Корчык Н.М., Беликова С.В.

ОЧИСТКА И РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРОМЫВНЫХ ВОД И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ ОТ ОПЕРАЦИЙ ТРАВЛЕНИЯ СТАЛИ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

   Главной спецификой гальванического производства является применение сугубо химических технологий. Гальваническое производство сопровождается образованием большого количества жидких отходов (0,5-1 м3/1 м2 гальванических покрытий). К недостаткам существующих гальванических производств относится то, что очистку стоков рассматривают как обособленные процессы не связанные с технологическим процессом нанесения покрытий.

   Однако организовать гальваническое производство малоотходным, ресурсо- энергосберегающим можно только при комплексном подходе. Для оптимизации гальванического производства представляется необходимым включение непосредственно в гальваническую линию специального оборудования для локальной очистки стоков. В результате выполненных операций, формирование стоков по объему и составу начинается еще в процессе нанесения покрытия. А малые концентрации загрязнений в объеме стоков, поступающих на водоочистное оборудование, позволяет обеспечить их дальнейший сброс в общегородскую канализацию.

   Научными сотрудниками разработана комплексная технология переработки многокомпонентных сточных вод гальванических производств для селективного извлечения и обезвреживания их компонентов с учетом специфичности их свойств от концентрации и химической природы отдельных компонентов раствора; физических и химических взаимодействий компонентов; реакций комплекс образований, гидролитических процессов

 и пр.

Рис. 1. Принципиальная схема организации водного хозяйства

гальванического участка

   Основной концепцией предлагаемых решений является компоновка автоматических линий типовыми специализированными модулями; доочистка токсичных компонентов осуществляется на централизованных очистных сооружениях. Каждый типовой технологический модуль включает, помимо основной ванны, устройство для локального обезвреживания и извлечения металла и пр. токсичных веществ. При этом предусматривается возврат воды после очистных сооружений на операции первичных промывок.

С целью уменьшения воды на промывку и обеспечения эффективных условий для обезвреживания химических компонентов предусмотрены также специальные схемы промывок (промывки с параллельным или комбинированным движением воды). Такие типовые модули могут быть использованы для операций подготовки поверхностей: травления, снятия металлических покрытий, анодирование, осветления, декапирования, активации, оксидирования, обезжиривания и пр., при этом обеспечивается повторное использование воды в пределах гальванического участка и обезвреживание (регенерация) отработанных кислот и щелочей. Технология основана на нейтрализации кислот, щелочей, осаждение примесей металлов в форме гидроксидов и комплексных соединений, а также извлечение органических компонентов (жиров, масел, красок и пр.), восстановление травильных свойств растворов с использованием окислителей. Установлены оптимальные параметры обработки для растворов от отдельных операций, при этом использовалась возможность взаимного обезвреживания растворов.

При этом способ промывки предусматривает повторное использование воды: вода из ванны промывки деталей после травления может быть использована (в качестве свежей) в ваннах первой промывки после операций обезжиривания.

На рис.2 Типовой модуль для обеспечения совмещенных промывок и рекуперации металла (никеля на катоде), например, для операций химического или электрохимического никелирования. Основным принципом предлагаемой очистки является обезвреживание с рекуперацией никеля из концентрированных растворов технологических ванн химического и электрохимического никелирования сразу же после основного процесса путем восстановления ионов никеля на катоде.

Рис. 2. Типовой модуль для обеспечения совмещенных промывок и

 рекуперации металла (никеля на катоде)

Жидкие отходы гальванического производства включают в себя: технологические растворы, что поступают от операций подготовки поверхностей (травления, активация, декапирование, обезжиривание и др.), а также от операций покрытий (меднения, никелирования, хроматирования, анодирования и др.), и воды от операций промывок. Как правило, их совместная обработка есть неэкономная и неэффективна.

Поэтому, с целью обеспечения эффективной и экономически выгодной работы очистных сооружений, и получение необходимого качества очищенных сточных вод с возможностью их возврата в технологический процесс, целесообразно рассматривать комбинированные системы очистки жидких отходов гальванического производства.

Комбинированные системы очистки предусматривают: обработку технологических растворов (непосредственно на технологическом участке), или в периодически действующих локальных циклах, и централизованную обработку промывных вод или совместную обработку двух потоков (вода от операций промывок и предварительно обезвреженные технологические растворы).

   Так, на одном из предприятий жидкие отходы от операций травления стали, обрабатывают по следующей схеме:  отработанные технологические растворы (растворы травления), обрабатываются щелочным реагентом и окислителем, после отделения осадка до укрепляется кислотой и направляется на вторичное использование в технологическом процессе травления;  промывные воды обрабатываются в централизованной схеме безперывно-периодическом режиме с использованием физико-химических  методов и до очищаются на блоке обратного осмоса. При этом полученная очищенная вода может использоваться для технологических нужд производства.. (см. Рис.3). 

На одном из  гальванических предприятий г. Киева была предложена  комбинированная схема очистки жидких отходов производства, что включает:

1). Локальную обработку  (непосредственно на производственном участке):

 - бор и фтор содержащих технологических растворов.

 - технологических растворов химического никелирования.

2). Централизованную обработку, что включает два потока (вода от операций промывок, технологические растворы):

 - кисло-щелочные сточные воды;

 - хром содержащие сточные воды.

   При этом бор и фтор содержащие, а также технологические растворы от химического никелирования поступают после обработки в локальных циклах в централизованную схему для дальнейшей доочистки вместе с промывными водами.

В процессе очистки происходят следующие операции:

 а). нейтрализации кислот, щелочей, путем их взаимного перемешивания, а также введения в сборник карбоната кальция;

б). удаление ионов тяжелых металлов путем образования нерастворимых гидроксидов, карбонатов и их совместное осаждение с гидроксидом алюминия, а также флотационное разделение при на явности гидроксида алюминия и ПАВ (флокулянты); 

в). комплексная очистка от фосфатов, сульфитов, за счет того что ионы алюминия какие взаимодействуют с  и образовывают трудно растворимые алюминаты. Одновременно с раствора полностью удаляются фториды;

г). комплексная очистка хорошо растворимых соединений (нитратов, хлоридов и др.) за счет хемосорбции на цеолитах.

Рис.5. Станция очистки жидких отходов гальванического

 производства (централизованная схема очистки промывных вод и предварительно обезвреженных технологических отходов)

   За исследованными и проанализированными данными о методах и схемах очистки жидких отходов гальванических предприятий Украины, можно сделать вывод, что на данный момент самой оптимальной схемой очистки жидких отходов гальванического производства, что обеспечивает надежную и эффективную очистку и разрешает возвращать воду в производство с целью экономии водных ресурсов и сбережения экологического равновесия между деятельностью человека и окружающей средой, есть комбинированная схема что включает обработку технологических растворов (непосредственно на технологическом участке), или в периодически действующих локальных циклах, и централизованную обработку промывных вод или совместную обработку двух потоков (вода от операций промывок и предварительно обезвреженные технологические растворы).