Спосіб очищення стічних вод, які утворюються у гальванічних відділеннях

Реферат: UA 97943 U UA 97943 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі оброблення і знешкодження стічних вод, які утворюються у гальванічних відділеннях промислових підприємств при їх електрохімічному знезаражуванні. Відомий спосіб очищення стічних вод гальванічного виробництва комплексом хімічних компонентів, які містять іони хрома та інші іони важких металів (Патент № 64255 на корисну 7 модель Україна, МПК С02F 1/46. Спосіб очищення стічних вод гальванічного виробництва комплексом хімічних компонентів / С.І. Мовчан, М.В. Морозов. - № u2010132249, заявл. 08.11.2010; опубл. 10.11.2011, Бюл. № 21), в якому використовуються хімічні компоненти відпрацьованих миючих розчинів: поверхнево-активні речовини, їдкий натр (NaOH), пірофосфат натрію (Na4P2O7), метасилікат натрію (Na2SiO3), сода кальцинована (Na2CO3), триполіфосфат натрію (Na5P3O10) у певному їх співвідношенні до шестивалентного хрому із загальною 3 концентрацією електричного струму в межах 50…100 мг/дм та питомими витратами електрики 3 3 100…600 Кл/дм - у першому випадку і 600….4000 Кл/дм - у другому випадку. Недоліком зазначеного способу є введення до миючого розчину ПАР, які, створюючи емульсію прямого типу при очищенні масел і нафтопродуктів, крім рідинної фази, утворюють полідисперсні тверді частинки органічного й мінерального характеру, що призводить до утворення стійких емульсій, які обмежують потужність очисних споруд, знижують ефективність оброблення стічних вод із високими початковими концентраціями іонів важких металів та збільшують затрати електричного струму. Як найближчий аналог вибрано спосіб очищення стічних вод гальванічного виробництва комплексом хімічних компонентів (Патент на корисну модель № 64255 Україна, МПК С02F 1/46. Спосіб очищення стічних вод гальванічного виробництва комплексом хімічних компонентів / С.І. Мовчан, М.В. Морозов. - Патент № u2010132249, заявл. 08. 11. 2010; опубл. 10. 11. 2011, Бюл. № 21), в якому використовуються хімічні компоненти у певному їх співвідношенні до 6+ шестивалентного хрому: Сr : ПАР: NaOH: Na4P2O7: Na2SiO3: Na2CO3: Na5P3O10. Відпрацьований 3 миючий розчин поступово перемішують із загальною концентрацією електроліту 50…100 мг/дм , а електроліз проводять з використанням сталевих електродів та напірною флотацією. Як електроліт використовують відпрацьований миючий розчин процесу нанесення гальванопокриття. На початку процесу додають поверхнево-активні речовини, їдкий натр (NaOH) і пірофосфат натрію (Na4P2O7), потім послідовно вводять метасилікат натрію (Na2SiO3) у 6+ співвідношенні хімічних компонентів до Сr (мас. ч.): ПАР - 0,15…0,5, їдкій натр (NaOH) 0,05…0,5, пірофосфат натрію (Na4P2O7) - 0,15…0,5, метасилікат натрію (Na2SiO3) - 0,15…0,5, сода кальцинована (Na2CO3) - 0,05…0,5, триполіфосфат натрію (Na5P3O10) - 0,05…0,5, причому 3 електроліз відбувається з питомими витратами електричного струму в межах 100….600 Кл/дм 3 у першому випадку, і 600…4000 Кл/дм - у другому випадку із загальною концентрацією 3 електроліту в межах 50…100 мг/дм . Недоліком найближчого аналога є накопичення значного об'єму пінного продукту, що суттєво впливає на проведення процесу флотації, призводить до утворення тонкого шару плівки на електродах і погіршується якість оброблення стічних вод. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом введення хімічних компонентів у 6+ певному їх співвідношенні до Сr , проведення електролізу з питомими витратами електричного 3 струму в межах 600…4000 Кл/дм , забезпечити високу якість оброблення стічних вод, ефективність їх знешкодження й знезаражування, зменшення витрат електричного струму. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очищення стічних вод, які утворюються у гальванічних відділеннях, відведення стічних вод відбувається за трьома напрямками: промивні води, концентровані (кислі) та концентровані (лужні) розчини, які направляються для наступних технологічних операцій: електрохімічного знезаражування, анодного травлення, нейтралізації, знезалізнення, активації, цинкування та освітлення з використанням хімічних компонентів, які 6+ входять до складу миючого розчину, у певному їх співвідношенні до Сr (г/л, %): 50 натрій їдкий (Na2SiО3) сода кальцинована (Na2СО3) тринатрійфосфат (Na3PO4×12H2O) скло натрієве рідке (Na2O×SiO2) 55 40 40 40 5 32 32 32 4, причому електроліз відбувається з питомими витратами електричного струму в межах 3 100…4000 Кл/дм . Запропонований спосіб здійснюється наступним чином. При очищенні стічних вод з підвищеним вмістом іонів важких металів електроліз відбувається з використанням сталевих електродів з напірною флотацією. Як розчин 1 UA 97943 U 5 10 15 20 25 електроліту використовується розчин, який містить натрій їдкий (NaOH), соду кальциновану (Na2СО3), тринатрійфосфат (Na3PO4×12H2O) та скло натрієве рідке (Na2O×SiO2) у кількісному їх 6+ 3 співвідношенні до Сr (г/л, %), із загальною концентрацією електроліту в межах 50…100 мг/дм , 3 електроліз відбувається з питомими витратами електричного струму в межах 100…600 Кл/дм 3 в першому випадку та 600…4000 Кл/дм - в другому випадку. Застосування хімічних компонентів реагенту при очищенні стічних вод дозволяє проводити оброблення стоків при безперервному їх обробленні, за рахунок електрохімічного знезаражування, коли загальна кількість забруднень становить 35-50 г/л. Електрохімічне знезаражування використовується разом із анодним травленням, нейтралізацією, знезалізненням, активацією, цинкуванням та освітленням. Утворені гідроксиди хрому, заліза, цинку, а також закріплені на них пухирці газового середовища надходять в камеру реакції, видаляються до її верхньої частини і транспортуються в шлаковідвідний колектор. Решта частина гідроксидів через тонкошаровий фільтрувальний модуль надходить в камеру освітлення, камеру флотації, і, далі, на водоочисне обладнання, на якому відбувається флотація - завислих речовин, стоків із підвищеним вмістом масел і нафтопродуктів, механічних домішок тощо. В процесі флотації відбувається остаточне видалення гідроксидів важких металів до значень запобіжно припустимої концентрації: по 6+ 3+ 2+ 2+ 3+ Сr 0,01, Сr 0,01, Zn 0,01, Ni 0,01, Fe 0,5. Стічна вода, яка пройшла фільтрування, насосом системи оборотного водопостачання спрямовується на гальванічну ділянку для повторного використання в технологічному процесі. Особливістю запропонованого способу є відведення стічних вод за трьома окремими напрямками: промивні води, концентровані (кислі та лужні) розчини, які далі спрямовують для наступних технологічних операцій: електрохімічного знезаражування, анодного травлення, нейтралізації, знезалізнення, активації, цинкування та освітлення з використанням хімічних компонентів, які входять до складу миючого розчину. В таблиці 1 наведено результати досліджень по визначенню ефективності очищення стічних вод від іонів важких металів в залежності від кількості хімічних компонентів миючого розчину. Таблиця 1 Результати досліджень по визначенню ефективності очищення стічних вод від іонів важких металів Електричний 3 заряд, Кл/дм 50 100 300 600 700 30 35 Кількість хімічних компонентів, які входять до складу реагенту, г/л NaOH Na2CO3 Na3PO4×12H2O Na2O×SiO2 30,0 30,0 30,0 3,0 35,0 35,0 35,0 4,0 40,0 40,0 40,0 5,0 30,0 30,0 30,0 3,0 35,0 35,0 35,0 4,0 40,0 40,0 40,0 5,0 30,0 30,0 30,0 3,0 35,0 35,0 35,0 4,0 40,0 40,0 40,0 5,0 30,0 30,0 30,0 3,0 35,0 35,0 35,0 4,0 40,0 40,0 40,0 5,0 30,0 30,0 30,0 3,0 35,0 35,0 35,0 4,0 40,0 40,0 40,0 5,0 Ефективність очищення, % 96,00 96,50 97,50 97,00 98,00 99,50 98,00 98,50 99,00 97,00 99,00 99,50 96,00 98,50 99,00 3 Примітка: 1. Початкова концентрація шестивалентного хрому склала 250 мг/дм . 2. Вміст компонентів кожної хімічної речовини та їх кількісний склад зростав. Отримані результати наочно показують, що стабілізація процесу оброблення стічних вод відбувається при високих показниках електрики, при значеннях питомих витрат електричного 3 струму із 100 Кл/дм . Результати досліджень по визначенню ефективності очищення стічних вод від іонів важких металів наведено в таблиці 2. 2 UA 97943 U Таблиця 2 Результати досліджень по визначенню ефективності очищення стічних вод від іонів важких металів Ефективність очищення стічних вод від іонів важких металів, % Електричний Залізо 3 заряд, Кл/дм Хром (VI) Хром (III) Мідь (II) Нікель (II) Алюміній (III) Цинк (II) (III) 50 18,00 12,00 30,00 28,00 45,00 34,00 56,5 48,00 62,00 60,00 45,00 48,00 65,00 58,0 60,50 65,00 63,00 48,00 78,00 66,00 100 98,50 96,00 94,00 78,00 96,00 78,00 60,0 99,50 98,00 96,00 87,00 98,00 80,00 59,0 99,00 99,00 98,00 90,00 99,00 82,00 300 96,00 97,00 96,00 90,00 97,00 92,00 64,0 99,50 99,20 98,00 95,00 99,20 89,00 67,0 99,00 92,00 98,00 96,00 92,00 92,00 600 96,50 97,00 96,50 97,00 92,50 95,00 69,0 99,50 99,50 98,50 96,00 96,50 93,00 69,0 99,00 99,00 97,00 96,50 97,00 95,50 700 96,50 92,50 90,00 97,00 96,00 95,00 70,0 99,50 96,50 91,50 97,00 99,50 97,00 70,0 99,00 97,00 92,00 (8,00 99,00 89,00 5 10 15 20 На графіку представлені показники ефективності оброблення стічних з використанням хімічних компонентів, які входять до складу відпрацьованих миючих розчинів. З наведених графічних залежностей наочно видно, що високі початкові концентрації забруднень знижуються до запобіжно припустимих значень після більш ніж 16 годин оброблення, а використання хімічних компонентів, які містять натрій їдкий (NaOH), соду кальциновану (Na2CO3), тринатрій фосфат (Na3PO4×12H2O) та скло натрієве рідке (Na2O×SiO2) підвищує ступень очищення стічних вод, що утворюються у гальванічних відділеннях. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб очищення стічних вод, які утворюються у гальванічних відділеннях, згідно з яким, стічну воду, яка містить іони важких металів, змішують з розчином електроліту, що входить до реагентів відпрацьованого миючого розчину у певній кількості до шестивалентного хрому на 3 рівні із загальною концентрацією електроліту в межах 50…100 мг/дм , а електроліз проводять з використанням сталевих електродів та напірною флотацією, який відрізняється тим, що відведення стічних вод відбувається за трьома окремими напрямками: промивні води, концентровані (лужні та кислі) розчини, які потім направляють для наступних технологічних операцій: електролітичного знезаражування, анодного травлення, нейтралізації, знезалізнення, активації, цинкування та освітлення з використанням хімічних компонентів, що входять до 6+ складу миючого розчину, у певному їх співвідношенні до Сr (г/л, %): натрій їдкий (Na2SiО3) 40 32 сода кальцинована (Na2СО3) 40 32 тринатрій фосфат (Na3PO4×12H2O) 40 32 скло натрієве рідке (Na2O×SiO2) 5 4. 3 UA 97943 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4