Trattamento delle acque reflue di impianti chimici con vari metodi

Il trattamento delle acque reflue degli impianti chimici oggi viene effettuato con mezzi meccanici, fisico-chimici, biochimici e semplicemente chimici, che consentono di estrarre tutti i contaminanti minerali. A proposito, l'acqua pre-scarto viene filtrata, difesa, chiarificata, filtrata, cioè, eseguono tutte le misure per la purificazione meccanica dell'acqua. Successivamente, procedere alla biochimica, che, in realtà, è la distruzione e l'estrazione di inquinanti organici. Trattamento delle acque reflue di impianti chimici in alcuni casi è più opportuno eseguire un metodo chimico e fisico-chimico per rimuovere ioni di metalli pesanti e vari composti tossici.

I processi di pulizia chimica possono essere non solo l'ossidazione chimica e la neutralizzazione, ma anche la coagulazione. Come conseguenza delle reazioni tra i reagenti e le impurità, si formano composti che precipitano o le reazioni eseguite sono accompagnate dall'evoluzione del gas. Per inciso, il trattamento con ozono si applica anche alla pulizia chimica, perché gli inquinanti organici sono ossidati dall'azione dell'ozono. Nella depurazione delle acque industriali viene anche utilizzata la purificazione elettrochimica, in cui avviene una reazione all'anodo - l'ossidazione elettrochimica dei contaminanti. E il metodo fisico-chimico di trattamento delle acque reflue di impianti chimici comprende l'estrazione, l'assorbimento, la flottazione, la coagulazione, lo scambio ionico, l'elettrolisi e la cristallizzazione.

Naturalmente, la composizione delle acque reflue degli impianti chimici è molto varia e dipende direttamente dalla tecnologia di una particolare impresa. Ciò che, in effetti, determina la scelta delle opzioni di trattamento che estraggono in modo economico ed efficiente sostanze preziose e utilizzano nuovamente l'acqua depurata in processi tecnologici o semplicemente la inviano a sistemi di approvvigionamento idrico specifici. A proposito, viene usata anche la purificazione rigenerativa - questo è quando le sostanze preziose vengono estratte dalle acque reflue. E se, durante il trattamento delle acque reflue di impianti chimici, l'inquinamento e le impurità sono distrutti e rimossi dall'acqua, o se i prodotti di decomposizione formano composti innocui, allora questo metodo è chiamato distruttivo.

Quando il trattamento delle acque reflue viene effettuato alla produzione chimica di acido fosforico termico e all'estrazione, i composti del fosforo cadono nell'acqua, che vengono rimossi mediante pulizia meccanica. Tutte le particelle contenenti fosforo rimangono in speciali fosse settiche e idrocicloni. Viene anche usato un metodo di purificazione basato sull'ossidazione di particelle disciolte e sospese di fosforo con cloro o ossigeno, o altri agenti ossidanti. Per inciso, i composti P e N sono spesso presenti simultaneamente nelle acque reflue degli impianti chimici, che possono causare il rapido sviluppo di alghe nei bacini idrici e nei sistemi di approvvigionamento idrico circolante. Dato l'alto costo del trattamento delle acque reflue da azoto, gli esperti utilizzano un'opzione di trattamento meno costosa, vale a dire, il fosforo viene rimosso dalle acque reflue, disturbando così l'equilibrio tra fosforo, carbonio e azoto, che impedisce lo sviluppo di alghe indesiderate.

Le acque reflue neutralizzano ossidano e ripristina, questi metodi sono chimici. A proposito, queste attività sono spesso svolte prima del trattamento biologico, a volte anche dopo di esso. Gli acidi minerali o gli alcali contenuti nelle acque reflue degli impianti chimici vengono neutralizzati prima di essere scaricati nel serbatoio aggiungendo e dosando i reagenti, mescolando acque di scarico alcaline e acide o filtrandoli attraverso materiali neutralizzanti, anche mediante assorbimento di gas acidi da alcali, ammoniaca o acque acide. In alcuni processi di neutralizzazione, la precipitazione scende verso il basso, quindi vengono eseguite le procedure di post-trattamento.

Va notato che il trattamento elettrochimico si applica anche al metodo di purificazione ossidativa, questo metodo è utilizzato in sistemi idrici chiusi ed è piuttosto efficace. Si basa sull'elettrolisi, cioè il trattamento delle acque reflue degli impianti chimici verrà effettuato utilizzando trasformazioni chimiche. Naturalmente, molto dipende dal materiale degli elettrodi e dal tipo di elettrolita, dalla presenza di sostanze in questa soluzione.

Trattamento delle acque reflue delle piante chimiche

Trattamento delle acque reflue di un impianto chimico - sezione Ecologia, ecologia industriale Nel processo di funzionamento di un'impresa chimica si formano Art.

Durante il funzionamento di un'impresa chimica, viene generata acqua di scarico, che richiede un trattamento speciale prima di essere scaricata nei sistemi fognari.

Le acque reflue di qualsiasi impresa industriale contengono inquinamento specifico che deve essere rimosso (neutralizzato) prima di mescolarsi con le acque reflue di un'altra produzione o insediamento. Numerose esperienze di paesi avanzati indicano la possibilità di implementare sistemi di drenaggio riutilizzando acque reflue trattate. Il riutilizzo delle acque reflue trattate nel sistema di approvvigionamento idrico industriale dipende interamente dalle condizioni locali specifiche, dalle tecnologie utilizzate ed è principalmente determinato dalla sua capacità e adeguatezza.

Esistono tre tipi di impianti di trattamento delle acque reflue per il trattamento delle acque reflue di imprese industriali - locali, industriali, distrettuali o urbani.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue locali sono destinati principalmente allo smaltimento di acque reflue o all'estrazione di componenti di valore direttamente dopo gli stabilimenti o le officine di processo. Nelle strutture locali per la pulizia meccanica, la coagulazione, l'elettrodeposizione, la filtrazione, l'ultrafiltrazione e altri, depurano le acque reflue, che non possono essere inviate senza precedente purificazione al sistema di circolazione idrico circolante o ripetuto, agli impianti di trattamento delle acque reflue di impianti o distretti.

Molte grandi imprese hanno impianti di trattamento delle acque reflue in fabbrica che dispongono di strutture per il trattamento meccanico, fisico-chimico e biologico.

Gli impianti di depurazione di distretto o di città sono progettati per il trattamento delle acque reflue domestiche e industriali di un distretto o di una città. Nel trattamento delle acque reflue congiunte, prevalgono il contenuto di sostanze solubili, sospese e galleggianti, prodotti capaci di distruggere o di sporcare comunicazioni, sostanze esplosive e combustibili e temperatura.

La scelta del metodo di purificazione dipende dalla concentrazione di contaminanti nelle acque reflue e dalla quantità di rifiuti solidi generati nella produzione principale e nella fase di purificazione, nonché dagli indicatori ambientali ed economici del processo.

Figura 3.3 - Classificazione dei metodi di trattamento delle acque reflue industriali

Per questi motivi, le acque reflue provenienti da imprese industriali dovrebbero essere soggette a trattamento locale obbligatorio per i seguenti scopi:

1. massima riduzione delle perdite di materie prime con acque reflue;

2. ridurre il consumo di acqua pulita;

3. riduzione dello scarico delle acque reflue in termini di volume e quantità di inquinanti nei corpi idrici;

4. riduzione del volume degli impianti di trattamento delle acque reflue non di fabbrica e investimenti in conto capitale nella loro costruzione.

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Trattamento chimico delle acque reflue

Cicli tecnologici di produzione di uso di complessi chimici, metallurgici, energetici e di difesa, oltre a materiali e materie prime di base e acqua ordinaria, che gioca un ruolo importante nella tecnologia di produzione. Grandi volumi di acqua dolce utilizzati per la preparazione di soluzioni di reagenti e come operazioni ausiliarie di raffreddamento sono composti da un'enorme quantità di impurità chimiche e additivi che rendono tale acqua pericolosa anche sotto forma di effluenti industriali.

Il problema del trattamento di tali acque, il loro utilizzo nell'ulteriore ciclo tecnologico o lo scarico nel sistema fognario di oggi è completamente gestito da apparecchiature chimiche per il trattamento delle acque reflue, garantendo non solo la preparazione dell'acqua agli standard delle acque reflue domestiche, ma anche la purificazione di acqua dolce depurata che è adatta per la tecnica di utilizzo.

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I principali metodi di trattamento chimico delle acque reflue industriali

I metodi chimici di trattamento delle acque reflue industriali oggi sono utilizzati principalmente per legare e rimuovere elementi chimici pericolosi dal volume di acqua industriale e per portare i parametri di base di tale effluente alle norme, consentendo in futuro di effettuare trattamenti biologici convenzionali.

Letteralmente nel processo di tale purificazione, vengono utilizzati i principali tipi di reazioni chimiche:

  • Neutralizzazione di composti e elementi pericolosi;
  • Reazione ossidativa;
  • Recupero di reazioni di elementi chimici.

Nel ciclo tecnologico degli impianti di trattamento delle imprese industriali, è applicabile la pulizia chimica:

  • Per ricevere l'acqua tecnica purificata;
  • Trattamento degli effluenti di produzione da composti chimici prima di essere scaricati nel sistema fognario per ulteriori trattamenti biologici;
  • Estrazione di preziosi elementi chimici per ulteriore lavorazione;
  • Quando si effettua il trattamento terziario di acqua in fosse settiche per lo scarico in serbatoi aperti.

Il trattamento chimico delle acque reflue prima di scaricare i liquami in un sistema fognario generico può aumentare significativamente la sicurezza e accelerare il processo di biorisanamento.

Neutralizzazione degli effluenti industriali

La maggior parte delle imprese industriali che utilizzano il trattamento chimico delle acque di scarico industriali utilizzano spesso nei loro impianti di trattamento e complessi mezzi per neutralizzare gli indicatori acide e alcaline dell'acqua a un livello di 6,5-8,5 (pH) accettabile per l'ulteriore elaborazione dell'acidità. Una diminuzione o viceversa, un aumento del livello di acidità dell'effluente consente un ulteriore utilizzo del liquido per i processi tecnologici poiché tale indicatore non è più pericoloso per l'uomo.

L'acqua portata a tale indicatore può essere utilizzata per le esigenze tecnologiche delle imprese, nelle industrie ausiliarie o per un'ulteriore depurazione mediante agenti biologici.

È importante che la normalizzazione chimica dell'acqua effettuata presso le imprese abbia assicurato in modo efficace la neutralizzazione di acidi e alcali disciolti nelle fognature e non consentisse loro di entrare nel suolo e nelle falde acquifere.

Il superamento del numero di indicatori di acidi e alcali nei rifiuti scaricati comporta un invecchiamento accelerato delle apparecchiature, corrosione delle tubazioni metalliche e delle valvole, cracking e distruzione delle strutture in cemento armato delle stazioni di filtraggio e di pulizia.

Inoltre, al fine di normalizzare il bilancio acido-base dei rifiuti nelle vasche di decantazione, nei serbatoi e nei campi di filtrazione, è necessario più tempo per il trattamento biologico del 25-50% in più di tempo rispetto agli effluenti neutralizzati.

Tecnologia di neutralizzazione dei rifiuti liquidi industriali

Le misure per il trattamento chimico dei rifiuti liquidi mediante il metodo di neutralizzazione sono associate al livellamento dell'indicatore richiesto del livello di acidità di un determinato volume di acque reflue. I principali processi tecnologici coinvolti nella neutralizzazione sono:

  • determinazione del livello di contaminazione da parte di composti chimici dell'effluente;
  • calcolo del dosaggio delle sostanze chimiche necessarie per la neutralizzazione;
  • chiarimento dell'acqua al livello richiesto di norme per i rifiuti liquidi.

La scelta dell'attrezzatura per i mezzi di pulizia, la sua ubicazione, la sua connessione e il suo funzionamento dipende, innanzitutto, dal livello di inquinamento e dai volumi necessari di scarichi di pulizia.

In alcuni casi, gli impianti di pulizia chimici mobili sono sufficienti per questo, garantendo la pulizia e la neutralizzazione di una quantità relativamente piccola di liquido dall'impianto di stoccaggio dell'azienda. E in alcuni casi, è richiesto l'uso di un'unità di purificazione e neutralizzazione chimica permanente.

Il tipo principale di apparecchiature tecnologiche per tali stazioni è l'installazione di pulizia a flusso passante o tipo di contatto. Entrambe le installazioni consentono di fornire:

  • controllo dell'inquinamento;
  • la possibilità di utilizzare la tecnologia della neutralizzazione reciproca di componenti acidi e alcalini nella tecnologia;
  • la possibilità di utilizzare il naturale processo di neutralizzazione negli stagni di processo.

Gli schemi tecnologici per la purificazione chimica mediante neutralizzazione dovrebbero garantire la possibilità di rimuovere o rimuovere particelle solide e insolubili dei fanghi dai serbatoi di pulizia.

Il secondo punto importante nel lavoro degli impianti di depurazione è la possibilità di regolare tempestivamente la quantità richiesta e la concentrazione dei reagenti per la reazione, a seconda del livello di contaminazione.

Di solito, in un ciclo tecnologico, vengono utilizzate apparecchiature con diversi serbatoi di stoccaggio che consentono la ricezione, lo stoccaggio, la miscelazione e lo scarico tempestivi degli effluenti portati alle condizioni richieste.

Neutralizzazione chimica delle acque di scarico mescolando componenti acidi e alcalini

L'utilizzo del metodo di neutralizzazione delle acque di scarico mescolando componenti acidi e alcalini consente di condurre una reazione di neutralizzazione controllata senza l'utilizzo di reagenti e prodotti chimici aggiuntivi. Il controllo della quantità di acque reflue scaricate di composizioni acide e alcaline consente operazioni tempestive di accumulare entrambi i componenti e di dosare quando miscelati. Solitamente per il funzionamento continuo di impianti di depurazione di questo tipo, viene utilizzato il volume giornaliero di scarichi. Ogni tipo di rifiuto viene controllato e, se necessario, adeguato alla concentrazione richiesta aggiungendo il volume d'acqua o determinando il volume della proporzione per la reazione di purificazione. Direttamente presso l'impianto di depurazione, questo viene effettuato nei serbatoi di accumulo e di controllo della stazione. L'uso di questo metodo richiede la corretta analisi chimica dei componenti delle componenti acide e alcaline, conducendo la reazione di neutralizzazione a salve o multi-stadio. Per le piccole imprese, l'uso di tale metodo può essere effettuato sia in strutture di trattamento locali di un'officina o di un sito, sia con l'aiuto di un impianto di trattamento delle acque reflue nel suo complesso.

Purificazione con l'aggiunta di reagenti

Il metodo di purificazione dei rifiuti liquidi con reagenti viene principalmente utilizzato per la purificazione di acqua contenente una grande quantità di inquinamento dello stesso tipo, quando il normale rapporto tra componenti alcalini e acidi nell'acqua è significativamente in uno dei lati.

Molto spesso questo è necessario quando l'inquinamento ha un aspetto pronunciato e la pulizia con il metodo di miscelazione dei risultati non dà o semplicemente perché l'aumento della concentrazione è irrazionale. L'unico e più affidabile metodo di neutralizzazione in questo caso è il metodo di aggiunta dei reagenti: sostanze chimiche che entrano in una reazione chimica.

Nella tecnologia moderna, questo metodo è più spesso utilizzato per acque reflue acide. Il metodo più semplice ed efficace per neutralizzare l'acido è solitamente l'uso di prodotti chimici e materiali locali. La semplicità e l'efficienza del metodo risiede nel fatto che i rifiuti, ad esempio, nella produzione di altoforno neutralizzano perfettamente la contaminazione con acido solforico e le scorie provenienti dalle centrali termiche e dalle centrali sono spesso utilizzate per aggiungere serbatoi con scarichi acidi.

L'utilizzo di materiali locali consente di ridurre significativamente il costo del processo di pulizia, in quanto scorie, gessi, calcari, rocce dolomitiche neutralizzano perfettamente un gran numero di effluenti altamente inquinati.

La produzione di scorie e scorie da centrali termoelettriche e centrali non richiede una preparazione aggiuntiva, oltre alla macinazione, la struttura porosa e la presenza nella composizione di molti composti di calcio, silicio e magnesio consentono l'utilizzo di materiali senza previa lavorazione.

Gesso, calcare e dolomite, usati come reagenti, vengono sottoposti a preparazione e macinatura obbligatorie. Inoltre, la preparazione di reagenti liquidi, ad esempio utilizzando acqua di calce e ammoniaca, viene utilizzata per la pulizia in alcuni cicli tecnologici. In futuro, il componente ammoniaca aiuta perfettamente con il processo di depurazione biologica delle acque.

Metodo di ossidazione delle acque reflue

Il metodo di ossidazione delle acque reflue consente di ottenere caratteristiche tossiche di acque reflue pericolose in impianti chimici pericolosi. Molto spesso, l'ossidazione viene utilizzata per ottenere effluenti che non richiedono un'ulteriore estrazione di particelle solide e possono essere scaricati nel sistema fognario generale. Gli agenti ossidanti a base di cloro sono usati come additivi, questo è oggi il materiale di pulizia più popolare.

I materiali a base di cloro, sodio e calcio, ozono e perossido di idrogeno sono utilizzati nella tecnologia di trattamento delle acque reflue in più fasi, in cui ogni nuova fase può ridurre significativamente la tossicità legando sostanze tossiche pericolose a composti insolubili.

Gli impianti di ossidazione con sistemi di purificazione multistadio rendono questo processo relativamente sicuro, ma l'uso di agenti ossidanti tossici come il cloro viene gradualmente sostituito da metodi più sicuri, ma non meno efficaci, per l'ossidazione delle acque reflue.

Metodi high-tech di pulizia chimica

I metodi high-tech per il trattamento delle acque reflue includono metodi che utilizzano nuovi sviluppi nel loro ciclo tecnologico, che consentono l'utilizzo di un'apparecchiatura specifica per garantire la purificazione di un'ampia gamma di inquinanti da impurità nocive e tossiche.

Il metodo di pulizia più avanzato e promettente è il metodo di trattamento con ozono delle acque reflue. L'ozono, quando rilasciato nelle acque reflue, colpisce sia le sostanze organiche che quelle inorganiche, mostrando un ampio spettro di azione. L'ozonizzazione delle acque reflue consente di:

  • scolorire il liquido, aumentandone notevolmente la trasparenza;
  • mostra l'effetto disinfettante;
  • elimina quasi completamente odori specifici;
  • elimina i gusti di terze parti.

L'ozonizzazione è applicabile quando l'acqua è contaminata:

  • prodotti petroliferi;
  • fenoli;
  • composti di idrogeno solforato;
  • cianuri e loro derivati;
  • idrocarburi cancerogeni;
  • distrugge i pesticidi;
  • neutralizza gli agenti tensioattivi.

Oltre a questo, i microrganismi pericolosi sono quasi completamente distrutti.

Tecnologicamente, l'ozonizzazione come metodo di pulizia può essere implementata sia negli impianti di trattamento locali che nelle stazioni di lavaggio stazionarie.

L'uso di vari metodi di trattamento chimico delle acque reflue porta a una riduzione delle emissioni di sostanze da 2 a 5 volte, e oggi è la pulizia chimica che consente di raggiungere il più alto grado di depurazione delle acque.

Come rendere il trattamento delle acque reflue delle imprese industriali?

La pulizia e la disinfezione delle acque reflue sono di fondamentale importanza per qualsiasi azienda. Il livello di sviluppo tecnologico oggi consente l'elaborazione efficace dei rifiuti in più fasi, che garantiscono un trattamento delle acque di alta qualità.

Impianto di trattamento delle acque reflue di imprese industriali.

Ciò consente di riutilizzarlo nei processi di produzione o nello smaltimento ecocompatibile.

Il trattamento delle acque per le imprese industriali è di grande importanza, poiché senza di esso la quantità di emissioni nocive nell'ambiente sarebbe semplicemente catastrofica. Questo vale per grandi impianti, stazioni ferroviarie, officine, fabbriche, ecc.

1 Tipi di inquinamento delle acque reflue

La composizione dell'inquinamento delle acque reflue è molto diversa l'una dall'altra in diversi settori. Il trattamento di ogni tipo di acque reflue richiede l'applicazione di un metodo che mostri i risultati di pulizia più efficaci.

  • L'inquinamento meccanico è il cosiddetto inquinamento grossolano, che è causato dall'aumento del contenuto di particelle insolubili nell'effluente (è più comune nella metallurgia, nel settore dell'aviazione e del trasporto ferroviario);
  • Inquinamento chimico: presenza nelle acque di scarico di sostanze tossiche di origine organica e artificiale;
  • L'inquinamento batterico è chiamato quando c'è una quantità elevata di batteri patogeni, funghi o alghe microscopiche nelle fognature. Questo è tipico per la produzione farmacologica.
  • Contaminazione radioattiva - alto contenuto di sostanze con elevate radiazioni (stronzio, cesio, cobalto) nelle acque reflue. Tipico per le centrali nucleari.

Il trattamento delle acque reflue delle imprese industriali viene effettuato utilizzando i seguenti metodi:

  • Pulizia meccanica;
  • Pulizia chimica;
  • Tecnologia fisica e chimica;
  • Metodi biologici

Un serbatoio con una pompa che funge da serbatoio per il liquido purificato.

La tecnologia utilizzata viene scelta in base alla composizione dell'inquinamento idrico, alla sua quantità e alle possibilità finanziarie di una singola impresa. Diamo uno sguardo più da vicino a ciascun metodo.
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1.1 Metodi meccanici

I metodi meccanici di depurazione delle acque sono utilizzati principalmente in aggiunta ad altri metodi, poiché questa tecnologia garantisce solo la rimozione delle impurità insolubili dal liquido. La filtrazione meccanica è il primo passo nel processo di trattamento delle acque reflue, seguito da un trattamento più profondo.

Il trattamento meccanico comporta la rimozione di sostanze insolubili di grandi dimensioni: a tale scopo, il flusso dell'acqua viene fatto passare attraverso speciali filtri a retino (la dimensione delle loro celle dipende dall'industria.

Quindi, nelle fabbriche alimentari, vengono utilizzati filtri con celle da 3 mm e per l'industria chimica le loro dimensioni possono essere inferiori a 1 mm). L'efficacia di questo metodo è diversa nelle diverse aree di produzione.

Mostra buoni risultati in cui l'acqua non contiene un'alta concentrazione di acidi grassi, che sono un ostacolo alla filtrazione di alta qualità.

Nella metallurgia e nelle imprese per la produzione di trasporto ferroviario, i metodi di filtrazione meccanica possono purificare fino al 90% di contaminanti insolubili, mentre nell'industria alimentare tale purificazione può ottenere l'eliminazione di non più del 5% di contaminanti.

La difficoltà del trattamento delle acque reflue nell'industria alimentare è spiegata dal fatto che con un'alta quantità di detriti meccanici fini, i grassi contenuti nell'acqua agiscono come una sorta di colla che collega piccole particelle insolubili in grandi strati che ostruiscono i filtri, bloccando il flusso.

Per questo motivo, per il trattamento meccanico delle acque reflue di alta qualità nell'industria alimentare, è necessario utilizzare un trattamento addizionale dell'acqua - intrappolamento del grasso.

La tecnologia di ungere si basa sul principio della separazione gravitazionale: i grassi, le cui molecole hanno una densità inferiore a quella delle molecole d'acqua, quando difendono il liquido galleggiano in superficie.

Installazione pieghevole del trattamento meccanico delle acque reflue.

Nell'industria, per accelerare questo processo, viene utilizzata la saturazione artificiale dell'acqua con l'aria, le bolle gorgoglianti di cui trascinano le molecole di grasso verso l'alto con esse.

L'ingrassaggio viene anche utilizzato nell'industria chimica e senza di esso è impossibile il trattamento meccanico delle acque reflue provenienti dagli impianti di lavorazione della carne.

1.2 Metodi chimici

I metodi di trattamento delle acque reflue chimiche si basano sull'uso di reagenti, sostanze che, a causa di reazioni chimiche, cambiano la struttura del liquido: convertono i contaminanti solubili in una forma insolubile che viene rimossa mediante filtrazione meccanica o disinfettando l'acqua.

L'insieme dei metodi chimici può essere suddiviso in tre gruppi principali: ossidazione, neutralizzazione e riduzione dell'acqua.

La tecnologia di neutralizzazione viene utilizzata per trattare acque reflue contenenti una varietà di acidi minerali, o alcali, che devono essere neutralizzati, per riutilizzare il liquido in produzione o per lo smaltimento in serbatoi.

La neutralizzazione stessa viene eseguita quando uno speciale filtro a doppia faccia passa attraverso il flusso d'acqua, che è dotato di un contenitore di reagenti, o quando il reagente viene aggiunto direttamente alla coppa con acqua di scarico. L'idrossido di potassio o il latte di ammoniaca vengono spesso usati come agenti neutralizzanti.

L'ossidazione delle acque reflue viene utilizzata per disinfettare i liquidi che contengono componenti tossici (cianuri). Gli agenti ossidanti ottimali sono la forma gassosa e liquefatta di cloro, ozono, clorato di calcio e bicromato di potassio.

Installazione del trattamento chimico delle acque reflue industriali.

Teoricamente, il fluoro è l'agente ossidante più efficace, ma in pratica è usato molto raramente a causa della sua elevata aggressività. La tecnologia di ossidazione attraverso il cloro è molto diffusa a causa del basso costo di questo reagente.

Dopo il completamento del processo ossidativo, le sostanze tossiche vengono convertite in una forma meno concentrata, che può essere rimossa dall'acqua utilizzando solfuri o idrogeno solforato. L'estrazione di sostanze tossiche avviene con il rilascio di bolle di idrogeno solforato.

L'ossidazione delle acque reflue è ampiamente utilizzata nelle industrie chimiche e alimentari. Il recupero delle acque reflue viene utilizzato per pulirle da composti di cromo, mercurio e arsenico.

I metodi di recupero si basano sul dare ai composti inorganici sostanze tossiche una forma metallica che, dopo la sedimentazione, può essere filtrata. Questa tecnologia richiede l'uso di reagenti come carbone attivo, biossido di zolfo, solfato ferroso e idrogeno.

1.3 Metodi fisico-chimici

Il trattamento fisico-chimico delle acque reflue è più comune nel settore alimentare, dove è richiesto il trattamento liquido di massima qualità.

In effetti, questa tecnologia combina i metodi chimici e fisici di base della purificazione: vengono utilizzati reagenti chimici, con i quali vengono rimosse le forme liquide di composti solubili e insolubili dalle acque reflue. La principale sostanza funzionale è il coagulante: cloruri o solfati di alluminio e ferro.

L'uso del coagulante è possibile solo con determinati valori dell'acidità dell'acqua, quindi la tecnologia richiede prima di riportare questo indicatore alla normalità. Il coagulante aggiunto all'acqua viene depositato sotto forma di scaglie, che assorbono i grassi e le sostanze sospese (polvere, fuliggine, cenere, solfati, ecc.).

Tale purificazione viene eseguita principalmente nell'ultima fase del trattamento delle acque reflue.
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1.4 Metodi biologici

Serbatoi per l'esecuzione di trattamento biologico delle acque reflue di imprese industriali.

I metodi biologici sono usati per disinfettare l'acqua, che si ottiene attraverso i processi di scissione e mineralizzazione degli inquinanti organici. Questa è una procedura abbastanza lunga, che può durare fino a 30 ore.

L'essenza del metodo sta nel fatto che gli aerobi, i microrganismi, che richiedono un flusso costante di ossigeno, sono obbligati ad entrare in speciali serbatoi in cui i liquami sono depositati (tali dispositivi sono chiamati serbatoi aerodinamici).

Questi organismi nel processo di vita producono l'ossidazione di inquinamento e sostanze tossiche, la cui efficacia supera persino l'ossidazione dei reagenti chimici.

Puoi anche selezionare il metodo di assorbimento. È ampiamente utilizzato per piccoli volumi di acque reflue: questa è l'opzione migliore per il trasporto ferroviario e gli aerei passeggeri, luoghi in cui è necessaria una pulizia costante dei bagni.

Gli assorbenti sono principalmente carbone attivo, che è uno spreco nella produzione di resina formaldeidica. Nel caso del trasporto ferroviario, l'uso di argilla bentonitica è molto comune per il trattamento delle acque reflue.
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2 Attrezzature industriali per il trattamento delle acque reflue

L'elenco delle attrezzature necessarie è determinato dai metodi utilizzati per la purificazione dell'acqua nell'azienda, poiché le diverse tecnologie implicano l'uso di dispositivi diversi tra loro.

Installazione di assemblaggio per il trattamento delle acque reflue nel settore.

Le realtà moderne, quando un alto livello di sviluppo industriale porta a un grave inquinamento dei rifiuti, richiedono l'uso combinato di diverse tecnologie di trattamento - poiché solo la loro combinazione in fasi diverse può garantire un risultato di qualità.

Ciò comporta la necessità per le imprese di sostenere costi sostanziali per l'organizzazione dei processi di purificazione. Considerare i principali tipi di attrezzature per la pulizia più popolari.

I filtri meccanici sono dispositivi che vengono utilizzati per la purificazione primaria dell'acqua da contaminanti insolubili. Le seguenti categorie di tali filtri si distinguono:

  • Filtri del disco;
  • Filtropresse;
  • Filtri a cinghia per vuoto;
  • Filtri a piastre;
  • Filtri;

A seconda del metodo di approvvigionamento idrico, sono suddivisi in strutture di pressione e non di pressione. Tali apparecchiature sono più comuni nelle aree industriali in cui è richiesta una pulizia dei fluidi di alta qualità (imprese che producono metallo, trasporto ferroviario, estrazione di carbone).

Le fosse settiche sono serbatoi orizzontali, verticali o radiali in cui viene effettuata la purificazione dell'acqua chimica e fisico-chimica con l'aggiunta di reagenti, mentre durante il trattamento del liquido le sostanze sospese si depositano sul fondo come fanghi pompati dalle pompe a stantuffo.

Una centrifuga per acque reflue è un dispositivo utilizzato per disidratare le impurità meccaniche. La separazione di fluido e sedimento avviene in un tamburo cilindrico che esegue movimenti circolatori assiali. La forza centrifuga, in questo caso, porta alla deposizione di particelle meccaniche sulle pareti del tamburo.

Carri armati aerodinamici - serbatoi per la depurazione biologica delle acque. Possono essere realizzati sia sotto forma di strutture cilindriche in metallo, sia sotto forma di serbatoi rettangolari aperti con una profondità di diversi metri.
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Trattamento delle acque reflue delle imprese chimiche.

L'idrosfera funge da accumulatore naturale della maggior parte degli inquinanti che entrano nell'atmosfera o nella litosfera. Ciò è dovuto all'alto potere solvente dell'acqua, al ciclo dell'acqua nella natura e anche al fatto che i corpi idrici sono l'ultimo punto sul percorso di movimento delle varie acque reflue.

A seguito dello scarico di acque reflue non trattate da parte di imprese, strutture comunali e agricole, si verifica un cambiamento delle proprietà naturali dell'acqua a causa dell'aumento delle impurità nocive di natura inorganica e organica. Le impurezze inorganiche includono metalli pesanti, acidi, alcali, sali minerali e fertilizzanti con elementi biogenici (azoto, fosforo, carbonio, silicio). Tra le impurità organiche, sono facilmente ossidabili (sostanze organiche provenienti da acque reflue dell'industria alimentare e altre sostanze biologicamente blande) e difficili da ossidare e quindi difficili da rimuovere dall'acqua (olio e suoi prodotti, residui organici, sostanze biologicamente attive, pesticidi, ecc.).

Il cambiamento dei parametri fisici dell'acqua è possibile a seguito dell'ingestione di tre tipi di impurità in esso: meccanica (particelle solubili solubili: sabbia, argilla, scorie, inclusioni di minerali); termico (scarico di acqua riscaldata da centrali termoelettriche, centrali nucleari e imprese industriali); radioattivo (prodotti di imprese per l'estrazione di materiali radioattivi, concentratori, centrali nucleari, ecc.) - L'influenza delle impurità meccaniche e radioattive sulla qualità dell'acqua è comprensibile e le impurità termiche possono portare a reazioni chimiche esotermiche di componenti disciolti o sospesi in acqua e sintesi più sostanze pericolose.

I cambiamenti nelle proprietà dell'acqua si verificano a seguito di un aumento del numero di microrganismi, piante e animali da fonti esterne: batteri, alghe, funghi, vermi, ecc. (Scarico di acque reflue domestiche e rifiuti di alcune imprese). I loro mezzi di sostentamento possono migliorare notevolmente l'inquinamento fisico (soprattutto termico).

L'inquinamento termico provoca l'intensificazione dei processi vitali degli organismi acquatici, che sconvolge l'equilibrio dell'ecosistema.

I sali minerali sono pericolosi per gli organismi unicellulari che si scambiano osmoticamente con l'ambiente esterno.

Le particelle sospese riducono la trasparenza dell'acqua, riducono la fotosintesi delle piante acquatiche e l'aerazione dell'ambiente acquatico, contribuiscono alla sedimentazione del fondo in aree con basse portate e hanno un effetto negativo sull'attività vitale degli alimentatori di filtri acquatici. Vari agenti inquinanti possono essere sorbed sulle particelle sospese; se affondano fino in fondo, possono diventare una fonte di inquinamento idrico secondario.

L'inquinamento delle acque con metalli pesanti non solo causa danni ambientali, ma causa anche un danno economico significativo. Fonti di inquinamento delle acque con metalli pesanti sono negozi galvanici, imprese dell'industria mineraria, metallurgia ferrosa e non ferrosa.

Quando l'acqua è contaminata da prodotti petroliferi, sulla superficie viene formato un film che impedisce lo scambio di gas con l'atmosfera. In esso, oltre all'emulsione di frazioni pesanti, si accumulano altri agenti inquinanti, inoltre i prodotti petroliferi stessi si accumulano negli organismi acquatici. Le principali fonti di inquinamento idrico con prodotti petroliferi sono il trasporto di acqua e il deflusso superficiale dalle aree urbane. L'inquinamento dell'ambiente acquatico con elementi biogenici porta all'eutrofizzazione dei corpi idrici.

Sostanze organiche come coloranti, fenoli, tensioattivi, diossine, pesticidi, ecc., Creano il rischio di una situazione tossicologica in uno stagno. Le diossine sono particolarmente tossiche e persistenti nell'ambiente. Questi sono due gruppi di composti organici contenenti cloro correlati a dibenzodiossine e dibenzofurani. Uno di questi - 2, 3, 7, 8-tetraclorodibenzodiossina (2, 3, 7, 8 - TCDD) è il composto più tossico noto alla scienza. L'effetto tossico delle varie diossine è lo stesso, ma differisce in intensità. Le diossine si accumulano nell'ambiente e la loro concentrazione aumenta.

Se tagliassimo condizionalmente la massa d'acqua con un piano verticale, possiamo distinguere i luoghi di diversa reattività: film superficiale, massa d'acqua sfusa e sedimento di fondo.

Il sedimento di fondo e il film di superficie sono zone di concentrazione di sostanze inquinanti. I composti insolubili in acqua si depositano sul fondo e il precipitato è un buon assorbente per molte sostanze.

Contaminanti non degradabili possono entrare nell'acqua. Ma sono in grado di reagire con altri composti chimici, formando prodotti finali stabili che si accumulano in oggetti biologici (plancton, pesci, ecc.) E attraverso la catena alimentare entrano nel corpo umano.

Quando si sceglie un punto di campionamento, vengono prese in considerazione tutte le circostanze che possono influire sulla composizione del campione.

Ci sono due campioni principali: una tantum e medio. Un campione una tantum si ottiene prendendo il volume d'acqua richiesto alla volta. Il campione medio si ottiene mescolando volumi uguali di campioni prelevati a intervalli regolari. Il campione medio è più preciso, più piccoli sono gli intervalli tra i singoli campioni che lo compongono.

L'acqua per l'analisi viene prelevata in un piatto pulito, pre-risciacquato 2-3 volte con acqua di prova. I campioni vengono prelevati da serbatoi aperti nel canale di un fiume da una profondità di 50 cm. La bottiglia con un carico viene abbassata alla profondità, dopo di che il tappo viene aperto con un supporto attaccato ad esso. È meglio usare strumenti speciali per questo scopo - i bathometers, che permettono l'uso di piatti di varie forme e capacità. Il batometro consiste in una pinza, avvolge strettamente le stoviglie e dispositivi per aprire il tappo alla profondità desiderata.

Con la conservazione a lungo termine del campione, possono verificarsi cambiamenti significativi nella composizione dell'acqua, pertanto, se è impossibile iniziare l'analisi dell'acqua immediatamente dopo il campionamento o 12 ore dopo il campionamento, viene preservata per stabilizzare la composizione chimica. Non esiste un conservante universale.

Ci sono 3 gruppi di indicatori che determinano la qualità dell'acqua (analizzeremo e sperimentalmente in dettaglio al workshop):

E - gli indicatori che caratterizzano le proprietà organolettiche;

B - indicatori che caratterizzano la composizione chimica dell'acqua;

B - indicatori che caratterizzano la sicurezza epidemica dell'acqua.

Perché una persona usi l'acqua per bere, viene prima pulita.

Fasi di depurazione delle acque:

Applicare gas alla disinfezione: cloro e ozono.

Viene anche utilizzata la depurazione dell'acqua chimica e biologica. I coloni sono colonizzati dalla clorella. Questa pianta unicellulare, che si moltiplica rapidamente, assorbe dall'acqua CO2 e alcune sostanze nocive. Di conseguenza, l'acqua viene purificata e la clorella viene utilizzata come mangime per il bestiame.

Trattamento delle acque reflue nell'industria chimica

Metodi per rimuovere le impurità di acque reflue solubili. Effetto dell'industria galvanica sull'ambiente. Metodo chimico, di assorbimento e di membrana per pulire il sistema di approvvigionamento idrico. Il calcolo della placcatura elettrolitica dell'apparecchiatura principale.

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Studenti, dottorandi, giovani scienziati che usano la base di conoscenze nei loro studi e nel lavoro saranno molto grati a voi.

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1. La parte principale

1.1 Metodi per rimuovere le impurità di acque reflue solubili

1.2 l'impatto della produzione galvanica sull'ambiente

1.3 Utilizzo di rifiuti galvanici come problema igienico

1.3.1 Inquinamento delle acque naturali

1.3.2 Fonti e tipi di inquinanti ambientali caratteristici di questa produzione

1.4 Metodi di trattamento delle acque reflue e sistemi di approvvigionamento idrico

1.4.1 Metodi chimici di trattamento delle acque reflue

1.4.2 Metodo di scambio ionico

1.4.3 Metodo di assorbimento e membrana

2. Parte di calcolo

2.1 Dati di riferimento per lo sviluppo del progetto

2.2 Definizioni delle principali soluzioni tecnologiche del processo di pulizia

2.3 Soluzioni tecnologiche di base del processo di trattamento delle acque reflue

2.4 Sviluppo di un diagramma di flusso di processo di base per il trattamento delle acque reflue dall'impianto di elettrodeposizione

2.5 Calcolo del bilancio del materiale del processo previsto per la pulizia della galvanoplastica SV

2.6 Calcolo delle principali attrezzature per il trattamento delle acque reflue della galvanoplastica

riferimenti

introduzione

La crescita delle città, lo sviluppo dell'industria e dell'agricoltura hanno portato al fatto che, con enormi risorse idriche, la Russia sta già sperimentando carenza idrica in alcune regioni, e dove non c'è acqua, la qualità dell'acqua è estremamente bassa.

Galvanotecnica: una delle industrie che ha un grave impatto sull'inquinamento ambientale, in particolare sugli ioni di metalli pesanti, il più pericoloso per la biosfera. Il principale fornitore di sostanze tossiche nella galvanoplastica (allo stesso tempo, il principale consumatore di acqua e la principale fonte di acque reflue) sono le acque di lavaggio. Il volume delle acque reflue è molto grande a causa del metodo imperfetto di lavaggio delle parti, che richiede un grande flusso d'acqua (fino a 2 m 3 o più per 1 m 2 della superficie delle parti).

Le acque reflue di molte piante elettrolitiche contengono sostanze tossiche come ciano, cromo, rame, piombo, acido, alcali, ecc.

Il superamento della concentrazione massima consentita (MPC) può provocare effetti avversi diretti o indiretti su esseri umani, animali e pesci. L'azione del cromo, ad esempio, si esprime in manifestazioni tossiche e cancerogene.

Pertanto, è necessario ridurre al minimo la concentrazione di sostanze tossiche nelle acque di lavaggio dei negozi di galvanostegia delle imprese.

1. La parte principale

La rimozione delle impurità solubili viene effettuata mediante estrazione, assorbimento, neutralizzazione, elettrocoagulazione, evaporazione, scambio ionico, ozonizzazione, ecc.

L'estrazione è il processo di ridistribuzione delle impurità delle acque reflue in una miscela di due liquidi mutuamente insolubili (acque di scarico ed estrazione) in conformità con il coefficiente di estrazione. Nelle imprese di costruzione di macchine, l'estrazione viene utilizzata per depurare le acque reflue dal fenolo. Per intensificare il processo di estrazione, la miscela di acque reflue ed estratto viene miscelata in colonne di estrazione riempite con ugelli del tipo Raschig.

L'assorbimento e l'uso nei processi di depurazione dei gas sono ampiamente utilizzati per pulire le acque reflue dalle impurità solubili. Praticamente tutte le sostanze finemente disperse (cenere, torba, segatura, scorie, argilla) vengono utilizzate come assorbenti: il carbone attivo è il sorbente più efficace.

L'elettrocoagulazione viene utilizzata per depurare le acque reflue dalle piante di placcatura e decapaggio da cromo e altri metalli pesanti, nonché dal ciano. I metodi di trattamento delle acque reflue a scambio ionico sono utilizzati in quasi tutte le industrie per la purificazione di molte impurità, tra cui il cromo esavalente. Questi metodi consentono di ottenere un'elevata efficacia pulente e di ottenere metalli isolati dalle acque reflue sotto forma di sali relativamente puri e concentrati. La nocività del cromo nelle acque reflue viene distrutta convertendo il cromo esavalente in sali trivalenti con il solfato di ferro (II) in un mezzo acido: [19]

Сr +6 + 3Fre +2 --2Сr +3 + 3Fre +3

Ad esempio per l'anidride cromica e cromico:

I risultanti composti di cromo trivalente sono precipitati (basi).

Si consiglia di assumere un eccesso di solfato ferroso 1,5 volte e di calcare 2,5 volte di più.

Per correre nel sistema fognario, le soluzioni cromiche devono essere diluite con acqua di rubinetto a una concentrazione di cromo di circa 60 mg / le di latte di calce da aggiungere 0,3-0,4 g / l e solfato di ferro 1 g / l.

La quantità di acido necessaria per la formazione di un precipitato è determinata in base all'acidità iniziale della soluzione (pH = 4.2-6.3). Il tempo di sedimentazione del sedimento 1 ora. I principali reagenti sono soluzioni al 10% di calce e solfato di ferro.

Quando si cambiano le soluzioni nei bagni di decapaggio e sgrassaggio, è necessario neutralizzarli con alcali o acidi direttamente nei bagni prima di scendere nel sistema fognario.

Quando si cambiano gli elettroliti nei bagni galvanici, la neutralizzazione deve essere eseguita nei bagni stessi o in serbatoi di riserva.

Lavare le soluzioni da bagno una volta alla settimana deve essere inviato alla CWL. determinare il pH; Quando il pH esce dalla norma (6.5-8.5), è necessario prendere misure per portare il pH alla norma aumentando il numero di bagni di risciacquo per un dato (definito) numero di parti da lavare [9].

Solo l'acqua con un pH di 6,5-8,5 viene scaricata nel sistema fognario.

È severamente vietato discendere soluzioni di decapaggio, sgrassaggio e placcatura del bagno nel sistema fognario dei bagni di placcatura.

La discesa nel sistema fognario di soluzioni neutralizzate di bagni galvanici può essere effettuata nei negozi solo al ricevimento del certificato del laboratorio centrale sul contenuto di sostanze tossiche nella soluzione neutralizzata che non superi le norme massime consentite.

I laboratori che utilizzano oli, solventi, prodotti petroliferi e refrigeranti lubrificanti nei lavori sono severamente vietati di essere scaricati nelle fognature, devono essere raccolti in contenitori separati e portati al riciclaggio.

Per l'organizzazione di queste opere nell'azienda esiste un dipartimento di protezione ambientale, che si occupa del controllo di qualità delle acque reflue. Le misure di cui sopra sono effettuate presso gli impianti di trattamento delle acque reflue della fabbrica. [9]

Apparecchiature incluse nell'unità di reagenti per la neutralizzazione del contenuto di cromo e la neutralizzazione delle acque reflue acido-alcaline [10]

Lime Storage Tank

Capacità di carico dell'agente riducente

La capacità della preparazione della soluzione di agente riducente

Capacità di preparazione di soluzione di coagulante

Portata del coagulante

Dispositivo di misurazione della soluzione di coagulante

Pompa C / B per la fornitura di acque reflue ai reattori

La pompa C / B alimenta il latte di lime nel mixer

Pompa C / B per miscelare e alimentare la soluzione di agente riducente nel serbatoio

Pompa C / B per drenaggio dell'acqua di scarico

Pompa C / B per la circolazione di una soluzione neutralizzante di una trappola imballata in un sistema di scarico del reattore

Pompa C / B per l'alimentazione di acque reflue dai reattori alle sostanze chimiche analisi delle

Pompa C / B per miscelare le acque reflue nel reattore e la fornitura di acque reflue alla sostanza chimica. analisi delle

Pompe C / B per l'alimentazione di poliacrilammide nel serbatoio di alimentazione

E. valvole di dosaggio nei reattori di poliacrilammide

E. valvola di riempimento del reattore

E. valvole di alimentazione agenti riducenti per reattori

E. soluzioni per la fornitura di latte di calce ai reattori

La neutralizzazione dell'acido cianidrico e dei suoi sali (cianuri) si basa sulla reazione di conversione dei sali ciano con solfato di ferro a ferrocianuro (sale giallo sangue).

I ferrocianuri risultanti non sono velenosi.

Per neutralizzare soluzioni cianiche, è necessario aggiungere una miscela costituita da 6 parti in peso di solfato ferroso e 3 parti in peso di calce idrata per 1 parte di peso di composti di cianuro nel bagno. Da questa miscela, preparare una soluzione al 10%, mescolare accuratamente e aggiungerlo al bagno.

Mescolare la miscela immediatamente prima della neutralizzazione. Dopo aver aggiunto la miscela, mescolare accuratamente il contenuto del bagno per 30 minuti, lasciare riposare per 24 ore per la completa neutralizzazione e quindi restituire la soluzione al laboratorio di igiene industriale per l'analisi. Se il contenuto di ciano nella soluzione è superiore a 1 g / l, la miscela di cui sopra viene nuovamente aggiunta al bagno, agitata, lasciata riposare e passare la soluzione per l'analisi. Se il contenuto di ciano nella soluzione non è superiore a 1 g / l, portare il pH a 11 con una soluzione alcalina al 10-20%, aggiungere una soluzione al 10% di candeggina sulla base di 1 litro di soluzione 1 litro di soluzione al 10% di candeggina. Durante la neutralizzazione per 3-4 ore, la soluzione deve essere accuratamente miscelata. Quindi passare la soluzione per l'analisi. Se non c'è ciano nella soluzione o il suo contenuto è fino a 0,1 mg / l, portare il pH a 6,5-8,5 con acido fosforico, quindi scaricare la fase liquida della soluzione nello scarico e rimuovere la fase solida.

La temperatura nella stanza durante la neutralizzazione delle soluzioni di cianuro non deve superare i 20 ° C. Nel caso in cui la temperatura sia superiore a 20 ° C, la soluzione deve essere raffreddata aggiungendo ghiaccio o acqua fredda al bagno [11].

L'attrezzatura è inclusa nell'unità di trattamento delle acque reflue contenente ciano.

Pompa C / b X 20/18

Q = 20m 3 / ora H = 18m

Reattore con agitatore meccanico

Pompa drenaggio 1x2R

Q = 20m 3 / ora H = 5 atm.

Le acque reflue contenenti cianogeno contengono sali solubili di metalli alcalini NaСN, КСN, sali di metalli pesanti СuСN, Zn (CN)2 e composti complessi Сu (СN)3, Cd (cn)4. La concentrazione massima ammissibile di cianuri (CN) per i serbatoi è di 0,1 m 2 / l.

Le acque reflue contenenti cianogeno devono sempre essere alcaline. Con una diminuzione del pH, la stabilità del composto ciano diminuisce e la tossicità delle acque reflue aumenta. Il cambiamento di pH da 7,8 a 7,5 di tossicità delle acque reflue è aumentato di 10 volte.

Il metodo di smaltimento delle acque di scarico del cloro reagente consiste nell'ossidazione dei cianuri tossici (СN -) in (СNО -) (la tossicità diminuisce diverse migliaia di volte) o nell'azoto N2 e anidride carbonica CO2.

Poiché i reagenti possono essere applicati:

- candeggina di CaOCL2 GOST 1692-58

- ipoclorito di calcio (OSL)2 GOST 13392-73

- ipoclorito di sodio NaOSL GOST 11086-64

- ferro vetriolo FeSO2 * 7H2Informazioni su GOST 6981-75

Quando reagisce con l'acqua (eccetto il solfato ferroso), si forma un forte ione-ossidante-ipoclorito (СNL -)

Quando interagiscono gli ioni di ipoclorito con cianuri, a seconda del pH dell'acqua di scarico, le reazioni possono procedere in due direzioni:

a) con la formazione di cianato

CN - + OSL -> CNO - + CL -

b) con la formazione di un gas cianidrico volatile altamente tossico

Composti complessi (eccetto il ferro complesso) reagiscono con il metodo di trattamento del cloro secondo l'equazione:

Con una diminuzione del pH a livello neutro, si verifica l'idrolisi [11]

Con una diminuzione del pH e un leggero eccesso di cloro attivo, i cianati vengono ossidati in azoto e anidride carbonica:

Il cianato di cloro a pH = 10-11 si trasforma rapidamente e rapidamente in cianati:

2СNСL + 2ОН -> СNО - + СL - + Н 2oh

Il consumo di cloro attivo è di 3 parti in peso per 1 parte in peso di CN - per ossidazione a cianato e 7-8 peso. Parti a N2 e CO2

Quando si trattano le acque reflue contenenti cianogeno con vetriolo, i cianuri tossici vengono convertiti in composti complessi non tossici, come

K 4[Fe (CN) 6] sale giallo sangue

Le reazioni procedono lentamente e non completamente. I cianuri residui sono nell'intervallo 0,2-0,5 m 2 / l

La lavorazione del vetriolo blu viene utilizzata per lo smaltimento di soluzioni di scarto quando la concentrazione di cianuro è superiore a 1,0 g / l, con emissioni di emergenza, neutralizzazione delle acque di scarico che cadono sul pavimento [11].

Il vitriolo viene utilizzato in una miscela con calce 2: 1 di soluzione al 10% di solfato di ferro e soluzione al 10% di calce spenta.

1.2 l'impatto della produzione galvanica sull'ambiente

Delle grandi quantità di emissioni industriali che entrano nell'ambiente, l'ingegneria meccanica ne rappresenta solo una piccola parte - 1-2%. Questo volume comprende le emissioni di imprese di industrie orientate ai militari, industria della difesa, che è una parte significativa del complesso di costruzione di macchine. Tuttavia, nelle imprese di costruzione di macchine esistono processi di produzione tecnologici di base e assicurando un livello molto elevato di inquinamento ambientale. Questi includono: la produzione di energia nell'impianto e altri processi associati alla combustione del carburante; fonderia; lavorazione del metallo di strutture e parti individuali; produzione di saldatura; produzione galvanica; produzione di vernici e vernici.

In termini di inquinamento ambientale, le aree delle officine di elettrodeposizione e di tintura di entrambe le imprese di costruzione di macchine in generale e le imprese di difesa sono paragonabili a tali rischi ambientali importanti come l'industria chimica; La produzione di fonderia è paragonabile alla metallurgia; il territorio delle caldaie di fabbrica - con aree di centrali termiche, che sono tra i principali inquinanti.

Pertanto, il complesso della costruzione di macchine nel suo complesso e la produzione di industrie della difesa, come parte integrante di esso, sono potenziali inquinatori dell'ambiente: spazio aereo; fonti d'acqua superficiali; terreno

La sicurezza ecologica dell'atmosfera, la riduzione al minimo delle emissioni inquinanti possono essere garantite utilizzando metodi di neutralizzazione degli inquinanti o utilizzando tecnologie senza sprechi, nonché lo sviluppo di impianti di trattamento delle acque reflue.

1.3 Utilizzo di rifiuti galvanici come problema igienico

depurazione delle acque reflue galvaniche

Un problema globale è la protezione dell'ambiente dall'inquinamento da rifiuti industriali tossici. Questi includono quelli che, attraverso il contatto diretto o indiretto con il corpo umano, possono avere un effetto tossico diretto o remoto o influenzare le condizioni di vita delle persone e dell'ambiente. Ciò è spiegato dal fatto che i rifiuti industriali, essendo un prodotto secondario della produzione, sono arricchiti con componenti tossici di carattere sia organico che inorganico.

Nella pratica mondiale, è stata accumulata una notevole esperienza sulla prevenzione dei loro effetti negativi sull'ambiente. Tali misure includono la sepoltura nelle discariche e l'uso come materie prime secondarie nell'economia nazionale, in particolare nel settore delle costruzioni.

Lo scarico di determinati tipi di rifiuti nelle discariche è economicamente svantaggioso a causa dell'occupazione di seminativi e di altri terreni, nonché della costruzione di costose discariche speciali. Lo smaltimento dei rifiuti è anche pericoloso dal punto di vista ambientale, poiché i rifiuti, essendo prodotti con proprietà tossiche e di natura chimica instabile, possono migrare come componenti volatili nell'aria o, sotto forma di composti solubili, passare nelle acque sotterranee e quindi assimilarsi nelle piante e entrare nei mangimi e nel cibo per le persone.

Un modo più promettente è lo smaltimento di una serie di rifiuti nella costruzione, nonché il loro utilizzo come prodotti semilavorati nell'industria. Attualmente, circa il 25% dei rifiuti chimici prodotti nel nostro paese viene riutilizzato. In molti paesi del mondo, è stata acquisita esperienza nel riciclaggio dei metalli contenuti nei rifiuti, che comprendono in particolare i rifiuti di elettroplaccatura. Ad esempio, in Germania il riutilizzo del ferro raggiunge il 38%, lo stagno - 34% e lo zinco - il 33%; negli Stati Uniti - rame - 43%; nel Regno Unito, il piombo è del 60% e l'alluminio del 33%. Tuttavia, va notato che il riciclaggio dei metalli dai rifiuti è economicamente vantaggioso nei casi in cui la loro concentrazione è sufficientemente elevata e la tecnologia di riciclaggio consuma poca energia. I rifiuti galvanici, di regola, contengono concentrazioni relativamente basse di metalli preziosi non ferrosi. Inoltre, la forma della loro ubicazione nella composizione dei rifiuti di elettrodeposizione e la vicinanza delle loro proprietà chimiche richiedono una comprensione dei metodi chimici speciali di isolamento. Pertanto, il riciclaggio di metalli da rifiuti di elettrodeposizione non è una misura economicamente vantaggiosa. L'unico metodo promettente di utilizzo dei rifiuti galvanici che è stato sviluppato in altri paesi è il loro uso come additivi in ​​vari materiali da costruzione. Da un lato, secondo i ricercatori nazionali e stranieri, l'aggiunta di rifiuti di elettrodeposizione nei materiali da costruzione migliora le qualità operative e tecniche di quest'ultimo, d'altro canto, non richiedono i costi economici delle misure volte a prevenire il loro impatto ambientale negativo. Tuttavia, va notato che lo smaltimento dei rifiuti di elettrodeposizione nei materiali da costruzione richiede una valutazione igienico-sanitaria sia dei rifiuti di elettrodeposizione che dei materiali con i loro additivi. Ciò è spiegato dal fatto che i rifiuti galvanici includono nella sua composizione i cationi di metalli biologicamente attivi, la cui composizione, a seconda della produzione, è molto eterogenea.

Basati sui processi tecnologici di varie industrie di galvanizzazione (galvanizzazione, nichelatura, cromatura, anozhirovaniya e altri), i principali ingredienti più pericolosi dei rifiuti di elettrodeposizione sono zinco, nichel, cromo, stagno, bismuto, piombo, cadmio, mercurio, ferro, rame, ecc. Nei rifiuti di varie industrie da noi studiate, le concentrazioni di metalli pesanti (TM) hanno oscillato notevolmente: zinco - 100-5740, nichel - 2-200, cromo - 50-5020, piombo - 137-600, rame - 500-5600, cobalto - 8 -30, stagno - fino a 72600, bismuto - circa 100, cadmio - circa 54, mercurio - circa 0,01, ferro - circa 1100, sur Il Durama è di circa 200 mg / kg.

A causa della diversità degli elementi chimici presenti nei rifiuti galvanici di varie industrie (metallurgica, macchine utensili, chimica, elettronica, ecc.), Il problema igienico della loro gestione si pone al fine di prevenire l'influenza dei loro agenti sull'ambiente e sulla salute pubblica.

Concentrazioni significative di metalli pesanti possono causare malattia coronarica e agire come possibili agenti cancerogeni chimici dai loro effetti, l'asma bronchiale e varie malattie del sangue si verificano. Il piombo ha un rischio particolare per la salute umana. Provoca effetti neurotossici, nefropatia cronica, malattie cardiovascolari e il suo effetto combinato con il cadmio porta a anomalie dello sviluppo congenito dei neonati.

Composti di metalli pesanti, in particolare piombo e mercurio, anche in concentrazioni relativamente piccole causano cambiamenti nelle funzioni metaboliche e nella struttura di un numero di organi e sistemi, determinano un più alto tasso di incidenza. L'effetto di piombo, zinco e rame sulla conduzione del nervo periferico è stato stabilito. I composti del cromo causano eczema, perforazione del setto nasale, cancro della pelle, alterazioni patologiche nei reni, ecc. Altri metalli pesanti che causano effetti sia specifici che non specifici sul corpo sono pericolosi per la salute della popolazione. Va notato che l'effetto complesso sull'uomo di molte MH non è stato ancora ampiamente studiato. Di conseguenza, concentrazioni significative di TM possono avere un effetto negativo sul corpo umano. Il grado di tale esposizione in una certa misura dipende dalle proprietà fisico-chimiche di questi elementi sulla forma della loro presenza nella composizione dei composti, concentrazioni, sulla resistenza del corpo ai loro effetti, ecc.

Considerando il fatto che i metalli pesanti si trovano nei rifiuti di elettrodeposizione principalmente in uno stato legato, tali rifiuti appartengono principalmente alla classe di pericolo III o IV. In considerazione di quanto sopra, viene determinato il loro metodo di smaltimento.

Va notato che il problema della circolazione, compreso il riciclaggio della produzione di elettrodeposizione nel paese, non è ancora al livello scientifico e tecnico adeguato. In alcuni casi vengono utilizzati come additivi nella fabbricazione di materiali da costruzione (blocchi e lastre di cemento armato, mattoni, ecc.), In altri vengono trasportati in discarica, in terzo luogo, vengono accumulati in contenitori sul territorio di imprese industriali, ecc. Dal nostro punto di vista, il modo più razionale del loro utilizzo è l'uso di questi rifiuti per la produzione di materiali da costruzione, naturalmente, con una ricerca igienica obbligatoria su di essi, e in particolare dei materiali da costruzione realizzati sulla base. Allo stesso tempo, viene controllata la possibilità di desorbimento di singoli ingredienti nell'aria atmosferica, la loro eluizione in soluzioni acquose (imitazione del ricevimento di ingredienti con precipitazione e "piogge acide" ecc.).

Al fine di prevenire l'eventuale ricevimento di ingredienti di scarto di impianti galvanici sul territorio delle imprese e del loro ambiente, è necessario rispettare costantemente i requisiti sanitari e igienici per la loro conservazione, trasporto, lavorazione e smaltimento. Prima di tutto, l'azienda dovrebbe essere una contabilità accurata dei rifiuti accumulati. Il loro immagazzinamento e il loro trasporto dovrebbero essere in contenitori appositamente preparati per questi scopi e trasporto. Nell'area in cui si trovano tali laboratori, nonché nella zona di protezione sanitaria e, se necessario, oltre i propri confini, è necessario mantenere il monitoraggio sanitario dello stato del suolo e degli ambienti adiacenti.

Sulla base dei materiali sopra riportati, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

Nei rifiuti di elettroplaccatura, le concentrazioni di metalli pesanti possono raggiungere: zinco - fino a 5740, nichel - fino a 200, cromo - fino a 5000, piombo - fino a 600, rame - fino a 5600, cobalto - fino a 30, cadmio - fino a 54, antimonio - fino a 200 mg / kg Si trovano principalmente nei composti in uno stato legato.

Un modo promettente per prevenire l'inquinamento ambientale e l'impatto negativo degli ingredienti dei rifiuti galvanici sulla salute pubblica è lo smaltimento di questi rifiuti nell'economia nazionale, principalmente per la produzione di mattoni, strutture edili in calcestruzzo, ecc. Le opzioni ottimali per l'utilizzo di tali rifiuti sono determinate conducendo studi igienici speciali.

1.3.1 Inquinamento delle acque naturali

Tra l'inquinamento di vari tipi di ambiente, l'inquinamento chimico delle acque naturali è di particolare importanza. Ogni corpo idrico o fonte d'acqua è associato al suo ambiente circostante. È influenzato dalle condizioni per la formazione del deflusso superficiale o sotterraneo di acqua, da vari fenomeni naturali, dall'industria, dall'edilizia industriale e municipale, dai trasporti, dall'attività umana economica e domestica. La conseguenza di queste influenze è l'introduzione nell'ambiente acquatico di nuove sostanze insolite - inquinanti che degradano la qualità dell'acqua.

L'inquinamento che entra nell'ambiente acquatico è classificato in modi diversi, a seconda degli approcci, dei criteri e degli obiettivi. Quindi, l'inquinamento chimico, fisico e biologico è solitamente isolato.

L'inquinamento chimico è un cambiamento delle proprietà chimiche naturali dell'acqua a causa di un aumento del contenuto di impurità nocive come inorganico (sali minerali, acidi, alcali, particelle di argilla) e natura organica (olio e prodotti petroliferi, residui organici, tensioattivi, pesticidi).

I principali inquinanti inorganici (minerali) delle acque dolci e marine sono vari composti chimici tossici per gli abitanti dell'ambiente acquatico. Questi sono composti di composti di arsenico, piombo, cadmio, mercurio, cromo, rame, fluoro e anche cianuro. Molti di loro cadono in acqua a causa dell'attività umana. I metalli pesanti vengono assorbiti dal fitoplancton e quindi trasferiti lungo la catena alimentare verso organismi più altamente organizzati.

Ogni anno, oltre 0,46 mila tonnellate di rame, 3,3 mila tonnellate di zinco, decine di migliaia di tonnellate di acidi e alcali si perdono nelle acque reflue degli impianti di galvanoplastica. Oltre a queste perdite, i composti di rame e zinco trasportati dalle acque reflue provenienti dagli impianti di trattamento galvanico hanno un effetto molto dannoso sull'ecosistema.

I rifiuti contenenti mercurio, piombo, rame sono localizzati in alcune aree al largo della costa, ma alcuni di essi sono trasportati molto al di là delle acque territoriali.

È stato stabilito che i composti di rame e zinco, anche a basse concentrazioni (0,001 g / l), inibiscono lo sviluppo e in generale (più di 0,004 g / l) provocano effetti tossici sulla fauna acquatica.

1.3.2 Fonti e tipi di inquinanti ambientali caratteristici di questa produzione

Per le esigenze della tecnologia di trattamento delle acque reflue, le operazioni tecnologiche galvanizzate sono più spesso classificate in base alle reazioni e alla composizione chimica degli elettroliti che servono come fonte di formazione di acque reflue. Le operazioni galvaniche sono suddivise in 4 gruppi in base a 4 tipi di acque reflue:

1. Operazioni in cui si formano soluzioni o lavaggi contenenti composti di cianuro: questi includono i principali processi per la separazione elettrochimica del metallo dal loro cianuro, nonché le operazioni di lavaggio dopo queste soluzioni.

2. Operazioni in cui soluzioni o lavaggi contengono composti di cromo: questi includono i processi di cromatura, passivazione cromica e operazioni di lavaggio dopo queste soluzioni.

3. Operazioni in cui le soluzioni e i lavaggi non contengono i composti sopra citati: questi includono alcuni lavori ausiliari (sgrassaggio, decapaggio), processi di base e lavori di finitura.

4. Operazioni in cui si formano soluzioni o lavaggi contenenti ioni di metalli pesanti (in particolare ioni di nichel e rame): questi includono i principali processi di estrazione del metallo elettrochimico, nonché le operazioni di lavaggio dopo queste soluzioni.

In base alla classificazione di cui sopra, le nostre acque reflue, analizzando la loro composizione, possono essere attribuite alle acque reflue contenenti ITM. Per determinare le fonti di inquinamento delle acque reflue, suddividiamo tutte le acque reflue in concentrati e diluiti. Con acque reflue concentrate intendiamo soluzioni tecnologiche esaurite di bagni o lavaggi di un'operazione tecnologica separata con un'alta concentrazione di sostanze inquinanti. Queste acque si formano periodicamente, cambiando le soluzioni di processo utilizzate a quelle nuove. Si intende che l'acqua di scarico diluita è l'acqua che si forma durante il lavaggio interoperativo, effettuata al fine di preservare la composizione chimica e la purezza delle soluzioni elettrolitiche utilizzate nelle singole operazioni.

1.4 Metodi di trattamento delle acque reflue e sistemi di approvvigionamento idrico

1.4.1 Metodi chimici di trattamento delle acque reflue

I metodi chimici di trattamento delle acque reflue dei reparti di elettrodeposizione si basano sull'uso di reazioni chimiche, in seguito alle quali i contaminanti contenuti nei liquami si trasformano in composti sicuri per il consumatore o facilmente scaricati come precipitazione. Il trattamento delle acque reflue della produzione galvanica da ITM avviene in 2 fasi:

1. La formazione di composti poco solubili.

2. La selezione di questi composti nel sedimento.

La neutralizzazione degli ioni di metalli pesanti viene effettuata aggiungendo reagenti alcalini idrosolubili nelle acque reflue. L'ITM alla neutralizzazione si trasforma in idrossidi insolubili, che precipitano. Il processo è in accordo con la reazione:

Cu 2+ + 2OH - = Cu (OH)2; (A)

Ni 2+ + 2OH - = Ni (OH)2. (B)

Per una coagulazione migliore e più completa e più rapida degli idrossidi, viene utilizzato il flocculante (poliacrilammide).

Le acque reflue cadono nel neutralizzatore 1, per la formazione di idrossidi insolubili. Dopo la neutralizzazione, l'effluente viene inviato al pozzetto 3, dove viene alimentato il flocculante. Dalla vasca di decantazione il fango entra nel collettore di fanghi 4, da dove viene alimentato alla disidratazione 5. La disidratazione viene effettuata in filtri a vuoto, filtropresse e centrifughe.

Il metodo sopra descritto (reagente) è attualmente il più usato nella pratica domestica di neutralizzare le acque reflue dagli impianti galvanici. Il suo principale vantaggio è la sensibilità estremamente bassa al contenuto iniziale di contaminanti, e l'inconveniente principale è l'elevata salinità residua dell'acqua purificata. Ciò causa la necessità di un post-trattamento.

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neutralizzatore

flocculante

carter

Collettore di fanghi

disidratazione

1.4.2 Metodo di scambio ionico

Lo scambio ionico eterogeneo o l'assorbimento di scambio ionico è il processo di scambio tra gli ioni in soluzione e gli ioni presenti sulla superficie della fase solida - scambiatore di ioni. Il trattamento delle acque reflue con il metodo dello scambio ionico consente di estrarre e smaltire le impurità preziose (nel nostro caso si tratta di rame e nichel), purificare l'acqua prima dell'MPC e quindi utilizzarla nei processi tecnologici o nei sistemi di approvvigionamento idrico circolante.

Un diagramma schematico dell'impianto per il trattamento delle acque reflue di produzione galvanica è mostrato nella figura sottostante.

2 3 4 5 6

7 8 7

1 - composizione media della capacità

2 - filtro ghiaia

3 - apparato con carbone attivo

7 - raccolta di acqua pulita per il lavaggio delle colonne

Gli scarichi dal serbatoio 1 per la media della composizione e la separazione parziale delle impurità meccaniche vengono inviati al mediatore 8.

Dall'apparecchiatura 8, l'acqua di scarico viene pompata in un filtro a ghiaia sabbiosa 2 per la pulizia da impurità meccaniche. La velocità del fluido, riferita alla sezione trasversale del filtro, 5-7 m / h. Il passo successivo è la pulizia del carbone attivo nell'apparecchio 3 da prodotti petroliferi, tensioattivi, impurità biologiche, ecc.

L'acqua filtrata viene inviata allo scambiatore cationico 4, riempito con resina KU-1. La velocità lineare del fluido in questo apparecchio raggiunge 10-20 m / h. Al raggiungimento della concentrazione di uscita degli ioni assorbiti di 0,02-0,03 mg / e / la resina cationica viene sottoposta a rigenerazione.

L'acqua rilasciata dai cationi entra negli scambiatori di anioni 5 e 6, riempita con resine AB-17-8, AN-221, ecc. Quando il contenuto di anioni assorbiti all'uscita dell'apparato è 0,05-0,1 mg / l, la resina scambiatrice di anioni viene rigenerata.

Le acque reflue sono dirette alla produzione (al sistema di approvvigionamento idrico circolante) e le acque di lavaggio vengono inviate a collettori di concentrati per la neutralizzazione chimica e, nel nostro caso, per l'estrazione di rame e nichel.

Il principale svantaggio della tecnologia di scambio ionico è che per l'isolamento di elementi o sali dall'acqua sono necessari acidi rigeneranti o alcali, che successivamente sotto forma di sali entrano nell'ambiente, provocando un inquinamento secondario di quest'ultimo.

1.4.3 Metodo di assorbimento e membrana

Questi metodi includono i seguenti 2 metodi: metodo di assorbimento e tecnologia a membrana.

Il metodo di assorbimento è utilizzato sia per lo smaltimento delle acque reflue, sia per la purificazione degli elettroliti nei bagni di elettrodeposizione da sostanze organiche.

Quando si filtra l'acqua di scarico attraverso un adsorbente (carbone attivo, cianite), ITM viene sorbito sulla sua superficie. Sorbente dopo un certo periodo di utilizzo deve essere rigenerato. Il trattamento delle acque reflue viene effettuato su adsorbitori granulari con letto di rete, allentato e fluidizzato. L'apparecchio è anche usato su sorbenti polverosi con miscelazione d'aria o filtri alluvionali.

Il vantaggio di questo metodo è l'assenza di inquinanti secondari, la possibilità di recupero delle sostanze raccolte e un grado di purificazione elevato, fino al 95%, e lo svantaggio è il costo significativo dei sorbenti e la necessità di un'unità di rigenerazione.

La tecnologia a membrana si basa sull'uso di membrane che sono in grado di trattenere quasi tutti i cationi multivalenti. L'iperfiltrazione (osmosi inversa) può essere utilizzata per rimuovere gli ioni di nichel e rame. Il processo di iperfiltrazione consiste nel separare l'acqua dall'ITM attraverso una membrana semipermeabile. Il diametro dei pori di una tale membrana è 0,001 micron. L'acqua viene fornita sotto pressione di 60 - 100 atm. L'iperfiltrato contiene il 50-70% di impurità. Pertanto, l'uso di membrane per la pulizia delle acque di lavaggio e la rigenerazione degli elettroliti sembra essere il più promettente.

2. Parte di calcolo

2.1 Dati di riferimento per lo sviluppo del progetto