169318 (625318), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В США разработана конструкция электролизера для извлечения тяжелых металлов, в котором однородный поток мельчайших пузырьков воздуха, направленный перпендикулярно поверхности катода, разрушает примыкающий к катоду диффузный слой электролита. Это резко улучшает массообмен в электролите и повышает выход по току. Также в США широко используется электролизер, оборудованный биполярными электродами из углеродистой стали. Расход электроэнергии составляет 10 кВт на 1 кг тяжелых металлов. При содержании тяжелых металлов более 50 мг/л электрохимическая обработка осуществляется в несколько стадий. Концентрация вредных примесей тяжелых металлов после очистки не превышает по каждому из них 0.05 мг/л.

Существуют также электролитические методы, к которым относится метод гальванокоагуляции.

Методы мембранного разделения, используемые в технологии выделения цветных металлов из сточных вод гальванопроизводства, условно делятся на микрофильтрацию, ультрафильтрацию, обратный осмос, испарение через мембраны, диализ, электродиализ. Наибольшие успехи в отношении эффективности и технологичности выделения цветных металлов достигнуты при использовании обратного осмоса, ультрафильтрации и электродиализа.

Обратным осмосом и ультрафильтрацией называют процессы фильтрования растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающем осмотическое давление. Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества. При обратном осмосе выделяются частицы (молекулы, гидратированные ионы), размеры которых не превышают размеров молекул растворителя. При ультрафильтрации размер отдельных частиц на порядок больше.

Изготавливаемые установки типа УГОС, УРЖ (НИИТОП, Нижний Новго-род); УСОВО-2.5-001 (ПО «Точрадиомаш», Майкоп); ДРКИ (СБНПО-Биотехмаш, Москва); УМГ (АО «Мембраны», Владимир) сложны при эксплуатации, используются в редких случаях.

Электродиализ - это метод, основанный на избирательном переносе ионов через перегородки, изготовленные из ионитов (мембраны) под действием электрического тока. Обычно используют пакеты из чередующихся анионо- и катионообменных мембран. Ионообменные мембраны проницаемы только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных ионов.

Несмотря на очевидные теоретические преимущества, эти методы пока не получили широкого распространения в отечественной гальванотехнике. Основной причиной этого является высокая капиталоемкость, а также то, что выпускаемые серийно электродиализаторы имеют большое межмембранное расстояние (2 мм), что ведет к увеличению их размеров, росту омических потерь, а также снижению удельной производительности аппаратов. Изготавливаемые установки типа ЭДУ, ЭХО и другие предназначены для обессоливания природных вод. Для гальваностоков случаи внедрения единичны. Разработчики: ЦНТИ, ВНИИХТ, НКТБ “Импульс” и др.

Сорбционные методы являются наиболее распространенными для выделения хрома из сточных вод гальванопроизводства. Их можно условно поделить на три разновидности:

Сорбция на активированном угле (адсорбционный обмен);

Сорбция на ионитах (ионный обмен);

Комбинированный метод.

Адсорбционный метод является одним из эффективных методов извлечения цветных металлов из сточных вод гальванопроизводства. В качестве сорбентов используются активированные угли, синтетические сорбенты, отходы производства (зола, шлаки, опилки и др.).

1. Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Л.: Химия 2007.

1.3 Способы и аппараты для очистки сточных вод

Универсального метода очистки загрязненных промышленных сточных вод, который отвечал бы всем современным требованиям, пока еще нет. Все известные способы очистки сточных вод подразделяют на следующие группы: механические, химические, физико-химические, термические, биологические (биохимические). Механические методы используются в основном как предварительные. Они предназначены для отделения от воды нерастворимых примесей различной крупности. Для этих целей используется следующее оборудование: решетки, барабанные сетки, фильтры, песколовки, отстойники, нефтеловушки, смоложиромаслоуловители (рисунок 1-2).

а б

Рисунок 1 – Отстойник: ) многоярусный; б) тарельчатый

Отстойники являются основными сооружениями механической очистки сточных вод, используемыми для удаления оседающих или всплывающих грубодисперсных примесей. Для удаления указанных выше примесей используют также отстойные пруды.

Рисунок 2 - Отстойник осветлитель: камера флокуляции, отстойная зона, лоток для сбора осветленной воды, центральная труба, лоток для отвода плавающих веществ, трубопровод для удаления осадка

Если примесь легче воды, то ее удаляют с поверхности воды, а отстойники называют ловушками.

В настоящее время для механической очистки сточных вод применяются гидроциклоны, требующие значительно меньших площадей. Сточные воды после механической очистки в зависимости от состава и предъявляемых к ним требований направляют на химическую, физико-химическую или биологическую очистку.

Химическую очистку применяют в тех случаях, когда выделение загрязнений возможно только в результате химической реакции между примесью и реагентом с образованием новых веществ, которые легко удалить из сточной воды. Для такой очистки используют реакции окисления, нейтрализации, перевод вредных примесей в безвредные, обезвреживание методом хлорирования и др. Химические методы требуют большого расхода реагентов. Кроме того, образующиеся в результате реакции вещества необходимо удалять из сточных вод и обрабатывать. Широкое применение нашла нейтрализация сточных вод для удаления из них кислот, щелочей, а также солей металлов.

Физико-химические методы очистки подразделяются на реагентные и безреагентные. К реагентным относятся методы, при которых для осаждения и выделения соединений из стоков применяются специальные вещества - коагулянты (соли алюминия и железа, аммиачная вода и др.) и флокулянты (полиакриламид, синтетические полимеры, природные полимеры, неорганические вещества, например активная кремниевая кислота).

Очистка сточных вод реагентным способом включает несколько стадий: приготовление и дозирование реагентов, смешение их с водой, хлопьеобразование, отделение хлопьевидных примесей от воды.

К безреагентным методам относятся: сорбционные, электрохимические, радиационные и др. При этих методах выделение или разложение вредных компонентов протекает без введения в реакционную систему дополнительных химических соединений. Тем не менее, осуществление процесса требует подвода дополнительной энергии извне и использования нейтральных веществ в качестве сорбентов, которые при регенерации дают вторичное загрязнение в виде шлама.

К электрохимическим методам очистки относятся ионный обмен, электролиз и др. Ионный обмен - это обратимая химическая реакция между твердым веществом (ионитом) и раствором электролита. Иониты (ионообменники) представляют собой твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы с ионами внешней среды. Наиболее широкое применение нашли синтетические ионообменные смолы, цеолиты (алюмосиликаты), гидроксиды и соли поливалентных металлов. Ионный обмен является одним из основных способов обессоливания, опреснения и умягчения воды; им можно достичь любой степени очистки, утилизировать компоненты, от которых производится очистка. При очистке сточные воды проходят через ионитовые фильтры, заполненные ионообменной смолой, цеолитами и др.

В последние годы широкое применение нашли мембранные процессы очистки сточных вод (ультрафильтрация, обратный осмос, микрофильтрация, извлечение через мембраны, диализ, электродиализ). Мембраны изготавливают из ацетатов целлюлозы, полиамида, фторопласта, поликарбоната, поливинилхлорида и других полимеров, стекла, графита, оксидов металла.

Ультрафильтрация характеризуется большими скоростями движения разделяемой жидкости. При повышении давления и уменьшении скорости движения разделяемой жидкости наступает обратный осмос. При обратноосмотическом процессе мембраны могут задерживать практически все растворимые вещества и взвести минерального и органического характера (в том числе микробы, бактерии, вирусы, споры грибков и др.).

Мембранные процессы разделения жидкостей, смесей, деминерализации воды, разделения и концентрирования сточных вод являются наиболее эффективными в экологическом отношении, так как позволяют извлекать из сточных вод ценные вещества, повторно использовать воду, регенерировать отработанные растворы.

Биохимический (биологический) метод применяется для очистки воды от многих растворимых органических веществ, ионов тяжелых металлов (например, от ионов хрома с помощью бактерий, которые назвали дехроматиканс) и некоторых неорганических веществ (сероводорода, аммиака, нитритов и др.). Процесс основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания. Контактируя с органическими веществами, микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода и другие вещества. Другая часть органических веществ идет на образование биомассы.

Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробный метод основан на использовании аэробных микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходимы постоянный приток кислорода и температура 20-40 °С.

2 Анализ экологической безопасности на предприятии ООО «Спецсталь конструкция»

Основная продукция ООО «Спецсталь конструкция»– стальная проволока, стальные канаты, металлокорда, товары народного потребления.

Технологический процесс производства проволоки включает термообработку, подготовку поверхности металла к дальнейшей обработке методом кислотного травления, нанесения горячих и гальванических покрытий. В травильных отделениях для травления применяется серная кислота. Для уменьшения выделений серной кислоты применяются присадки.

Основным технологическими процессами, связанными с потреблением воды на предприятии является:

Подготовка поверхности металла к волочению в садочных отделениях;

Термическая обработка с подготовкой поверхности металла к волочению в протяжных агрегатах;

Нанесение горячих и гальванических покрытий;

Обработка металла методом холодной деформации (волочение проволоки).

Подготовка поверхности металла к волочению в садочных травильных агрегатах заключается в полном удалении окалины и окислов с поверхности катанки, проволоки и нанесение на нее буры, извести, создающих смазочный слой в процессе ее волочения. В цехах для травления используется серная кислота и незначительно соляная кислота. Вода используется для промывки металла после травления. Сточные воды, образующиеся в травильных отделениях, являются химически загрязненными. Эти сточные воды делятся на промывные и отработанные травильные растворы.

Промывные сточные воды содержат 0,5-1,0 г/л серной кислоты и 0,8-5,0 г/л сульфата железа.

Стоки ванн травления с содержанием серной кислоты до 5 г/л сливаются в кислотную канализацию. Из некоторых ванн, в которых содержание железного купороса достаточно для производства и варки товарного железного купороса поступают на имеющуюся на территории предприятия купоросную установку. Кроме этого, вода используется на мокрую очистку воздуха, отсасываемого из ванн с серной кислотой и омеднения перед выбросом в атмосферу.

Вода используется на охлаждение оборудования, промывки металла, приготовление растворов. Сточные воды после охлаждения оборудования являются условно чистыми, а после промывки металла в травильных отделениях – химически загрязненными (поступают на станцию нейтрализации проектной производительности 6658 тыс. м/год). Очистка производится путем нейтрализации серной кислоты и сернокислого железа известковым молоком.

2.1 Система водоснабжения завода

Характеризуя существующую схему водоснабжения ООО «Спецсталь конструкция» можно выделить следующие основные раздельные системы водоснабжения:

• производственно-противопожарный водопровод;

• оборотная система условно-чистых вод №1;

• оборотная система условно-чистых вод №2;

• местная оборотная система условночистых вод для компрессорной станции;

• оборотная система с нейтрализацией и очисткой кислотных (промывных) вод;

• хозяйственно-питьевой водопровод;

Приведем краткую характеристику перечисленных систем водоснабжения.

Источником производственного водоснабжения завода является вода из Зуевского водохранилища, получаемая из сетей райуправления ПО "Вторчермет". Подача воды осуществляется от насосной станции 1 подъема и от напорных водопроводов ПО " Вторчермет ". Свежая вода поступает в брызгальный бассейн и резервуар запаса воды, из которых насосами 2 подъема подается на производственные и противопожарные нужды завода. Противопожарный запас воды хранится в брызгальном бассейне. Разводящая сеть кольцевая, оборудована пожарными гидрантами. Оборотная система условно-чистых вод обслуживает цеха СПЦ-1, СПЦ-2, металлопокрытий. Система состоит из насосной станции, брызгального бассейна и разводящей сети. Насосы оборотного водоснабжения находятся в здании насосной станции 2 подъема. Производительность системы 450 м./час. В настоящее время брызгальный бассейн как охладитель не работает, а выполняет функции запасного резервуара.

Оборотная система условно-чистых вод № 2 обслуживает СПЦ-3, СПЦ-4, ЦМК. Состав сооружений:

градирня трехсекционная, вентиляторная с площадью сечения 12 х 12 м;

насосная станция, подающая воду на градирню;

насосная станция, подающая охлажденную воду в сеть, проектной производительностью 1000 м./час, фактически около 500 м;

резервуар запаса свежей производственной воды емкостью 6000 м.

Местная оборотная система условно-чистых вод компрессорной станции состоит из насосной станции, размещенной в помещении компрессорной, двухсекционной, вентиляторной градирни с площадью секции 16 м. и циркуляционной сети. Производительность системы 60 м./час.

2.2 Альтернативные варианты проектируемой деятельности

Одним из вариантов очистки гальваностоков является мембранная технология. Это экологически безопасная переработка стоков гальванических производств с получением концентратов солей, пригодных для повторного использования. Описание разработки следующее: с помощью специально организованного процесса электродиализа из смешанных промывных вод гальванических производств выделяются концентраты солей тяжелых металлов. Достигнутая селективность разделения солей цинка, меди и никеля - 80%. Полученные и планируемые результаты позволят создать промышленную технологию разделения смешанных гальваностоков на индивидуальные компоненты с возвратом их в гальваническое производство, что обеспечит его экологическую чистоту.

Характеристики

Список файлов курсовой работы