Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Оборотный цикл гальванического производства
Г.М. Бейгельдруд
Эксперт Международной Академии наук по экологии и безопасности человека и природы,
г. Тула
Комплексы гальванических производств работают во всех машиностроительных отраслях и имеют одну и ту же экологическую проблему. Стоки гальванических производств весьма токсичны, освоенная промышленностью технология их очистки несовершенна, нет технологии переработки образующегося гальваношлама. Это приводит к комплексу экологических проблем гальванического производства, для решения которых предназначена предлагаемая технология и комплекс оборудования.
Оборотный цикл необходим предприятиям, имеющим гальваническое производство, по следующим причинам:
- по сравнению с проточной схемой водопотребление уменьшается на 92 – 96 %, что позволяет значительно уменьшить плату, за использование свежей воды, и сброс стоков;
- прекращается потребление питьевой воды на технические цели, что очень важно для заводов, расположенных в больших городах;
- повышается надежность эксплуатации гальванического производства в случае прекращения внешнего водоснабжения или переполнения резервуаров на очистных сооружениях в результате интенсивного сброса промывной воды, так как обеспечивается сброс сточных вод с концентрацией загрязнителей, соответствующих ПДК, что избавляет предприятие от необходимости уплаты штрафных санкций.
В технологии гальванических производств наибольшую опасность представляют периодические сбросы в сточные воды рабочих растворов гальванических ванн.
Предложенная технология позволяет перерабатывать рабочие растворы. Для переработки рабочих растворов в экологически безопасные продукты в предлагаемом комплексе оборудования предусмотрен регенератор металла с автономным источником электроснабжения.
Источником непрерывных сбросов сочных вод являются ванны горячей и холодной промывки.
В сточных водах ванн промывки содержатся все компоненты рабочих растворов, вносимые в ванны промывки на поверхностях обработанных деталей.
Концентрация суммы загрязнений, содержащихся в растворённом состоянии, обычно колеблется в пределах 50-100 мг/л, но при этом сточные воды содержат большое количество мелкодиспергированных нефтепродуктов (до 4000 мг/л) и значительное количество твёрдых взвешенных веществ (до 600 мг/л), в основном окалины, глины, песка и др.
Промывные воды гальванических цехов и участков содержат масло, попадающее в ванны промывки с обрабатываемых деталей, продукты частичного растворения катодных материалов, продукты осыпания анодов и взвешенные вещества.
Для того чтобы сточную воду можно было бы вернуть на промывку деталей, её состав должен отвечать следующим требованиям гальванических производств, приведенном в таблице 1.
Таблица 1
Требования к составу промывочных вод гальванических производств
|
№ п/п |
Компонент стоков |
концентрация, мг/л (не более) |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
сухой остаток |
300,00 |
|
2 |
железо общее |
1,00 |
|
3 |
сульфаты |
200,00 |
|
4 |
хлориды |
200,00 |
|
5 |
аммиак |
40,00 |
|
6 |
нитраты, нитриты |
1,50 |
|
7 |
хром общий |
0,05 |
|
8 |
соли жёсткости |
5,40 мг-экв/л |
Технология очистки сточных вод гальванических цехов и участков, предлагаемая в настоящей работе, основана на электрохимическом разделении эмульсий и суспензий, содержащихся в обрабатываемых сточных водах, а также электроокислении или электровосстановлении тех или иных компонентов сточных вод. В технологической линии по предлагаемому методу предусмотрены также отстойники, фильтры, промежуточные ёмкости и адсорберы, однако их применение в рассматриваемой технологической схеме носит вспомогательный характер.
Технологическая схема, состоит из следующих элементов:
– сборник - усреднитель исходного стока;
– насос подачи стока в установку очистки;
- электрофлотатор;
- пеносборник;
- фильтр первой стадии фильтрования;
- электрокоагулятор;
– фильтр второй стадии фильтрования
- шламосборник;
- центрифуга
- регенератор металла;
– емкость очищенной воды;
– насос подачи воды в ванны промывки.
Технологическая схема работает следующим образом.
В технологический сборник-усреднитель исходного стока, подлежащего последующей обработке, по линии ввода поступает промывная вода из ванн промывки гальванического участка или цеха.
Из сборника-усреднителя, частично выполняющего функции отстойника крупного шлама, центробежным насосом подлежащая очистке вода подаётся в электрофлотатор.
В электрофлотаторе происходит разделение коллоидно-дисперсной системы, созданной в сточной воде различными загрязнителями, на очищенную воду, выводимую на переработку в последующую линию технологических аппаратов и шлам средней крупности, периодически выводимый в шламосборник.
Обрабатываемый сток подаётся в фильтр первой стадии фильтрования, а пенный продукт, подаётся в пеносборник.
Вода подаётся на фильтр первой стадии фильтрования 5, содержащий объёмно-пористые титановые фильтрующие элементы.
После фильтрации вода, не содержащая взвешенных минеральных и органических веществ, поступает в электрокоагулятор, в котором под действием постоянного электрического тока происходит разряд ионов тяжёлых металлов, которые содержатся в обрабатываемой воде.
В результате ряда электрохимических реакций имеющиеся в обрабатываемой воде ионы тяжёлых металлов переходят в нерастворимые соединения, оксиды и гидрооксиды.
Неорганические ионы сульфаты, карбонаты, гидроксиды, нитраты выделяются на сорбенте, загруженном вовнутрь фильтрующего элемента. Фильтр периодически промывают обратным потоком воды.
Выделенный в линии обработки сточной воды из фильтров шлам подают в шламосборник
Регенератор металла предназначен для обработки периодически сбрасываемых рабочих растворов.
Технологический процесс, проходящий в описанной схеме, характеризуется рядом стадий, на которых происходит выделение тех или иных компонентов, содержащихся в стоке.
Электрофлотаторы, как и электрокоагуляторы в различное время создавались для различных производств. Такие устройства создавались для Стахановского вагонзавода, Минского завода «Интеграл», Харьковского завода «Серп и молот».
Комплекс оборудования размещен в стандартном морфлотовском контейнере. На внешней стороне контейнера размещены: электротехнический ввод, штуцер ввода загрязненной жидкости, штуцер вывода очищенной воды, штуцер выгрузки гальваношлама и вывод вентиляционного выброса. Комплекс работает в автоматическом режиме. На конкретном объекте комплекс подключается по внешним коммуникациям и функционирует автономно Выгрузка шлама в герметичный контейнер 1 раз в три месяца. Капитальный ремонт проводится организацией-поставщиком 1 раз в год.
Послепродажное обслуживание производится по договору силами организации - поставщика. В комплект поставки комплекса входят:
стандартный 20-футовый контейнер; электрофлотатор; электрокоагулятор; емкость пластмассовая, объемом 1 м3 - 2 шт.; емкость пластмассовая, объемом 300 л – 1 шт.; емкость пластмассовая, объемом 600 л – 1 шт.; насосы, производительностью 5 м3/час; фильтры 2 шт.; выпрямительные агрегаты 4 кВт, 4 шт.; выпрямительный агрегат 12 кВт, 1 шт.; регенератор металла; пульт управления; счетчик электроэнергии; лампы освещения; лестница для монтажа; водомер; иономер И – 160; автоматические клапана 26 шт.; вторичный прибор регулирования; центрифуга; контейнер для транспортировки гальваношлама – 2 шт.; шкаф ввода; розетка 380 В; электронагреватель; вентилятор; розетка 220 В.
Функциональное назначение применяемого оборудования:
1) Контейнер необходим как несущая конструкция, в нем размещается все оборудование;
2) Электрофлотатор применяется в качестве основного аппарата для удаления масла и поверхностно-активных веществ из обрабатываемой сточной воды;
3) Емкости по 1 м3 предназначены для сбора воды. Одна из них необходима для сбора стоков, а другая – для накопления очищенной воды, подаваемой в ванны промывки;
4) Емкость пластмассовая объемом 300 литров используется в качестве пеносборника;
5) Емкость пластмассовая объемом 600 литров используется в качестве шламосборника;
6) Насосы в рассматриваемой схеме создают движение воды. Один из них подает воду в систему очистки. Он расположен между емкостью приема стоков и электрофлотатором. Второй насос предназначен для подачи очищенной воды в ванны промывки.
7) Фильтры предназначены для вывода из системы обработки воды выделенного гальваношлама. Один из них, расположенный после электрофлотатора, выводит в гальваношлам мелкодисперсную стружку, масло и продукты его деструкции, смазочно-охлаждающие жидкости, оставшихся на деталях, подвергнутых промывке на гальваническом участке и всю грязь, попадающую в ванны промывки.
8) Регенератор металла предназначен для обработки периодически сбрасываемых рабочих растворов. Регенератор металла позволяет выделять основной металл, содержащийся в рабочих ваннах.
9) Пульт управления предназначен для организации системы автоматического управления комплексом.
10) Выпрямительные агрегата по 4 кВт предназначены для электроснабжения электродных блоков электрофлотатора и электрокоагулятора.
11) Выпрямительный агрегат на 12 кВт предназначен для электроснабжения регенератора металла.
12) Счетчик электроэнергии предназначен для фиксирования и записи расхода электроэнергии, израсходованной комплексом.
13) Водомер предназначен для фиксирования и записи расхода воды.
14) Иономер путем применения ионоселективных электродов позволяет определить химический состав сточной и очищенной воды. Иономер работает как рН-метр. Кроме того, иономер содержит ионоселективные электроды на хром, железо, никель, медь, цинк и олово. Из анионов необходимы ионоселективные электроды на хлориды, сульфаты, нитраты и фосфаты.
15) Автоматические клапана осуществляют процесс регулирования комплекса.
16) Вторичный прибор регулирования задаем программу действий автоматическим клапанам.
17) Центрифуга предназначена для обезвоживания гальваношлама перед упаковкой в контейнеры.
18) Контейнер для транспортировки гальваношлама предназначен для транспортировки гальваношлама на место переработки.
19) Шкаф ввода предназначен для ввода электрического кабеля в комплекс и распределения его потребителям через автоматические выключатели.
20) Розетки на 380 В и 220 В предназначены для подключения электроинструмента при монтаже, ремонте и обслуживании комплекса
21) Электронагреватель предназначен для поддержания положительной температуры внутри комплекса
22) Электролампы с автономным щитком и кабельной разводкой предназначены для освещения внутри комплекса.
Комплекс поставляется по договорам, подключается на месте на территории организации-заказчика и подлежит гарантийному и послегарантийному обслуживанию.