)時(shí)有發(fā)生。鑒于2種水處理技術(shù)存在的不足，采用一種新的淋雨線(xiàn)水處理技術(shù)非常迫切。

3 氣浮水處理技術(shù)

氣浮水處理技術(shù)是一種歷史悠久的高效固液分離技術(shù)，始于選礦[1]。

氣浮水處理技術(shù)原理是在污水中通入大量密集的微細(xì)氣泡，使氣泡與雜質(zhì)、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮體，從而依靠浮力將污物上浮至水面[2]，形成浮渣后，通過(guò)刮板將浮渣刮除，以實(shí)現(xiàn)污水凈化的方法[3]。

氣浮水處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于給排水以及城市污水和工業(yè)廢水的處理，工業(yè)廢水處理例如造紙、煉油、食品加工、紡織、印染等工業(yè)廢水的處理[1]。

目前，在乘用車(chē)淋雨線(xiàn)水處理中鮮有使用，尤其是60 JPH的乘用車(chē)淋雨線(xiàn)水處理。

4 氣浮技術(shù)淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)構(gòu)成

基于氣浮技術(shù)的淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)構(gòu)成包括污水箱、毛發(fā)過(guò)濾、氣浮機(jī)、砂濾器、袋式過(guò)濾、紫外線(xiàn)殺菌、清水箱、疊螺機(jī)、加藥裝置、各種水泵等，如圖1所示。

圖1 淋雨線(xiàn)氣浮技水處理系統(tǒng)原理

4.2 系統(tǒng)功能

4.2.1 污水箱

用于淋雨后的污水收集以及污水中的大顆粒污物的初步沉降。污水入口設(shè)置在水箱一端，遠(yuǎn)離入水口處的水箱底部設(shè)置為最低點(diǎn)，將水箱排污口設(shè)置于此，排污口與水箱底部連接處設(shè)置圓角，便于污物清理，根據(jù)換水周期進(jìn)行污水箱清理。

4.2.2 毛發(fā)過(guò)濾

主要是截留污水中的大顆粒物及機(jī)械雜質(zhì)，避免這些機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。一般是一用一備，并且前后裝有閥門(mén)，當(dāng)過(guò)濾前后壓力達(dá)到一定值時(shí)，切換備用過(guò)濾器并進(jìn)行清污。

4.2.3 氣浮機(jī)

系統(tǒng)的核心部件，如圖2所示，包括以下組成部分。

圖2 氣浮機(jī)系統(tǒng)原理

a.絮凝劑添加裝置，包括藥劑混合存儲(chǔ)系統(tǒng)、藥劑定量供給系統(tǒng)2部分構(gòu)成。藥劑混合存儲(chǔ)系統(tǒng)包括藥劑混合容器、攪拌系統(tǒng)；藥劑定量供給系統(tǒng)包括定量泵、供給管路等，絮凝劑添加量需要根據(jù)污水工況確定；

b.電控系統(tǒng)，氣浮機(jī)的控制系統(tǒng)，控制溶氣產(chǎn)生、控制加藥裝置運(yùn)行、控制刮渣系統(tǒng)運(yùn)行；

c.絮凝反應(yīng)池，絮凝藥劑與污水混合反應(yīng)池，一般帶有攪拌機(jī)，通過(guò)攪拌使絮凝藥劑與污水充分混合；

d.溶氣系統(tǒng)，氣浮設(shè)備的核心，溶氣產(chǎn)生和釋放裝置，包括溶氣罐、壓縮空氣供給系統(tǒng)、清水回流系統(tǒng)、溶氣釋放器；

e.氣浮池，含絮凝劑的污水與溶氣混合反應(yīng)池，污水與溶氣在此充分混合，污物在溶氣的作用下，逐漸上浮，形成浮渣層，污物與清水分層；

f.刮渣系統(tǒng)，將浮渣與水分離的裝置，包括刮板、驅(qū)動(dòng)鏈條、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等；

g.排查口，將浮渣導(dǎo)流到疊螺機(jī)；

h.緩存池，浮渣清除后的清水流入緩池，起暫存功能。

4.2.4 砂濾器

砂濾器又稱(chēng)機(jī)械過(guò)濾器，主要通過(guò)各級(jí)匹配的石英砂的吸附、截留能力去除水中的微小顆粒物、懸浮物以及膠體等以保證后續(xù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，石英砂濾料表面截留了大量的懸浮物，當(dāng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)反沖洗，使過(guò)濾器內(nèi)砂濾層松動(dòng)，將粘附于石英砂表面的截留物剝離并被反洗的水沖走，達(dá)到清洗過(guò)濾器、恢復(fù)砂濾截留能力的作用。

4.2.5 袋式過(guò)濾

袋式過(guò)濾器內(nèi)部有金屬網(wǎng)籃支撐濾袋，液體由入口流進(jìn)，經(jīng)濾袋過(guò)濾后從出口流出，雜質(zhì)攔截在濾袋中，當(dāng)壓力差達(dá)到一定值后，需清洗或更換濾袋后才能繼續(xù)使用。

4.2.6 紫外線(xiàn)殺菌

主要通過(guò)紫外線(xiàn)照射來(lái)破壞細(xì)菌及病毒的DNA，從而起到殺菌消毒作用。過(guò)濾后的清水通過(guò)紫外線(xiàn)殺菌器，通過(guò)紫外線(xiàn)照射實(shí)現(xiàn)殺菌消毒，避免循環(huán)水產(chǎn)生細(xì)菌而發(fā)臭。

4.2.7 清水箱

清水緩存，過(guò)濾清水臨時(shí)緩存，淋雨線(xiàn)噴淋系統(tǒng)取水水箱。

4.2.8 疊螺機(jī)

疊螺機(jī)主要由疊螺體、驅(qū)動(dòng)裝置、濾液槽、混合系統(tǒng)、架體等組成。疊螺污泥脫水機(jī)工作時(shí)，通過(guò)污泥泵將污泥提升至混合槽后，此時(shí)，加藥泵也定量地對(duì)混合槽輸送藥液，攪拌電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)攪拌系統(tǒng)將污泥與藥液進(jìn)行充分混合，從而產(chǎn)生礬花，當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器上位時(shí)，此時(shí)液位傳感器得到信號(hào)，使得疊螺主體電機(jī)工作，從而開(kāi)始?jí)簽V流入至疊螺主體內(nèi)污泥，在螺旋軸的作用下，將污泥提升至污泥出口，濾液則從固定環(huán)和游動(dòng)環(huán)之間的間隙中流出來(lái)?？偟膩?lái)說(shuō)，疊螺污泥脫水機(jī)是運(yùn)用了螺桿擠壓原理，通過(guò)螺桿直徑和螺距變化產(chǎn)生的強(qiáng)大擠壓力以及游動(dòng)環(huán)與固定環(huán)之間的微小縫隙，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥進(jìn)行擠壓脫水的一種新型的固液分離設(shè)備。

4.2.9 加藥裝置

絮凝劑添加裝置，為氣浮機(jī)和疊螺機(jī)提供絮凝劑，一般這2部分共用一套絮凝劑添加裝置。

4.2.10 控制系統(tǒng)

控制各環(huán)節(jié)水泵啟停、壓力報(bào)警、沙濾反洗、水位控制等。

4.3 總裝淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)改造案例

4.3.1 項(xiàng)目背景

某總裝淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)，原采用濾紙過(guò)濾，由于系統(tǒng)投入使用已達(dá)14年以上，設(shè)備老化故障頻發(fā)，并且由于濾紙過(guò)濾的缺點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本高，噴嘴容易堵塞，存在車(chē)輛淋雨檢漏質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。因此計(jì)劃改造此系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)方案評(píng)估，決定采用氣浮技術(shù)對(duì)此淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造。

4.3.2 設(shè)備實(shí)例

某總裝淋雨線(xiàn)氣浮水處理系統(tǒng)包括9個(gè)部分，如圖3所示，從1到7即為從污水到清水的主要流向。

圖3 淋雨線(xiàn)氣浮技水處理系統(tǒng)案例布局

安裝實(shí)物如圖4所示。

圖4 淋雨線(xiàn)氣浮技水處理系統(tǒng)實(shí)物展示

4.3.3 水質(zhì)提升

經(jīng)過(guò)氣浮水處理系統(tǒng)處理的循環(huán)水，水質(zhì)可以達(dá)到GB/T 18920—2020《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》[4]的水質(zhì)要求，重點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)如表2所示。

表2 經(jīng)氣浮水處理系統(tǒng)處理的循環(huán)水滿(mǎn)足的主要參數(shù)

水質(zhì)提升后有效降低車(chē)輛表面臟點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)大大降低了噴嘴堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，避免了淋雨檢漏風(fēng)險(xiǎn)，提高了車(chē)輛檢漏質(zhì)量。

4.3.4 成本優(yōu)化

基于60 JPH的淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)，相比碟片和濾紙水處理系統(tǒng)，從直接成本和間接成本上均有顯著的優(yōu)勢(shì)，可以大大降低淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)的設(shè)備成本和日常運(yùn)營(yíng)成本。

氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理及濾紙過(guò)濾系統(tǒng)成本降低16%；通過(guò)國(guó)產(chǎn)化和原設(shè)備利舊，成本降低24%，累計(jì)設(shè)備成本降低達(dá)40%。

水耗優(yōu)化上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理每月成本降低84%，較濾紙水處理每月降低50%；換水周期上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片和濾紙水處理的每1～2周換水1次，延長(zhǎng)到每3個(gè)月?lián)Q水1次；耗材節(jié)約上，氣浮水處理系統(tǒng)較碟片水處理每年成本降低10%，較濾紙水處理（如過(guò)濾材料、噴嘴更換、流量計(jì)更換、水耗等方面）每年成本降低87%。

4.4 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

4.4.1 水量確定及水平衡

淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)水量確定至關(guān)重要，是確保設(shè)備能力的關(guān)鍵因素。60 JPH淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)根據(jù)淋雨線(xiàn)噴淋區(qū)的數(shù)量、寬度、單位面積時(shí)間的水量、輸送鏈速來(lái)確定淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)的能力，60 JPH淋雨線(xiàn)水處理能力約為300 t/h。水處理系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的水處理能力是保障水平衡的關(guān)鍵因素。水平衡設(shè)計(jì)不良，會(huì)導(dǎo)致部分環(huán)節(jié)水量溢出造成水資源浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致斷流等問(wèn)題。所以水量和水平衡是系統(tǒng)的核心參數(shù)。

4.4.2 設(shè)備布局及施工

基于60 JPH的淋雨線(xiàn)水處理系統(tǒng)，最大水量約300 t/h，設(shè)備各組成部分體積龐大，在設(shè)備方案階段務(wù)必考慮好設(shè)備的布局并預(yù)留充足的安裝空間，尤其是改造項(xiàng)目，安裝空間不足，將給設(shè)備安裝帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。針對(duì)安裝空間受限情況，在方案階段應(yīng)對(duì)設(shè)備體積、設(shè)備布局進(jìn)行合理優(yōu)化，尤其是體積龐大的氣浮機(jī)，需要進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)處理，例如模塊化設(shè)計(jì)、分體式制造再組裝方案等。在施工前進(jìn)行充分的施工模擬，避免產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

氣浮水處理技術(shù)引入到60 JPH淋雨線(xiàn)水處理中，可以有效降低設(shè)備和運(yùn)行成本，保障了水質(zhì)，使乘用車(chē)檢漏質(zhì)量得到了保障。淋雨線(xiàn)氣浮水處理系統(tǒng)可以大大降低單車(chē)水耗，是實(shí)現(xiàn)乘用車(chē)總裝車(chē)間節(jié)水環(huán)保、降本、提質(zhì)的有效措施。