EnglishGermanItalianRussian

Фильтр-прессСейчас трудно представить, что какое либо предприятие по механической обработке металлов, радиоэлектроники, изготовлению метиз и других товаров, обходиться без цехов гальванических покрытий. Даже если таких цехов нет, то уж наверняка есть цеха подготовки металла и нанесения защитных покрытий (травление, обезжиривание, горячие цинкование).  Все эти предприятия рано или поздно (на стадии проектирования или уже на стадии эксплуатации) сталкиваются с проблемой утилизации сточных вод.

Типовые “Советские” и зарубежные схемы очистки сточных вод гальваники и подготовки металла включают в себя обычно стадии реагентной обработки , нормализации pH и отстаивание сточных вод. Такая схема совсем не плоха, но уже не обеспечивает очистку воды до ужесточившихся норм сброса, предъявляемыми местными водоканалами, из-за достаточно плохого отстаивания мелкодисперсных взвесей оксидов и гидроксидов металлов и устаревших подходов в реагентной очистки.

Для решения этих проблем разработаны достаточно современные схемы очистки воды.  Но у многих из них наблюдается ряд недостатков:

— при использовании гальвано-коагуляторов, это большое содержание железа в сточных водах, и большое количество отходов,

— при использовании флотационных методов, это сравнительно низкая допустимая нагрузка по взвешенным веществам на входе в аппарат (не более 100 мг/л, включая гидроксиды и фосфаты металлов), что подразумевает, во многих случаях, дополнительные  очистные сооружения перед подачей воды на флотацию,

— при использовании тонкослойных отстойников, это не достаточная степень очистки воды и громоздкость самого основного оборудования,

— при использовании выпарных установок, это высокие капитальные и эксплуатационные затраты на 1м3 очищенной воды,

— при использовании обратного осмоса, это не высокий выход очищенной воды и жесткие требования по качеству входящей воды, и все это при весьма скромном сроке службы ОО мембран, при такой усиленной нагрузке,

— при использовании ионного обмена, это необходимость утилизации промывных вод (концентратов), и сравнительно невысокая возможная фактическая концентрация солей на входе в аппарат, этот метод более пригоден на финишной стадии доочистки.

Для комплексного устранения этих проблем, нами был разработан метод, лишенный перечисленных недостатков, и обладающий пожалуй одним основным недостатком – он в 1,5 – 2 раза дороже некоторых из выше приведенных решений.

Из несомненных плюсов данного метода можно отметить:

— высокое качество очистки сточных вод,

— низкие эксплуатационные и энергетические затраты,

— высокая удельная производительность очистных сооружений на единицу площади,

— полное исключение проскока (что не гарантируют все известные методы, кроме выпаривания),

— полная автоматизация процесса за исключением разгрузки влажных осадков из фильтр-пресса или гравитационного фильтра.

Чтобы стала понятна суть этого метода, разберем подробно, как происходит очистка сточных вод гальваники и металлообработки в нашем варианте:
Схема нейтрализацииКислотно-щелочные (КЩ) промывные воды и отработанные растворы КЩ электролитов поступают в усреднитель. Автоматическим дозированием серной кислоты и раствора каустика в усреднителях поддерживается необходимый pH. В усреднителе КЩ поддерживается pH гидроксидообразования тяжелых металлов (около 8,5-9 ед.). Усреднители оборудованы перемешивающими устройствами, датчиками pH и Rx (для контроля полноты прохождения реакции). Промывные воды, смешиваются с КЩ водами и подаются на ступень ультрафильтрации, где происходит извлечение нерастворимых взвесей гидроксидов и оксидов металлов. Далее очищенная вода нормализуется по pH раствором серной кислоты и сбрасывается либо в канализацию, либо поступает на ступень обратного осмоса, для возврата в производство.

Шлам оксидов и гидроксидов металлов с ультрафильтрации отводиться в отстойник, в него же дозируется раствор извести. Происходит уплотнение и укрупнение осадка. Далее осадок пневматическим насосом подается на фильтр-пресс, где происходит его обезвоживание. Вода стекшая с фильтр-пресса, содержит небольшое количество дисперсной фазы, и направляется в усреднитель КЩ, в голову очистных сооружений. Очищенная вода соответствует как нормам по сбросу в городскую канализацию, так и требованиям к подаче на установку обратного осмоса с целью удаления растворимых солей при создании на предприятии оборотного водоснабжения.

Твердый отход влажностью 80-75% после выгрузки из гравитационного фильтра сдается на утилизацию региональным предприятиям по переработке твердых отходов. Основным технологическим узлом ОС является установка ультрафильтрации и обратного осмоса на основе рулонных полимерных мембран с размером пор 50кДа. Установка ультрафильтрации работает под давлением 2-4 бар в непрерывном режиме тангенциальной фильтрации. На мембранах задерживаются практически все остаточные взвешенные вещества и коллоидные частицы.

Система ультрафильтрации гальванических сточных вод для промышленного применения

Система ультрафильтрации гальванических сточных вод для промышленного применения

Установка оборудована электромагнитными клапанами, которые управляются контроллером. В соответствии с настройками контроллера периодически производится сброс УФ концентрата в накопитель. Для поддержания производительности производится периодическое перекрытие линии фильтрата мембран во время циркуляции жидкости в установке. Фильтрат УФ содержит растворимые соли, такие как Na2SO4, NaCl, (NaNO3 при исходном наличии ионов NO3-), и собирается в промежуточной емкости для корректировки pH перед подачей на ОО установку.

Полимерные рулонные мембранные УФ и ОО элементы имеют срок службы до 4 лет, и обладают повышенной химической и износостойкостью. Для контроля уровня жидкости и управления насосами накопители и реактора оборудуются датчиками уровня. Для контроля расхода жидкости и управления потоками основные трубопроводы оборудуются ультразвуковыми расходомерами. Для контроля величины pH и RX накопительные емкости и реактора оборудуются датчиками pH и RX.

Вот видео-пример фильтрации и полного засорения мембран гидроксидов тяжелых металлов, вследствие неправильного подбора мембран.

Нечто подобное происходит и со сточными водами содержащими хром VI. В отдельном реакторе происходит их обезвреживание бисульфитом натрия при pH = 3. Далее они так же поступают в усреднитель стока для высаждения гидроксида хрома.

Циансодержащие сточные воды, нейтрализуются окислением CN- йона, озоном или раствором перманганата калия. И медленно, перекачиваются дозирующим насосом в сборник кислотно-щелочных стоков.

Концентраты гальванических ванн, так же собираються в отдельные емкости и медленно дозируются в кислотно-щелочные стоки, либо в хромовый реактор (если это концентраты хрома).

Очищенная вода поступает на сброс в канализацию (соответствует технической воде ГОСТ 9.314.90), либо проходит еще стадию обратноосмотической фильтрации, для того что бы вернуть 80-85% ее обратно в производство.

На однокаскадной обратноосмотической установке, возможно дочистить воду до 2ой категории по ГОСТ 9.314.90, возможна и более глубокая ее очистка.

Скачать буклет по нейтрализации и обезвреживанию сточных вод гальваники

 

Общие требования к воде для гальванических производств по ГОСТ 9.314.90

Техническая вода, используемая для промывки изделий, деталей и приготовления электролитов и растворов в гальваническом производстве, должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и химически инертной к покрытию.

Физико-химические показатели воды, используемой в гальваническом производстве, должны удовлетворять требованиям нижеприведенной таблицы:

Таблица физико-химических показателей воды, используемой в гальваническом производстве

Наименование показателя
Норма для категории
1
2
3
Водородный показатель pH6,0-9,06,5-8,55,4-6,6
Cухой остаток, мг/дм3, не более10004005,0
Жесткость общая, мг-экв/дм3, не более7,06,00,35
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более2,01,5
Сульфаты(SO42-), мг/дм3, не более500500,5
Хлориды(Cl), мг/дм3, не более350350,02
Нитраты(NO3), мг/дм3, не более45150,2
Фосфаты(PO43-), мг/дм3, не более303,51,0
Аммиак, мг/дм3, не более105,00,02
Нефтепродукты, суммарно, мг/л, не более0,50,3
Химическая потребность в кислороде, мг/дм3, не более15050
Остаточный хлор, мг/дм3, не более1,71,7
Поверхностно-активные вещества (ПАВ), мг/дм3, не более5,01,0
Ионы тяжелых металлов, мг/дм3, не более:155,00,4
      железо0,30,10,05
      медь1,00,30,02
      никель5,01,0
      цинк5,01,50,2
      хром трехвалентный5,00,5
Удельная электропроводность, См/м2*10-31*10-35*10-4

Примечание: В системах многократного использования воды допускается содержание вредных ингредиентов в очищенной воде выше, чем в таблице, но не выше допустимых значений в промывной ванне после операции промывки.

Видеоматериалы по очистке сточных вод гальванических производств: