УДК 628.2 628.3

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕШЕНИЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ГАЛЬВАНОЦЕХА

Ч.1.(Промывные воды)

О.Н.Новиков

РЕФЕРАТ

Предложено техническое и проектное решение, обеспечивающее как минимум многократное сокращение водопотребление гальваноцеха, а в большинстве случаев оборотное водоснабжение и исключение образования достаточно токсичных гальванических сточных вод. Приведенный в статье расчет и соответствующее проектное решение может быть в основе любого проекта создания или реконструкции гальваноцеха. 

Ключевые слова: Альфа-М,  гальванический сток, промывные воды, очистная система,  очистные сооружения, машиностроение, гальваника, сорбент, коагулянт, флокулянт, катализатор, электрод, очистка стоков , покрасочного, электрофлотатор, электролиз, ванна улавливания, модуль утилизации, хромистый сток, модуль регенерации, замкнутый водооборот

Для решения задачи создания экологически чистых производств в гальванике необходимо проектное решение по промывным водам, фактически обеспечивающее безсточной производство. Предполагаем, что при обозначении «линия», ванны улавливания, черновой и чистовой промывки имеются. При обозначении «установка», в комплект обязательно должны входить промывные ванны и ванны улавливания.

Учитывая обязательность соблюдения ГОСТ 9.314-90 Вода для гальванического производства и схемы промывок, предлагаем применить схему промывок с обязательным применением ванн улавливания, черновой и чистовой промывки. Учитывая габаритность деталей необходимо сократить объем и площадь ванн промывки до минимума. Для решения этой задачи предлагается применение модуля утилизации Альфа. Модуль утилизации Альфа-9У, представляет собой герметичный аппарат, предназначенный для режимов упаривания, окисления, восстановления, регенерации и создания окислительного потенциала. Модуль должен быть подключен к ванне улавливания, это наше новое проектное решение, кардинально уменьшающее количество стоков. Габаритные размеры 0,5х1,0х0,8 м. Кроме того, он должен быть оснащен подключением к основной ванне для ее обработки в случае нейтрализации и обезвреживания в режиме восстановления. В рабочем режиме функционирования хромирования, воды,  с ванны утилизации поступают в модуль утилизации, где происходит упаривание до концентрации, соответствующей концентрации хромового ангидрида и серной кислоты, характерной для ванны хромирования. При этом за счет выноса загрязнителя из ванны улавливания в модуль утилизации, концентрация хрома и серной кислоты стабилизируется, ограничивая вынос хрома за пределы линии хромирования. Тем самым решен вопрос по возврату в ванны хромовых протечек, конденсата, отработанных хромовых растворов, а также экономии хрома от растворов промывки.

По достижении при упаривании концентрации хрома и серной кислоты, соответствующей рабочей концентрации в ванне хромирования предусматривается автоматическое включение насоса и перекачка раствора в ванну хромирования.

Концентрация хромового ангидрида и серной кислоты в ванне улавливания в соответствии с материальным балансом указанной схемы расчитывается по формуле:

C₁=C₀/(1+V_u/V_d) (1);

где C₁- концентрация в ванне улавливания, C₀- концентрация в ванне хромирования,V_u- объем строка, перерабатываемого модулем утилизации, V_d- объем воды из ванны утилизации, уносимой деталями на поверхности. Объем ванны улавливания не влияет на соотношение концентрации при данной схеме промывки. Предлагаются ванны улавливания с габаритными размерами, максимально приближающимися к размерам промываемых деталей. Разработаны решения для интенсифицированной промывки без капельного уноса в атмосферу.

Концентрация примесей в ванне черновой промывки определяется соотношением:

C₂=C₁/(1+V_u/V_d) (2);

где C₂-концентрация в ванне черновой промывки.

Качество покрытия, его долговечность во многом определяются качеством конечной промывки. Предлагаем воду для промывки предварительно очищать на ионообменных фильтрах (катионите и анионите). С учетом предлагаемой схемы, концентрация  примесей в ванне чистовой промывки определяется соотношением:

C₃=C₂/(1+(V_u+V_p)/V_d) (3);

Где V_p - подача чистой деионизованной воды на промывку (не превышающей по объему установленные лимиты).  При этом  концентрация примеси хрома в ванне чистовой промывки не превышает 40 мг/л и находится в диапазоне метода сорбционно-ионообменной очистки. Указанный сорбционный фильтр в соответствии с техническими характеристиками ионитов обеспечивает соблюдение требований к очистке вод до ГОСТ 2874-82. Выброс хрома в окружающую среду исключен. При регенерации анионита регенерирующим раствором хром концентрируется. Кроме хрома-6, других анионов на анионите не сорбируется. Хром концентрируется без примесей. Для регенерации фильтров используются кислые и щелочные растворы, подлежащее многократному использованию. Регенерация осуществляется электрохимическим путем в модуле регенерации Альфа-9РГ. Модуль регенерации предназначен для регенерации растворов путем электролиза, упаривания. Габаритные размеры 0,5х1,0х0,8 м. Учитывая, что содержание примесей в воде после очистки соответствует требованиям к водопроводной воде, возможен замкнутый водооборот.

Расчет массопереноса по  ванне должен учитывать количество деталей в смену. Например, если процесс идет 90 минут, а максимальное количество деталей в смену 7 деталей, каждая площадью до 217 кв. дм. Всего 1519 кв. дм или 15,2 кв.м. Перенос на 1 кв.м 0,14 дм³, а с учетом сложной формы, не более 7 дм².  Объем переноса 106 литров в смену. Соответственно в час: 10,6 литров. С учетом условия десятикратного понижения концентрации в ванне улавливания по формуле (1) режим модуля утилизации 95,4 литра в час. Нужно учесть неравномерность поступления деталей. Объемы ванн черновой и чистовой промывки также должны быть расчетными. Концентрация в ванне улавливания хромового ангидрида 20 г/л. Концентрация в черновой промывке 2 г/л (что соответствует нынешней фактической концентрации в суммарном стоке). Концентрация в ванне чистовой промывки определяется по формуле (3) и с учетом подачи в 0,5 куб.м/ч составляет 32 мг/л. Допустимая концентрация на ионообменном фильтре 1000 мг/л. На данном примере мы иллюстрируем основные проектные решения. Для ликвидации аварийных выбросов предусматривается реагентная система очистки, основанная на осаждении хрома-6 и других примесей реагентом. Степень очистки контролируется кондуктометрическими датчиками и потенциометрическими датчиками на хром-6. Регенерация, промывка, взрыхление слоя ионита производятся автоматически. Шламы и осадки образуются в количестве, не превышающем 1 кг/сутки на одну линию. Влажность шлама - 67 %. Подлежит утилизации путем сбора, хранения с последующей переработкой на специализированном предприятии.

Ионообменные фильтры  чрезвычайно чувствительны к органическим загрязнениям, поэтому в технологической цепи предусматриваются модули Альфа-9ВС, обеспечивающие окисление комплексонов и СПАВ до стадии  очистки вод на ионообменных фильтрах.

Для вывода из системы катионов натрия, калия, анионов хлора некоторое количество вод должно подвергаться дополнительной глубокой очистке.

Меры по исключению капельно-жидких примесей предусматривают трехступенчатую систему очистки, предусматривающую первичную очистку  стоков с последующей доочисткой на специальных материалах.

Для изготовления промывочных ванн будет применен винипласт, предусматривается лазерный крой, полировка кромок и комбинированное соединение заготовок. Конструкции промывочных ванн предусматривают исключение капельно-жидкого уноса загрязнителей, интенсификация промывки.        Аналогичные технические решения предусматриваются по другим гальваническим линиям.

Дополнительная информация имеется в презентации, направляем её по запросу с сайта.

Вопросы по утилизации отработанных электролитов рассматриваются в следующей статье.

Материалы, опубликованные на сайте защищены согласно закону об авторских правах Закон РФ от 9 июля 1993 г. N 5351-I "Об авторском праве и смежных правах" (с изменениями от 19  июля 1995 г., 20 июля 2004 г.) и не могут быть использованы без разрешения автора.

Ключевые слова: Альфа-М,  гальванический сток, промывные воды, очистная система,  очистные сооружения, машиностроение, гальваника,    сорбент, коагулянт, флокулянт, катализатор, электрод, очистка стоков , покрасочного, электрофлотатор, электролиз, ванна улавливания, модуль утилизации, хромистый сток, модуль регенерации, замкнутый водооборот