Оценка эффективности технологий очистки гальванических стоков на Санкт-Петербургском заводе гальванических покрытий (стр. 4 из 6)

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

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

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

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

Таблица 2.1

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

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

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

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

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

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

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

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

Достичь соблюдение требований ПДК к очищенной воде можно не только за счёт изменения водопотребления и совершенствования технологий гальванопроизводства, но и изменяя водоотведение. Это можно проиллюстрировать на конкретном примере гальванического цеха, в котором проводятся 5 технологических процессов различной производительности (F, м2/ч) и с различными схемами промывок: в линии Niмат – Cuбл –Niбл –Сr после ванн, содержащих электролиты с ионами тяжёлых металлов, установлены ванны улавливания (У) и каскадные ванны промывки (2КП); в линиях цинкования и анодирования алюминия – каскадные ванны промывки (2КП); в линии химического оксидирования стали после основной ванны установлены две одинарные ванны промывки [4, c. 158].

В этом цехе формируются хромсодержащие стоки объёмом 1,5 м3/ч и кисло-щелочные стоки 20 м3/ч, содержащие ионы меди, никеля и цинка. Они общим потоком направляются на очистные сооружения, где обезвреживаются реагентным методом (рис. 3). В результате этого образуются недостаточно очищенные сточные воды, которые нельзя сбрасывать в природные водоёмы – превышение остаточной концентрации ионов тяжёлых металлов над ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения (ПДК рыб.) составляет десятки раз [4, c. 156].

Рис. 3. Организация очистки общих стоков реагентным методом

Но если выделить промывные воды, содержащие ионы Cu2+, Ni2+ и Zn2+, и с помощью того же реагентного метода очистить эти воды по отдельности, тогда после смешения их с остальными кисло-щелочными стоками в нейтрализаторе можно получить очищенную сточную воду, удовлетворяющую самым жёстким требованиям ПДК рыб. (рис. 4).

Рис.4. Организация очистки локальных стоков реагентным методом

Таким образом, изменяя водопотребление и водоотведение гальванического производства можно изменить условия очистки стоков, что позволяет адаптировать действующие технологии гальванического цеха к наилучшим технологиям очистки или даже с помощью неудовлетворительной очистки добиться выполнения жёстких требований к очищенной воде [8, c. 151].

3.Совершенствование технологий эффективности очистки гальванических стоков на Санкт-петербургском заводе гальванических покрытий

3.1 Направления совершенствования

Загрязнение тяжелыми металлами активных илов очистных сооружений связано с тем, что на гальванических производствах предприятия города проблема очистки гальванических стоков не решена.

В настоящее время до 30% солей тяжелых металлов полезно расходуются в технологических процессах, большая часть солей тяжелых металлов поступает через систему городской канализации на очистные сооружения или сбрасывается в открытые водоемы. К 2005 году более 70% цехов предприятия требовали совершенствования технологии гальванических производств от создания новых производств на основе безотходных и малоотходных технологий, до реконструкции действующих производств [10].

Совершенствование технологии гальванических производств включает следующие направления:

1. Замена токсичных рецептур электролитов на менее токсичные или внедрение новых рецептур электролитов с пониженным содержанием солей тяжелых металлов. Так замена цианистых электролитов на бесцианистые, применение солей трехвалентного хрома для пассивации цинковых покрытий значительно снизили сбросы вредных веществ в окружающую среду от гальванических производств предприятия города, где эти технологии были внедрены.

2. Снижение водопотребления на 50-70% путем реконструкции промывочных устройств и более рационального использования воды. Возможность снижения водопотребления подтверждена в ряде проектов реконструкции гальванических производств. При этом предусматривается возврат токсичных компонентов из промывочных вод в производство за счет организации бессточной технологии.

3. Замена морально устаревшего оборудования обезжиривания поверхностей перед нанесением на них покрытий. Эксплуатация устаревшего оборудования обезжиривания поверхностей приводит к переносу на поверхность обрабатываемых деталей органических загрязнений, которые сокращают срок службы растворов в основных ваннах в 1.3-1.4 раза. Отечественные пути решения этой проблемы позволяют сократить расход химикатов в 1.2-1.7 раза, воды в 10-15 раз, электроэнергии в 1.3-1.4 раза.