Автоматические системы управления химико-технологическими процессами (стр. 17 из 24)

- организация систем очистки сточных вод, в первую очередь с использованием таких средств и методов, которые образуют отходы, годные либо для утилизации, либо для выделения из них ценных компонентов;

- внедрение средств и методов переработки не регенерируемых отработанных технологических растворов и твердых отходов (шламов) с выделением ценных компонентов, пригодных для утилизации, или образованием нетоксичных продуктов, годных для захоронения;

- внедрение средств и методов контроля технологических параметров обработки отходов, а также контроля за предельно допустимыми величинами сбросов и выбросов;

- снижение металлоемкости, энергоемкости и водоемкости [19].

7.1 Характеристика вредных веществ, используемых в цехе

Таблица 14

Вредные химические вещества в отделении цинкования и хромирования

Вредные вещества	ПДК мг/л	Класс опасности	Действие на окружающую среду
1	2	3	4
Цинк и его соединения	1,0	III	Цинк и его соединения малотоксичны для людей и теплокровных животных при поступлении в организм с пищей и питьевой водой. Для рыб цинк во много раз токсичнее, чем для людей, его вредное действие проявляется намного раньше, чем изменяются органолептические свойства воды.
Уротропин	0,5	II	Придаёт воде: запах в 1 балл в концентрации 1000 мг/л; привкус в 1 балл – в концентрации 60 мг/л, 2 балла – 130 мг/л.

продолжение таблицы 14

Соединения аммония	0,5	II	Оказывает местное раздражающее действие на кожу. Доза 1 мг/кг массы ил концентрация 20 мг/л воды вызывает у теплокровных животных дегенеративные изменения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.
Фосфаты	2,5	III	Увеличивается рост водорослей в водоемах, продуктивность рыб возрастает в 4 раза. Токсичная концентрация для рыб 3,6 мг/л. Необходимы для питания микрофлоры очистительных сооружений канализации (90 – 150 частей БПК₅)
Хром и его соединения	0,001	I	Соединения хрома (VI) оказывают на организм общетоксическое, раздражающее, кумулятивное, аллергенное, канцерогенное и мутагенное действие. Губительно действуют на флору и фауну водоёмов и тем самым тормозят процессы самоочищения.

7.2 Экологическая опасность растворов и электролитов

Во-первых, опасность представляет не сам факт наличия в растворе токсичного вещества, а его концентрация. Например, вода, содержащая цианид в количестве менее 0,03 мг/л, не представляет опасности, несмотря на то, что в ней содержится вещество 2-го класса опасности.

Во-вторых, экологическая опасность определяет степень воздействия раствора на окружающую среду и, в частности, на водоёмы рыбохозяйственного назначения как самые чувствительные к загрязнениям природные объёкты.

Экологическая опасность растворов, являясь составной частью экологического критерия, позволяет определить направление снижения экологической опасности гальванического производства либо за счёт замены (в технически обоснованных случаях) экологически опасных растворов или отдельных компонентов не менее опасные, либо за счёт замены химических соединений, трудно подвергающихся обезвреживанию, на легко обезвреживаемые вещества.

Для определения реальной экологической опасности технологических растворов необходимо учесть кратность разбавления промывными и сточными водами, степень очистки, возможность регенерации, утилизации и надёжности захоронения технологических растворов или его компонентов.

Экологическая опасность электролитов цинкования определяется главным образом концентрацией ионов цинка: в аммиакатных электролитах доля цинка в экологической опасности электролита составляет до 100%, а в цианистых электролитах – до 75%. Поэтому при выборе того или иного электролита при прочих равных условиях следует по возможности избегать наличия в электролитах таких добавок, как ацетаты (их доля в экологической опасности растворов составляет до 65 %).

В противовес общепринятому мнению о высокой экологической опасности электролитов хромирования на основании опытных данных видно, что по экологической опасности они не отличаются от электролитов цинкования. Мало того, в сточных водах гальванического производства, прошедших очистку, обычно не наблюдается превышение концентрации шестивалентного хрома над его ПДК.

Таким образом, технология хромирования совместно с технологией обезвреживания шестивалентного хрома в силу разных причин не отличается особой экологической опасностью по сравнению с другими технологиями обработки поверхности.

7.3 Расчет состава и объема сточных вод

Для расчёта объёма разбавленных сточных вод используем данные по расчёту расхода воды на промывные операции.

Линия цинкования:

После операции электрохимического обезжиривания устанавливаем ванну теплой промывки и ванну холодной промывки.

После ванны травления - двухкаскадную ванну холодной промывки.

После ванны цинкования – ванну улавливания и двухкаскадную ванну холодной промывки.

После ванны пассивирования одинарную ванну теплой промывки и двухкаскадную ванну холодной промывки.

Линия хромирования:

После ванны травления - двухкаскадную ванну холодной промывки.

После ванны хромирования – ванну улавливания и двухкаскадную ванну холодной промывки и ванну теплой промывки.

Таблица 15

Расход воды на промывку и состав сточных вод

Наименование оборудования	Количество ванн	Промывочная поверхность, м²/ч	Удельный вынос раствора, л/м²	Критерий промывки	Расход воды, л/ч			Годовой расход воды, м³	Характер сточных вод
					на ванну	общий
Линия цинкования
1.Электрохим. обезжиривание	2	19,19	0,6	37,5	70,5		141	1113,3	кисло-щелочной
2. Травление	1		0,4	4000	486		486	3837,5
3. Цинкование	1		0,6	6000	564		564	4453,4
4. Осветление - пассивирование	2		0,4	50	28,5		57	450,1	хромсодержащий
Итого:	1149		1248	9854,3
Линия хромирования
1.Электрохим. обезжиривание	2	5,12	0,3	37,5	5		10	79,0	кисло-щелочной
2. Травление	1		0,2	4000	65		65	513,2
3. Хромирование	2		0,3	16000	28,5		57	450,1	хромсодержащий
Итого:	98,5		132	1042,3

Суммарный расход воды:

Цинкование – 1191 л/ч кисло-щелочных стоков,

57 л/ч хромосодержащих стоков,

Хромирование – 75 л/ч кисло-щелочных стоков,

57 л/ч хромосодержащих стоков.

Годовой расход:

Цинкование – 9404,2 м³ кисло-щелочных стоков,

450,1 м³ хромосодержащих стоков,

Хромирование – 592,2 м³ кисло-щелочных стоков,

450,1 м³ хромосодержащих стоков.

Таблица 16

Максимальный унос загрязнений в стоки и их концентрация

Наименование операции	Наименование компонента	Максимальный унос загрязнений в стоки, г/л	Максимальная концентрация загрязнений в стоках, г/л
Наименование операции	Наименование компонента	*т =* q · F · c₀ или *т = 0,4 ·* q · F · c₀
Линия цинкования
Кисло-щелочные стоки, Q = 1191 л/ч
Электро-химическое обезжиривание	Na₃PO₄	0,6 · 19,19 · 30 = 345,42	0,290
Электро-химическое обезжиривание	Na₂CO₃	0,6 · 19,19 · 25 = 287,85	0,242
Травление	НCl	0,4 · 19,19 · 200 = 1535,2	1,289
Травление	Уротропин	0,4 · 19,19 · 45 = 345,42	0,290
Цинкование	ZnO	0,4 · 0,6 · 19,19 · 55 = 253,31	0,213
	NH₄Cl	0,4 · 0,6 · 19,19 · 250 = 1151,4	0,967
	NH₃	0,4 · 0,6 · 19,19 · 2,5 = 11,52	0,010
	Уротропин	0,4 · 0,6 · 19,19 · 60 = 276,34	0,232
	Клей столярный	0,4 · 0,6 · 19,19 · 3 = 13,82	0,012
	в т.ч. Zn ²⁺	44,19	0,037
Хромосодержащие стоки, Q = 57 л/ч
Пассивирование	СгO₃	0,4 · 19,19 · 5 = 38,38	0,673
	Na₂Cr₂O₇	0,4 · 19,19 · 30 = 230,28	4,035
	HNO₃	0,4 · 19,19 · 5 = 38,38	0,673
	Na₂SO₄	0,4 · 19,19 · 10 = 76,76	1,347

продолжение таблицы 16