Курсовая работа: Оценка эффективности технологий очистки гальванических стоков на Санкт-Петербургском заводе гальванических покрытий

Рис. 1. Динамика изменения концентрации солей никеля в ванне для промывки деталей после гальванического процесса нанесения защитного покрытия

Для других солей тяжелых металлов (Cr, Cu, и др.) характер изменения концентраций практически не отличается. Изменяется только абсолютное значение концентрации солей тяжелых металлов, которое зависит от интенсивности и технологических особенностей процессов нанесения гальванических покрытий [7].

Анализ данных рис. 1 показывает, что при объеме ванны до 0,7 м3 и расходе воды на установку очистки до 20 л/ч концентрация никеля в ванне не превышала 7 мг/л.

В результате обобщения экспериментальных данных по динамике изменения концентрации солей тяжелых металлов в ваннах для промывки деталей после нанесения гальванических покрытий в замкнутой схеме водооборота, включающей установку очистки воды, получена номограмма (рис. 2) для определения кратности циркуляции воды в системе " ванна для промывки деталей - установка очистки".

Зная среднюю периодичность промывки деталей в ванне , эффективность очистки воды от солей тяжелых металлов в установке очистки , объем воды в ванне (V) для заданного значения снижения концентрации солей тяжелых металлов в ванне в период между двумя промывками детали(Соi/Со), помощью номограммы (см. рис.2) достаточно просто определить необходимый расход воды через установку очистки (v) [4, c. 161].

Эти данные индивидуальны для каждого технологического процесса. Поэтому до разработки технического решения по очистке промывной воды на гальванических участках необходимо предварительно определить динамику изменения концентрации солей тяжелых металлов в ванне для промывки деталей.

На основе вышеприведенной оценки системы "ванна для промывки деталей - установка очистки воды" были отработаны технологические режимы для локальной системы замкнутого водооборота ванны промывки деталей после хромирования. Концентрация Cr+6 в воде колебалась в пределах от 10 до 120 мг/л. Потери Cr+6 с оставшейся водой на поверхности детали были минимальны не более 0,1 мг/м2 поверхности детали [7].

Показатели по использованию воды и сбросу загрязняющих веществ в водные объекты за 5 лет представлены в таблице 2. 1

Таблица 2.1

Показатели	Единицы измерения	2006г	2007г	2008г	2009г	2010г
Железо	тонн	1,7	1,6	2,8	2,1	2,7
Цинк	тонн	4,6	3,4	2,8	1,34	1,70
Медь	тонн	1,4	2,25	9,2	4,72	3,89
Никель	тонн	5,3	9,75	8,7	7,1	1,66
Хром	тонн	3,8	3,9	3,8	2,4	2,5
Азот аммонийный	тонн	2,1	2,6	1,6	1,6	2,0
Сульфаты	тонн	2,8	2,5	5,6	7,3	1,1
Жиры и масла	тонн	3,6	3,9	2,8	3,4	3,7
Хлориды	тонн	2,06	2,33	3,47	1,80	3,27
Кадмий	тонн	7,7	2,08	0,01	0,241	0,01
Взвешенные вещества	тонн	3,4	0,34	0	2,7	0,71

2.2 Эффективность существующих технологий очистки гальванических стоков на Санкт - Петербургском заводе гальванических изделий

Гальваническое производство не может функционировать без очистных сооружений, так как является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды. Поэтому в себестоимость продукции гальванического производства обязательно должны включаться затраты на отведение жидких отходов, обезвреживание стоков и размещение твёрдых отходов, среди которых наибольшими являются затраты на обезвреживание стоков и в частности очистку сточных вод. Эти затраты определяются стоимостью очистного оборудования и его обслуживания, а также стоимостью расходных материалов. То есть способ очистки стоков, и тип очистного оборудования в значительной степени влияют на себестоимость продукции.

В связи с этим имеет большое значение выбор очистного оборудования, удовлетворительного как по производительности и эффективности очистки, так и по капитальным и эксплуатационным затратам [4, c. 147].

Объём и состав сточных вод могут меняться в широких интервалах только вслед за изменениями в таких же интервалах расхода воды на промывку. В свою очередь расход воды гибко изменяться может только с помощью мероприятий сокращения водопотребления, которые применимы к действующему оборудованию без его реконструкции. К таким мероприятиям относятся изменение последовательности операций промывки, многократное использование промывной воды и использование ванн улавливания [9].

Изменение последовательности промывочных операций позволяет сократить расход воды на промывку после отдельных технологических операций на 30-3900 л/м2; многократное использование промывной воды в линии нанесения покрытий – на 300-2000 л/м2, а в линии обработки алюминия – на 1000-1700 л/м2; использование ванн улавливания позволяет в 2 раза снизить загрязнённость сточных вод и получать высококонцентрированные промывные воды небольших объёмов. В целом по гальваническому цеху без его реконструкции расход воды может быть изменён в несколько раз.

Помимо сокращения расхода воды и, следовательно, объёмов и количественного состава сточных вод в действующем гальваническом цехе возможны ряд мероприятий по изменению технологий гальванопроизводства. К таким мероприятиям относятся замена токсичных компонентов и электролитов на менее токсичные (цианистых электролитов на бесцианистые, соединений шестивалентного хрома на соединения трёхвалентного хрома, биологически жёстких ПАВ на биологически мягкие и т.п.), а также замена компонентов, мешающих очистке и (или) трудно поддающихся очистке (аммиакаты, пирофосфаты, цитраты, ацетаты, трилонаты, тартраты и др.). Эти мероприятия позволяют не только изменить качественный состав сточных вод, но и даже ликвидировать образование отдельных видов стоков (цианистых, хромсодержащих), что в свою очередь резко меняет требования к очистному оборудованию и существенно расширяет его выбор.

Вместо существующей станции нейтрализации было предложено 24 схемы очистки сточных вод рассмотренного цеха, наилучшие из которых позволяют до 74 % промывной воды заключить в водооборот и организовать замкнутый оборот ионов Zn2+, Ni2+, Sn2+ и Cr6+ [7].

Достичь соблюдение требований ПДК к очищенной воде можно не только за счёт изменения водопотребления и совершенствования технологий гальванопроизводства, но и изменяя водоотведение. Это можно проиллюстрировать на конкретном примере гальванического цеха, в котором проводятся 5 технологических процессов различной производительности (F, м2/ч) и с различными схемами промывок: в линии Niмат – Cuбл –Niбл –Сr после ванн, содержащих электролиты с ионами тяжёлых металлов, установлены ванны улавливания (У) и каскадные ва?