гидравлическом сопротивлении 150 Па. Скорость фильтрации 3 - 3,5 м\с.
При достижении сопротивления 500 - 600 Па следует проводить регенера-
цию войлока путем промывки его водой с помощью форсунок или вруч-
ную из шланга.
Встроенные фильтры
Значительная чсть выбросов от ванн осаждается на стенках бортовых отсосов , вытяжных воздуховодов и вентиляторов. Осаждение аэрозолей
приводит к образованию трудноудаляемых наростов и коррозирует эле-
менты вентиляционной системы.
По исследованиям выбросов от сернокислого травления стальных де-
талей , в бортовых отсосах помимо газовых примесей содержатся частицы
раствора серной кислоты и сульфата железа размером более 4 мкм в коли-
честве 0,2 - 1,0 мг\м. Периодически появляется сернистый ангидрид со средней концентрацией 9 мг\м. При осаждении капель травильного рас-
твора по всему тракту образуются наросты железного купороса в воздухо-
водах и вентиляторе. Изготовленные из нержавеющей стали элементы вытяжной системы подвергаются интенсивной коррозии.
Фильтрующий элемент имеет вид прямоугольной кассеты, которая вставляется через люк в корпус и закрепляется в пазах , уплотняемых
иглопробивным войлоком. Уловленные капли раствора стекают в карман ,
находящийся в нижней части кассеты , откуда выводятся наружу.
Исследовались фильтрующие перегородки из слоя иглопробивного вой-
лока массой 400 г\м, толщиной 5 - 6 мм, из полипропиленовых волокон
диаметром 70 -80 мкм и пакет винипластовых сеток и гофрированных лис-
тов общей толщиной 7 - 8 мм ; скорость фильтрации 2 ,2 м\с ; начальное
сопротивление 100 - 120 Па.
Эффективность улавливания сернокислого тумана войлоком бала около
100 % , а винипластовыми сетками 79,0 -99 ,7 % . Сульфат железа , присут-
ствуюший в выбросе , кристаллизуется на фильтрующей перегородке и постепенно увеличивает ее гидравлическое сопротивление. По достижении сопротивления 250 Па в корпус вводилась через штуцер трубка с отверсти-
ями, через которую подавалась вода для промывки фильтра ( при отклюн-
ном вентиляторе).
Абсорбционно- фильтрующий скруббер
Конструкция скруббера разработана применительно к очистке вентиля-
ционных выбросов от паров и тумана азотной кислоты на операции травления деталей. Схема скруббера показана на рис. 3. В нижней сек-
ции 1 расположен горизонтальный слой волокнистой насадки 2 из игло-
пробивного войлока толщиной 4 - 5 мм , массой 300 г\м, с диаметром
волокна 70 - 80 мкм. Над слоем установлен брызгоуловитель 3 , снаряжа-
емый тем же войлоком . Он опирается на боковые сливные карманы 9.
Жидкость выводится из сливных карманов через гидрозатворы 10 . В вер-
хней секции 4 имеется перегородка с цилиндрическим фильтрующим эле-
ментом 5 в виде решетчатого барабана , снаряженного иглопробивным
фильтрующим войлоком из волокон диаметром 70 - 8- или 40 -50 мкм;
толщина слоя войлока 8 - 10 мм при массе 600 г \ м. Над барабаном
расположен брызгоуловитель , как и в нижней секции. На горизонтальный слой нижней секции через трубку 6 насосом 7 подается из бака 8 орошаю-
щий раствор 25% -ной щелочи NaOH.
При прохождении воздуха через смоченный слой проиходит “вскипа-
21
ние” раствора. Пары азотной кислоты поглощаются смоченной поверхнос-
тью волокон и брызгами нейтрализуются с образованием азотнокислого
натрия. Кроме того , происходит конденсация паров кислоты в объеме с
образованием тумана раствора. Частицы образовавшегося тумана и брыз-
ги, вылетающие из реакционного слоя, частично улавливаются в наклон-
ном брызгоуловителе, а наиболее мелкие частицы задерживаются филь-
тром верхней секции. Обе секции работают в режиме самоочищения, т.е. уловленная жидкость самотеком удаляется из слоев. Пропускная способ-
ность скруббера 5000 м\ч.
Концентрация брызг азотной кислоты на входе в скруббер 0 - 100 мг\ м
тумана 0,5 - 50 мг \ м. Суммарное содержание брызг, тумана и паров
30 -300 мг\ м ; в очищенном воздухе азотная кислота отсутствует практи-
чески полностью. Расход щелочного раствора 50 - 8- мл \ м воздуха. Гидравлическое сопротивление скруббера 1800 - 2200 Па.
Оптимальные скорости фильтрации находятся в пределах : на первой
ступени 2,5 - 3,5 м\с , в брызгоуловителе 3,5 - 5 м\с.
Ионитные фильтры
Ионитные фильтры разработаны для очистки ветиляционного воздуха от токсичных веществ ( сернистый ангидрид , фтористый водород, хлорис-
тый водород, аммиак, хлор , аэрозоли кислот и солей ( в том числе никеля) при их суммарном содержании до 200 мг \ м) с применением нетканых
иглопробивных полотен из ионообменных волокон. Рамки с ионитным
полотном помещают в корпус с патрубками для входа и выхода воздуха. Степень очистки воздуха - не менее 95 %.
Пропускная способность фильтра 7 - 10 тыс. м\ч на 1 м рабочего
объема фильтра. Аэродинамическое сопротивление 200 -300 Па.
Регенерацию полотен производят промывкой водой или растворами дешевых реагентов. Межрегенерационный период работы фильтров зави-
сит от концентрации примесей в очищаемом воздухе и составляет от нес-
кольких до нескольких месяцев.
Применение ионитных фильтров имеет большие преимущества, так как позволяет улавливать примеси не только за счет сил физического взаимо-
действия, но и за счет ионного обмена; благодаря этому происходит очистка воздуха как от аэрозолей, так и от паров и газов.
Для улавливания примесей кислот из вентиляционных выбросов мо-
гут быть использованы волокна на основе полиакрилонитрила типа
ВИОН АС - 1 , ВИОН АН -1, ВИОН КН -1 , разработанные НПО “ Хим-
волокно”.
Методы обработки жидких промышленных отходов
Методы обработки промышленных сточных вод и жидких химических
отходов делят на две группы: деструктивные и регенерационные.
К деструктивным методам относят такие , при которых загрязняющие
сточную воду вещества разрушают окислением, восстановлением или другими химическими и физико-химическими методами. Образующиеся
продукты распада удаляются в виде газов и осадков или остаются в раст-
воре.обработанные таким образом отходы подлежат сбросу или захоронению. Для деструктивной обработки применяют различные реа-
гентные методы , термическое уничтожение , биохимическое окисление
и т.д. Деструктивная обработка требует более дешевых методов для
сокращения стоимости очистки.
К регенерационным относятся методы , позволяющие возвратить обработанные жидкие отходы в технологический цикл, использовать их в другом производстве или извлечь из них ценные вещества. Объектами регенерации могут быть вода ( загрязненные сточные воды) , химикаты
(отработанные растворы , загрязненные воды ) и даже многокомпонен-
тные смеси.
Механическая очистка
К механической очистке производственных сточных вод относят :
процеживание , отстаивание , фильтрование и выделение твердой взвеси
при помощи центрифуг или гидроциклонов .
Задача механической очистки заключается в выделении из сточных
вод нерастворенных примесей.
Сточные воды процеживают через решетки или сита в зависимости
от величины гидравлических свойств выделяемых частиц.
Решетки , применяемые для задержания крупных загрязнений , состоят из наклонно установленных параллельных металлических стержней , укре-
пленных на раме.
Сита применяют в основном для извлечения из производственных стоков ценных продуктов , находящихся в виде нерастворимых примесей.
Чтобы облегчитьусловия эксплуатации сооружений , главным образом отстойников , служащих для дальнейшей очистки сточных вод, необходи-
мо предварительно выделять из сточной жидкости минеральные загрязне-
ния. Различают песколовки : горизонтальные, в которых жидкость движет-
ся в горизонтальном направлении , и вертикальные , в которых жидкость
движется вертикально снизу вверх.
Химическая очистка
К химическим методам очистки сточных вод относят : коагулирование,
нейтрализацию , хлорирование , озонирование и электрохимическую об-
работку.
Коагулирование. Если процесс отстаивания протекает медленно , что
может быть связано с присутствием мелкодисперсных примесей, то прибе-
гают к процессу коагулирования , под которым понимают обработку сточ-
ной воды или жидких промышленных отходов реагентом, при которой происходит укрупнение частиц, что ускоряет их осаждение.для коагулиро-
вания применяют соли железа, алюминия, активированную кремневую кислоту и полиакриламид.
Процесс коагулирования можно ускорить добавлением флокулянтов -
веществ , образующих с водой коллоидные дисперсные системы. В качестве флокулянтов применяют : крахмал , полиальгиновый натрий, полиакриламид и др .
Нейтрализация кислот и оснований осуществляют добавкой к обрабатыва-
емой жидкости соответствующих реагентов или фильтрованием ее через нейтрализующие материалы. При нейтрализации кислых вод применяют
известь, известняк , мрамор , доломит идр. Щелочные сточные воды и рас-
творы нейтрализуют технической серной кислотой или кислыми отходами.
При наличии в производстве кислых и щелочных стоков в некоторых слу-
чаях возможна их нейтрализация путем смешения. При расчете процесса
нейтрализации следует учитывать естественную способность водоема , в
случае сброса в него нейтрализованных растворов. Искусственной нейтрализации в этом случае следует подвергать лишь то количество кис-
лоты или щелочи, которое не может быть нейтрализовано за счет самоочи-
шающей способности водоема.
Хлорирование. Хлор предотвращает пенообразование в жиро - и маслоловках, разрушая коллоидные системы ; его способность реагиро-
вать с другими веществами используют для освобождения сточных вод от ядовитых веществ, например, соединения циана. Для хлорирования сточ-
ных вод используют как жидкий хлор , так и хлорную известь с содержани-
ем активного хлора 25 - 35 %.
Физико - химические методы
Основными методами физико-химической очистки сточных вод являют-
ся: сорбция , экстракция , флотация , ионный обмен , эвапорация , кристал-
лизация, дистиляция , вымораживание ,сжигание.
Сорбция - выделение из сточной воды растворенных в ней веществ и газов путем : концентрации их на поверхности твердого тела (адсорбция) ;
поглощения вещества из раствора или смеси газов массой твердого тела
(абсорбция); химического взаимодействия растворенных веществ с твер-
дым телом (хемосорбция).
В практике очистки сточных вод наиболее широкое применение нашел метод адсорбции. При этом методе очистки в качестве адсорбентов применяют активированные угли различных марок, а также золу , шлак , опилки,торф и т.д.
Если адсорбирующее вещество является малоценным и стоимость адсор-
бента невысокая ( опилки , торф ,шлак и т.д.) , то после полного насыщения загрязняющими веществами адсорбент уничтожают. Если заг-
рязняющее вещество и адсорбент представляют собой определенную
ценность, то адсорбент подвергают или регенерации непосредственной отгонкой адсорбированного вещества или экстракцией его каким- либо
растворителем.
Ионный обмен
Гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе , и ионами ,присутству-
ющими на поверхности твердой фазы - ионита.
Очистка производственных сточных вод методом ионного обмена позво-
ляет извлекать и утилизировать ценные примеси ( соединения мышьяка,
фосфора , а также хром , цинк , свинец , медь, ртуть и другие металлы ),
поверхностно- активные и радиоактивные вещесива , очищать воду до
предельно допустимых концентраций с последующим ее использованием
в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.
По знаку заряда обменивающихся ионов делят на катиониты и аниониты , проявлющие соответственно кислотные и основные свойства. Иониты подразделяются на природные и искусственные или синтетические. Прак-
тическое значение имеют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных металлов ; применя-
ются также иониты , полученные химической обработкой угля , целлюлозы и лигнина.
Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим иони-
там - ионообменным смолам.
Важнейшим свойством ионитов является их поглотительная способность , так называемая обменная емкость. Полная емкость ионита - это количество находящихся в воде грамм- эквивалентов ионов, которое
может поглотить 1 м ионита до полного насыщения.
При соприкосновении ионитов с водой происходит их набухание за счет осмотических явлений ; объем ионитов обычно увеличивается в 1,2-2
раза . На кинетику ионного обмена влияет также величина температуры , концентрация ионов и др.
Характерной особенностью ионитов является их обратимость , т. е.
возможность проведения реакции в обратном направлении , что лежит
в основе их регенерации.
Процессы ионообменной очистки сточных вод осуществляется в аппа-
ратах периодического (фильтрах) или непрерывного действия.
В аппаратах непрерывного действия ионит движется по замкнутому
контуру , последовательно проходя стадии сорбции , регенерации и про-мывки. На рис.5 приведена схема аппарата непрерывного действия. Аппарат состоит из ионообменной емкости, выполненной в виде усечен- ного конуса. Внутри этого конуса находится второй усеченный конус , где происходят процессы регенерации и отмывки. Необработанная сточная вода подается в колонну через трубу с коническими насадками. Пройдя через псевдоожиженный слой ионита , обработанная вода выходит из
25
верхней части колонны. Отработанный ионит осаждается в нижней части
колонны , откуда через трубчатое устройство с помощью эрфлита или
эжектора подается в верхнюю часть колонны. Во внутреннем полом усеченном конусе скорость движения потока воды уменьшают с помощью регулятора, что способствует вовлечению отработанного ионита в этот конус и последующему осаждению его в нижней части ионообменной
колонны. Регенерационный раствор подается в нижнюю часть внутрен-
него усеченного конуса , а отводится из верхней части. Регенерированный ионит, продолжая опускаться навстречу восходящему потоку воды , про-
мывается и переходит в рабочую зону колонны. Аппарат прост конструк-
тивно и эффективен в работе. Метод ионного обмена применяется для очистки сточных вод предприятий машиностроительной и других отрас-
лей промышленности.
Методы обработки твердых отходов производственных
сточных вод
В процессе очистки производственных сточных вод , как правило ,
образуются твердые отходы, различные по химическому составу и физи-
ческим свойствам. Объем ТО зависит от вида обрабатываемых стоков и принятого метода очистки. При совместной очистке бытовых и производ-
ственных сточных вод объем образующихся ТО обычно не превышает
0,5 - 2 % объема очищаемой воды. При локальной очистке производственных стоков, особенно при обработке воды химическими реагентами для выделения из нее нерастворимых примесей , количество
образующихся ТО может достигать 10 - 40 % расхода сточных вод.
Проблема обезвреживания и утилизации ТО , выделяемых в процессе
очистки сточных вод , является наиболее сложной , а технология обработки - наименее разработанной.
Конечная цель обработки ТО сточных вод состоит в превращении их
путем проведения ряда последовательных технологических операций в
безвредный продукт, не вызывающий загрязнения окружающей среды .
При этом ценные компоненты , содержащие в ТО , должны быть макси-
мально утилизированы.
Технологические схемы обработки ТО могут быть весьма разнообразны:
1) уплотнение и утилизация или ликвидация ; 2) уплотнение , стабилиза-
ция , кондиционирование , обезвоживание , утилизация или ликвидация.
Возможны и другие технологические схемы обработки ТО производствен-
ных сточных вод. Выбор оптимальной технологической схемы обработки
ТО зависит от многих факторов : свойств ТО , их количества , климатичес-
ких условий , наличия земельных площадей и пр. Для окончательного
выбора схемы необходим тщательный технико-экономический анализ.
26
Автоматизация производства в гальванических цехах
Внедрение АСУ позволяет решить две задачи : повысить эффективность
производства ; улучшить условия труда гальваников и повысить культу-
ру производства. Система позволяет оперативно планировать покрытие деталей , управлять механизмами и устройствами гальванических линий
в соответствии с расчитанным графиком, подключать в график детали ,
имеющие приоритет обработки.
В гибких автоматизированных системах осуществляется одновременно
управление обработкой различных деталей в гальванических линиях , транспортирование деталей в барабанах и на подвесках в соответствии
с технологическими параметрами. Система обеспечивает технологические выдержки во всех ваннах линии , включение источника тока в ваннах и др.
Использование АСУ исключило непосредственный контакт рабочего-
гальваника с химическими веществами в гальванических ваннах. Непос-
редственным исполнителем процесса автооператор. На особо опасных
участках цианистых покрытий ( меднение , кадмирование , цинкование )
применена установка закрытого типа по растворению цианистых солей
без непосредственного участия человека. Применение системы повысило эффективность использования оборудования на 50 % , в несколько раз сок-
ратило производственные площади, улучшило качество покрытий и санитарно- технические условия рабочих - гальваников.
Система обеспечена непрерывным конвейром, соединяющим все гальва-
нические линии с контрольным аппаратом , складом подготовки деталей и
складом готовой продукции.
Экологическая паспортизация промышленных объектов
Введение экологического паспорта предполагает , что содержащиеся в нем данные позволят определить степень влияния предприятия на окру-
жающую среду, провести контроль соблюдения им природоохранных норм и правил в процессе хозяйственной деятельности.
Методическое обеспечение эколого- экономической паспортизации
всех элементов производственного процесса включает в себя норматив-
но - техническую документацию и системы стандартов в области охраны
природы и улучшения использования природных ресурсов, безопасности
труда, научной организации труда , которые устанавливают к экологическим и гигиеническим свойствам выпускаемой продукции ,
предельно - допустимые концентрации загрязняющих природу веществ ,
правила определения и соблюдения предельно - допустимых выбросов ,
рациональные нормы расхода природных ресурсов ; совокупность операций и их последовательность по утилизации , уничтожению отходов.
Экологический паспорт требует внесения в него информации по таким
видам физических загрязнений как :
1. Тепловое - возникающее в результате повышения температуры
27
среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха , охлаждающей воды , отходящих газов.
2. Световое - нарушение естественной освещенности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям растений , животных и человека.
3. Шумовое - образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня.
4. Электромагнитное - появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды , приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменению в тонких биологических струк-
турах ; на машиностроительных предприятиях это: силовые подстанции СВЧ печи , линии электропередач, промышленные установки неразруша-
ющего контроля.
5. Радиоактивное - связанное с превышением естественного уровня в
среде радиоактивных веществ.
6. Вибрационное - появляющеся в результате работы различного оборудования. Этот вид загрязнения , в определенном смысле , является характерным для крупных машиностроительных преприятий.
7. Инфразвуковое - появляющееся в результате работы крупных пор-
шневых компрессоров , вентиляторов , двигателей внутреннего сгорания,
машин и механизмов с числом рабочих циклов менее 20 в минуту и ряд
других , а эти виды загрязнений для ряда предприятий являются основными и в ряде случаев не менее опасным , чем химическое загрязне-
ние окружающей среды.
Необходимо внести в экологический паспорт нормативы по охране
атмосферного воздуха , в том числе при экспертизе воздухоохранных
мероприятий.
Использование удельных показателей выбросов загрязняющих веществ
позволяет :
сравнить предлагаемые показатели воздухоохранной деятельности с наиболее передовым отечественным и мировым уровнем ;
оценить “ экологичность “ применяемых технологий и систем очистки
выбросов загрязняющих веществ ;
не допустить грубых просчетов при оценке количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ;
приближенно оценить экономический ущерб за счет выбросов заг-
рязняющих веществ в атмосферу и учесть экологические эффекты опреде-
лении цены продукта.
Все вышесказанное приводит к необходимости реализации попытки найти комплексный критерий оценки экологичности предприятия на предмет как загрязнений окружающей среды , так и на рациональное использование природных ресурсов и внесении его в экологический
паспорт.
28
Список использованной литературы
1. Елинский И.И. Вентиляция и отопление гальванических и травильных
цехов машиностроительных заводов.- М.: Машино -
строение , 1982 . 134 с.
2. Родионов А.И. Техника защиты окружающей среды. -М. : Химия ,1989.
1989 . 511 с.
3. Мельников П. С. Справочник по гальванопокрытиям в машинострое-
нии.- М.: Машиностроение , 1991. 368 с.
4. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих
веществ различными производствами.- Л.: Гидрометеоиздат , 1986 .
182 с.
5. Средства защиты в машиностроении : Справочник \ Под ред. С.В. Бе-
лова .- М. : Машиностроение , 1989 . 365 с.
6. Проблемы промышленной экологии и безопасности. Материалы
Всесоюзной конференции 10 - 11 июня.-М.: МГТУ, 1991. 113 с.
7. Охрана окружающей природной среды: Учебник для вузов \ Под ред.
Г.В. Дуганова.- К.: Выща школа, 1988 . 304 с.
8. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод. - М.: Стройиздат,
1979. 320 с.
31
Расчет эффективности очистки вредных веществ в
отходящих газах с помощью различных аппаратов.
В цехах металлопокрытий для улавливания выделений вредных веществ
с поверхности растворов гальванических , травильных применяют разно-
видность боковых отсосов - бортовые отсосы.
Расход воздуха на сдувающую струю для однобортового активирован-
ного отсоса Lпод = 60 В l сt. Здесь В --расчетная ширина ванны, принимае-
мая для активированных отсосов - между кромкой отсоса и осью возду-
хоподающей трубы, м ; l - длина ванны , м ; сt - коэффициент , учитываю-
щий разность температур раствора и воздуха в помещении , определяемый по графику на рис. 1.17. ( 5 ). Площадь ванны , содержащей серную кис-
лоту при травлении стальных деталей , равна ( Вхl ) 3 м .
Масса вредных веществ выделяемых с поверхности ванны равна:
M = mуд х B х l
где, m - удельные выделения вредных веществ выделяющихся от гальвани-
ческих ванн.( мг \ м х ч ).( 5 ).
M = 25,2 х 3 = 75,6
M 75,6 х10 756
свх= ------ = ----------------- = ------ = 3,75 мг \м
Lпод 60 х 3 х 1,12 201,6
Требуемая эффективность очистки п рециркуляционного воздуха в таких
аппаратах определяется из условия , концентрация каждого вида примесей
на выходе аппарата должна быть не более 0,3 ПДК :
( свх - 0,3 ПДК ) \ свх ,
где сt - концентрация примесей перед входом в аппарат очистки , мг\м;
значение с определяют по величине массового выделения вредного ве-
щества M , мг\ч, и необходимому расходу воздуха Lпод, м \ч, проектируе-
мого отсоса; свх = М \ Lпод .
2х 0,3
р = ( 1 - ----------- ) х 100 = 84 %.
3,75
Требуемую эффективность очистки можно получить использованием
пенного аппарата , коэффициент очистки у которого равен 95%.
Во второй ванне происходит процесс меднения , который сопровождается
выделением цианистого водорода и принимаем площадь поверхности
ваныы равной 4 м.
29
M 5,4 х 4 х10
cвх = --------- = ----------------- = 0,789 мг \ м
Lпод 4 х 60 х 1,14
mуд = 5, 4 мг\ м ч- удельное выделение цианистого водорода ( 5 ).
свх = 1,14 определен по графику ( 5).
ПДК = 0,3 мг\м.
0,3 х 0,3
р=(1 - —-------- ) х 100 = 88,59 %
0,789
р =88,6 % -требуемая эффективность очистки от цианистового водорода.
Пенный аппарат имеет эффективность по очистке от цианистового водо-
рода равную 85% , поэтому необходимо произвести двухступенчатую