Доочистка медьсодержащих стоков гальванического цеха

Актуальность работы. В начале ХХІ века существенно возросла актуальность решения вопроса глобальных экологических проблем. На сегодняшний день человечество практически подошло к той черте, когда дальнейшее игнорирование необходимости сохранения экосистемы Земли может очень дорого обойтись будущим поколениям. Глобальных экологических проблем существует достаточно много и каждая из них заслуживает на внимание. В этой статье хотелось бы поговорить о защите гидросферы от истощения и загрязнения. В результате хозяйственной деятельности человека образуются промышленные сточные воды. Слив таких веществ в открытые водоемы без дополнительной обработки может привести к непоправимым последствиям.

---

Студентам интересна цена курсовой работы по административному праву. Для того чтобы рассчитать стоимость курсовой работы, заполняйте форму заказа.

---

. Ситуация усложняется тем, что промышленность развивается стремительными темпами. Вместе с ней возрастает также и количество сточных вод. По мнению всемирной организации здравоохранения, заболевания человека, вызванные потреблением некачественной воды и продуктов питания, могут составлять до 80% от общего числа проблем со здоровьем. Поэтому очистка промышленных стоков является одной из самых актуальных и первостепенных задач. Гальваническое производство получило свое название от электрохимического метода нанесения механических и химических покрытий на различные материалы для придания им твердости и износостойкости, а также антикоррозионных, декоративных и защитно-декоративных свойств. На гальваническом производстве может выполняться цинкование, химическая пассивация нержавеющих сталей, анодирование алюминия, химическое оксидирование сталей, химическое оксидирование алюминия и т.д. Появление сточных вод обусловлено необходимостью промывки деталей в процессе подготовки и нанесения гальванопокрытий. В состав сточных вод гальванического производства обычно входят промывные воды (разбавленные стоки) и концентрированные растворы (травильные, моющие, обезжиривающие, хромсодержащие и циансодержащие электролиты). Наибольший вред окружающей среде наносят соединения металлов, которые выносятся сточными водами гальванического производства. Например, циансодержащие стоки содержат свободный цианид натрия (калия), комплексные цианидные соли цинка, кадмия, меди и других металлов, а также соли щелочных и щелочноземельных металлов. Концентрация циана может колебаться в пределах 5-300 мг/л, а кислотность превышает отметку «7». Хромсодержащие сточные воды гальванических цехов содержат шестивалентный и трехвалентный хром, ионы железа, меди, никеля, цинка, а также серную кислоту. Соединения кадмия даже в относительно небольших количествах оказывают резкое негативное влияние на рыб и других обитателей водоемов. Хорошо изучено воздействие и других тяжелых металлов. Они могут попадать в организм человека вместе с водой и продуктами питания, после чего вызывают патогенез болезней печени, сердца, мозга и даже раковые опухоли. Основной целью методов очистки сточных вод гальванических производств является снижение содержания тяжелых металлов до предельно допустимых концентраций. Это позволяет или сливать очищенную воду в канализацию, или возвращать ее назад в производство. Поскольку гальванические стоки содержат широкий диапазон тяжелых металлов, каждый из которых требует различных условий осаждения, на практике прибегают к многостадийной обработке. Растворенные ионы тяжелых металлов переводятся в нерастворенные химические соединения, после чего осуществляется отделение и обезвоживание твердой фазы. Несмотря на все достижения, ионообменные, реагентные и коагуляционные методы не позволяют в полной мере решить вопрос обеспечения эффективной и экономичной очистки, а также рационального использования водных ресурсов. Кроме того, при применении указанных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов образуются так называемые гальваношламы. Данные вещества не могут размещаться на свалках, предназначенных для твердых бытовых отходов. Захоронение гальваношламов требует наличия специальных полигонов, количество которых ничтожно мало. Поэтому большинству предприятий приходится складировать такие отходы на собственной территории или создавать временные шламохранилища. Ионообменные и реагентные методы очистки, использующие традиционное оборудование, очень длительны и трудоемки, требуют больших затрат реагентов, имеют большую металлоемкость, характеризуются громоздким оборудованием. Цель работы – доочистка медьсодержащих стоков гальванического цеха. Задачи: - рассмотреть теоретические аспекты технологии доочистки медьсодержащих стоков; - провести анализ доочистки медьсодержащих стоков гальванического цеха; - описать совершенствование доочистки медьсодержащих стоков. Объект исследования – гальванический цех. Предмет исследования –доочистка медьсодержащих стоков. Методы исследования – анализ, обобщение, расчеты. Структура работы состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.

В результате проделанной работы решены следующие задачи. 1. Рассмотрены теоретические аспекты технологии доочистки медьсодержащих стоков. Современное общество предъявляет все больше требований к качеству гальванических покрытий. Технологические процессы, применяемые в гальваническом производстве, весьма разнообразны и напрямую определяют качество наносимых покрытий. Однако, выбор оборудования обуславливается не только технологией и характером обрабатываемых деталей, но и производственной программой. Предотвращение загрязнения водоемов производственными сточными водами тесно связаны с разработкой мероприятий по сокращению потребления свежей воды на технологические нужды производства и уменьшению количества сбрасываемых стоков. Один из наиболее рациональных путей для достижения этих целей - создание локальных систем очистки с извлечением ценных компонентов и использованием очищенных сточных вод в оборотном цикле. Наиболее широко применяемый реагентный метод, достаточно прост и дешев, однако не решает проблему утилизации ценных компонентов, которые безвозвратно теряются с осадками. 2. Проведен анализ доочистки медьсодержащих стоков гальванического цеха. В результате сравнения вариантов основных технологических решений также стоит отметить вариант очистки сточных вод с использованием более современного метода ионного обмена, нежели классического химического подхода, как наиболее предпочтительного варианта с точки зрения технико-экономических и эколого-экономических показателей. Данный метод получил широкое распространение за рубежом. Основное его преимущество состоит в возможности нейтрализации концентрированных сточных вод, в получении ценных электролитов и чистой воды, пригодной для повторного использования. 3. Описано совершенствование доочистки медьсодержащих стоков. Помимо рассмотренных возможны и другие решения по очистке сточных вод, основанные на электродиализном методе, который хорошо проявляет себя при локальной обработке малых объемов промывных вод. Впрочем, показать все возможные решения очистки сточных вод не является в нашем случае главным; основной целью данной работы является показать многовариантность решений очистки стоков, вытекающую из гибкости водопотребления, достигаемой применением различных схем промывок. Создание полного водооборота не должно быть самоцелью, т.к. с точки зрения как экологической безопасности гальванического производства так и экономической целесообразности главной целью должны быть рационализация водопотребления и оптимизация системы очистки. Водооборот целесообразно организовывать после рационализации водопотребления и оптимизации системы очистки при локальной очистке стоков от отдельных технологических операций или общего уже очищенного от токсичных загрязнений стока небольшого объема.

1. Адсорбционная технология очистки сточных вод. (Авторы: Когановский А.М., Левченко Т.М., Рода И.Г. и др.). Киев: Тэхника, 2011. – 176 с. 2. Акользин П.А. Предупреждение коррозии оборудования технического водо- и теплоснабжения. М.: Металлургия, 2011. – 94 с. 3. Альшин В.М., Волков С.В. и др. Достоинства и недостатки промышленных методов обеззараживания воды. «Водоснабжение и санитарная техника», 2012, № 2, с. 2–7. 4. Андреев А.Г., Панфиль П.А. Применение ультразвукового снижения скорости образования накипи. «Энергосбережение и водоподготовка», 2010, № 4). 5. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия, 2013. – 295 с. 6. Андреев У.Ц. Магнитогидродинамическая сепарация углей и других полезных ископаемых. // Уголь. 2013, №7, стр. 54...58. 7. Банников В.В. и др. Обеззараживание питьевой воды, приготовление дезинфицирующих растворов, обезвреживание сточных вод. М.: НПП «Санер», 2012. – 31 с. 8. Банников В.В., Савинков Е.В. Нетрадиционный метод устранения накипи и инкрустаций. «Аква-Терм», 2013, №2, с. 38–40. 9. Банников В.В., Савинков С.В., Коренной А.К., Львович Ф.И. Обеззараживание питьевой воды, обработка воды плавательных бассейнов, приготовление дезинфицирующих растворов и обезвреживание сточных вод. М., 2010. 10. Белан Ф.И. Водоподготовка: Расчеты, примеры, задачи. М.: Энергия, 2010. – 256 с. 11. Богачёв А.Ф., Гришин А.А. Совершенствование водно-химического режима и водоподготовки ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 2010. 12. Брннгс Б. Технологические схемы ионообменной очистки воды // Индустрия напитков. 2014. № 4. С. 55—61. 13. Бейгельдруд Г.М. Технология очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов/ Г.М. Бейгельдруд. - М.: Строиздат, 2013. - 445 с. 14. Быкова Я.П. Задача оптимального проектирования системы очистки сточных вод гальваничского производства/ Я.П. Быкова, Б.В. Ермоленко// Химическая технология. - 2015. - № 10. - с. 623-631. 15. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство/ С.С. Виноградов; под ред. проф. В.Н.Кудрявцева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Глобус, 2012. - 352 с. 16. Вигродович В.Н., Исправникова Ю.А., Нижаже-Гавгани Э.А. Проблемы озонирования и озонообработки. М. – СПб.: Экоинформсистема, 2014. – 112 с. 17. Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. Водоподготовка. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 2013. – 416 с. 18. Водоснабжение, водоотведение, гидротехника, инженерная гидрология (Сборник научных докладов к научно-практической конференции, посвещенной 70-летию ФГУП «НИИ ВОДГЕО»). М.: Изд-во «ЗАО «Дар»/ВОДГЕО, 2014. – 182 с. 19. Волжанский А.И., Константинов В.А. Регенерация ионитов. Л.: Химия, 2010. – 240 с. 20. Высоцкий С.П. Мембранная и ионитная технологии водоподготовки в энергетике. Киев: Тэхника, 2010. – 176 с. 21. Водоподготовительное оборудование для ТЭС и промышленной энергетики: Отраслевой каталог / Е.Б. Юрчевский, И.Г. Берсенева, В.А. Берсенев и др.; ЦНИИТЭИТдЭК Маш – М., 2011. 22. Водно-химический режим основного технологического контура и вспомогательных систем атомных электростанций с РБМК-1000: СТП ЭО 0005-01. – М.: Росэнергоатом, 2012. 23. Гребенюк В.Д., Мазо А.А. Обессоливание воды ионитами. М.: Химия, 2010. – 256 с. 24. Громов С.Л. Технологические преимущества процесса противоточной регенерации ионообменных смол UPCORE: промывка взрыхлением // Теплоэнергетика. 2013. № 3. С. 52—55. 25. Гришки А.А., Малахов И.А., Ларин Б.М. Экологические проблемы ионообменных технологий на ТЭС // Сб. материалов междунар. конф. «Экология энергетики». М.: Изд-во МЭИ. 2010. С. 131—332. 26. Герасимов Г.Н., Ризо Е.Г., Бурцев В.П. Использование магнитных полей для очистки промышленных сточных вод. // Судостроение, 2011, №4. 27. Гостьков В.В., Ларин Б.М. Входной контроль ионитов на Смоленской АЭС // Вестник ИГЭУ. – 2013. – № 5. 28. Золотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. М.: Стройиздат, 2005. – 76 с. 29. Зубакова Л.Б., Тевлина А.С., Даванков А.Б. Синтетическое ионообменные материалы. М.: Химия, 2008. – 184 с. 30. Захаров Е.И., Ионообменное оборудование атомной промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1987.-248 с. 31. Информационные материалы фирмы «Байер АО» (автор – Б. Брингс). – 13 с. Требования к воде, предназначенной для очистки. Очистка ионообменных смол. Lewatit – лучший выбор. – 11 с. Каталитическое удаление растворенного кислорода из воды с помощью катализаторов фирмы «Байер». Lewatit – лучший выбор (автор – Р. Хельмиг). – 15 с. 32. Ионообменные методы очистки веществ. Под ред. Г.А. Чикина, О.Н. Мягкого. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. – 372 с. 33. Исследование технологических показателей и обоснование критериев выбора анионитов БОУ / А.А. Гришин, И.А. Малахов, В.Е. Космодамианский и др. // Новое в Российской энергетике. – М.: Энергопресс, 2012. – № 5. – С. 29–33. 34. Исайкин A.C. Ультразвуковая очистка сетчатых дисков масляных фильтров // Техника и оборудование для села. - Москва, 2010.-№1.~ с. 26. 35. Кокотов Ю.А. Иониты и ионный обмен. Л.: Химия, 1980. – 151 с. 36. Красильннков М.Д. Противоточная технология обработки воды // Вода и экология. 2015. № 2. С. 39—41. 37. Кондратюк Е.В. Способ получения фильтровально-сорбционного материала /Е.В. Кондратюк, Л.Ф. Комарова, И.А. Лебедев, В.А. Сомин // Патент на изобретение РФ № 2345834, 2009. 38. Куртукова Л.В. Исследования по удалению из воды солей жесткости с применением сорбентов на основе минеральных волокон и бентонитовых глин // Л.В. Куртукова, В.А. Сомин, Л.Ф. Комарова // Успехи современного естествознания, №12, 2011. – С. 29-31. 39. Куртукова, Л.В. Умягчение подземных вод Алтайского края сорбционным и обратноосмотическими методами: автореф. дисс. канд. техн. наук / Куртукова Любовь Владимировна – Барнаул, 2013. – 16 с. 40. Колесников В.А. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Механические и физико-химические методы очистки промывных и сточных вод: Учеб. пособие/ В.А. Колесников, В.И. Ильин. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева? 2014. - 220 с. 41. Колесников В.А. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Электрофлотационная технология очистки сточных вод: Учеб.пособие/ В.А. Колесников, В.И. Ильин. - М.: ИЦ РХТУ им. Д.И. Менделеева? 2013. - 104 с. 42. Кульский Л.А. Справочник по свойствам, методам и очистке воды: в 2-х частях/ Л. А. Кульский, И.Т. Горонский [и др.]. - Киев.: Наукова думка, 2010. - 1206 с. 43. Колесников В.А. Электрофлотационная технология очистки сточных вод промышленных предприятий/ В.А. Колесников, В.И. Ильин, Ю.И. Капустин [и др.]; под ред. В.А. Колесникова. - М.: Химия, 2014. - 304 с. 44. Красногорская Н.Н. Физико-химическое сопоставление реагентных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов/ Н.Н. Красногорская, Е.Н. Сапожникова, А.Т. Набнев и др.// Успехи современного естествознания. - 2014. - № 2. - с.114-115. 45. Киселева Н.В. Реагентная очистка сточных вод гальванического производства от ионов тяжелых металлов/ Н.В. Киселева. - Казань, 2013. - 237 с. 46. Луценко М.М. Совершенствование технологии очистки стоков гальванических производств от ионов меди и никеля. - Санкт-Петербург, 2014. - 165 с. 47. Лебедев К.Б. Иониты в цветной металлургии/ К.Б. Лебедев, Е.И. Казанцев, В.М. Розманов [и др.]. - М., 1975. - 352 с. 48. Ларин Б.М., Бушуев Е.Н., Бушуева Н.В. Технологическое и экологическое совершенствование водоподготовительных установок на ТЭС. «Теплоэнергетика», 2011, № 8, с. 23–27. 49. Маринина Л.К. Учебно-методическое пособие по разделу "Охрана труда" в дипломных проектах и работах/ Л. К. Маринина, А. Я. Васин, Е. Б. Аносова. - М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2009. - 103 с. 50. Назаров М.В. Очистка прородных и сточных вод с применением электрохимических методов - Уфа, 2014. - 184 с. 51. Небренчин A.M. и др., Обогащение полезных ископаемых на МГД-сепараторах. // Киев, Гипромашуглеобогащение, 1969, 48 стр. 52. Озонотехника / Новые технологии и оборудование в водоподготовке и водоотведении. Сб. Вып. 1. М.: ВИМИ, 2010, с. 35–36. 53. Продукты термолиза органических соединений их сорбция ионитами БОУ // Б.Н. Ходырев, Б.С. Федосеев, В.А. Коровин и др. // Теплоэнергетика. – 1998. – № 7. – С. 20–24. 54. Пучин Е.А., Исайкин A.C. Удаление загрязнений в ультразвуковом поле моющего раствора // Материалы международной научно-практической конференции нижегородской ГСХА: Нижний Новгород, 2010. с.59-61. 55. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологи: Учебное пособие для вузов/ К. Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 2014. - 576 с. 56. Родионов А.И. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов/ А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, Г.С. Соловьев. - М.: Химия, КолосС, 2015. - 392 с. 57. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования.- М.: ДеЛи принт, 2004.- 327 с. 58. Резник Я.Е. Оптимизация ионообменной технологии: фильтрование с противоточной регенерацией // Аква-терм, 2003, №4.-с.42-44. 59. Сомин В.А. Способ получения сорбционного материала / В.А. Сомин, А.А. Фогель, Л.Ф. Комарова // Патент на изобретение РФ №2460580, 2012. 60. Смирнов Д.Н. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов/ Д.Н. Смирнов, В.Е. Бенкин. - М.: Металлургия, 2015. - 195 с. 61. Савранская Т.М. Правила приема производственных сточных вод в московскую городскую канализацию/ Т.М. Савранская, Ю.Ф. Эль, Л.Н. Алексеева. - М.: Мосводоканал, 2013. - 19 с. 62. Селицкий Г.А. Электрокоагуляционный метод очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов/ Г.А. Селицкий. Охрана окружающей среды: Обзор. информ. // ЦНИИцветмет экономики и информации. - М, 1987. - вып. №2. - с. 24. 63. Тарасова Н.П. Охрана окружающей среды в дипломных проектах и работах/ Н.П.Тарасова, Б.В. Ермоленко, В.А. Зайцев, С.В. Макаров. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2006. - 218 с. 64. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник/ А.С. Тимонин. - Калуга.: издательство Н.Бочкаревой, 2013. - Том 2. - 917 с. 65. Фомин Г.С. Вода. Контроль химический, бактериологический и радиционной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. 3-е изд., перераб. и доп. (Госстандарт России. Международные стандарты – народному хозяйству России). М.: Протектор, 2000. – 848 с. 66. Фейзиев Г.К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. – М.: Энергоатомиздат, 1988. 67. Шарапов В.И. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. М.: Энергоиздат, 2010. 68. Шахов А.Н. // Прогрессивные методы очистки природных и сточных вод: Материалы конференции. М., 1971, C. 107...109. 69. Шахов А.Н., Аветисов А.С. // Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем: Материалы 2-го Всесоюзного семинара. М., 1971, С. 252...258. 70. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод/ С. В. Яковлев. - М.: Строиздат, 1985. - 337 с.