Организация гальванического производства. Гальваника вода
| ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ: БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!: МЫ В СОЦ.СЕТЯХ: | Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница / / Техническая информация / / Технологические понятия и чертежи / / Гальванические производства / / Общие требования к воде для гальванических производств по ГОСТ 9.314.90
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Чистая гальваника: возможно ли такое? :: ПВ.РФ Международный промышленный портал
Мирoвoе cooбщеcтвo давнo ocoзналo катаcтрoфичеcкие пocледcтвия вредных прoизвoдcтв, в т.ч. гальванoтехничеcких. С 1990 гoда в рамках ООН дейcтвует cпециальная прoграмма пo oхране oкружающей cреды oт опаcных технологий. Что делаетcя в этом отношении у наc в Роccии?
Михаил ЛИПКИН, к.х.н.
Поcкольку гальванотехника являетcя уникальной промышленной отраcлью, отказаться от которой в ближайшем будущем не предоставляется возможным, решение ее экологических проблем видится в совершенствовании прежде всего методов очистки в промышленных масштабах. Каковы основные экологические вызовы гальванопроизводства?
Для природы и человека отходы гальванотехники, насыщенные такими особо токсичными тяжелыми металлами и их солями, как ртуть, свинец, цианистые соединение и др., по степени экологической угрозы сопоставимы разве что с радионуклидами. Они даже опаснее, поскольку изотопы имеют периоды полураспада, чего не скажешь о тяжелых металлах.
Вода - всему начало
Гальванические технологии немыслимы без потребления больших объемов воды, которые во время производственных процессов насыщаются тяжелыми металлами, неорганическими кислотами, щелочами, поверхностно-активными веществами и впоследствии отравляют наружные и подземные водоемы высокотоксичными стоками. Учитывая, что вода без преувеличения является «кровью» нашей планеты и основным материалом живой материи, последствия ее необратимого химического загрязнения трудно недооценить.
Собственно, опасности две. Они кроются в самой сущности гальванотехники - в обработке поверхности и промывке деталей. Первая проявляется в особой токсичности электролитов, вторая - в объемах сточных вод. Здесь все предельно ясно: чем ядовитее электролит, тем опаснее его воздействие на экологию. Соответственно, чем больше отходов электрохимического производства, тем больше химикатов попадет в организм человека через продукты, питьевую воду и воздух - невольных потребителей зараженной воды. На этих знаниях строится основная экологическая защита, а на замене особо токсичных электролитов на менее вредные и качественные - водоочистительные мероприятия.
Прежде всего, нужно отказаться от цианистых соединений, а также от электролитов и растворов на базе шестивалентного хрома в пользу трехвалентного. Кроме того, кадмирование надо заменить цинкованием, меднение стали - никелированием (в качестве первого слоя). Что касается загрязнения воды, то наиболее разумным является продление жизни и повторное использование (рекуперация) электролитов и растворов, тем самым уменьшиится объем потребления новых вод.
Кроме технологических мероприятий, следует использовать методы оптимизации электрохимических производств, препятствующие избыточному потреблению электролитов и растворов. Безусловно, строго обязательным является внедрение передовых технологий очистки: противоточной многокаскадной качественной консервации.
Как практический раздел электрохимии гальваника считается вполне оформленным предметом естествознания, а система электролитов и технологических растворов, по мнению ряда ученых, вряд ли претерпит в ближайшее время революционные изменения. Поэтому основные усилия специалистов, работающих в данной области, направлены прежде всего на противодействие загрязнению окружающей среды ионами тяжелых металлов (ИТМ). Современные схемы экологически чистых технологий электрохимических производств базируются исключительно на методах очистки сточных вод, заряженных ИТМ и их производными.
Опасная гальваника содержится в воде в виде:
- взвеси тонкодисперсных суспензий и эмульсий;
- коллоидов и высокомолекулярных соединений;
- органических веществ;
- солей, кислот и оснований.
Все вредные вещества могут находиться в разных фазах, дополняя друг друга, но, как правило, их утилизируют по превалирующему принципу. В зависимости от этого очистка бывает механической, химической, коагуляционно-флотационной, электрохимической, сорбционной, мембранной и биологической.
Методы очистки
Самый распространенный из них - реагентный от ИТМ. Проводится путем перевода ионов в малорастворимые соединения (гидроксиды или карбонаты). Это достигается нейтрализацией сточных вод щелочными реагентами.
В качестве реагента используют и железосодержащие растворы. Метод получил название ферритного. Здесь очистка сточных вод основана на сорбции ИТМ магнитными гидроокисями железа и образовании ферритов.
В последнее время наибольшую популярность приобретают электрохимические методы. Это принцип - «выбить клин клином», т.е. очистить электрохимическим и/или мембранным способом (электролиз, электродиализ, электрофлотация).
Метод, на котором нужно акцентировать внимание, - электрокоагуляция, которая, как правило, используется для очистки хромосодержащих сточных вод. Она основывается на физико-химических процессах, протекающих в жидкости под действием электрического тока.
Те же самые процессы свойственны и гальванокоагуляции. Ее принципиальное отличие заключается в способе ведения ионов железа в очищаемый сток. Коагуляция происходит за счет разности электрохимических потенциалов железа и кокса/меди, через смесь которых пропускают сточные воды.
Следующим методом является ионообменная чистка. Метод эффективен для удаления из вод солей тяжелых металлов, щелочных и щелочноземельных металлов, минеральных кислот и щелочей. Для этого используют гранулы синтетических ионообменных смол, в составе которых имеется подвижный ион (катион или анион).
В обзоре следует упомянуть о методе электрофлотации, основанном на взаимном «слипании» пузырьков газа, получаемого электролитическим способом, с частицами загрязнения.
Интересным представляется также метод обратного осмоса и ультрафильтрации. Он основан на уникальной способности воды проникать через полупроницаемые мембраны в растворы или сточные воды электрохимических производств. Со стороны воды возникает осмотическое давление, которое выдавливает молекулы воды через мембрану в раствор, увеличивая его уровень в сопредельной емкости. После достижения равновесия между давлением воды и уровнем раствора возникает равновесие. Но стоит к раствору приложить избыточное давление - и возникает эффект обратного осмоса, приводящий к тому, что вода удаляется из сточных вод, а в стоках концентрируются ИТМ.
Данный метод очистки действует как в обратноосмотических (гиперфильтрационных), так и ультрафильтрационных установках.
Оборудование
Отрадно отметить, что у нас в России системы и оборудование для экологической защиты гальванотехнических производств выпускаются довольно активно. Существуют различные ионообменные смолы и конструкции очистки вод гальванических производств. Из отечественных предприятий, серийно выпускающих ионообменные фильтры, можно выделить таганрогское ОАО «ТКЗ “Красный котельщик”» и ОАО «Бийский котельный завод».
Кроме того, функционирует транснациональный экологический проект на базе ГУП «Технопарк РХТУ имени Д.И. Менделеева». Его задачей является разработка и внедрение инновационных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий. В частности, именно здесь был разработан электрофлотатор, способный обеспечить надежную и качественную очистку сточных вод электрохимических производств от ИТМ.
Но, безусловно, своеобразным монополистом в области проектирования и производства гальванотехнического оборудования, в т.ч. и систем его экологической безопасности, у нас является ОАО «Тамбовгальванотехника имени С.И. Лившица». Надо отдать должное, что накопленный опыт позволяет предприятию делать востребованное на мировых рынках оборудование. Например, комплекс очистки сточных вод производительностью 1 - 12 м³/час, хорошо зарекомендовавшие себя модули обезвреживания шестивалентного хрома и ионообменной доочистки, а также установка обезвоживания шлама.
Уделяется внимание и западным производителям экологических систем гальванотехники.В России широко известны такие фирмы, как COVENTYA, FEB Galvanotechnik, Kovo–Finisch, Canning, EFCO и Sugil.
Пример конвенции
К решению проблем экологии, что тоже отрадно, подключаются наши оборонные предприятия, имеющие большой производственный и научный потенциал. В качестве примера – ОАО «Ижевский электромеханический завод “Купол”», которое входит в состав ОАО «Концерн ПВО “Алмаз-Антей”», производящего системы противовоздушной обороны в России. Добавим, что одними из направлений деятельности «Купола» стали разработка и внедрение проектов очистных сооружений промышленных предприятий.
Предприятие строит их концепцию на основе комплексной технологии очистки, берет на себя проектирование технологического оборудования, в т.ч. нестандартного, разработку автоматизированной системы управления технологическим оборудованием, осуществляет пусконаладочные работы. Вот краткое описание технологической схемы очистных сооружений от ижевского оборонного разработчика.
Промывные сточные воды гальванического производства поступают в накопитель. Сбор щелочных, кислых и хромсодержащих концентрированных сточных вод производится отдельно, после чего концентраты смешиваются в определенной пропорции, при необходимости нейтрализуются и поступают в смеситель-усреднитель. Туда же подается часть промывных стоков, имеющиеся на предприятии предварительно очищенные отработанные смазочно-охлаждающие жидкости и другие органосодержащие отходы. Из смесителя-усреднителя сточные воды поступают в биотенк, представляющий собой герметичный аппарат, в котором на загрузке иммобилизована специализированная культура сульфатвосстанавливающих бактерий.
Сульфатредукторы способны в анаэробных условиях восстанавливать сульфаты до сероводорода, одновременно окисляя органические вещества и разрушать фосфаты, нитраты и ионы аммония. Насыщенные сероводородом сточные воды из биотенка подаются вместе с частью промывных стоков в реактор биохимической очистки, где сероводород реагирует с растворенными ионами металлов и образует нерастворимые сульфиды. Поскольку растворимость большинства сульфидов металлов намного ниже по сравнению с гидроксидами металлов, в очищенной сточной воде достижимы очень низкие концентрации металлов.
Для удаления осадка, содержащего сульфиды металлов, стоки поступают в отстойник, оборудованный тонкослойными модулями. Осветленные сточные воды подвергаются озонированию с целью обеззараживания и дезодорации, а также для дополнительного окисления остатков органических веществ.
Очищенные сточные воды сбрасываются в систему городской канализации. В случае необходимости в устройства оборотного водоснабжения дополнительно вводятся стадии тонкой фильтрации и ультрафильтрации. Отделенный осадок собирается в уплотнителе осадка и обезвоживается механическим способом, после чего направляется на утилизацию или вывозится в места складирования.
Преимуществом системы является эффективная очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов без введения дополнительных реагентов. Сюда же относятся снижение на 65 - 70% общего солесодержания сточных вод, возможность использования сточных вод в оборотном водоснабжении предприятия, а также низкая растворимость осадка, что облегчает его дальнейшую обработку.promvest.info
Организация гальванического производства
Гальваническое производство принято считать едва ли не самым опасным источником, негативно отражающимся на состоянии окружающей среды. Основная опасность грозит различным водоемам, как подземным, так и поверхностным. При таком производстве образуется много сточной воды, которая и представляют максимальный уровень угрозы. В этой воде содержится множество примесей с тяжелыми металлами, присутствуют щелочной состав и прочие высокотоксичные соединения.
Организация гальванического производства
Технология гальванического производства должна быть взаимно адаптирована с процессом, в ходе которого сточные воды будут очищаться. Такой процесс нельзя осуществлять без наличия качественных очистных схем сооружений. Планируя осуществлять данный вид деятельности, необходимо учесть затраты не только на оборудование для самого процесса производства, но и на отведение жидких отходов. Также требуется учитывать затраты на организацию размещения твердых отходов и обезвреживание стоков.
Далее производство гальванических линий должно быть утверждено необходимыми инстанциями. После этого следует заняться строительством цеха и закупкой или изготовлением оборудования. Когда, после монтажа оборудования, цех практически готов к началу процесса производства, нужно все тщательно перепроверить и провести пуско-наладочные работы. Завершающим этапом организации является получение лицензии и паспортизация оборудования.
Организация гальванического производства начинается с проектирования цеха или участка. До того, как непосредственно приступить к проектированию, следует получить соответствующее разрешение на размещение производства в желаемом месте. Место должно находиться на расстоянии не менее 150 м от детских учреждений, жилых домов и тому подобных объектов. После получения разрешения заказывается проект, в котором разрабатываются схемы технологических процессов. К этим операциям можно отнести самые различные расчеты: водоснабжения, вентиляции, электропитания и, конечно же, сооружений для очищения.
Производство гальванического оборудования может иметь разные направления. Так, все линии разделяются на полуавтоматические, автоматические и ручные. Это могут быть просто гальванические ванны или же отдельные производства. Зачастую в процессах используется старое, но модернизированное оборудование. Вся комплектация должна соответствовать определенным требованиям: иметь хорошее антикоррозийное покрытие, быть изготовленной из высококачественных материалов, соответствовать размерам помещения.
Производство гальванических ванн - это достаточно сложный процесс, требующий применения специализированного оборудования. Современные технологии позволяют наиболее часто использовать в качестве материала для таких ванн полипропилен. Ванны из полипропилена обычно имеют прямоугольную форму. В ходе рабочих операций они наполняются химическими растворами и щелочами. Именно здесь проходят гальваническую обработку все поверхности деталей, используемых затем для оборудования гальванических цехов.
Процесс очистки сточных вод
Сточные воды гальванического производства - неотъемлемая часть данного процесса. Зависимо от того, в какой фазе находится состояние вещества, делятся на четыре категории все загрязнения, оказывающиеся в стоках. Первая категория представляет собой растворенные соли, являющиеся по сути щелочами и разнообразными кислотами. Вторая категория – это растворенные вещества органического типа, третья – взвеси (тонкодисперсные эмульсии/суспензии), а четвертые представлены высокомолекулярными соединениями и коллоидами.
Вода для гальванического производства - это жидкость, наполняющая промывные ванны. Зависимо от типа покрытия, эта вода должна соответствовать определенным показателям. Так, ее солесодержание не должно превышать 1 – 5 мг/л. Стоит заметить, что данную жидкость следует постоянно обновлять. Чтобы обеспечить обновление промывных ванн часто применяются установки обратного осмоса. Основным показателем, который наиболее тщательно контролируется при подготовке воды, используемой в гальваническом производстве, считается удельная электропроводность.
Очистка стоков гальванического производства - едва ли не самая важная составная процесса. Для отдельной конкретной категории загрязнений практикуется собственный тип очистки. Взвешенные вещества часто подвергаются очистке способами, которые создаются с помощью сил флотации, адгезии, гравитации. Коллоиды отделяются с помощью коагуляции. Установки нанофильтрации, как и сорбционные фильтры используются для удаления органических веществ. Реагентным методом устраняются неорганические загрязнения.
Очистка сточных вод гальванического производства проводится на разнообразнейшем оборудовании с применением различных методов. Все используемые методы можно разделить на мембранные, сорбционные, физическо-механические, электрохимические, коагуляционно-флотационные и химические. Мембранный метод подразумевает нано- и ультрафильтрацию, а также электродиализ и обратный осмос. Для сорбционного метода понадобятся фильтры.
Экологически безопасное гальваническое производство - отрасль, в которой постоянно ведутся исследования и опыты. Такой процесс можно осуществить, только учитывая множество параметров. Для этого нужно учитывать экологические характеристики материалов и веществ, исследовать базовые составы электролитов и растворов.
Современное гальваническое производство, вредность которого для окружающей среды весьма велика, предполагает разработку соответствующих нормх относительно организации производственного процесса. В данных нормах указана минимальная необходимая отдаленность гальванических цехов от жилых и общественных объектов, а также многие другие требования.
Отходы гальванического производства могут быть вовлечены в некоторые современные технологии. Они активно используются в роли добавки к шихте. Такая добавка актуальна при изготовлении керамзита, кирпичей или, к примеру, керамической плитки. Также отходы применяют в виде добавок во время приготовления гальванических растворов.
Очистные сооружения для гальванического производства - самое необходимое оборудованием. Современные очистные схемы обеспечивают высокую эффективность очистки от ионов тяжелых металлов и снижают общее солесодержание в стоках. Дополнительное преимущество использования современных очистных сооружений при гальваническом производстве - возможность применения стоков в оборотном водоснабжении предприятия.
promplace.ru
Очистка сточных вод гальванического производства | Методы очистки гальванических сточных вод
Очистка гальванических сточных вод
Гальваническое производство – это отрасль промышленности занимающееся нанесением защитных, декоративных покрытий на неметаллические и металлические поверхности с помощью процессов оцинкования, никелирования, оксидирования.
В процессе гальванического производства отдельно выделяют следующие этапы физико-химического процесса обработки поверхности:
- Промывка и травление
- Гальваническое нанесение защитного покрытия
В виду использования большого количества высокотоксичных химических соединений, необходимыми элементами любого гальванического производства считаются:
- Системы вентиляции
- Системы водоочистки
Гальваническое производство в технологическом процессе использует большие объемы воды. Поэтому остро стоит вопрос очистки сточных вод гальванического производства.
Вода, используемая в производстве, насыщается тяжелыми металлами, кислотами, щелочами, обезжиривающими веществами, которые отравляют поверхностные и подземные воды в регионе расположения предприятия.
В зарубежных странах сточные воды на подобных производствах очищаются с высокой степенью очистки на самом предприятии.
В России только в последние годы этот вопрос предполагается решать подобным образом. Страна большая, осуществление контроля над всеми производствами серьезная задача, и нередко нарушения обнаруживаются только после нанесения значительного вреда окружающей среде.
Задача очистки таких вод очень серьезная задача, поскольку ее решение способно повлияют на экологическую обстановку в масштабах всей страны.
Осуществление очистки сточных вод гальванического производства затруднено тем, что примеси находятся в такой воде в разных состояниях. Нет единых методов очистки гальванических сточных вод, который позволит комплексно очистить воду в любых условиях на достаточном уровне.
В очистке стоков используются схожие методы, с акцентами и материалами применимыми для данной отрасли наилучшим образом в зависимости от исходных характеристик стоков. Существуют следующие методы очистки сточных вод гальванического производства: мембранный, сорбционный, биологический, электрохимический, физико-химический и механический способы.
Один из химических методов очистки сточных вод гальванического производства – нейтрализация стоков щелочными реагентами один из самых используемых. Щелочь, вступая в реакцию с рядом примесей, образует в виде осадка слаборастворимые химические соединения.
При использовании железосодержащих реагентов тяжелые металлы связываются гидроокисями железа, и также переходят в нерастворимую форму - так называемый ферритный метод очистки.
Метод электрофлотации позволяет отделить примеси в виде пены, пузырьков газов, образующиеся при электролизе воды удаляются механически, после чего обезвоживаются и утилизируются.
Метод электродиализа позволяет не только очищать стоки, но и извлекать полезные вещества, извлекая через ионитовые мембраны ионы очищаемых веществ.
Метод ионного обмена - надежный способ извлечения примесей. Удаляются как катионы, так и анионы. Это метод подробно в других разделах сайта.
Биохимический метод очистки стоков - один из наиболее передовых и потенциально перспективных методов очистки сточных вод гальванического производства. При выдерживании технологии этот метод очень эффективен, как наиболее экологически оправданный способ удаления примесей. В последние годы этот метод активно развивается и возможности его использования для очистки отходов гальванических производств далеко не исчерпаны.
Разработанные в последнем десятилетии в ГК Гейзер технологии комплексной очистки сточных вод гальванического производства могут значительно удешевить процесс нейтрализации стоков. В компании используются уникальные технологии, позволяющие оптимизировать как этап очистки от механических примесей, так и существенно упростить очистку от растворенных загрязнений и улучшить процентный выход по извлечению ценных компонентов из очищаемых растворов.
geizer.com
