Разработка систем замкнутого водоснабжения на различных химических производствах

При запуске линии в эксплуатацию в ваннах обезжиривания и никелирования количество испаряющейся воды явно превышало потребность воды на промывку, что влекло за собой лишний расход электроэнергии на поддержание температуры в ваннах и получение дистиллированной воды. Для оптимизации баланса в ванны никелирования и обезжиривания потребовалось установить поплавки и снизить температуру ванны обезжир

ивания до 45 °С. Испарение и расход воды на промывку деталей на всей линии можно снизить до 35 — 40 л в смену (8 ч).

Расход дистиллированной воды на промывку практически не зависит от площади поверхности промываемых деталей. Определяющими факторами являются температура ванны, площадь ее зеркала, режим движения воздуха над зеркалом ванны.

Значительно сложнее осуществлять бессточную промывку в холодных ваннах. Промывка после травления в соляной и серной кислотами не вызывает больших затруднений, так как попадание в рабочую ванну небольших количеств кислот при правильном их выборе не нарушает работы ванны нанесения покрытия.

При цинковании требуется установить дополнительную (третью) ванну-уловитель и оснастить ванны-уловители барботерами сжатого воздуха не столько для интенсификации процесса промывки, сколько для увеличения испарения воды.

При невозможности барботажа технологического раствора воздухом для получения баланса по воде можно использовать периодическую упарку. Для этого целесообразно применять вакуум-выпарную установку.

Расчеты, проверенные практикой, показали целесообразность уменьшения объемов воды для душирования и объемов ванн-уловителей. При температуре сред выше 40 °С достаточно иметь две ванны-уловителя, а для холодных сред нужно три ванны, что позволяет успешно применять новый способ бессточной промывки не только в новых гальванических установках, но и при реконструкции старых.

После ликвидации промывных вод, т.е. 95 % объема стока, остальные жидкие отходы гальванического производства можно получать в удобном для регенерации виде.

Внедрение комплекса описанных мероприятий позволит организовать гальваническое производство без использования очистных сооружений и даже без использования промышленной канализации, что полностью окупит затраты на реконструкцию. Экономический эффект также достигается за счет снижения платы за потребление и сброс воды, отсутствия затрат на расходные материалы для очистных сооружений и реагенты для приготовления новых электролитов.

2.4 Повторное использование воды при производстве аккумуляторных батарей

Создание системы повторного использования воды является одним из этапов экологического и рационального подхода к сохранению водных ресурсов страны. Решение указанной проблемы позволяет сократить потребление природных вод и резко снизить загрязненность токсичными примесями. [А.П. Мураков, Е.Н. Гребенников. Повторное использование воды при производстве аккумуляторных батарей Экология и промышленность России, октябрь 2000 г]

При создании системы повторного водоснабжения на конкретном предприятии необходим предварительный анализ потребителей воды, источников загрязнений, природы и концентрации примесей в стоках, образующихся после каждой операции, а также технологических требований к очищенной воде. Такой анализ дает возможность выявить точки излишнего водопотребления, разделения потоков, а также несовершенство технологических процессов.

Отдельным вопросом разработки является выбор оптимального способа очистки стоков с целью максимального удаления токсичных примесей, характерных именно для рассматриваемого загрязняющего источника.

В настоящее время производства аккумуляторных батарей стоят перед необходимостью решения по крайней мере двух эколого-технических задач:

• очистки сточных вод;

• переработки использованных батарей с целью выделения из лома соединений свинца.

При решении первой задачи обычно используют методы осаждения и сорбции с применением в качестве реагентов веществ, образующих труднорастворимые соли свинца. Вторая задача решается с помощью пиро- или гидрометаллургических приемов.

Анализ работы завода по производству свинцовых аккумуляторных батарей, а также предварительные проектные и технико-экономические обоснования показали, что производственные стоки представляют собой периодические и непрерывные сбросы в виде технических растворов и промывных вод, поступающих со следующих технологических участков: литейного, мельничного, разрубочного, пастонамазочного, формировочного, приготовления электролита, испытания преобразователей зарядки электрокар, склада серной кислоты, а также смыв с полов.

Объем производственных стоков составил 97 м3/сут.

Анализ состава стоков с каждого участка показал, что в соответствии с профилем производства имеет место узкий качественный спектр загрязняющих примесей, состоящий в основном из взвеси оксида и сульфата свинца, микропримесей некоторых других тяжелых металлов, масел и органических веществ. Содержание серной кислоты колеблется от 0,1 до 5 г/л.

В результате проведенных исследований была разработана технология очистки свинецсодержащих сточных вод, включающая два узла очистки — нейтрализацию-осаждение и гальванокоагуляцию.

Состав поступающих на очистку стоков сильно колеблется по содержанию серной кислоты. Увеличение кислотности неблагоприятно сказывается при очистке стоков гальванокоагуляцией, а также приводит к переходу взвеси соединений свинца в воду за счет образования хорошорастворимого гидросульфата свинца. Поэтому кислые стоки с рН > 2 направляются на нейтрализацию, которая происходит при их контакте с отходами производства — основными оксидами. В результате рН стоков увеличивается, а концентрация солей снижается за счет выпадения в осадок нерастворимых соединений свинца.

Очистка стоков гальванокоагуляционным способом заключается в их обработке смесью материалов с различными электрохимическими характеристиками: железо-кокс, железо-медь, алюминий-кокс и др. в присутствии кислорода воздуха. При перемешивании и контакте материалов образуется короткозамкнутый гальванический элемент, который служит микроячейкой для процессов очистки.

Механизм очистки растворов связан с протеканием электрохимических процессов, а именно анодного растворения материала и восстановления на катоде ионов тяжелых металлов. Параллельно протекают сорбционно-осадительные процессы, связанные с образованием, в случае гальванопары Fe-C, оксигидратов железа (III), которые обладают высокоразвитой поверхностью и сорбируют на себе органические и неорганические примеси. Далее на основе рентгеноаморфного оксигидрата железа (III) образуются гидролепидокеропит, гидрогетит и магнетит, связывающий свинец в виде феррата.

В результате гальванокоагуляции свинецсодержащих сточных вод происходит осаждение сульфата и гидроксида свинца, связанное с изменением рН среды до 7,5 – 8,0. Микропримеси свинца (+2) сорбируются на оксигидрате железа или образуют ферриты с магнетитом (Fе3О4). По такому же механизму происходит осаждение ионов тяжелых металлов, органическая часть примесей сорбируется на соединениях железа.

 Скачать реферат