В настоящее время в оборотныхсистемах циркулирует примерно 215 км3 воды, что составляет две третивсего объема воды, используемого промышленностью. На одну треть сократилсясброс загрязнений в водоемы. Количество вредных веществ, выбрасываемыхстационарными источниками, уменьшилось на 13%.
Из сточных вод легче всего удаляютсяорганические вещества, труднее всего – соли тяжелых металлов.
В различных отраслях народногохозяйства, в первую очередь, в машиностроении, широко применяется технологиянанесения гальванических покрытий. Гальваническое производство является однимиз крупных потребителей цветных металлов и достаточно дорогих химикатов. Прихимических покрытиях и подготовительных операциях потери химикатов с промывнымиводами иногда в десятки раз превышает их расход на обработку поверхности.Расход воды на промывку после подготовительных операций в 3-7 раз превышает расходводы на промывку после гальванических покрытий. Таким образом, гальваническоепроизводство является одним из крупнейших потребителей воды, а его сточные воды– одними из самых токсичных и вредных.
Снижению количества сточных вод можетспособствовать применение новой технологии производства. Это связано созначительными материальными затратами. Поэтому используют другой путь –повышение эффективности очистки сточных вод.
Основным видом отходов вгальваническом производстве являются промывные воды смешанного состава,содержащие несколько видов тяжелых металлов, объединяют с кислотно-щелочными.
Очистка таких стоков затруднена, таккак не удается выделить металлы из шлама сложного состава. Для сниженияколичества тяжелых металлов в сточных водах до предельно допустимыхконцентраций (ПДК) необходимо использовать замкнутую систему водоснабжения сэлектрофлотационной очисткой, то есть промывные воды, подвергшиеся очистке отпримесей, возвращать в технологический процесс, а извлеченные примеси – назахоронение или переработку.
Таким образом, очистка сточных водявляется одной из самых актуальных проблем. В Западной Европе оборот толькопромывных вод гальванических производств составляет 97-98% от общего числастоков. В нашей стране уровень очистки сточных вод и, в частности, регенерациииз них цветных металлов, составляет не более 10%.
Основным компонентом сточных водгальванических производств являются промывные воды, которые в большихколичествах используются в производстве. Из ионов тяжелых металлов, находящихсяв сточных водах, наиболее распространенными являются хром, никель и медь.
Хромсодержащие стоки образуются врезультате промывки деталей после хромирования, электрохимического полированияи удаления некачественных покрытий.
Основные вещества, подлежащиеобезвреживанию – шестивалентные соединения хрома, цианиды (CN-),ионы тяжелых и цветных металлов: Cu2+, Ni2+, Zn2+,Cd2+, Sn2+, Pb2+.
Соединения хрома (III), а особенно,хрома (VI) токсичны для человека и животных. Смертельная доза K2Cr2О7(дихромат калия) для человека составляет 0,2-0,3гр. Поэтому очистка сточных водгальванического производства от отходов соединений трех- и шестивалентногохрома является актуальной. Наиболее перспективным и эффективным методом очисткисточных вод гальванического производства является электрофлотационный.преимущества этого метода – относительная простота конструкции установки,высокая надежность и высокая степень очистки.
Гальваническое производство являетсяодним из крупнейших потребителей воды, а его сточные воды – одними из самыхтоксичных и вредных. В связи с этим, перед гальваническим производством встаетряд важных проблем. Снижению количества сточных вод может способствоватьприменение новой технологии производства. Это потребует значительныхматериальных затрат, что нереально на данном уровне развития экономики страны.В результате остается другой путь сохранения окружающей среды – повышениеэффективности очистки сточных вод.
Основным видом отходов вгальваническом производстве являются промывные воды смешанного состава,содержащие несколько видов тяжелых металлов и других примесей. Очистка такихстоков затруднена. При этом не удается выделить металлы из шлама сложногосостава, а если и удается, то возникают проблемы с дальнейшим использованием ипереработкой отходов. Для решения проблемы снижения количества тяжелых металловв сточных водах до ПДК необходимо использовать замкнутую систему водоснабженияс электрофлотационной очисткой, то есть промывные воды, подвергшиеся очистке отпримесей возвращать в технологический цикл, а извлеченные примеси – назахоронение или переработку. Т.о., очистка сточных вод является одной из самыхактуальных проблем.
Обзор литературы.
РАЦИОНАЛЬНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ В ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.СТРУКТУРА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ.
Вода в гальваническом производстве являетсянеобходимым компонентом практически всех операций, связанных с нанесениемпокрытий: подготовки поверхности, приготовления и корректировки электролитов,профилактики оборудования, мойкой готовых изделий и производственных площадей.Количество потребляемой воды зависит от мощности производства, вида наносимыхпокрытий, применяемого оборудования и эффективности использования воды.Основное количество воды приходится на промывные операции и профилактикуоборудования.
Важным показателем расхода воды является ееколичество, приходящееся на единицу площади покрываемых деталей.
ПРОМЫВКА.
Характерной чертой процессов гальванопокрытий являетсяих многостадийность, причем отдельные виды обработки осуществляются в растворахразличного состава и природы. Технологическим приемом, позволяющимпредотвратить смешение рабочих растворов, а также удалить остатки растворов споверхности деталей при их переходе в дальнейший передел, является меж- ипослеоперационная промывка. От качества промывки во многом зависит качествогальванопокрытий. Например, при многослойных покрытиях возможно отслаивание,выход из строя ванн хромирования при заносе кислоты, нейтрализация ванндекапирования при заносе щелочи из ванн обезжиривания, коррозия готовых недостаточнопромытых деталей. Поскольку электролиты представляют собой, в основном, водныерастворы, то наиболее широкое распространение получила промывка водой.
Качество воды, идущей на промывку,регламентируется технологическим процессом, а также указывается в отраслевыхрегламентах. Жесткость воды предназначенной для приготовления электролитов,заполнения ванн улавливания, промывок перед нанесением покрытий и сушкойсоставляет до 1,5 мг*экв/дм3, а также солесодержание – до 80 мг/дм3.Поэтому вода перед использованием ее в гальванике должна пройти предварительнуюочистку. Так, для обычных покрытий используется питьевая вода, для специальных– деминерализованная.
Для снижения критерия промывки послеосновных процессов гальванопокрытий перед ваннами промывки устанавливаютдополнительную ванну улавливания, содержимым которой периодически компенсируютпотерю уровня воды рабочей ванны. Ванна улавливания обычно доливается свежейводой, либо водой следующей за ней ванной промывки. Использование такой ванныпозволяет существенно сократить вынос компонентов электролитов в сточные воды.Концентрация примесей в ней значительно выше, чем в ваннах промывки, но ниже,чем в основной ванне.
Ванна улавливания представляет собойбуферный объем для предварительного разбавления пленки электролита.
Концентрация электролита в ваннеулавливания возрастает со временем и, в пределе, может оказаться равнойконцентрации в рабочей ванне. При этом будет сведено к минимуму ее свойствоснижать коэффициент промывки. С точки зрения снижения расхода воды на промывкуобъем подпитки ванны улавливания должен быть максимальным.
Важное значение имеет концентрацияэлектролита в ванне улавливания, поскольку для целей возврата электролитанеобходима максимальная концентрация, а для снижения расхода воды –минимальная. На практике концентрация электролита в ванне улавливания редкодостигается 10 – 15 % от концентрации рабочей ванны. В общем случае установкаванн улавливания позволяет сократить расход промывной воды на 20 – 30 %. Этоцелесообразно делать там, где стоит задача возврата электролита, т.е. Послеосновных ванн. После вспомогательных ванн (обезжиривания, декапирования), гдеосновной задачей является сокращение количества промывных вод, предпочтительнейсистемы из нескольких ванн.
Расход воды – один из основныхфакторов, влияющих на загрязнение окружающей среды и экономические показателитехнологии гальванопокрытий. Задачей промывки является разбавление до нужнойстепени поверхностного слоя электролита.[23]
Очисткасточных вод от ионов тяжелых металлов.
Для практической реализации любогометода необходимо исследовать процесс обработки реальных промывных водпромышленных предприятий. Необходимо отметить, что в настоящее время несформулирована четкая концепция обезвреживания сточных вод промышленныхпредприятий. Необходимо отметить, что в настоящее время не сформулированачеткая концепция обезвреживания жидких отходов гальванических производств(растворы, сточные воды), нет сравнительной технико-экономической оценкисовременных методов, типовых технологических схем, базового оборудования.Поэтому важной задачей является разработка различных технологических схемобработки промывных вод с учетом конкретного их состава и требований к степениочистки и качеству воды. Для более быстрого и эффективного использования данныхтехнологий необходимо так же разработать новые конструкции аппаратов. [8,20]