WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |

Химическая очистка используется, в основном, для очистки стоков гальванических производств. Наиболее распространённый метод основан на обработке растворов гидроокисью кальция, в результате чего образуются нерастворимые гидроокиси тяжёлых металлов. Возникает вопрос: что с ними делать дальше Наиболее распространённая судьба – захоронение. Но получить лимит на захоронение с каждым годом становится всё сложнее, поэтому необходимо стремиться получить осадок, пригодный для дальнейшей переработки в цветной металлургии. А это значит, что нужно разделять стоки, содержащие различные компоненты и очищать их на отдельных установках.

Увеличивать концентрацию полезных компонентов в стоках, внедряя противоточные схемы. Сокращать расход гидроокиси кальция и стремиться перейти на другие технологии – сорбционную или электрохимическую.

Рассматривая вопрос об очистке сточных вод необходимо учитывать следующее:

1) Состав сточных вод формируется в основном технологическом процессе. Поэтому, прежде всего, необходимо проанализировать его на предмет сокращения объёмов и оптимизации состава сточных вод.

2) В результате очистки сточных вод образуются осадки, которые затем нужно утилизировать или обезвредить. Об этом не следует забывать, потому что при отсутствии возможности размещения отходов нельзя будет эксплуатировать установки по очистке сточных вод.

3) Необходимо рассматривать возможность повторного использования вод после очистки. Учитывая высокую стоимость водопроводной воды её экономия может окупить затраты на очистку.

4) Локальная очистка сточных вод, как правило, эффективнее, чем очистка объединённых вод, потому что выше концентрации очищаемых компонентов. Хотя в отдельных случаях именно в результате смешения образуется оптимальный состав. Например, биологическая очистка позволяет очищать сточные воды от соединений азота. Но для размножения микроорганизмов необходим и углерод. Поэтому для биологической очистки стоков производства азотных удобрений их целесообразно смешивать с хозяйственно-бытовыми сточными водами.

3.6. Очистка сточных вод электрохимических производств В данном разделе мы кратко рассмотрим наиболее распространённые методы очистки сточных вод, образующихся преимущественно в электрохимических производствах, от тяжёлых металлов. Более подробно с данными вопросами можно ознакомиться в пособии [154].

3.6.1. Общий обзор Осаждение кадмия с помощью извести на предприятиях цветной металлургии даёт степень очистки до 98,9%. При осаждении, осветлении и фильтровании через песок содержание кадмия уменьшается с 0,7 до 0,08 мг/л. Для сравнения: эффект очистки сточных вод от кадмия обратным осмосом составляет 98-99%, адсорбцией активным углем 99,7% [59, с. 56].

Кобальт извлекают из сточных вод химическим осаждением известью, ементациией, электродиализом, обратным осмосом, ионным обменом, адсорбцией на активированном угле, экстракцией селективными растворителями. При содержании кобальта в общем стоке гальванического цеха 0,86 мг/л концентрация после химического осаждения уменьшается до 0,28 мг/л и после фильтрования – до 0,08 мг/л [59, с. 65].

Широко распространён метод очистки сточных вод от меди осаждением известью или едким натром. На установке ионного обмена «Ниппон-электрик» содержание меди снижается с 23 до 0,08 мг/л. Методом обратного осмоса концентрация меди в постоянных сточных водах ТЭС снижается с 0,85 до 0,01 мг/л и в периодических стоках – с 7,до 0,1 мг/л [59, с. 80].

Эффективность очистки сточных вод от молибдена с использованием извести составляет всего 12%, квасцов – 85%, физическими методами – 72% [59, с. 84].

Для концентрирования тяжёлых металлов, содержащихся в промывных водах с ванн улавливания, может быть использован процесс электродиализа с последующим возвратом концентрата в технологический цикл [67].

Специальные вопросы проектирования изложены в пособии [68].

3.6.2. Очистка сточных вод от ртути В производстве хлора и каустика электролизом хлорида натрия с ртутным катодом образуется большое количество сточных вод, загрязнённых металлической (диспергированной) и растворённой ртутью. Наиболее распространённым методом очистки сточных вод от растворённой ртути является сульфидный метод. Содержание ртути при этом снижается с 15-25 до 0,003-0,01 мг/л [59, с. 100].

Метод состоит в обработке вод гидросульфидом натрия для осаждения ионов ртути в виде сульфида с последующей обработкой сульфатом двухвалентного железа для связывания избытка сульфид-ионов:

Hg+2 + 2SH- => HgS + H2S (3.8) H2S + FeSO4 => FeS + H2SOFeSO4 + H2O => Fe(OH)2+ H2SOПри этом образуется осадок, содержащий плохо отстаивающиеся и плохо фильтрующиеся сульфид ртути и гидроокись железа. Для отделения осадка от очищенных вод, т.е. для улучшения фильтрации, используется вспомогательное вещество – перлит.

Однако, содержание ртути в фильтрате, как правило, превышает требования, предъявляемые к сточным водам. Поэтому фильтрат подвергается дополнительной ионообменной очистке.

3.6.3. Переработка сточных вод производства печатных плат При производстве печатных платом путём травления в медноаммиачном растворе образуются следующие виды отходов [69]:

1) Отработанный травильный раствор с содержанием меди около 100 г/л.

2) Илоподобный шлам сложного состава на дне травильного модуля, содержащий соединения меди и хлорид аммония.

3) Промывной аммиачный раствор, содержащий 1,2-2,5 г/л аммиака и около 5 г/л меди.

4) Промывные воды с содержанием меди до 40 мг/л.



Отработанный травильный раствор (1) может быть подвергнут электрохимической регенерации с извлечением избыточной меди на титановых катодах. В этом случае целесообразна рециркуляция травильного раствора в системе «травильная машина – электролизёр». Для надёжной эксплуатации данного процесса необходима надёжная корректировка раствора по аммиаку для компенсации его потерь при электролизе и периодическое извлечение осаждённой меди с немедленной промывкой в слабоаммиачном растворе.

Другой метод заключается в подщелачивании травильного раствора гидроокисью натрия до рН 12,5-13 и нагреве до 75-80оС. При этом образуется твёрдый осадок оксида меди и выделяется аммиак, который может быть поглощён травильным раствором.

Для очистки промывных растворов и вод используется ионообменная очистка с использованием волокнистых ионообменных смол типа ВИОН.

3.6.4. Очистка сточных вод и концентрированных растворов сернокислотного кадмирования [70].

При сернокислотном кадмировании обычно применяют электролит следующего состава, г/л: CdSO4 – 50, H2SO4 – 50, клей – 1. Концентрация ионов Cd2+ – 27 г/л.

Из электролизёров изделия поступают в ванну улавливания, а затем в две промывные ванны (обычно в последовательных промывных ваннах используют противоток).

Вода из первой промывной ванны с содержанием кадмия 0,26 г/л поступает вначале на угольный фильтр, где очищается от клея, потом на катионитный фильтр.

В угольном фильтре используют активированный уголь марки АГ-3. Регенерацию проводят острым паром. В качестве катионита используют КУ-2-8 с объёмной ёмкостью по кадмию 70 г/см3 (зависит от концентрации поглощаемого иона и скорости подачи очищаемого раствора). Регенерацию катионита проводят 20%-ным раствором серной кислоты.

Отработанный раствор из ванны кадмирования, воду из ванны улавливания и раствор от регенерации катионита смешивают и направляют в электролизёр. В качестве катода используют алюминий, в качестве анода может быть использован устойчивый к серной кислоте свинец. При плотности тока 75 А/м2 выход по току составляет 0,9. Степень извлечения кадмия из раствора составляет 75-80% при времени контакта 5 час и линейной скорости потока 0,01 м/с.

3.6.5. Очистка сточных вод электрохимического цинкования [71].

Для промывки деталей после щелочного цинкования используют каскад из пяти ванн (см. рис. 3.2). Вода в последней ванне постоянно обновляется, чтобы обеспечить необходимую степень промывки деталей, и направляется на очистку, после чего поступает в первую ванну. Периодически производится замена воды в ваннах по схеме:

65432. Вода из ванны (2) поступает в установку с мембранным фильтром, на котором происходит выделение NaOH. Щёлочь отбирается для цинкования, а вода возвращается в ванну промывки.

1 2 3 4 5 NaOH H2O 8 Свежая вода Рисунок 3.2. Схема очистки сточных вод электрохимического цинкования:

1 – установка цинкования, 2-6 – ванны статической промывки, 7 – установка электролитической очистки с мембранным фильтром, 8 – адсорбционные колонны.

3.6.6. Обезвреживание мышьяксодержащих сточных вод [72].

Для очистки сточных вод, содержащих мышьяк и железо, используют метод гальванокоагуляции. В процессе гальванокоагуляции железо, поляризуясь анодно, переходит в раствор, а затем осаждается в виде гидроксида. Наличие гидроксидных форм железа, обладающих высокой сорбционной способностью, обеспечивает достаточно высокую степень очистки от мышьяка, который осаждается вместе с гидроксидом железа. При этом концентрация мышьяка в растворе уменьшается до 0,01 мг/л.

4. Защита атмосферы от промышленных выбросов Важность проблемы охраны атмосферного воздуха была достаточно веско обоснована в предыдущих разделах. С юридической точки зрения атмосферный воздух это не воздух вообще, а «жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений» [73]. Более того, действующие нормативы ПДК ЗВ в атмосферном воздухе [44,45] действуют только на территориях населённых пунктов за пределами санитарно-защитных зон промышленных предприятий.

Согласно действующему законодательству (ст. 30 ФЗ «Об охране атмосферного воздуха») юридические лица, имеющие стационарные источники выбросов ЗВ обязаны в частности:

· внедрять малоотходные и безотходные технологии в целях снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха;

· планировать и осуществлять мероприятия по улавливанию, утилизации, обезвреживанию выбросов ЗВ, сокращению или исключению таких выбросов;

· осуществлять мероприятия по предупреждению и устранению аварийных выбросов ЗВ, а также по ликвидации последствий его загрязнения;

· соблюдать правила эксплуатации сооружений, оборудования, предназначенных для очистки и контроля выбросов ЗВ;

Требование по снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха является само по себе довольно абстрактным, но оно дополняется двумя важными положениями Закона: во-первых, выброс ЗВ в атмосферный воздух может осуществляться только на основании специального разрешения, а, во-вторых, основанием для выдачи разрешения на выброс служат нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) [73, ст. 14].

При этом ПДВ устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.





В данном разделе мы последовательно рассмотрим основные источники выбросов ЗВ в атмосферный воздух, нормирование выбросов, их очистку и правила эксплуатации газоочистных установок (ГОУ).

4.1. Поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух Источниками выделения ЗВ называются устройства, механизмы, оборудование и другие объекты на которых происходит образование и выделение ЗВ. При этом выделение ЗВ может происходить как непосредственно в атмосферный воздух, так и в какие-то технологические системы сбора и транспортировки газов. Источником выброса ЗВ называется устройство, из которого ЗВ попадает непосредственно в атмосферный воздух.

В некоторых случаях источники выделения и источники выбросов совпадают. Например, открытая площадка хранения сыпучего пылящего материала является одновременно и источником выделения и источником выброса ЗВ. В случае открытой стоянки автотранспорта источниками выделения являются машины, а источником выброса можно рассматривать как отдельные автомобили, так и всю площадку в целом. В случае закрытой стоянки автотранспорта источником выброса, в зависимости от конструкции, могут быть: вентиляционная труба, крышные вентиляторы или ворота.

Рассмотрим основные виды источников выделения ЗВ:

1) Объекты, на которых происходит самопроизвольное выделение ЗВ, связанное с состоянием объекта и влиянием на него внешних факторов. Например, золоотвал, пыление которого обусловлено скоростью ветра и влажностью массы золы.

2) Станки и другие устройства, на которых проводится обработка материалов.

Примером может быть деревообрабатывающий станок. Для конкретного вида станка количество выделяющегося ЗВ – древесной пыли – прямо пропорционально количеству переработанного материала. От типа станка и вида материала будет зависеть удельное образование пыли и её фракционный состав (дисперсность). Количество пыли, которое попадёт в источник выброса, будет также зависеть от эффективности местного отсоса, длины газохода и линейной скорости воздушного потока. Поэтому могут иметь место значительные расхождения между результатами расчётов и фактическими выбросами для различных источников.

3) Технологические аппараты, в которых происходят различные химические процессы. Это могут быть, например, гальванические ванны. Интенсивность выделения ЗВ из ванн зависит от концентрации летучих компонентов, температуры, свойств поверхности электролита, конструкции местного отсоса и интенсивности воздушного потока над ванной [74].

4.2. Нормирование выбросов загрязняющих веществ Как было указано выше, нормирование выбросов ЗВ осуществляется посредством установления технических нормативов выбросов и нормативов ПДВ.

Технический норматив выброса – это норматив выброса ЗВ в атмосферный воздух, который устанавливается для передвижных и стационарных источников выбросов, технологических процессов, оборудования и отражает максимально допустимую массу выброса ЗВ в атмосферный воздух в расчете на единицу продукции, мощности, пробега транспортных или иных передвижных средств и другие показатели. В России технические нормативы выбросов установлены только для передвижных источников выбросов (см., например, [75]).

Нормативы ПДВ устанавливаются для стационарных источников по каждому из выбрасываемых ЗВ. Для этого, прежде всего, нужно рассчитать приземные концентрации ЗВ. Распространение ЗВ в атмосферу описывается сложными аэродинамическими законами. На их основе была разработана специальная методика [76]. Основное уравнение для расчёта приземной концентрации выглядит следующим образом:

A M F m nh CMax =, где: (4.1) H V1 DT A – коэффициент стратификации, учитывающий вероятность возникновения неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) в различных регионах страны, с2/3·мг·град1/3/г; для Кировской области А=160.

M = С V1 1000 - мощность выброса, г/с;

где:

С – концентрация ЗВ в выбросе, мг/м3;

V1 – расход пылегазовой смеси из источника выбросов, м3/с;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания; для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость оседания которых не превышает 0,м/с, принимается F=1;

m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (уравнения для расчёта m и n см. [77]);

– безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для равнины =1);

H – высота источника выброса, м;

T = Tг – Ta – разница между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и о температурой окружающего атмосферного воздуха, С.

Концентрация ЗВ на любом расстоянии от источника может быть вычислена по специальному алгоритму. Более подробно с методологией расчетов приземных концентраций можно ознакомиться в [77].

Нормативом ПДВ конкретного вещества из конкретного источника является такая интенсивность выброса (г/с), которая не ведёт к превышению приземной концентрации норматива ПДКМР. При этом в качестве контрольных точек рассматриваются точки на границе санитарно-защитной зоны16 (СЗЗ) и точки в зоне жилой застройки. Если на качество атмосферного воздуха в данной точке оказывают влияние несколько источников, то рассчитывается суммарная концентрация ЗВ, создаваемая всеми источниками.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.