Система очистки стоков EkoGrad-Bio-8
 Система очистки стоков EkoGrad-Bio-8
Количество люков - один Степень очистки – глубокая Кол-во пользователей - 4-8 чел. Обеззараживания -- нет Производительность -2м³/сут Вход.выход труба - 1/1/110мм Расходный материал –- нет...

 

Гальванічное виробництво очищення стічних вод  

The title of the article is “Treatment flow waters of galvanic production”, the article is written by candidate of engineerings sciences Natalia Korchik and post-graduate student Svitlana Belikova. The article is about research of features treatment flow waters of different concentration and to composition of galvanic production for providing maximal ecological and economic expedience for industrial production.

У статті «Очищення стічних вод гальванічного виробництва», яка написана к.т.н. Корчик Н.М. та аспірантом Бєліковою С.В. приведено

 дослідження особливостей очищення стічних вод гальванічного виробництва різного складу та концентрації, для запровадження максимально екологічно та економічно доцільної технології для очищення стічних вод гальванічного виробництва.

 
   В даний час залишається актуальним вирішення проблеми очищення стічних вод гальванічного виробництва, в зв’язку з зміною складу технологічних розчинів як від підготовки поверхонь так і покриття, а також необхідно відмітити, що з ціллю економії водних ресурсів та для запровадженням новітніх економічних технологій зменшилось споживання води підприємствами. Як наслідок, зменшилась при цьому і витрата стічних вод, але збільшилась концентрація важких металів (більше 500 мг/л), що ускладнює проблему їх очищення . Для вирішення даної проблеми потрібно знайти оптимальні варіанти здійснення процесу очищення помірно концентрованих й концентрованих технологічних розчинів, як в централізованих так і в локальних циклах очищення.
До особливої категорії відносяться хромвмісні стічні води, які поступають від операцій пасивації, травлення та у випадку аварійного скиду  - хромування. Йони Cr 6+та Cr3+ в розчинах утворюють в присутності йонів Сl-, SO42-, CH3COO- (які є  компонентами стічних вод внаслідок здійснення операцій хромування, хроматування, пасивацій і т.п.) багатоядерні комплексні сполуки, які відрізняються пониженою реакційною здатністю і являються, як правило,  інертними комплексами.   З підвищенням концентрації усі форми координаційних взаємодій посилюються, швидкість та ефективність процесів вилучення хрому з стічних вод зменшується, внаслідок цього важко передбачити перебіг реакції та оптимальні умови для регулювання процесу очищення хромвмісних стічних вод..
Тому, актуальним є визначення  способів обробки та основних технологічних параметрів (ступінь очищення, витрати реагентів, окисно-відновний (рН) і кислотно-основний (Еh) характер середовища) для очищення помірноконцентрованих та концентрованих стічних вод гальванічного виробництва.
В лабораторії були проведені дослідження з метою очищення хромвмісних стічних вод різної концентрації, які умовно поділили на слабоконцентровані (50-500 мг/л), помірноконцентровані (до 1г/л) та висококонценровані (від 1 г/л). При цьому визначали дози реагентів, які необхідні для відновлення Сr6+  та ефективність вилучення Хрому. Процес очищення контролювався за значеннями окисно-відновного потенціалу (Eh) та за активною реакцією середовища (рН).
Відомо, що при очищенні хромвмісних стічних вод сульфітним реагентом оптимальне значення рН дорівнює 2. На підставі проведених досліджень було встановлено, що Eh середовища залежить від початкової концентрації Cr6+, а саме: в слабоконцентрованих стічних водах Eh - від +300мВ до +350мВ, в помірноконцентрованих Eh становить від +350мВ до +400мВ, високонцентрованих Eh - від +400мВ до +500мВ.
Відхилення значень рН та Eh від відповідних оптимальних параметрів може порушити рівновагу водної системи, в результаті чого погіршується якість очищеної води.
 

 

Рис.1. Зміна Eh середовища в залежності від кількості дозованого регенту для

відновлення Cr6+ для різних стічних вод з різною початковою концентрацією Cr6+:

 1 -  початкова концентрація Cr6+ - 5 г/л; 2 - початкова концентрація Cr6+ - 10 г/л;

3 - початкова концентрація Cr6+ - 1 г/л;  4 - початкова концентрація Cr6+ - 500 мг/л; 5- початкова концентрація Cr6+ 200 мг/л; 6  - початкова концентрація Cr6+ - 100 мг/л;

7- початкова концентрація Cr6+ - 50 мг/л.

 
   Промислові технології відновлення Сr6+ регламентують проведення процесів при рН <3. При цьому надлишок реагенту складає 200-700% по відношенню до відповідного стехіометричного значення та часу перебігу реакції не більше 600с Значний надлишок відновника приводить до підвищення солевмісту стічних вод. При цьому можливий діапазон відповідних концентрацій для обробки сполук Сr6+ вважають 50-500мг/л.


 
 
Рис.2  Витрата реагенту для відновлення Cr6+ до Cr3+: (С0Сr6+=30,91г/л)

 

1 – 34% від стехіометричного значення;

  2 – 200% від стехіометричного значення;

  3 – 800% від стехіометричного значення.

   В той же час, якщо припустити  обробку хромвмісних відпрацьованих технологічних розчинів (ВТР) з вмістом Cr6+ 30г/л реагентом-відновником, то до 1м3 стоків необхідно додати за стехіометричним розрахунком 0,86 м3 20% розчину NaHSO3, з врахуванням мінімального надлишку реагенту – 1,74м3. Високі концентрації реагентів приводять до створення ефекту кипіння, що є небезпечним для реалізації технології в промислових умовах. Для запобігання вищевказаних шкідливих ефектів, для відновлення Cr6+ застосовують електроліз, що може забезпечити відновлення Cr6+ безпосередньо з відповідних комплексних сполук з наступним їх руйнуванням під дією продуктів електролізу  та електродних реакцій. При цьому є можливою організація процесу відновлення Cr6+ безпосередньо на гальванічній ділянці, в результаті чого формування стоків за об`ємом та складом починається вже в процесі нанесення покриття, а концентрації забруднень в об`ємі стоків, що надходять на водоочисне обладнання, дозволяють забезпечити їх подальший скид в загальний стік.
З метою визначення оптимальних умов для перебігу процесу відновлення Сr6+  при електролізі були проведенні дослідження в бездіафрагменому та діафрагменому електролізерах. Отримані результати досліджень свідчать, що як рекомендований матеріал для електродів слід використовувати графіт; при цьому оптимальна густина струму складає - 300А/м2. При витраті електричного струму 20-50×103 Кл/л ступінь (ефект) відновлення Сr6+ складає не більше 40%. Для інтенсифікації процесу відновлення Сr6+ слід застосовувати діафрагменний електроліз, а катодну камеру заповнювати порошками заліза, алюмінію, титану. Ефективність процесу пояснюють тим, що одночасно сповільнюється анодний процес відновлення Сr 6+ до Сr 3+. Проведені дослідження встановили, що максимальний ефект відновлення Сr6+досягається при застосуванні залізних ошурок в суміші з графітом та складає 80%.
На основі результатів проведених досліджень було визначено оптимальні умови очищення стічних вод гальванічного виробництва. Дані результати було апробовано в технології очистки на одному з гальванічних підприємств України (рис.1).
Запропонована технологія включає очищення стічних вод гальванічного виробництва від операцій: знежирення (NaOH, Na3PO4, NaCO2), травлення (HCl), цинкування (ZnCl2, KCl, борна кислота, носій блиску (слотаніт), додаток блиску (технобрайт),голубої пасивації (Trichrome 1000 S) , жовтої пасивації (Ginthok 989 L).


Впроваджена схема очищення стічних вод гальванічного виробництва працює періодично, по мірі накопичення стоків. Процес очищення включає наступні стадії: реагентне відновлення Сr6+; добування осаду гідроксидів металів (Fe2+, Fe2+, Zn2+, Cr3+) під дією лужного реагенту; забезпечення умов спів осадження розчинних компонентів, в тому числі залишкових концентрацій йонів металів на циркуляційному осаді в реакторі, руйнування комплексних сполук, в тому числі з органічними речовинами, що входять до складу блискоутворювачів; помягшення води йонообміною сорбцією; знесолення зворотнім осмосом. Проведенні дослідження та апробовані їх результати, дозволяють регулювати та керувати технологічною системою очищення стічних вод гальванічного виробництва забезпечуючи максимальний ефект очищення при мінімальних затратах, та досягнення глибини очищення, яку необхідно для Замовника.