Экология СПРАВОЧНИК

Скон - концентрация компонента в очищенной воде, г/л.Сотах - максимальная концентрация компонента в технологическом растворе, г/л.Таким образом, экологический критерий прямо пропорционально зависит от концентрации компонента в технологическом растворе, кратности разбавления промывными водами выносимого из ванны раствора и обратно пропорционально зависит от степени очистки сточных вод. Чем больше экологический критерий, тем большую экологическую опасность представляет тот или иной технологический раствор. Следует отметить, что кратность превышения максимальной концентрации компонента в технологическом растворе (Сотах) над его ПДК в воде рыбохозяйственных водоемов (СошахУПДК) определяет степень экологической опасности (ЭО) компонента раствора-.

Далее

Вода, используемая для промывки изделий, деталей и приготовления электролитов и растворов в гальваническом производстве, должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и химически инертной к покрытию.

Далее

Гальваническое производство тесно связано с потреблением воды в качестве технологического сырья. Основным потребителем воды, как было отмечено выше, являются промывочные операции.Основное назначение промывки - снижение концентрации раствора на поверхности обрабатываемых деталей, выносимого из технологических ванн.

Далее

На поверхности деталей и приспособлений, вынутых из технологических ванн, остается слой раствора того же состава, что и в технологической ванне. Особенно много раствора остается на рельефных деталях, в отверстиях и т.п. При промывке вынесенный раствор и растворенные в нем вещества полностью с поверхности не удаляются, а лишь снижается их концентрация путем разбавления промывной водой. Оставшиеся после промывки вещества переносятся деталями и приспособлениями в последующие технологические ванны, что негативно сказывается из-за изменения ионного состава растворов на их работе, а порой приводит к полной потери работоспособности последующих технологических ванн. Кроме того, после заключительной промывки и сушки оставшиеся на поверхности деталей вещества приводят в процессе эксплуатации деталей к ускоренной коррозии покрытия и преждевременному выходу из строя изделия.

Далее

Одним из главных факторов, определяющих расход воды, является удельный вынос раствора (я) из ванны с поверхностью деталей, который зависит от сложности профиля детали, состояния поверхности и времени стекания раствора. При расчетах принимают максимальные значения величины удельного выноса, представленные в табл.2.5.

Далее

Расчеты будут достаточно точными при следующих условиях: загрузки поступают строго ритмично; удельный вынос раствора с поверхностью деталей постоянен; расход воды на промывку деталей постоянен.

Далее

Рациональной система промывки считается в том случае, если она обеспечивает достижение требуемого качества промывки с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами при безопасных условиях труда и без экологического ущерба окружающей среде. Выше были описаны основные меры по рационализации систем промывок, заключающиеся в выборе наиболее оптимальной из одинарной, ступенчатых прямоточных и каскадных ванн промывки. Наиболее эффективными являются каскадные ванны промывки.

Далее

На основе рассмотренных в предыдущих главах факторов, влияющих на расход промывной воды, можно определить три группы мероприятий, с помощью которых можно регулировать водопотребление: изменение количества ступеней, последовательности (схемы) и режима промывки. Ниже показано влияние каждой группы мероприятий в отдельности на расход воды на промывку погружным методом без барботажа после конкретных операций гальванообработки деталей на подвесках.

Далее

Практически во всех действующих гальванических цехах имеется дефицит производственных площадей, кроме того установка дополнительных ванн промывки связана с работами по перемонтажу гальванических линий - все это приводит к необходимости применения таких способов сокращения водопотребления, которые не требовали бы ни дополнительных площадей, ни дополнительных капитальных затрат, ни дополнительного оборудования.

Далее

Другим способом сокращения водопотребления, не требующим ни дополнительных площадей, ни дополнительных капитальных затрат, ни дополнительного оборудования, является использование периодически непроточного режима работы промывных ванн.

Далее

Контроль количества используемой воды выполняется с помощью расходомеров (счетчиков). Расходомеры могут устанавливаться на вводе воды в гальванический цех, гальваническую линию или конкретную ванну промывки. Как правило, расходомеры устанавливают на вводе воды в цех для контроля общего расхода воды цехом, а также на линиях оборотной и "подпиточной" воды в замкнутых системах водного хозяйства цеха.

Далее

Вода, используемая в гальваническом производстве, должна проходить химико-бактериологический и технологический контроль.Химико-бактериологический контроль осуществляется ЦЗЛ или химической лабораторией гальванического цеха на основании стандартных унифицированных методик контроля качества воды.

Далее

Операции обработки поверхности и нанесения покрытий разделяются друг от друга операциями промывки, вследствие чего гальванопроизводство неразрывно связано со сбросом отработанных промывных вод.Объем, количественный и качественный состав стоков зависит от расхода воды на промывку и применяемой схемы промывки, а также от составов технологических растворов и степени сложности профиля деталей. Причем, если два последних фактора для конкретного техпроцесса имеют заданные значения, то расход воды и схема промывки могут меняться как в зависимости от применяемого оборудования, так и по другим объективным причинам.

Далее

Промывка деталей осуществляется в одинарных ваннах, последовательность операций промывки традиционная, т.е. детали проходят все позиции на гальванических линиях последовательно одну за другой. Такую систему промывки обозначим как схема 1 промывки.

Далее

Сокращение поступления гальванических отходов в окружающую среду является важнейшей народнохозяйственной и социальной задачей.Экологические проблемы гальванотехники привлекают к себе широкое внимание в основном из-за продолжающегося загрязнения окружающей среды ионами тяжелых металлов (ИТМ).

Далее

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов осуществляется путем перевода ионов тяжелых металлов в малорастворимые соединения (гидроксиды или основные карбонаты) при нейтрализации сточных вод с помощью различных щелочных реагентов (гидроксидов кальция, натрия, магния, оксидов кальция, карбонатов натрия, кальция, магния). В табл. 4.2 представлены значения pH осаждения гидроксидов металлов и остаточные концентрации ионов металлов в сточной воде.

Далее

Количество цианидов в сточных водах гальванических цехов варьируется в широких пределах: при наличии ванн улавливания -2-30 мг/л, без ванн улавливания - до 150-300 мг/л.Для обезвреживания циансодержащих сточных вод используются различные модификации реагентного метода, основанные на химическом превращении высокотоксичных цианидов в нетоксичные, легко удаляемые продукты: окисление цианидов в щелочной среде до цианатов с последующим их гидролизом до карбонатов и аммония.

Далее

Соединения шестивалентного хрома - хромовая кислота и ее соли) применяются при нанесении хромовых покрытий, при химической обработке (травление, пассивирование), при электрохимической обработке (анодирование), при электрополировке стальных изделий.

Далее

При ионообменной очистке из сточных вод гальванических производств удаляют соли тяжелых, щелочных и щелочноземельных металлов, свободные минеральные кислоты и щелочи, а также некоторые органические вещества.

Далее

Метод электродиализа целесообразно применять для очистки локальных стоков. Это дает возможность использовать в рецикле не только очищенную воду, но и сконцентрированные вещества: кислоту, щелочь. Промывные воды при наличии механических примесей направляются на фильтр, заполненный активированным углем, а при отсутствии примесей - сразу в эле ктроди ал из атор.

Далее

Предложено несколько вариантов механизма обратного осмоса. По одному из них мембраны собирают воду, которая в тонком слое на поверхности мембраны не обладает растворяющей способностью. Если толщина слоя адсорбированных на поверхности мембраны (в том числе и на внутренней поверхности пор) молекул воды составляет половину или более диаметра пор мембраны, то под давлением через поры будет проходить только чистая вода, несмотря на то, что размер многих ионов меньше, чем диаметр пор. Проникновению таких ионов через поры препятствует возникающая у них гидратная оболочка (рис.4.10). Размер гидратных оболочек различен у разных ионов. Если толщина адсорбированного слоя молекул воды меньше половины диаметра пор, то вместе с водой через мембрану будут проникать и растворенные вещества.

Далее

Эффективность процесса существенно зависит от массопереноса, концентрации ионов металлов, плотности тока. В последнее время широкое практическое применение нашел электролиз на объемно-пористых электродах, позволяющий эффективно извлекать металлы из сильноразбавленных растворов электролитов - промывных вод.

Далее

Экстракцией называют процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). В основе метода жидкостной экстракции лежит массообменный процесс, протекающий с участием двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидких фаз, между которыми распределяется экстрагируемое вещество. Для повышения скорости процесса исходный раствор (сточную воду) и экстрагент приводят в тесный контакт. В результате взаимодействия фаз получаются экстракт - раствор извлекаемого компонента в экстрагенте и рафинат - остаточный исходный раствор (очищенная сточная вода), из которого с той или иной степенью полноты удален экстрагируемый компонент.

Далее

В США первая вакуум-выпарная установка для регенерации хромовой кислоты из стоков участка хромирования была пущена в эксплуатацию в 1949 г. На ней проводится очистка и регенерация сбросов из первой ступени каскадной промывки и отработанного раствора рабочей ванны. Этот способ окупается за счет высокой стоимости возвращаемой хромовой кислоты и экономии химикатов для обезвреживания хромсодержащих стоков.

Далее

В табл. 4.9 представлены достоинства и недостатки методов очитки сточных вод, а также степень их реализации.Реализован на большинстве предприятий в виде станций нейтрализации. Реагентный метол 1 Широкий интервал начальных концентраций ИТМ 2,Универсальность. 3.Простота эксплуатации. 4.Отсутствует необходимость в разделении промывных вод и концентратов. 1 .Не обеспечивается ПДК для рыбохозяйственных водоемов. 2.Громоздкость оборудования. 3.Значительный расход реагентов. 4.Дополнительное загрязнение сточных вод. 5.Невозможность возврата в оборотный цикл очищенной воды из-за повышенного солесодержания. 6.Затрудненность извлечения из шлама тяжелых металлов для утилизации. 7.Потребность в значительных площадях для шламоотвалов.

Далее

В разделе 3 показана многовариантность системы промывок и, как следствие, разнообразие по объёму и количественному составу образующихся сточных вод одного и того же гальванического цеха. Организация более экономичной системы промывок позволяет экономить значительное количество воды и сократить объём образующихся жидких отходов. Но более экономичная система промывок не всегда является рациональной, так как с уменьшением объёма сточных вод увеличивается концентрация содержащихся в них компонентов технологических растворов, а это существенно влияет на работу очистного оборудования и не всегда в лучшую сторону.

Далее

Регенерационные процессы в гальванотехнике основаны на сочетании нетрадиционных методов тонкой химической технологии, часто требующих более высокого уровня культуры производства, чем технология нанесения покрытий. Поэтому внедрение таких процессов связано не только с техническими трудностями, но и с преодолением психологических барьеров и установившихся стереотипов мышления в производстве, когда на передний план выдвигается только выполнение производственной программы.

Далее

С точки зрения используемых технологических принципов существующие методы обработки концентрированных отработанных растворов можно условно классифицировать по схеме, приведенной в табл.6.1. Предложенная классификация предназначена для выбора наиболее оптимальных методов регенерации, обезвреживания и утилизации ценных компонентов из отработанных растворов, а также для разработки новых методов и оборудования.

Далее

В практике производства отработанные щелочные растворы обезжиривания часто сбрасываются, так как они являются дешевыми отходами. Однако, такие сбросы являются одними из самых вредных, поскольку они парализуют работу многих нереагентных очистных установок. Содержащиеся в отработанных растворах обезжиривания эмульгированные, неэмульгированные и омыленные жиры и масла отравляют ионообменные смолы и мембраны в системах водоочистки, пассивируют электроды в случаях применения электрохимических методов очистки сточных вод на предприятии. Таким образом, проблема предотвращения сбросов обезжиривающих растворов приобрела особое значение.

Далее

Другими наиболее часто сбрасываемыми растворами в гальваническом производстве являются травильные. С отработанными травильными растворами в сточные воды попадают до 40% ионов тяжелых металлов, поэтому проблема регенерации таких растворов весьма актуальна. Следует различать технологические подходы к методам регенерации растворов травления стали, медных и алюминиевых сплавов.

Далее

Основной причиной потери работоспособности электролитов цинкования является загрязнение вредными примесями, которые попадают в электролит как с деталями, так и из окружающей среды (электроды, токоподводы, оборудование и металлоконструкции цеха и т.п.). Причем, на работу электролитов загрязнения оказывают влияние в достаточно малом количестве, поэтому регенерация заключается в очистке электролитов от загрязняющих веществ. В таблицах 6.3, 6.4 и 6.5 представлены типы загрязнений, вид неполадок, вызванных этими загрязнениями, и способы очистки электролитов цинкования от загрязнений.

Далее

В случае, когда по тем или иным причинам затруднительно установить вид загрязнения, можно применять универсальные методики очистки электролитов от всего комплекса примесей.Электроположительные металлы: сурьма > 0,2 г/л железо > 1,0 г/л медь > 0,1 г/л свинец > 0,2 г/л олово > 0,2 г/л никель > 1,0 г/л Покрытие черное, рыхлое,мажущееся. Покрытие темносерое, пятнистое, рыхлое. Покрытие темносерое с коричневым отливом, полосчатое. Покрытие темносерое, рыхлое. Покрытие темносерое, хрупкое, питтинг. Покрытие темносерое. Проработать электролит при ¡к = 0,2-0,4 А/дм2 и объемном количестве электричества 3-6 А-ч/л на гофрированных стальных катодах до получения светлых покрытий.

Далее

В таблице 6.7 представлены способы очистки сернокислых и пирофосфатных электролитов меднения от загрязнений.Органические загрязнения. Хрупкое покрытие с блестящими полосами. 1. Ввести 1 г/л активированного угля. 2. Выдержать электролит в течение 2 часов, периодически перемешивая. 3. Отфильтровать электролит.

Далее

Основными загрязняющими примесями в электролитах никелирования являются небольшие количества посторонних металлов, продукты разложения блескообразователей, выравнивающих добавок, смачивателей. Загрязнение электролитов происходит также за счет остающихся на поверхности деталей остатков полировальных эмульсий и паст при механической обработке. Полное удаление этих загрязнений часто бывает затруднено даже при электрохимическом обезжиривании или при использовании ультразвука иэ-за наличия углубленных и экранированных участков на поверхности деталей. В таблице 6.8 представлены способы очистки электролитов никелирования.

Далее

В процессах хромирования электролиты загрязняются примесями металлов вследствие растворения материала деталей, а также ионами Сг3+ из-за нарушения соотношения анодной и катодной поверхностей. Повышение содержания примесных металлов существенно снижает удельную электропроводимость раствора электролита, приводит к уменьшению выхода по току, рассеивающей и кроющей способностей электролитов хромирования. Загрязнение электролитов ионами меди, железа, никеля, цинка и других металлов снижает антикоррозионные свойства хромовых покрытий. В случае использования саморегулирующихся электролитов, содержащих фториды или кремнийфториды, растворимость и накопление ионов посторонних металлов возрастает.

Далее

Хромсодержащие растворы достаточно широко используются в гальванопроизводстве. Их работоспособность связана с концентрацией соединений шестивалентного и трехвалентного хрома, накоплением ионов посторонних металлов, а также с жестким соблюдением соотношений концентраций основных компонентов. Так, например, при хромировании, помимо постоянной компенсации расхода хромового ангидрида, необходимо поддержание соотношения концентраций хромового ангидрида и серной кислоты, а также соотношения площадей анодной и катодной поверхностей, нарушение которого приводит к чрезмерному накоплению в электролите ионов трехвалентного хрома. Кроме того накопление в электролите примесей ионов меди, железа, никеля, цинка и других снижает удельную электропроводность раствора, приводит к ухудшению качества покрытия, уменьшению выхода по току и рассеивающей способности, а также снижает антикоррозионные свойства хромовых покрытий.

Далее

В практике гальванопроизводства отработанные щелочные растворы часто сбрасываются, так как они являются дешевыми отходами. Однако, такие сбросы нарушают работу очистных сооружений: содержащиеся в обезжиривающих растворах эмульгированные, неэмульгированные и омыленные жиры и масла отравляют ионообменные смолы и мембраны, пассивируют электроды при электрохимических способах очистки, а также нарушают кислотно-щелочной баланс стоков, что при использовании реагентных методов очистки приводит к растворению гидроксидов и карбонатов тяжелых металлов и сбросу их в канализацию.

Далее