Смесь едкого натра и полиакриламида готовится в емкости реагентов при перемешивании мешалкой или сжатым воздухом в расчете на 2 — 4 смены. Дозирование едкого натра происходит автоматически насосомдозатором, с отработкой положения клапана по сигналу с иономера. Полиакриламид дозируется в установленной пропорции к едкому натру.
При остановках в работе флотатора предусмотрено удаление воздушных пузырей через воздушный вентиль.
Загрязнения, удаленные из объема флотатора, поступают вместе с пеной в пеносборник, находящийся в верхней части флотатора. Здесь происходит «отжатие» воды из пены (до 70 — 80% влажности), по мере продвижения её вверх, к выходу в ковш для пены, откуда она вместе с загрязнениями из гидроциклона поступает в нутч-фильтр.
Очищенная во флотаторе вода содержит ионы меди в концентрации 0,5−0,3 г/м3. Она нейтрализуется подачей соляной кислоты насосом дозатором, пропорционально сигналу с иономера. Затем она поступает в песчаный самопромывной фильтр, где происходит доочистка стока до концентраций меди 0,2−0,3 г/м3, взвешенных веществ до концентрации 5 г/м3 (очистка 99%). Задержанные загрязнения поступают самотеком в нутч-фильтр с коалесцентными элементами. Полученная очищенная вода может быть возвращена в гальваническое производство на операции промывки.
Схема является оптимальной, т.к. после отладки и настройки требует минимального обслуживания, в высшей степени надежна. Например, в течении 1−2 смен песчаный фильтр способен самостоятельно справиться с очисткой стока.
Полученный осадок влажностью 70−75% имеет 3 категорию опасности и может быть использован при планировании неответственных территорий.
Новым для технологии очистки подобных стоков является применение противоточной флотации и ультразвукового эжектора. Этот аппарат превосходит аналоги по вводу энергии в сток более чем в 10 раз, что в 10−50 раз увеличивает эффективность работы флотатора.
4. Расчетная часть
4.1 Расчет размеров флотатора
Экспериментально определенная оптимальная скорость движения воды в стандартных флотаторах — не более 12 м/ч. Исходя из возможного ограничения помещения по высоте, выбираем высоту рабочей части флотатора равной 2 м (общая высота 2,5 м). Тогда площадь поперечного сечения должна быть не менее 12 (м3/ч)/12 (м/ч) = 1,0 м². Это соответствует диаметру флотатора 0,65 м. Выбираем с небольшим запасом D = 0,8 м.
4.2 Расчет рН исходного стока
Исходная концентрация CuSO4 — 55г/м3 = 0,334 (10−3 моль/л.
4.3 Расчет дозирования едкого натра для осаждения ионов меди
В результате гидролиза:
.
Для того, чтобы рН=7 и образовался гидроксид меди (он начинает образовываться при рН=5,5), необходимо:
Товарный продукт: 23,4 (1,2 = 29 г.
4.4 Расчет дозирования соляной кислоты для нейтрализации стока
Товарная НСl — 38%, ρ = 1,118 г/л.
рН = 9,5, С (ОН-) = 3,16 (10−5 М.
Тогда С (Н+)=3,16 (10−5 моль/л, а в 1 м3:
n (H+) = 3,16 (10−5 (103 = 3,16 (10−2 моль.
m (HCl) = 3,16 (10−2 (36,5 = 1,1534 г.
m (HCl)/m (р-ра) = 0,38. m (р-ра)= V (ρ;
V = m (р-ра)/ ρ = 1,1534/(0,38(1,188) = 2,55 мл/м3.
Заключение
В результате анализа современного состояния очистки стоков гальванического производства, выбрана наиболее оптимальная технологическая схема удаления ионов меди и взвешенных веществ в стоке по заданию.
Эта схема отличается от тех, что описаны в литературе, двумя существенными деталями:
— применена противоточная схема вертикальной флотации;
— для создания водовоздушной смеси применен ультразвуковой эжектор, позволяющий на порядок повысить удельную энергетическую насыщенность воды, разрушить комплексные соединения меди.
Относительная новизна схемы заключается также в использовании для финишной очистки самопромывного песчаного фильтра, гравитационного кондиционирования пенного продукта во флотаторе, струйных насосов с трубой Вентури для организации дозирования реагентов.
Использование едкого натра в качестве основного коагулянта минимизирует объем осадков.
Схема обладает, по сравнению с литературными аналогами, повышенной надежностью очистки до заданных параметров: 99% по взвешенным веществам и до 0,2 г/м3 (ПДК для технологической воды гальванического производства).
Обсужден вопрос о принципиальном подходе к выбору ПДК меди в воде при очистке сточных вод.
Список литературы
1. Артеменко А. И. и др. Справочное руководство по химии. — М., Химия, 1990 г. — 162 с.
2. Виноградов С. С. Экологически безопасное гальваническое производство. /Под редакцией проф. В. Н. Кудрявцева.- Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Глобус, 2002. — 352 с.
3. Гальваника и экология. Конкурентоспособные технологии и оборудование. Тезисы конференции. Новосибирск, 2005 г. — 161 с.
4. ГОСТ 9.
314.
90.
5. ГОСТ 6904.
6. Иванов А. Г. Как медь стала дороже золота// Гальванотехника и обработка поверхности. — 2001. -1, № 1. -С.50−51.
7. Кульский Л. А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.
2. — Киев: Наукова думка, 1980. — 1206 с.
8. Луценко М. Н. Совершенствование технологии очистки стоков гальванических производств от ионов меди и никеля. СПб., 2004 г., 79 с. — С. 34−35.
9. Правила приема производственных вод в системы канализации населенных пунктов. — М.: МЖКХ РСФСР, 1987. 104 с. — С.20 — 44.
10. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения, № 4630−88.
11. Сан
ПиН 2.
1.4. 1074−01.
12. Смагин В. И. Обработка воды методом электродиализа. — М.: Стройиздат, 1986. — 172 с. — С. 5 — 6, 10 — 20.
13. Смирнов А. Д. Методы физико-химической очистки воды. Очистка природных и сточных вод: Обзорная информация. М.: ВИТИЦ, 1985
Вып. 18. — С. 112.
14. Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др.
— М.: Стройиздат, 1983. — 607 с.
— С. 865 — 95, 139 — 159, 388 — 401.
15. Скурлатов В. Ю. и др.
Введение
в экологическую химию: Учеб. пособие для хим.-технолог. спец. вузов. — М.: Высш.
шк., 1994. — 400 с. — С. 226 — 284.
Иванов А. Г. Как медь стала дороже золота// Гальванотехника и обработка поверхности. — 2001. -1, № 1. -С.50−51.
Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения, № 4630−88.
ГОСТ 9.
314.
90.
ГОСТ 6904.
Правила приема производственных вод в системы канализации населенных пунктов. — М.: МЖКХ РСФСР, 1987. 104 с. — С.20 — 44.
Сан
ПиН 2.
1.4. 1074−01.
Номер патента: 2 090 251
Класс патента: B01D61/48 Номер заявки: 93 044 267/26 Дата подачи заявки: 05.
09.1993.
Нечаев А. П. Водоснабжение и санитарная техника. — 1999. -№ 1. -С. 2−6.
Иванов А. Г. Гальванотехника и обработка поверхности. — 2001, № 1. -С. 50−51.
Смирнов А. Д. Методы физико-химической очистки воды. Очистка природных и сточных вод: Обзорная информация. М.: ВИТИЦ, 1985
Вып. 18. — С. 112.
Смагин В. И. Обработка воды методом электродиализа. — М.: Стройиздат, 1986. — 172 с. — С. 5 — 6, 10 — 20.
Артеменко А.И. и др. Справочное руководство по химии. — М., Химия, 1990 г. — 162 с. — с. 139, 143.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. — М.: Стройиздат, 1983. — 607 с.
— С. 865 — 95, 139 — 159, 388 — 401.
Там же, С. ;429 — 462.
Гальваника и экология. Конкурентоспособные технологии и оборудование. Тезисы конференции. Новосибирск, 2005 г. — 161 с. — С. 22 — 26.
Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.
2. — Киев: Наукова думка, 1980. — 1206 с. — С. 1045 — 1052.
Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/В 2-х частях. Ч.
2. — Киев: Наукова думка, 1980. — 1206 с. — С. 1050 — 1052.
Виноградов С. С. Экологически безопасное гальваническое производство. / Под редакцией проф. В. Н. Кудрявцева.- Изд.
2-е, перераб. и доп. — М.: Глобус, 2002. — 352 с. — С. 288 — 305.
Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.1/К. Барак и др. — М.: Стройиздат, 1983.
— 607 с. — С.
244 — 316.
Скурлатов В.Ю. и др.
Введение
в экологическую химию: Учеб. пособие для хим.-технолог. спец. вузов. — М.: Высш.
шк., 1994. — 400 с. — С. 226 — 284.
Луценко М. Н. Совершенствование технологии очистки стоков гальванических производств от ионов меди и никеля. СПб., 2004 г., 79 с. — С. 34−35.
