трусики женские украина

На головну

 Оцінка ефективності технологій очищення гальванічних стоків на Санкт-Петербурзькому заводі гальванічних покриттів - Екологія

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне агентство з освіти

Уральський державний економічний університет

Курсова робота

на тему: Оцінка ефективності технологій очищення гальванічних

стоків на Санкт-Петербурзькому заводі гальванічних покриттів

Факультет Менеджмент і право

Спеціальність Національна економіка

Виконавець: Федорова А.М.

Група ЕКО-06

Науковий керівник:

Яндиганов Я.Я.

Єкатеринбург

2010

Зміст

Введення

1. Теоретичні основи оцінки ефективності технологій очищення гальванічних стоків

1.1 Сутність і особливості гальванічних стоків

1.2 Вплив очистки гальванічних стоків на навколишнє середовище та здоров'я людини

1.3 Способи очистки гальванічних стоків

1.4 Методологічні підходи до оцінки ефективності очищення гальванічних стоків

2. Аналіз ефективності очищення гальванічних стоків на Санкт-Петербурзькому заводі гальванічних виробів

2.1 Динаміка основних показників очищення гальванічних стоків

2.2 Ефективність існуючих технологій очищення гальванічних стоків на Санкт - Петербурзькому заводі гальванічних покриттів

3.Совершенствованіе технологій ефективності очищення гальванічних стоків на Санкт-петербурзькому заводі гальванічних покриттів

3.1 Напрями вдосконалення

3.2 Оцінка ефективності розвитку технологій очищення гальванічних стоків

Висновок

Список використаних джерел

Введення

очистка гальванічний стік навколишнє середовище

Застосування захисних, захисно-декоративних і спеціальних покриттів дозволяє вирішувати багато завдань, серед яких важливе місце займає захист металів від корозії. Корозія металів, тобто руйнування їх внаслідок електрохімічного або хімічного впливу середовища заподіюють народному господарству величезних збитків. Щорічно внаслідок корозії виходить з ужитку до 10-15% річного випуску металу у вигляді цінних деталей і конструкцій, складних приладів і машин. В окремих випадках корозія призводить до аварій.

Гальванічні покриття є одним з ефективних методів захисту від корозії, вони також широко застосовуються для додання поверхні деталей ряду цінних спеціальних властивостей: підвищеної твердості і зносостійкості, високою відбивної здатності, поверхневої електропровідності, полегшення паяемости і поліпшення зовнішнього вигляду виробів. Але гальванічне виробництво є одним з найбільш небезпечних джерел забруднення навколишнього середовища. Головним чином поверхневих і підземних водойм, зважаючи освіти великого обсягу стічних вод, що містять шкідливі домішки важких металів, неорганічних кислот і лугів, поверхнево-активних речовин та інших високотоксичних сполук, а також великої кількості твердих відходів, особливо від реагентного способу знешкодження стічних вод, що містять важкі метали в малорастворимой формі.

Актуальність обраної теми у тому, що з'єднання важких металів, що виносяться стічними водами гальванопроизводства, вельми шкідливо впливають на екосистему. Багато хімічні речовини, що надходять у навколишнє середовище, в тому числі і у водойми, а через питну воду в організм людини, крім токсичної дії володіють, мутагенну та тератогенну дію. Токсикологічне дію важких металів - серцево-судинні розлади, рак, спадкові хвороби, параліч, епілепсія. Канцерогенну дію на теплокровних тварин при надходженні в організм з питною водою надають миш'як, селен і паладій, а при надходженні в організм іншими шляхами - хром, берилій, свинець, ртуть, кобальт, нікель, срібло, платина. Багато неорганічні сполуки навіть у дуже малих концентраціях мають шкідливий вплив на риб і їх кормові ресурси. Більшість водних організмів більш чутливо до дії токсичних речовин, ніж людина і теплокровні тварини. Різні види організмів неоднаково переносять дію неорганічних сполук. Кумуляція шкідливих неорганічних сполук тканинами риб створює загрозу отруєння людей, що вживають таку їжу.

У роботі ставляться наступні завдання:

1.Обозначіть актуальність такої проблеми, як оцінка ефективності технологій очищення гальванічних стоків.

2.Рассмотреть проблему оцінки ефективності очищення гальванічних стоків на прикладі конкретного підприємства.

3.Обозначіть шляхи вдосконалення оцінки ефективності технологій очищення гальванічних стоків

Основними методами при написанні роботи були аналітичний і статистичний. Крім того, використовувався багатофакторний підхід, який включає в себе такі підходи: цільовий, проблемний, системний, історичний, екологічний, регіональний. Основними джерелами були: наукова і навчальна література, різні документи і Інтернет сайти.

1. Теоретичні основи оцінки ефективності технологій очищення гальванічних стоків

1.1Сущность і особливості гальванічних стоків

Гальванічне виробництво є одним з найбільш небезпечних джерел забруднення навколишнього середовища, головним чином поверхневих і підземних водойм, зважаючи на утворення великого обсягу стічних вод, а також великої кількості твердих відходів, особливо від реагентного способу знешкодження стічних вод.

Стічні води травильних і гальванічних відділень характеризуються тим, що містяться в них забруднення неможливо видалити за допомогою фільтрування та інших методів, які звичайно застосовуються для очищення комунальних стічних вод.

Такі забруднення є сильними отрутами, здатними знищити, в певних умовах, всяку життя в природних водоймах або спорудах біологічної очистки комунальних стічних вод.

Найбільш часто зустрічаються забруднювачі наступні: неорганічні кислоти та їх солі, луги, поверхнево активні речовини і неорганічні солі важких металів [1, c. 9].

Постійний прогрес в технології хімічної та електрохімічної обробки металів впливає на зміну структури стічних вод у зв'язку із застосуванням у технологічних процесах різних органічних і металоорганічних інгібіторів, а також з'єднань для очищення та фарбування. Так як у багатьох випадках навіть невідомі методи видалення цих забруднень із стічних вод, то їх відправляють з очищеними стічними водами в сховища (накопичувачі). Незважаючи на невелику концентрацію цих забруднень в очищених стічних водах, вони все ж становлять велику санітарну проблему при постачанні населення водою з водосховищ, куди потрапляє велика кількість промислових стічних вод.

З'єднання металів, що виносяться стічними водами гальванічного виробництва, вельми шкідливо впливають на екосистему водойму-ґрунт-рослина-тваринний світ-людина. Вони мають токсичну, канцерогенну, мутагенну, тератогенну і алергенним дією. Крім того, деякі неорганічні сполуки надають згубну дію на мікроорганізми очисних споруд, припиняють або уповільнюють процеси біологічного очищення стічних вод і зброджування опадів у метантенках. Токсичні метали у водоймах згубно діють на флору і фауну і гальмують процеси самоочищення водойм [1, c. 10].

При використанні води забруднених водойм для зрошення кольорові метали виносяться на поля і концентруються у верхньому найбільш родючому гумусосодержащем шарі грунту, знижуючи азотфіксуючу здатність грунту і врожайність сільськогосподарських культур, і викликають накопичення металів вище допустимих концентрацій у кормах та інших продуктах.

При одночасному присутності в стічних водах гальвано виробництва декількох шкідливих компонентів проявляється їх спільне, комбінована дія на організм людини, теплокровних тварин, флору і фауну водойм, на мікрофлору очисних споруд каналізації, що виражається в синергізмі (ефект дії більше простого підсумовування); антагонізмі (дія кількох отрут менше підсумованого) і в адитивності (просте підсумовування) [1, c. 9].

За концентрації містяться в них розчинених речовин, всі стічні води гальванічних виробництв можна розділити на дві основні групи: мало-концентровані, що утворюються в різних промивних операціях; висококонцентровані, що представляють собою відпрацьовані, розчини і електроліти. За хімічним складом їх поділяють на три основні групи: що містять ціанисті сполуки (ціаніди); містять сполуки шестивалентного хрому (хромати); містять вільні мінер, кислоти або лугу, а також солі важких металів. Стічні води кожної з цих груп повинні відводитися окремо.

Для очищення стічних вод гальванічних виробництв застосовують реагентні, електрохімічні, іонообмінні та деякі інші фізико-хімічні способи, переважно реагентні, здійснювані на установках безперервної та періодичної дії і засновані на хімічному окислюванні, відновлення та осадженні розчинених речовин, а також на нейтралізації вільних кислот і лугів . Для знешкодження ціансодержащіх стічних вод застосовують в основному реагенти-окислювачі, що містять активний хлор (хлорне вапно, хлорне вода). Необхідний час контакту стічних вод з реагентами при інтенсивному перемішуванні реакційної суміші становить 3-5 хв [1, c. 11].

З точки зору інтересів охорони здоров'я суспільства, найбільш доцільно заборона відведення стічних вод промислових підприємств у водосховища і створення замкнутих систем технологічної води. Зараз проводять інтенсивні дослідження та вивчення можливості такого рішення.

1.2 Вплив очистки гальванічних стоків на навколишнє середовище та здоров'я людини

У ході нанесення гальванічних покриттів застосовуються добре розчинні у воді солі важких металів: заліза, міді, нікелю, цинку, кадмію, хрому та інших металів. В ході промивки готових виробів солі потрапляють у воду, а потім можуть потрапити і в каналізацію. Так починається процес міграції їх у біосфері. У двадцятому столітті розроблялися численні способи очищення гальванічних стоків від металів [2, c. 148].

При цьому велику частину домішок вдається очистити методами реагентної очистки восстановителями і вапном або електрокоагуляції. Вони отримали широке поширення. Але знайшлися три недоліки.

Перший - застосовувані для відновлення хрому-6 сульфіти, бісульфітом, тіосульфати володіють не тільки відновлюють, але й комплексообразующими властивостями. Взаємодіючи з металами, вони утворюють комплекси, не здатні випадати в осад з осадителем (вапном) і взаємодіяти з іонообмінними смолами. Метали, "замасковані" в комплексах, проходять всі системи очищення, надходять у навколишнє середовище і легко проникають у клітини рослин, починаючи свою руйнівну для біосфери роботу [3, c. 135].

Другий недолік - для створення відповідного окислювально-відновного потенціалу відновник змушені вводити в реакцію в надлишку і чим нижче концентрація гальваностоков, тим надлишок більше (до семиразового). Тим самим проблема ще більше загострюється. Дешевий, але вкрай неефективний осадитель у вигляді гідроксиду кальцію (вапна) довершує справу. У його присутності вода стає жорсткою і не може застосовуватися в водооборот. В силу своєї неефективності, вапно застосовують у десятикратному надлишку. Після осадження виходять великі обсяги токсичного, але економічно цікавого гальванічного шламу. Всі ці проблеми спробували вирішити методом очищення електрокоагуляцией на розчинних залізних або алюмінієвих електродах. Відновник і осадитель прибрали.

Виникли нові проблеми - залізо і алюміній теж є забруднювачами, володіють токсичністю, а крім того, здатні до утворення колоїдних розчинів, які не можуть утримати іонообмінні фільтри.

Проблеми ці настільки ускладнили ситуацію в екології великих міст, що всі зітхнули з полегшенням після краху машинобудівної галузі в Росії під час економічних реформ. Але актуальності завдання очищення стоків від важких металів не втратила, тому що навіть менші обсяги стоків все одно призводять до біоакумуляції токсичних металів в рослинах, тварин і отруєння людини [3, c. 140].

Важкі метали здатні утворювати складні комплексі з'єднання з органічними речовинами грунту, тому в грунтах з високим вмістом гумусу вони менш доступні для поглинання. Надлишок вологи в грунті сприяє переходу важких металів у нижчі ступені окислення і в розчинні форми. Анаеробні умови підвищують доступність важких металів рослинам. Тому дренажні системи, що регулюють водний режим, сприяють переважанню окислених форм важких металів і тим самим зниження їх міграційних характеристик. Рослини можуть поглотать з грунту мікроелементи, у тому числі важкі метали, акумулюючи їх в тканинах або на поверхні листя, будучи, таким чином, проміжною ланкою в ланцюгу «грунт - рослина - тварина - людина» [3, c. 138].

Різні рослини зосереджують у собі різне число мікроелементів: у більшості випадків - вибірково. Так, мідь засвоюють рослини сімейства гвоздикових, кобальт - перці. Високий коефіцієнт біологічного поглинання цинку характерний для берези карликової та лишайників, нікелю та міді - для вероніки і лишайників. Важкі метали є протоплазматическими отрутами, токсичність яких зростає в міру збільшення атомної маси. Їх токсичність проявляється по-різному. Багато металів при токсичних рівнях концентрацій інгібують діяльність ферментів (мідь, ртуть). Деякі з них утворюють хелатоподобние комплекси зі звичайними метаболітами, порушуючи нормальний обмін речовин (залізо). Такі метали, як кадмій, мідь, залізо, взаємодіють з клітинними мембранами, змінюючи їх проникність.

Особливий інтерес представляє вивчення тварин, які є чутливим індикатором початкових стадій забруднення важкими металами. Вони акумулюють елементи в доступних біологічно активних формах і відображають фактичний рівень забруднення екосистем. Грунтові тварини, особливо сапрофітні групи, завдяки тісному зв'язку з грунтовими умовами та обмеженою територією проживання можуть бути хорошими індикаторами хімічного забруднення біосфери. Серед тварин такими індикаторами можуть бути європейський кріт, бурий ведмідь, лось, руда полівка. Маючи відомостей про зміст важких металів у ссавців, можна прогнозувати їх вплив на організм людини.

З'єднання металів, що виносяться стічними водами гальванічного виробництва, вельми шкідливо впливають на екосистему водойму-ґрунт-рослина-тваринний світ-людина [3, c. 147].

Вони мають токсичну, канцерогенну (викликають злоякісні новоутворення - As, Se, Zn, Pd, Cr, Be, Pb, Hg, Co, Ni, Ag, Pt.), Мутагенну (можуть викликати зміни спадковості - ZnS), тератогенну (здатні викликати каліцтва у нутрі - Cd, Pb, As, Co, Al і Li) і алергенним дією (з'єднання Cr6 +).

1.3 Способи очистки гальванічних стоків

Гальванічні стоки можуть бути очищені різними способами. Класифікація способів очищення гальванічних стоків залежить від обраного критерію.

Загальноприйнятою вважається класифікація за способом очищення гальванічних стоків:

- Механічний спосіб.

Суть механічного способу полягає в тому, що із стічних вод шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частинки, залежно від розмірів, уловлюються гратами, ситами, песколовками, септиками ін.

Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 60-75% нерозчинних домішок, а з промислових до 95%, багато з яких як цінні домішки, використовуються у виробництві.

- Реагентний спосіб.

Є, одним з основних методів очищення стічних вод, або хімічний спосіб. У його основі лежать хімічні реакції, які переводять шкідливі забруднювачі у воді з розчину в нерозчинний осад з подальшим витяганням осаду з стоку.

Для проведення хімічних реакцій необхідні відповідні умови. Наприклад, в гальванотехнике виділяється кілька типів стоків: ціансодержащіх; хромсодержащих; містять солі важких металів; кислотно-лужні.

Для застосування реагентного методу очищення цих стоків на попередній стадії необхідно провести корекцію pH середовища. Потім проводяться хімічні реакції, які переводять метали в нерозчинну форму.

- Електрохімічний спосіб.

Цей спосіб очищення стічних вод гальванічного виробництва мають ряд переваг: проста технологічна схема при експлуатації обладнання, зручність автоматизації його роботи, скорочення виробничих площ під розміщення очисних споруд, можливість очищення стічних вод без попереднього розбавлення, зниження солевмісту і зменшення обсягу осаду, що утворюється в процесі очищення [10].

Електрофлотація це процес очищення стічних вод, в при якому електролітично отримані газові бульбашки, спливаючи в об'ємі рідини, взаємодіють з частинками забруднень, в результаті чого відбувається їх взаємне злипання, обумовлене зменшенням поверхневої енергії флотируемого частинки і бульбашки газу на кордоні розділу фаз "рідина-газ ". Щільність утворюється в електрофлотатора пінного продукту нижче щільності води, що забезпечує його спливання і накопичення на поверхні води, що очищається. Флотошлам періодично видаляється з електрофлотатора автоматичним пристроєм збору шламу.

- Іонообмінний спосіб.

Єдиним практично здійсненним методом повернення промивних вод є іонний обмін, за допомогою якого повертається обезсолена вода, а сорбованих забруднення витягуються з іонообмінних смол при регенерації. Доцільність використання іонного обміну як технології очищення і повернення 85-95% води обмежується приростом вмісту солей від 50 до 250 мг / л. Що необхідно враховувати при визначенні або розробці режиму водоспоживання в гальванічному виробництві. При багатоступінчастої каскадної промивки в декількох ваннах, у зв'язку з високою концентрованістю промивних вод, застосування технології іонного обміну є недоцільним, а переважний метод зворотного осмосу.

-Мембранний Спосіб (зворотного осмосу) [11].

Установки зворотного осмосу забезпечують можливість очищення води одночасно від розчинних неорганічних (іонних) і органічних забруднюючих домішок, високомолекулярних сполук, завислих речовин, вірусів, бактерій та інших шкідливих домішок. Оскільки потік фільтрату прямо пропорційний площі поверхні мембрани і обернено пропорційний її товщині, при проектуванні обратноосмотічеськіх установок слід підбирати мембрани з максимально можливою площею і мінімально можливою товщиною на одиницю об'єму апарату.

Надійність установок зворотного осмосу підвищують завдяки установці резервного обладнання, з можливістю його багатофункціональне застосування, оптимізації кількості мембранних елементів в кожній секції апарату, а також підвищуючи надійність фільтруючих елементів і оснащуючи комп'ютерною системою пошуку відмовив мембранного елемента і модуля [10].

Гальванічні стоки, як правило, містять не тільки механічні, але й хімічні забруднення. Тому механічне очищення гальванічних стоків без будь-якої хімічної (або інший) очищення практично не використовується. Кожен з відомих способів очищення гальванічних стоків має свої переваги і свої недоліки. Гальванічні стоки мають у своєму складі різні компоненти, видалення яких викликає необхідність поєднувати різні способи очищення.

Очищення гальванічних стоків від іонів шестивалентного хрому і важких металів здійснюється зазвичай реагентним або електрохімічним методами. Ці методи не дозволяють очищати воду до необхідних вимог щодо вмісту шкідливих компонентів, тому в поєднанні з ними застосовуються інші методи [11].

Для скорочення кількості гальванічних стоків, що підлягають очищенню на очисних спорудах, використовуються системи локального очищення гальванічних стоків. Для локальної очистки використовуються іонообмінні і мембранні методи. Гальванічні стоки, які пройшли локальну очистку, використовуються повторно для промивки деталей.

Для локальної очистки гальванічних стоків безпосередньо близько гальванічних ванн і ліній випускаються установки ОВ-100 і ОВ-300.

Установки очищення гальванічних стоків ОВ-100 і ОВ-300 призначені для вилучення з промивних вод катіонів металів і аніонів, знесолення водопровідної води.

1.4 Методологічні підходи до оцінки ефективності очищення гальванічних стоків

Для основних елементів очищення на основі аналізу розрахункових формул СНиП були визначені параметри, від яких залежить ефективність очищення, а потім проведена статистична обробка даних частини підприємств, які представили її в повному обсязі.

Фактична ефективність очищення визначалася за формулою:

Свх - С вих

Ефакт = ------------;

З вх

Де,

Свх - концентрація забруднюючих речовин в стічній воді,

Свих - те ж, на виході з елемента.

Розрахункова ефективність Естате визначалася за допомогою методів регресійного аналізу [5, c. 27].

Виведені функціональні залежності відображають середній рівень ефективності роботи елементів систем очищення по відношенню до склався в практиці діапазону зміни параметрів елементів. При цьому підприємства можна розподілити на три групи:

- Естате <Ефакт (ефективність вище середнього рівня)

- Естате> Ефакт (ефективність нижче середнього рівня)

- Естате ? Ефакт

До першої групи належать підприємства, де, можливо, краще налагоджена експлуатація, або проведена модернізація, реконструкція елемента, що поліпшує роботу елемента очищення.

До другої групи належать підприємства, де використовується застаріла технологія очищення або погана експлуатація, або склад стічних вод не відповідає проектному [5, c. 25].

Можуть бути й інші причини, що впливають на ефективність. Застосування регресійних рівнянь дозволяє значно звузити коло елементів для більш докладного й докладного вивчення з метою визначення найкращих з наявних в практиці елементів очищення з одного боку, а з іншого - для визначення першочергових об'єктів, що вимагають капітальних вкладень на модернізацію.

Виведені регресійні залежності між ефективністю очищення і параметрами елементів очисних споруд дозволяють оцінити рівень ефективності існуючих або проектованих елементів очищення.

Проведені дослідження можуть бути використані при подальшій розробці нормативних документів, які визначатимуть процес оцінки ефективності діючих очисних споруд [5, c. 30].

В екологічному законодавстві відсутні правовим чином, встановлені загальні екологічні обмеження на природокористування з урахуванням принципів і вимог забезпечення сталого розвитку територій та екологічної безпеки. Встановлення екологічних обмежень на використання водно-ресурсного потенціалу узгоджується з положенням про необхідність досягнення балансу екологічних та економічних інтересів суспільства [5, c. 32].

Для оцінки екологічної небезпеки гальванічного виробництва служить екологічний критерій (ЕК), який визначається як відношення кінцевої концентрації компонента розчину в скидається (очищеної) воді (Скон) до його ГДК у воді рибогосподарських водойм і прямо пропорційно залежить від концентрації компонента в технологічному розчині (С0) , кратності розбавлення промивними водами виноситься з ванни розчину (q / Q) і обернено пропорційно залежить від ступеня очищення стічних вод (a):

Чим більше екологічний критерій, тим більшу екологічну небезпеку представляє той чи інший технологічний розчин, гальванічний цех; сумарно по всьому гальванічного цеху з урахуванням роботи очисних споруд екологічний критерій не повинен перевищувати одиниці: ЕК ? 1 [4, c. 145].

Представлена ??залежність показує, що зниження негативного впливу гальванічного виробництва на навколишнє середовище досягається зниженням екологічної небезпеки застосовуваних розчинів і електролітів (С0 / ГДК), раціоналізацією водоспоживання (q / Q) і підвищенням ефективності очищення стічних вод (a).

Таким чином, при проведенні робіт по зниженню екологічної небезпеки гальванопроизводства в першу чергу необхідно проаналізувати номенклатуру застосовуваних розчинів і електролітів і по можливості зробити заміну токсичних розчинів на менш токсичні або знизити концентрацію токсичних компонентів в застосовуваних розчинах [4, c. 150].

При заміні розчинів і електролітів необхідно враховувати ефективність очисних споруд з очищення утворюються при цьому стоків. Так, наприклад, при заміні ціаністого електроліту цинкування на сірчанокислий при однаковій концентрації іонів цинку і незмінних системах промивки деталей та очищення кисло-лужних стоків екологічний критерій технології цинкування погіршується в сотні разів через практично повної очистки стоків від ціанідів (до ГДК) і незначною ступеня очищення стічних вод від сульфатів (до 30%).

Тому в разі надійної системи знешкодження ціаністих стоків проблема заміни ціаністих електролітів визначається не стільки ступенем впливу на навколишнє природу, скільки санітарно-гігієнічними умовами праці при приготуванні і експлуатації цих електролітів, а також необхідністю організації окремих систем знешкодження ціансодержащіх стічних вод та іншими техніко-економічними моментами . Якщо ж замінювати ціаністі електроліти на Амміакатние, то це може викликати додаткові труднощі при очищенні стічних вод, що містять мідь [4, c. 162].

2. Аналіз ефективності очищення гальванічних стоків на Санкт-Петербурзькому заводі гальванічних виробів

2.1 Динаміка основних показників очищення гальванічних стоків

Стічні води, що надходять на централізовану заводську станцію очистки, містять комплекс неорганічних і органічних сполук з різними фізико-хімічними властивостями. Аналіз складу стічних вод виробництва, дає наступні усереднені концентрації шкідливих інгредієнтів в цих стічних водах (мг / л): загальна мінералізація - до 2000; завислі речовини - до 400; азот амонійний - до 30; сульфати - до 500; хлориди - до 1000; жири та олії - до 25; залізо - до 50; мідь - до 35; нікель - до 40; цинк - до 25; хром + 3 - до 130; хром + 6 - до 120; кадмій - до 2; фтор - до 2; ціаніди - до 100. Така різноманітність речовин і діапазонів їх концентрацій вимагає застосування сукупності різних способів очищення стічних вод.

Проте до цих пір для нейтралізації стоків гальванічних виробництв використовується традиційний спосіб із застосуванням розчинів вапна, при якому утворюється велика кількість солей кальцію в осаді, що обумовлює труднощі в переробці останнього [9].

Аналіз організації промивки деталей в гальванічному виробництві показує, що проточна схема нераціональна з наступних причин:

- Вода подається в ванну промивки деталей незалежно від процесу нанесення гальванічних покриттів. На очисні споруди скидається вода незалежно від концентрації солей важких металів у ній. Витрати води в такому технологічному процесі невиправдано великі;

- Практично відсутня замкнутий цикл водооборота на виробництвах. Фінансові кошти витрачаються як на організацію процесу очищення, так і на водокористування.

Більш доцільною представляється організація локальної очистки води для кожної ванни промивки деталей за схемою замкнутого обороту води. При цьому відсутні:

- Втрати електроліту, що буря деталями на своїх поверхнях;

- Практично відсутні скиди води на заводські очисні

споруди та ін. [9].

Вибір схеми і параметрів установки очищення залежить від динаміки надходження солей важких металів у ванну для промивання деталей. Дані по динаміці надходжень солей важких металів у воду при наявності обладнання очистки в замкнутій схемі водооборота практично відсутні.

Були проведені дослідження динаміки зміни концентрації солей важких металів в такій схемі. Характерні зміни концентрації солей важких металів у ванні для промивання деталей протягом періоду спостережень на прикладі нікелю наведено на рис. 1.

Рис. 1. Динаміка зміни концентрації солей нікелю у ванні для промивання деталей після гальванічного процесу нанесення захисного покриття

Для інших солей важких металів (Cr, Cu, та ін.) Характер зміни концентрацій практично не відрізняється. Змінюється тільки абсолютне значення концентрації солей важких металів, яке залежить від інтенсивності і технологічних особливостей процесів нанесення гальванічних покриттів [7].

Аналіз даних рис. 1 показує, що при обсязі ванни до 0,7 м3 і витраті води на установку очищення до 20 л / год концентрація нікелю в ванні не перевищувала 7 мг / л.

В результаті узагальнення експериментальних даних по динаміці зміни концентрації солей важких металів у ваннах для промивання деталей після нанесення гальванічних покриттів в замкнутій схемі водооборота, що включає установку очищення води, отримана номограмма (рис. 2) для визначення кратності циркуляції води в системі "ванна для промивання деталей - установка очистки ".

Знаючи середню періодичність промивання деталей у ванні, ефективність очищення води від солей важких металів в установці очищення, об'єм води у ванні (V) для заданого значення зниження концентрації солей важких металів у ванні в період між двома промивками деталі (Соi / Со), допомогою номограми (див. рис.2) досить просто визначити необхідний витрата води через установку очищення (v) [4, c. 161].

Ці дані індивідуальні для кожного технологічного процесу. Тому до розробки технічного рішення з очищення промивної води на гальванічних дільницях необхідно попередньо визначити динаміку зміни концентрації солей важких металів у ванні для промивки деталей.

На основі вищенаведеної оцінки системи "ванна для промивання деталей - установка очищення води" були відпрацьовані технологічні режими для локальної системи замкнутого водооборота ванни промивки деталей після хромування. Концентрація Cr + 6 у воді коливалася в межах від 10 до 120 мг / л. Втрати Cr + 6 з залишилася водою на поверхні деталі були мінімальні не більше 0,1 мг / м2 поверхні деталі [7].

Показники по використанню води і скидання забруднюючих речовин у водні об'єкти за 5 років представлені в таблиці 2. 1

Таблиця 2.1

 Показники

 Одиниці

 вимірювання 2006р 2007р 2008р 2009р 2010р

 Залізо тонн 1,7 1,6 2,8 2,1 2,7

 Цинк тонн 4,6 3,4 2,8 1,34 1,70

 Мідь тонн 1,4 2,25 9,2 4,72 3,89

 Нікель тонн 5,3 9,75 8,7 7,1 1,66

 Хром тонн 3,8 3,9 3,8 2,4 2,5

 Азот

 амонійний тонн 2,1 2,6 1,6 1,6 2,0

 Сульфати тонн 2,8 2,5 5,6 7,3 1,1

 Жири та олії тонн 3,6 3,9 2,8 3,4 3,7

 Хлориди тонн 2,06 2,33 3,47 1,80 3,27

 Кадмій тонн 7,7 2,08 0,01 0,241 0,01

 Зважені

 речовини тонн 3,4 0,34 0 2,7 0,71

2.2 Ефективність існуючих технологій очищення гальванічних стоків на Санкт - Петербурзькому заводі гальванічних виробів

Гальванічне виробництво не може функціонувати без очисних споруд, так як є одним з найбільш небезпечних джерел забруднення навколишнього середовища. Тому в собівартість продукції гальванічного виробництва обов'язково повинні включатися витрати на відведення рідких відходів, знешкодження стоків та розміщення твердих відходів, серед яких найбільшими є витрати на знешкодження стоків і зокрема очистку стічних вод. Ці витрати визначаються вартістю очисного обладнання та його обслуговування, а також вартістю витратних матеріалів. Тобто спосіб очищення стоків, і тип очисного обладнання в значній мірі впливають на собівартість продукції.

У зв'язку з цим має велике значення вибір очисного обладнання, задовільного як по продуктивності і ефективності очищення, так і за капітальними і експлуатаційними витратами [4, c. 147].

Обсяг і склад стічних вод можуть змінюватися в широких інтервалах тільки слідом за змінами в таких же інтервалах витрати води на промивку. У свою чергу витрата води гнучко змінюватися може тільки за допомогою заходів скорочення водоспоживання, які застосовні до діючого устаткування без його реконструкції. До таких заходів належать зміна послідовності операцій промивки, багаторазове використання промивної води і використання ванн уловлювання [9].

Зміна послідовності промивних операцій дозволяє скоротити витрату води на промивку після окремих технологічних операцій на 30-3900 л / м2; багаторазове використання промивної води в лінії нанесення покриттів - на 300-2000 л / м2, а в лінії обробки алюмінію - на 1000-1700 л / м2; використання ванн уловлювання дозволяє в 2 рази знизити забрудненість стічних вод і отримувати висококонцентровані промивні води невеликих обсягів. В цілому з гальванічного цеху без його реконструкції витрата води може бути змінений в кілька разів.

Крім скорочення витрат води і, отже, обсягів та кількісного складу стічних вод у чинному гальванічному цеху можливі ряд заходів щодо зміни технологій гальванопроизводства. До таких заходів належать заміна токсичних компонентів та електролітів на менш токсичні (ціаністих електролітів на бесціаністие, з'єднань шестивалентного хрому на з'єднання тривалентного хрому, біологічно жорстких ПАР на біологічно м'які і т.п.), а також заміна компонентів, що заважають очищенню та (або) важко піддаються очищенню (аміакати, пірофосфати, цитрати, ацетати, трілонати, тартрати та ін.). Ці заходи дозволяють не тільки змінити якісний склад стічних вод, а й навіть ліквідувати освіту окремих видів стоків (ціаністих, хромсодержащих), що в свою чергу різко змінює вимоги до очисних обладнанню та істотно розширює його вибір.

Замість існуючої станції нейтралізації було запропоновано 24 схеми очищення стічних вод розглянутого цеху, найкращі з яких дозволяють до 74% промивної води укласти в водооборот і організувати замкнутий оборот іонів Zn2 +, Ni2 +, Sn2 + і Cr6 + [7].

Досягти дотримання вимог ГДК до очищеної води можна не тільки за рахунок зміни водоспоживання та вдосконалення технологій гальванопроизводства, але і змінюючи водовідведення. Це можна проілюструвати на конкретному прикладі гальванічного цеху, в якому проводяться 5 технологічних процесів різної продуктивності (F, м2 / год) і з різними схемами промивок: в лінії Niмат - Cuбл -Niбл -Сr після ванн, що містять електроліти з іонами важких металів, встановлені ванни уловлювання (У) і каскадні ванни промивки (2КП); в лініях цинкування і анодування алюмінію - каскадні ванни промивки (2КП); в лінії хімічного оксидування стали після основної ванни встановлені дві одинарні ванни промивки [4, c. 158].

У цьому цеху формуються хромсодержащих стоки об'ємом 1,5 м3 / год і кисло-лужні стоки 20 м3 / год, що містять іони міді, нікелю та цинку. Вони загальним потоком спрямовуються на очисні споруди, де знешкоджуються реагентним методом (рис. 3). В результаті цього утворюються недостатньо очищені стічні води, які не можна скидати в природні водойми - перевищення залишкової концентрації іонів важких металів над ГДК для водойм рибогосподарського призначення (ГДК риб.) Становить десятки разів [4, c. 156].

Рис. 3. Організація очищення загальних стоків реагентним методом

Але якщо виділити промивні води, що містять іони Cu2 +, Ni2 + і Zn2 +, і за допомогою того ж реагентного методу очистити ці води окремо, тоді після змішання їх з іншими кисло-лужними стоками в нейтралізаторі можна отримати очищену стічну воду, що задовольняє самим жорстким вимогам ГДК риб. (Рис. 4).

Рис.4. Організація очищення локальних стоків реагентним методом

Таким чином, змінюючи водоспоживання та водовідведення гальванічного виробництва можна змінити умови очищення стоків, що дозволяє адаптувати діючі технології гальванічного цеху до найкращих технологіям очищення або навіть за допомогою незадовільною очищення домогтися виконання жорстких вимог до очищеної води [8, c. 151].

3.Совершенствованіе технологій ефективності очищення гальванічних стоків на Санкт-петербурзькому заводі гальванічних покриттів

3.1 Напрями вдосконалення

Забруднення важкими металами активних мулів очисних споруд пов'язано з тим, що на гальванічних виробництвах підприємства міста проблема очищення гальванічних стоків не вирішена.

В даний час до 30% солей важких металів корисно витрачаються в технологічних процесах, велика частина солей важких металів надходить через систему міської каналізації на очисні споруди або скидається у відкриті водойми. До 2005 року більше 70% цехів підприємства вимагали вдосконалення технології гальванічних виробництв від створення нових виробництв на основі безвідходних і маловідходних технологій, до реконструкції діючих виробництв [10].

Удосконалення технології гальванічних виробництв включає наступні напрямки:

1. Заміна токсичних рецептур електролітів на менш токсичні або впровадження нових рецептур електролітів з пониженим вмістом солей важких металів. Так заміна ціаністих електролітів на бесціаністие, застосування солей тривалентного хрому для пасивації цинкових покриттів значно знизили скиди шкідливих речовин у навколишнє середовище від гальванічних виробництв підприємства міста, де ці технології були впроваджені.

2. Зниження водоспоживання на 50-70% шляхом реконструкції промивних пристроїв і більш раціонального використання води. Можливість зниження водоспоживання підтверджена в ряді проектів реконструкції гальванічних виробництв. При цьому передбачається повернення токсичних компонентів з промивних вод у виробництво за рахунок організації безстічної технології.

3. Заміна морально застарілого обладнання знежирення поверхонь перед нанесенням на них покриттів. Експлуатація застарілого обладнання знежирення поверхонь призводить до перенесення на поверхню оброблюваних деталей органічних забруднень, які скорочують термін служби розчинів в основних ваннах в 1.3-1.4 рази. Вітчизняні шляхи вирішення цієї проблеми дозволяють скоротити витрату хімікатів у 1.2-1.7 рази, води в 10-15 разів, електроенергії в 1.3-1.4 рази.

4. Впровадження прогресивних технологій, включаючи обладнання регенерації або знешкодження відходів. Для реалізації цих напрямків в 1995 році була розроблена "Програма природних заходів на гальванохімічних виробництвах підприємств Санкт-Петербурга в 1995-2000 рр. Для оздоровлення басейну Балтійського моря". Програма та положення даної програми можуть бути використані при підготовці проектних рішень підприємствами в Санкт-Петербурзі [6].

Уже близько десяти років вирішується в регіоні проблема переробки токсичних промислових відходів. Розпорядженням Уряду Ленінградської області від 14 липня 1995 року N 713-р було затверджено акт вибору майданчика під проектно-вишукувальні роботи для будівництва підприємства з переробки промислових токсичних відходів в районі селища Красний Бор Тосненського району загальною площею 20,4 гектара, в тому числі 13, 25 гектара з північної сторони існуючого полігону під будівництво підприємства і 7,15 гектара із західного боку для поховання перероблених відходів з подальшою прирізанням території в міру її використання [10].

У 1995 році на державну екологічну експертизу надійшло ТЕО створення виробництва з переробки та захоронення промислових відходів Санкт-Петербурга і Ленінградської області. Комплексна технологія з переробки промислових токсичних відходів органічного та неорганічного характеру та утилізації утворюються вторинних відходів розроблена РНЦ "Прикладна Хімія" з урахуванням власного та зарубіжного досвіду. В основу запропонованої технології переробки 100 тис.тонн відходів на рік закладені принципи мінімізації відходів і переведення їх у менш токсичні форми, що досягається:

для 70 тис.тонн органічних відходів - методом термічного знешкодження з подальшим очищенням димових газів;

для 30 тис.тонн неорганічних відходів - методом фізико-хімічної обробки різними реагентами і подальшої концентрацією [10].

3.2 Оцінка ефективності розвитку технологій очищення гальванічних стоків

Організація гальванічних виробництв, що відповідають вимогам екологічної безпеки, і сучасних очисних споруд з обов'язковим використанням засобів автоматизації та комп'ютеризації основних виробничих процесів дозволить вирішити екологічні проблеми з мінімальними витратами.

Важливим фактором у вирішенні цієї проблеми є спільна робота технологів основного виробництва та екологів вже на початковій стадії вибору технологічних рішень. Необхідно, щоб головним принципом організації виробництв було максимальне запобігання потрапляння забруднень на очисні споруди, так як економічно вигідніше запобігти забрудненню води, ніж потім очищати забруднену воду [3, c. 140].

Важливим моментом є використання схем, що дозволяють виключити або максимально знизити скидання таких компонентів, як кадмій, нікель, мідь, цинк, хром. Виключення або зниження вмісту важких металів в осаді дозволяє класифікувати їх як опади 3 - 4 класу небезпеки для навколишнього середовища, що знижує плату за їх захоронення. При посиленні вимог до накопичення та зберігання таких опадів, даний фактор істотно підвищує економічну ефективність реалізації технічних рішень при безсумнівному високому екологічному ефекті.

Прикладом ефективних рішень є використання локальних систем очищення стічних вод. Установка локальних систем очищення (випарні установки невеликої потужності, модулі С.С.Круглікова) дозволяє повернути не тільки воду на повторне використання, але дорогі компоненти технологічних розчинів. Але основне природоохоронне значення визначається винятком скидання в навколишнє середовище небезпечних важких металів [10].

На підприємстві г.С-Петербурга використання випарної установки продуктивністю 25л / год дозволяє виключити скидання на очисні споруди і повернути в технологічні ванни 1300кг / рік хромового ангідриду. Упарювання промивної води після нікелювання забезпечує повернення в технологічні ванни 890кг / рік сірчанокислого нікелю і 160кг / рік хлористого нікелю. Для зниження енерговитрат використовуються випарні установки з тепловим насосом, упаривание здійснюється при температурі 35-45 ° С. Перед подачею на упаривание промивна вода очищається на іонообмінних смолах, що виключає накопичення домішок в концентраті.

Використання локальних оборотних систем дозволило знизити кількість осаду, що утворюється при знешкодженні стоків на очисних спорудах, з ~ 23,5т / рік до ~ 16,5т / рік, і що особливо важливо знизити скидання важких металів.

Організація циркуляційних систем також дозволяє знизити або виключити потрапляння важких металів в гальваностоков.

Однак, необгрунтоване завищення продуктивності оборотних систем або неправильний вибір габаритів і типу обладнання для підготовки води оборотних систем навіть при наявності значного екологічного ефекту (зниження скидання забруднюючих компонентів) може призвести до негативного економічного ефекту за рахунок збільшення витрат на систему підготовки води.

Використання ліній, що відповідають вимогам екологічної безпеки, в яких питома витрата води на промивні операції 10-20л / кв. м дозволяє різко скоротити необхідні площі під очисні споруди. У деяких випадках очисні споруди розташовуються уздовж лінії, як на даному підприємстві г.С-Петербург (виробнича програма збільшена до 400мис.кв. / Рік, витрата води 1 куб.м / год, циркуляційна система 1,5 куб.м / год) [10].

Ефективність попереднього прорахунку кінцевих результатів для вибору оптимальних екологічних та економічних технічних рішень комплексу гальванічне виробництво - очисні споруди, зайвий раз підкреслює необхідність спільної роботи технологів і екологів.

Обгрунтовані технологічні рішення дозволяють проводити реконструкцію гальванічних виробництв, забезпечуючи максимальну етологічну ефективність без збільшення собівартості покриттів.

Висновок

Гальванічне виробництво характеризується широкою поширеністю, значною різноманітністю технологічних процесів, складів розчинів і електролітів, освітою досить токсичних відходів найрізноманітнішого складу. Основний набір електролітів і технологічних розчинів можна вважати сформованим і найближчим часом навряд чи слід очікувати радикальних змін в області створення електролітів, які викликали б різкий стрибок у розвитку гальванотехніки. З іншого боку, розвиток технології та обладнання для переробки відходів гальванічного виробництва в даний час здійснюється швидкими темпами.

Проте досі не створено універсального очисного обладнання, здатного знешкодити всю гаму (за складом і обсягом) гальванічних відходів. Тому намагаються застосовувати очисне обладнання зі значним запасом як по продуктивності, так і по універсальності, що вступає в протиріччя з економічними можливостями заводів. У сьогоднішніх умовах ринкової економіки (коли на перший план виходить не монотонність і ритмічність, а гнучкість виробництва, не виробництво будь-яку ціну, а отримання прибутку або просто виживання) вимога підвищення універсальності та продуктивності очисного обладнання ще більшою мірою посилюється.

Роздільне, а часом і незалежне один від одного розвиток прикладної гальванотехніки та охорони навколишнього середовища дуже часто призводить до виробничих конфліктів між фахівцями цих видів технологій, що ще більше посилює несприятливу екологічну обстановку. Головними завданнями гальваників є підвищення продуктивності процесів, зниження собівартості і досягнення необхідної якості продукції. У переважній кількості випадків рішення тільки цих завдань призводить до перевантаження і зниження ефективності роботи очисних споруд, до зростання плати за забруднення навколишнього середовища і в кінцевому підсумку до підвищення собівартості продукції.

У переважній кількості випадків рішення тільки технічних завдань (підвищення продуктивності процесів, зниження собівартості і досягнення необхідної якості продукції) призводить до перевантаження та зниження ефективності роботи очисних споруд.

Досягнення сталого розвитку можливо лише шляхом переорієнтації промислових процесів виробництва товарів і послуг на нові моделі, які будуть сприяти зниженню навантаження на навколишнє середовище і підвищення ефективності промислового виробництва. Необхідно впровадження екологічно чистих технологій, що забезпечують створення безпечних для навколишнього середовища виробництв, що запобігають забрудненню природи і забезпечують більш ефективне використання сировини.

Для зниження екологічної небезпеки гальванічного виробництва необхідно замінити найбільш токсичні електроліти. Найбільш гостро стоїть проблема заміни електролітів хромування на основі сполук шестивалентного хрому. Її невирішеність зажадала розробки електролітів хромування на основі сполук тривалентного хрому, які дозволили б хоча б в деяких випадках замінити електроліти на основі сполук шестивалентного хрому.

Безсистемність і нерегулярність зміни технологічних розчинів, а також їх висока екологічна небезпека зажадала вдосконалення та спрощення методик очистки електролітів від забруднень, визначення терміну служби технологічних розчинів і розробки шляхів рекуперації відпрацьованих розчинів, що містять однотипні компоненти.

Поставлені завдання знаходяться в різному ступені готовності, спрямовані на дозвіл незалежних один від одного проблем, вимагають для свого рішення застосування різноманітних підходів. Але, незважаючи на різнорідність поставлених завдань, їх рішення спрямоване на досягнення єдиної мети - розробку технології створення екологічно безпечного гальванічного виробництва.

Екологічно безпечне виробництво при мінімальному обсязі відходів і запобігання забруднення - єдиний шлях до подолання суперечностей між такими процесами, як економічний розвиток і захист довкілля.

Список використаних джерел

1. Бучило Е. Очищення стічних вод травильних і гальванічних відділень. -М .: Металургія, 1974. с. 9-11.

2. Вансовская К.М. Гальванічні покриття. -Л .: Машинобудування, 1984.

с. 148

3. Виноградов С.С. Екологічно безпечне гальванічне виробництво. / За редакцією проф. В.Н. Кудрявцева.- Изд. 2-е, перероб. і доп .; Глобус. М., - 2002. - с.135 -148.

4. Виноградов С.С. Організація гальванічного виробництва. Обладнання, розрахунок виробництва, нормування. / За редакцією проф. В.Н. Кудрявцева .; Глобус. М. - 2002. - с.145-165.

5. Каднер Л.І. Довідник з гальваностегії. - Київ .: Техніка, 1976. с. 25-32.

6. Лекція на 5 сесії Міжнародної школи підвищення кваліфікації 11-16 жовтня 1999 року в НІФХІ ім. Л.Я. Карпова

7. Окулов В.В. Екологічні, технологічні та економічні аспекти заміни шестивалентного розчинів хроматування (пассивирования). / Http://www.galvanotehnika.info/pr_m.php?page=1

8. Плеханов І.Ф. Розрахунок і конструювання пристроїв для нанесення гальванічних покриттів. - М .: Машинобудування, 1988. с. 151.

9. Сайт Санкт - Петербурзького заводу гальванічних покриттів №1. http://www.zgp1.ru/documents/contact_request.html

10. Сайт Російського хіміко-технологічного університету ім. Д.І. Менделєєва Технопарк. Очищення / Карта сайту / Гальванічне встаткування. http://enviropark.ru/course/category.php?id=5

11. Сайт компанії ТОВ «Гальсар». Очищення гальванічних стоків / Гальванічні стоки. http://www.galsar.ru/ob/sewage-treatment

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка