Негативное воздействие процесса окраски на окружающую природную среду и мероприятия по ее защите

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Московский государственный технический университет  имени Н.Э.Баумана»

 

Научно-исследовательский  комплекс

«Энергомашиностроение»

Кафедра Э9-«Экологии и промышленной безопасности»

 

 

 

 

Отчет по учебно-ознакомительной  практике на тему:

«Негативное воздействие процесса окраски на окружающую природную среду и мероприятия по ее защите»

 

 

 

 

Руководители:                                               Старостин И.И.

                                                                     Степанов С.И.

Исполнитель: студент гр.Э9-61                 Султанов С.А.

 

 

 

 

 

Москва, 2013

Содержание

Введение3

Источники и виды загрязнителей  окружающей среды от гальванических производств………………………………………………………………………………..5

Очистка стоков на гальваническом производстве………………………………………6

Реагентная обработка……………………………………………………………………..6

          Механическая очистка …………………………………………………………….8

Биохимический метод……………………………………………………………..8

Электрохимические методы………………………………………………………9

Мембранные методы……………………………………………………………...13

Сорбционные методы…………………………………………………………….16

Технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства……...22

Вывод……………………………………………………………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Каждое производство характеризуется  своим комплексом опсных и вредных  факторов,источниками которых являются оборудование и технологические  процессы.Современное машиностроительное преприятие,как правило,включает литейные и кузнечно пресовые,термические,сварочные  и гальванические ,а также сборочные  и окрасочные цеха.

Лакокрасочные материалы составляют довольно широкий круг материалов, используемых в практике. Это и  эмали, и растворители, и грунтовки. Самую большую опасность для  окружающей среды представляют растворители.

Токсичными промышленными отходами (ТПО) называется смесь физиологически активных веществ, образующихся в процессе технологического цикла в производстве, и обладающих выраженным токсическим  эффектом. Если принять общее количество промышленных отходов за 100 %, то отходы химической промышленности и других отраслей, обладающие токсическими свойствами, составляют от 10 до 20 %.

Одним из весьма распространенных и  опасных для здоровья человека видов  ТПО являются лакокрасочные материалы (ЛКМ). Они образуются в результате производственной деятельности и при  потреблении в быту. Обычно отходами производства считаются остатки  сырья, материалов или полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции, а также продукты физико-химической или механической переработки сырья. Практически все эти виды остатков и отходов характерны для производства ЛКМ. Однако не меньшее значение в  их формировании имеет нанесение  грунтов, красок и лаков, а также  вспомогательных материалов на производстве и в быту, что дает право относить этот вид отходов и к категории  бытовых. Последнее обстоятельство, как и относительно высокий коэффициент  образования ТПО в лакокрасочной  промышленности и производстве окрасочных работ, ведет к повышению степени риска воздействия данного вида отходов на здоровье работающих и населения, а также вероятного загрязнения ими окружающей среды.

Газовые выбросы производства растворителей  представляют собой смесь разнообразного качественного и количественного  состава в зависимости от марочного  ассортимента и целевого назначения выпускаемого продукта. Получение растворителей  общего назначения сопровождается выбросом в атмосферу винилацетата, метанола, метилацетата и ацетальдегида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Организация процесса производства на примере завода “Автофрамос”.

Рассмотрим  технологический процесс и потенциально опасные и вредные факторы  окрасочного производства на примере  автомобильного завода “Автофрамос”.

Рис1. Завод “Автофрамос “(Renault)

 Завод “Aвтофрамос" расположен в промышленной зоне Текстильщики на юго-востоке Москвы, на его производственные площади приходится 100 800 м2.На производственные площади приходиться 10га,состоящие из сборочно-сварочного корпуса общей площадью 8,9 га и красочного цеха площадью 1,1 га. Для выпуска автомобилей на заводе Автофрамос налажен полный производственный процесс, состоящий из 3 этапов: сварка, окраска, сборка.

Процесс производства начинается в цехе сварки куда поступают штамповые детали. На нескольких участках выполняется сварка 358 деталей благодаря 3710 сварным точкам,  формирующим кузов передвигаются по конвейеру вплоть до цеха окраски.

Цех окраски  является связующим звеном между  цехом окраски и цехом сборки .Окраска производиться в закрытом помещении при отсутствии пыли. Кузова автомобилей проходят различные операции по обработке поверхностей перед нанесением мастик и нескольких слоев краски для достижения нужного оттенка. Затем после проверки, выполняется впрыскивание 2 кг антикоррозийного состава и кузов отправляется в цех сборки для установки различных агрегатов и деталей.

Рис2. Цех окраски завод “Автофрамос”.

Сборка –  это заключительный этап производства автомобиля. На окрашенный кузов устанавливается трансмиссия, двигатель,внутренне оборудование, проводиться контроль обеспечения качества автомобиля,  после чего он готов к выходу на продажу.

Рис3.  Сборка автомобилей на заводе Автофрамос.

Цех окраски.

Окраска второй этап процесса производства автомобилей. Технологический процесс состоит из 7 последовательных операций.

 Кузова автомобилей поступают в окрасочное производство для прохождения обработки поверхности и подвергаются подготовительным операциям: обезжириванию, фосфатированию и промывке.

Далее кузова переходят в зону нанесения  первичного слоя грунта-катафорез ,за которым следует его отверждение в сушильной камере. Операция по обработке поверхности и катафорез полностью автоматизированы.

Следующая зона технологического процесса – это  зона нанесения звукопоглощающих мастик, антигравийного покрытия и герметизирующих мастик.

После автоматизированного  нанесения на кузов второго слоя грунта и его отверждения в  сушильной камере кузов поступает  в зону контроля внешнего вида и  зону шлифовки возможных деффектов.

На следующем  этапе кузова входят в зону входят в зону окраски внутренних частей, за которой следует зона нанесения эмалей на внешнюю поверхность- окончательный слой(покрывная эмаль).После нанесения эмалей происходит отверждение кузова в сушильной камере.

После прохождения  последнего этапа –в зоне нанесения воска в скрытые полости-все окрашенные кузова передают в цех сборки.

 

 

 

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Наиболее универсальный, доступный и эффективный способ зашиты металлов от коррозии в различных отраслях промышленности — нанесение лакокрасочных материалов (ЛКМ). Более 80 % продукции в машиностроении, металлообработке и строительстве подвергаются окрашиванию ЛКМ.

ЛКМ — сложные многокомпонентные системы, содержащие пленкообразователи, пигменты, наполнители и др. Значительной составляющей большинства ЛКМ являются органические растворители. В качестве пигментов, как правило, используют неорганические соединения: оксиды, соли тяжелых металлов.

При нанесении ЛКМ в окрасочных камерах образуются твердые, пастообразные и жидкие отходы, пары растворителей и вода, насыщенная растворителями.

Наибольшую опасность для организма человека представляют летучие органические соединения, входящие в состав растворителя, выделяющиеся в атмосферу при нанесении и сушке лакокрасочного покрытия; тяжелые металлы, содержащиеся в аэрозоле, образующемся при нанесении ЛКМ; изоцианаты, фталевый и малеиновый ангидриды, формальдегид, жирные кислоты и другие соединения, выделяющиеся при сушке ЛКМ (особенно при высокой температуре).

Согласно существующим нормативным документам (ГОСТы, ТУ и паспорта безопасности) концентрации летучих веществ и тяжелых металлов в воздухе при нанесении и сушке ЛКМ не должны превышать предельно допустимых в воздухе рабочей зоны, а при эксплуатации покрытий — предельно допустимых в атмосферном воздухе.

Летучие органические соединения (кетоны, спирты, эфиры) вызывают различные аллергические реакции и отравления, а стирол, хлорбензол и этилбензол являются канцерогенами.

Результаты количестве иною анализа методом газовой хроматографии органических соединений, выделяющихся из покрытий, свидетельствуют о превышении предельно допустимых концентраций некоторых веществ в десятки раз. Методом атомной абсорбции определено, что при нанесении и сушке ЛКМ в воздухе рабочей зоны наблюдается значительное превышение ПДК тяжелых металлов (свиней, хром, цинк, кадмий и др.). Значительную часть органоразбавляемых ЛКМ относят к категории опасных.

Для очистки отходящих газовых выбросов применяют различные способы: окисление атмосферным кислородом на катализаторах, непосредственное сжигание вредных примесей, а также сорбционные способы, с помощью которых удается выделить вещества для повторного использования в производстве.

Следует учитывать, что на рынке ЛКМ преобладают мате риалы на основе органических растворителей. Они имеют ряд преимуществ:

• отверждаются при низкой температуре и высокой влажности;
• образуют покрытие высокого качества на сложных подложках (плохо окрашенных или пыльных поверхностях);
• просты в нанесении.

      В настоящее время особое внимание уделяется требованиям к безопасности и охране окружающей среды. Сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу при изготовлении лакокрасочной продукции можно достичь с помощью инженерно-технических решений (оптимизация процесса окраски, автоматизация оборудования, модернизация систем рециркуляции и очистки отходов) или внедрением новых ЛКМ, отвечающих современным требованиям (с высоким сухим остатком, водоразбавляемые, порошковые и радиационно-отверждаемые).

В промышленно развитых странах, начиная с 80-х гг. XX в законодательно были введены ограничения на выброс промышленными предприятиями паров органических растворителей. ЛКМ, удовлетворяющие чтим требованиям, не должны содержать более 0,3 кг растворителя в1 л Л КМ при рабочей вязкости. Это стимулировало работы по созданию новых ЛКМ с ограниченным содержанием органических растворителей и привело к существенному изменению ассортимента лакокрасочной продукции: органоразбавляемые — 46 %; порошковые — 18; водоразбавляемые — 17; с высоким сухим остатком — 14; радиационного отверждения — 5 % .

Решение проблемы охраны окружающей среды {воздушного и водного бассейнов) от загрязнений предусматривает увеличение выпуска экологически безопасных ЛКМ.

Отсутствие в составе водных материалов органических растворителей значительно снижает количество вредных выбросов в атмосферу, уменьшает пожароопасное, токсичность и создает благоприятные условия труда при проведении окрасочных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТОКСИЧНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ, СВЯЗАННЫЕ С  ПРОИЗВОДСТВОМ И ПРИМЕНЕНИЕМ  ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Имеется, по меньшей мере, три позиции, определяющих опасность отходов ЛКМ:

агрегатное  состояние; токсичность в нативном состоянии; опасность используемых для их ликвидации промышленных технологий. Первая связана с тем, что большая часть применяемых во всем мире ЛКМ (до 80 %) находятся в жидком состоянии, что обеспечивается наличием в смеси наряду с пленкообразующей основой и разнообразными добавками органических растворителей, объем которых сопоставим со всей остальной частью лакокрасочной композиции и составляет 30-50 % и более. В процессе образования пленочного покрытия после нанесения на окрашиваемую (защищаемую) поверхность соответствующего ЛКМ весь растворитель испаряется, причем, от скорости и полноты этого процесса во многом зависит качество соответствующего покрытия. С учетом мирового потребления ЛКМ суммарный выброс органических растворителей в атмосферу достигает 12-18 млн. т/год. Не случайно, в качестве реальной угрозы здоровью населения указывается на нейротоксические эффекты, обусловленные этими веществами специфического токсического действия.

Однако наибольшее значение в рассматриваемой проблеме остатков и отходов ЛКМ имеют  входящие в состав антикоррозионных покрытий тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, хром), а также биоциды судовых необрастающих красок. За последние три десятилетия произошли принципиальные изменения в рецептуре таких композиций с переходом от высокотоксичных соединений (ртуть-, мышьяк-, оловоорганические биоциды, относящиеся к 1-му классу опасности) на менее токсичные (медь, цинк, пиретроиды), что, наряду с повсеместной заменой свинцового сурика железным, а также бензола на ксилолы и толуол по требованию.

 

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫДЕЛЕНИЙ (ВЫБРОСОВ) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ  ПРИ НАНЕСЕНИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ  МАТЕРИАЛОВ

 Количество аэрозоля краски, выделяющегося при нанесении  ЛКМ на поверхность изделия  (детали), определяется по формуле:

П^а_ок = m_к · δ_а / 10²                                                        (5.1)