Технологическая схема обезвреживания, очистка сточных вод в гальваническом производстве

ХАРАКТЕРИСТИКА  ВИРОБНИЧОГО ПРОЦЕСУ У ЦЕХЕ

За основу до розрахунку і впровадження різних природоохоронних заходів взятий гальванічний цех, у якому завдають гальванічні покриття на метали із застосуванням ціанистих електролітів. У цеху передусім завдають такі гальванічні покриття: мідні і никелевые.

Нікелеві покриття широко застосовуються за захистом виробів із чорних металів від корозії у різних кліматичних зони і у атмосфері, забрудненій промисловими газами, захисту від безпосереднього впливу прісної води та від коррозионного впливу гасу, бензину, і інших нафтових продуктів і масел.

Мідні покриття найчастіше застосовують для економії нікелю як подслой при никелировании і хромировании. У результаті проміжного покриття сталі та чавуну міддю досягається краще зчеплення між основним металом і металом покриття і зменшується шкідливий вплив водню. Мідні покриття широко застосовуються також і місцевої захисту при цементації й у гальванопластике. Мідні покриття добре поліруються, що є значення при декоративно-захисних покриттях. Добре оснащені гальванічні цехи є на всіх машинобудівних і металообробних заводах России.

Кожен технологічний процес гальванічного нанесення металевих покриттів складається з низки окремих операцій, які можна розділити на 3 группы:

1.Подготовительные  роботи. Їх мета - підготовка металу (його поверхні) для нанесення покриття гальванічним шляхом. І на цій стадії технологічного процесу проводиться шліфування, знежирення і травление.

2.Основной процес, мета якого у освіті відповідного металевого покриття з допомогою гальванічного метода.

3.Отделочные операції. Вони застосовуються для облагородження і захисту гальванічних покриттів. Найчастіше цих цілей застосовують пассивирование, забарвлення, лакування і полирование.

У умовах для міднення застосовується електроліт такого складу (в Г/л):

Хлорид міді 30-40

Соляна кислота 400-550

Оцтова кислота 5-10

Працюючи із підвищеною щільністю струму застосовується електроліт такого складу (в Г/л):

Фторборат міді 400

Борфтористоводородная кислота 30

Борна кислота 15-20

Для нікелювання ж у стаціонарних і дзвонових ваннах широко застосовують електроліт наступного складу (в Г/л):

Сульфат нікелю 240-340

Хлорид нікелю 80-85

Борна кислота 30-40

Склад електроліту для блискучого нікелювання (в Г/л):

Сульфат нікелю 250-300

Хлорид натрію 10-15

Борна кислота 30-40

Формальдегід 0,01-0,05

Хлорамін Б 20-2,5

Миючий засіб «Прогрес» 2-5

ДЖЕРЕЛА І ПЛАНИ  ЗАБРУДНЮВАЧІВ ОТОЧУЮЧОЇ СЕРЕДОВИЩА, ХАРАКТЕРНІ ДЛЯ

ДАНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Для потреб технології очищення стічні води гальванопластика технологічні операції найчастіше класифікують, з реакцій та хімічного складу електролітів, службовців джерелом освіти стічні води. Гальванічні операції діляться на виборах 4 групи відповідно до 4 видами стічних вод:

1.Операции, у яких утворюються розчини чи промивні води, містять ціанисті сполуки: до них відносяться основні процеси електрохімічного виділення металу з їхньої ціанистих, і навіть операції промивання цих растворов.

2.Операции, у яких розчини чи промивні води містять хромистые сполуки: до них відносяться процеси хромування, хромистой пассивации та проведення операції промивання цих растворов.

3.Операции, у яких розчини і промивні води не містять згаданих сполук: до них відносяться деякі допоміжні роботи (знежирення, травлення), основні процеси та оздоблювальні работы.

4.Операции, у яких утворюються розчини чи промивні води, містять іони важких металів (зокрема, іони нікелю і міді): до них ставляться основні процеси електрохімічного виділення металу, і навіть операції промивання цих растворов.

З наведеної класифікації наші стічні води, аналізуючи до їхнього складу, можна зарахувати до стічних водам, що містить ИТМ. Щоб співаку визначити джерела забруднення стічні води розділимо все стічні води на концентровані і розбавлені. Під концентрованими стічними водами усвідомимо відпрацьовані технологічні розчини ванн чи промивні води окремої технологічної операції із високим концентрацією забруднювачів. Ці води утворюються періодично, на зміну відпрацьованих технологічних розчинів на свіжі. Під розведеними стічними водами усвідомимо води, утворювані при межоперационной промиванні, проведеної із метою збереження хімічного складу і чистоти електролітичних розчинів, що застосовуються у окремих операциях.

ХАРАКТЕРИСТИКА  МОЖЛИВИХ ВАРІАНТІВ СИСТЕМ ВОДОСПОЖИВАННЯ И

ВОДОВІДВЕДЕННЯ  У ПРОИЗВОДСТВЕ

Можна виділити 2 основних системи водопостачання промислових підприємств: прямоточная і послідовна система. При прямоточной системі (рис. 2) вся забираемая з водойми вода Qист після участі у технологічному процесі (як отработавшей – Qсбр) повертається у водойму, крім тієї кількості води, яке безповоротно витрачається у виробництві (Qпот).

Qпот

- вода чиста ненагретая

- cточная вода нагретая

- те, ненагретая і загрязненная

- те, очищенная

Рис. 2. Прямоточная  система водообеспчения

Кількість відведених до водойми стічних вод мовби составляет:

Qсбр = Qист - Qпот.

Слід зазначити, що стічні води залежно від виду забруднень та інших умов перед скиданням до водойми можуть відбуватися через очисні споруди. І тут кількість що скидалися у водойму стічних вод мовби зменшується, позаяк ця частина води відводиться зі шламом (Qшл). По схемою водопостачання з послідовним використанням води (рис. 3), що може бути двох - триразовим, кількість що скидалися стічні води зменшується відповідно до втратами усім виробництвах і очисних сооружениях:

Qсбр = Qист - ( Qпот1 + Qпот2 + Qпот3 ) .

Qпот1 Qпот2

ПП - 1 ПП - 2

ОС Qшл

Qист

Qсбр

Рис. 3. Послідовна система водообеспечения

Повторне використання стічні води після відповідної їх очищення отримала час стала вельми поширеною. У багатьох галузей промисловості 90-95% стічних вод мовби використовують у системах обігового водопостачання і тільки 5-10 % - скидаються у водоем.

Рис. 4. Рис. 5.

Рис. 6.

Qпот Qпот

Qпот

ПП ПП

ПП

ОС Qшл

Qоб Qоб

Qоб

ЗУ Qун ОС Qшл

ОУ

Qист Qсбр Qист Qсбр Qист Qсбр

- стічна вода загрязненная

- зворотний вода

ЗУ - охладительная  установка

Qоб - зворотний вода

Qун - вода, теряемая при випаровуванні і віднесенні з остудить. установки

Якщо системі обігового водопостачання промислового підприємства вода є теплоносієм і процесі використання лише нагрівається, та над повторним застосуванням її попередньо охолоджують в ставку, брызгальном басейні, градирне (рис. 4). Якщо вода служить середовищем, поглинає і транспортує механічні і розчинені домішки і під час виробництва забруднюється ними, та над повторним застосуванням вода проходять очищення на про очисні споруди (рис. 5); при комплексному використанні стічної води перед повторним застосуванням стічні води піддаються очищенні і охолодження (рис. 6).

При таких системах обігового водопостачання як компенсація безповоротних втрат води у виробництві, на охолоджувальних установках (випаровування із поверхні, віднесення вітром, розбризкування), на очисних спорудах, і навіть втрат води, сбрасываемой в каналізацію, здійснюється підживлення з водоймищ і інших джерел водопостачання. Кількість подпиточной води визначається по формуле:

Qист = Qпот + Qун + Qшл + Qсбр .

Підживлення систем обігового водопостачання може здійснюватися постійно зростає і періодично. Загальна кількість доданої води становить 5- 10% загальної кількості води, що циркулювала у системе.

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА І ВИБІР МЕТОДІВ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД И

СИСТЕМИ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ.ОПИСАНИЕ ОБРАНОГО КОМПЛЕКСУ МЕРОПРИЯТИЙ

1 . Хімічні методи очищення стічних вод

Хімічні методи очищення стічних вод мовби гальванічних відділень засновані на застосуванні хімічних реакцій, у яких забруднення, які у стічних водах, перетворюються на сполуки, безпечні споживача, чи легко виділяються як опадів. Очищення стічні води гальванічного виробництва від ИТМ відбувається у 2 стадии:

1. Освіта труднорастворимых соединений.

2. Виділення цих сполук, у осадок.

Нейтралізація іонів важких металів здійснюється за додаванні в стічні води розчинних у питній воді лужних реагентів. ИТМ при нейтралізації перетворюються на труднорастворимые гидроксиды, які випадають в осадок.

Процес іде у відповідність до реакцией:

Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2; (a)

Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2. (б)

Для кращої та більш повній і швидкої коагуляції гидроксидов використовують флокулянт (полиакриламид).

Стічні воды

вода

1. Нейтрализатор

2. Флокулянт

3. Отстойник

4. Шламонакопитель

5. Обезвоживание

Стічні води підпадають в нейтралізатор 1, для освіти нерозчинних гидроксидов. Після нейтралізації стоки направляють у відстійник 3, куди подається флокулянт. З відстійника шлам потрапляє у шламонакопитель 4, звідки подається на зневоднення 5. Зневоднення проводиться в вакуум-фильтрах, фільтр-пресах і центрифугах.

Вищеописаний метод (реагентный) нині отримав найбільше поширення вітчизняної практиці знешкодження стічні води гальванічних цехів. Основне його гідність - вкрай низька чутливість до вихідному змісту забруднень, а основний недолік - високе залишкове солесодержание очищеної води. Це призводить потреба у доочистке.

2 . Іонообмінний метод

Гетерогенний іонний обмін чи ионообменная сорбція - це процес обміну між іонами, які у розчині, і іонами, присутніми лежить на поверхні твердої фази - ионита. Очищення стічні води методом іонного обміну дозволяє забезпечувати і утилізувати цінні домішки (для нашого випадку це мідь і нікель), очищати воду до ГДК з наступним її використанням в технологічними процесами чи системах обігового водоснабжения.

Принципова схема установки очищення стічні води гальванічного виробництва показано на рис. 7.

2 3 4 5 6

1

8

7 7 7

1 – ємність усереднення состава

2 – гравійний фильтр

3 – апарат з активованим углем

4 - катионообменник

5,6 - анионообменники

7 - збірник чиста для промивання колонн

8 - усреднитель

Рис. 7 Схема ионообменной установки очищення ціанистих стічних вод

Стоки з ємності 1 для усереднення складу і часткового відділення механічних домішок направляють у усреднитель 8.

З апарату 8 стоки насосом подаються у песчано - гравійний фільтр 2 очищення від механічних домішок. Швидкість руху рідини, віднесена до поперечному перерізу фільтра, 5-7 м/ч. Наступна щабель - очищення активованим вугіллям в апараті 3 від маслопродуктов, ПАР, біологічних домішок і т.д.

Отфильтрованная вода направляють у катионообменник 4, заповнений смолою КУ-1. Лінійна швидкість руху рідини у тому апараті сягає 10-20 м/ч. Після досягнення не вдома концентрації сорбируемых іонів 0,02-0,03 мг.экв/л катионит піддається регенерации.

Звільнена від катионів вода вступає у анионообменники 5 і шість, заповнені смолами АВ-17-8, АН-221 та інших. При змісті сорбируемых аніонів виході з апарату 0,05-0,1 мг/л анионит регенерируют.

Стічні води скеровуються в виробництво (до системи обігового водопостачання), а промивні - на збірки концентратів для хімічного знешкодження і у випадки, для вилучення міді никеля.

Головна вада технології іонного обміну у тому, що виділення із води елементів чи солей необхідні регенерирующие кислоти чи луги, що згодом як солей вступають у навколишню середу, викликаючи вторинне забруднення последней.

3 . Інші методи очистки

До таких методів можна віднести такі 2 методу – сорбционный метод і мембранная технология.

Сорбционный метод  використовують як для знешкодження стічні води, так й у очищення електролітів в гальванічних ваннах від органічних веществ.

При фільтрації стічних вод мовби через сорбент (активоване вугілля, циолит) з його поверхні сорбируются ИТМ. Сорбент після певного часу використання необхідно регенерувати. Очищення стічних вод мовби виготовляють гранулированных адсорберах з полотым, взрыхленном і псевдосжиженным шаром. Також застосовуються апарати на пылевидных сорбентах або з перемішуванням повітря, або намывные фильтры.

Перевагою цього методу є вторинних забруднень, можливість рекуперації зібраних речовин та висока, до 95%, ступінь очищення, а недоліком – значна вартість сорбентів і необхідність вузла регенерации.