ВВЕДЕНИЕ

Гальванические цеха и отделения имеются на многих предприятиях самого различного профиля: машиностроительных, станкостроительных, инструментальных заводах, предприятиях авиационной, электротехнической, электронной и т.д.

В гальванических цехах осуществляется целый ряд операций, которые условно можно разделить на подготовительные, основные и отделочные. Назначение подготовительных операций заключается в подготовке поверхности металлических изделий к нанесению каких-либо покрытий. К ним относятся механические операции (шлифовка, полировка и др.), химические и электрохимические (обезжиривание, травление, декапирование, активирование, полировка и др.) К основным относятся процессы нанесения одно – или многослойного покрытия (меднение, цинкование, хромирование, никелирование и т.д.) К отделочным относятся технологические операции, заключающиеся в создании защитного или декоративного покрытий, такие как пассирование, осветление, окрашивание, фосфатирование и т.д.

Практически после каждого вспомагательного, основного или отделочного процесса детали и изделия промывают водопроводной водой или водой более высокого качества (например, обессоленной). По мере работы гальванических, обезжиривающих, травильных и других ванн, в которых осуществляются основные, подготовительные и отделочные процессы, в них накапливаются механические и химические примеси, которые по мере достижения определенных концентраций ухудшают и делают невозможным осуществление основного процесса. Концентрация загрязнений в промывных сточных водах относительно небольшая и колеблется в пределах от нескольких мг/л до десятков мг/л (максимум сотен). Однако при сбросе отработанной ванны концентрация возрастает в десятки и сотни раз.

Каждый вид сточных вод может отводиться отдельно на очистные сооружения, но при обосновании хромсодержащие стоки могут объединяться с кисло-щелочными или фторсодержащими. Не допускается объединение циансодержащих сточных вод с другими видами стоков.

1. Определение расчетных расходов

Работа на ПП осуществляется в две смены. Начало первой смены с 8⁰⁰. При двухсменной работе завода среднего станкостроения расход сточных вод в первую смену принимаю 60%, а во вторую 40%.

1.1 Расход сточных вод посменно:

, (1)

, (2)

• _{Расход цинсодержащих сточных вод}

• _{Расход хромсодержащих сточных вод}

• Расход кисло-щелочных сточных вод

2. Технология очистки сточных вод гальванических цехов

_{2.1 Очистка циансодержащих сточных вод}

_{Существует большое количество различных способов очистки циансодержащих сточных вод: реагентный, электрохимический, ионообменный и др. Однако наиболее дешевым и простым в аппаратурном оформлении, эксплуатации и наиболее широко применяемым является реагентный способ очистки. Поэтому в данном проекте применяем реагентный способ очистки.}

_{Реагентная очистка стоков от цианистых соединений заключается в окислении цианидов до цианатов с последующим гидролизом последних до карбонатов и ионов аммония или других безвредных соединений. В качестве окислителя используем хлор. Окисление цианидов «активным хлором» осуществляют в щелочной среде при рН>10-11. Реакция окисления простых цианидов описывается уравнением :}

_СN^-_+OCl^-_→CNO^-_+Cl^-

_{Образующийся цианат-ион затем гидролизуется с образованием безвредных соединений}

_{Комплексные растворимые цианиды меди и цинка окисляются по реакциям:}

_{На окисление 1 г простого и комплексного цианида цинка требуется 2,73 г «активного хлора», а на 1 г комплексного цианида меди – 3,18 г.}

2. _{Очистка хромсодержащих сточных вод}

_{Очистка сточных вод от шестивалентного хрома, который находится вних в}

_{виде аниона СrO}^-2_{4 или Cr2 O}^-2_{7 , может осуществляться различными методами: реагентным, электрохимическим, ионообменным, биохимическим и т.д. Наиболее распространенным является реагентный способ очистки. Данный способ основан на восстановлении хрома (VI) в хром (III), который после нейтрализации осаждается в виде гидроксида хрома. В качестве восстановителя в первой схеме применяем бисульфит натрия, а во второй железный купорос. Восстановление хрома осуществляется по следующим реакциям:}

_{- при применении бисульфита натрия (NaHSO3):}

_{- при восстановлении железным купоросом (FeSO4*7H2O):}

_{Стехиометрически доза бисульфита натрия составляет 3 г на 1 г хрома (VI). Фактически же она зависит от рН среды и исходной концентрации шестивалентного хрома и принимается по табл.2.1 [3].}

_{Доза железного купороса на восстановление 1 г шестивалентного хрома сосотавляет в среднем 16-20 г.}

2. _{Нейтрализация кисло-щелочных сточных вод и их смеси с другими стоками}

_{Поскольку кислых сточных вод обычно больше щелочных, в качестве нейтрализующего реагента используют щелочь (5% раствор известкового молока).}

_{При введении известкового молока в кислую сточную воду протекают следующие реакции:}

_{Удельные расходы щелочных реагентов в г для нейтрализации 1 г пазличных кислот представлены в табл.2.2 [3]. Кроме нейтрализации кислот, щелочь также дополнительно расходуется на образование гидроксидов различных металлов, находящихся в смеси сточных вод. Удельные расходы щелочи в г на удаление из сточной воды 1 г различных металлов в виде гидроксида представлены в табл. 2.3 [3].}

2. _{Схемы реагентной очистки сточных вод цехов гальванопокрытий}

_{В первом варианте схема реагентной очистки выглядит следующим образом.}

Ц – циансодержащие сточные воды

Х – хромсодержащие сточные воды

К-Щ – кисло-щелочные сточные воды

Щ – щелочь

О – окислитель

В – восстановитель

1 – усреднитель; 2 – смеситель; 3 – реакторы или камеры реакции; 4 – камера нейтрализации; 5 – отстойник; 6 – осветлительный фильтр; 7 – шламоуплотнитель; 8 – оборудование для обезвоживания осадков; 9 – аварийные шламовые площадки; 10 – РЧВ; 11 – РГВ; 12 – промывной насос; 13 – насос для перекачки грязной промывной воды; 14 – растворно-расходные баки; 15 – насос-дозатор.

Циансодержащие сточные воды «Ц» после усреднителя направляются в смеситель, куда подаются окислитель «О» (хлор) и, при необходимости, щелочь (известковое молоко) «Щ» для доведения рН до 10.5 – 11. Далее сточная вода поступает в реактор с продолжительностью пребывания 0,25 часа, где происходит окисление цианидов до цианатов и их последующий гидролиз. После реактора эти стоки смешиваются в общем смесителе с другими сточными водами и подвергаются нейтрализации.

Хромсодержащие стокчные воды «Х» после усреднителя смешиваются с восстановителем (бисульфит натрия) и поступают в реактор, где происходит перевод хрома (VI) в хром (III) в течение 0,5 ч. После чего эти сточные воды смешиваются в общем смесителе с кисло-щелочными и обезвреженными циансодержащими стоками, и подвергаются нейтрализации. В общий смеситель дозируется щелочь (известковое молоко) до до рН = 8.5 для нейтрализации оставшихся кислот и образования хлопьев гидроксидов различных металлов, которое завершается в камере нейтрализации. Образовавшиеся хлопья гидроксидов затем оседают в отстойнике, а их остатки задерживаюся на осветлительном фильтре. После чего очищенная сточная вода сливается в городскую канализации.

Осадок после отстойника имеет очень высокую влажность (99-99,6%) и перед обезвоживанием для снижения влажности и уменьшения его объема направляется в шламоуплотнитель, после которого он с влажностью 97-98% подается на обезвоживание. Отделившаяся иловая вода направляется в голову очистных сооружений. Если оборудование для механичсекого обезвоживания осадка не справляется или находится на ремонте, весь осадок или часть его подается на аварийные шламовые площадки. После обезвоживания осадок вывозится на специальный полигон для захоронения или на частичную утилизацию.

Во втором варианте используется другая схема очистки, отличающаяся тем, что хромсодержащие сточные воды отводятся и очищаются совместно с кисло-щелочными.