вкр. Автомобильный транспорт в России является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды, который ежегодно выбрасывает около 15 млн
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
5.4 Контроль производства Для определения основных загрязнений в поступающей сточной воде и качества ее очистки на станции нейтрализации осуществляется контроль производства. Характеристика контроля приведена в таблице 5.3. Таблица 5.3 - Параметры и периодичность контроля
5.5 Характеристика материалов Применяемые при очистки сточных вод материалы и их краткая характеристика приведены в таблице 5.4. Таблица 5.4 – Характеристика применяемых материалов
5.6 Нормы расхода реагентов Нормы расхода реагентов на очистку 1 м3 сточных вод в сутки по данным проекта ГПИ строймаша: Серная кислота: Активная – 106 г/м3; Товарная 50 % – 2,62 кг/сут; Водный 10 % раствор – 13,14 л/сут. Бисульфит натрия (из расчета четыре весовые части на одну весовую часть хрома): 1) Активный – 2500 г/м3; 2) Товарный 30 % – 103,3 кг/сут; 3) Водный 10 % раствор – 310 л/сут. Железный купорос (из расчета семь весовых частей на одну весовую часть хрома): Активный – 170 г/м3. Едкий натр: На осаждение трех валентного хрома Активный – 300 г/м3; Товарный 42 % – 720 г/м3. На нейтрализацию кислощелочных стоков: Активный – 100 г/м3; Товарный 42 % – 240 г/м3. 6. ПРЕДЛАГАЕМАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД Предлагаемая схема очистки сточных вод гальванического цеха предусматривает применение комбинированного способа очистки, включающего в себя механическую очистку, сорбцию и ионообмен. Предлагается установка скорого напорного фильтра для очистки от взвешенных веществ; для задержания более крупных частиц – решетки; также предусматривается установка сорбционного фильтра для очистки от нефтепродуктов и органических веществ; электродиализатора для перевода ионов хрома (III) в ионы хрома (VI) и разложения цианидов; двух ионообменных аппаратов для селективной сорбции хрома (VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции ионов цинка, меди и никеля. 6.1 Описание технологической схемы Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод изображена на графической части дипломной работы (лист 4). Сточные воды из гальваноцеха самотеком поступают на усреднитель У,откуда после усреднения насосом подаются на фильтр Ф. Далее сточные воды периодически насосом подаются на сорбционный фильтр П, где идет сорбция нефтепродуктов и органических веществ на сорбенте «Пороласт-F». Десорбцию нефтепродуктов проводят острым паром. Десорбат периодически собирают в емкость Е1, затем отправляют на сжигание в котельную. После сорбции на «Пороласте-F» сточные воды подаются в электродиализатор Э, где происходит перевод ионов хром (III) в хром (VI), а также разложение содержащихся в сточной воде цианидов. После электрохимической обработки вода поступает на сорбцию в колонну с эрлифтным устройством А, где на селективном анионите АМ-п сорбируется хром (VI). Насыщенный ионит после сорбции периодически поступает на десорбцию в другую колонну А, где происходит десорбция хромата натрия смешанным раствором 8 % гидроксида натрия и 6 % хлорида натрия. Элюат периодически собирают в емкость Е2, затем его направляют на использование в кожевенной промышленности, либо для производства электролитов. После сорбции хрома вода насосом периодически подается в две катионообменные колонны К, где на ионите КУ-23Na идет коллективная сорбция ионов цинка, никеля, меди. Десорбция ионита осуществляется селективно: цинка – 0,2 Н раствором серной кислоты; никеля – 2 Н раствором серной кислоты; меди – 5 Н раствором серной кислоты. Элюаты цинка, никеля и меди собираются соответственно в емкости Е3, Е4, Е5. Очищенная вода поступает на водооборот. Показатели очистки по предлагаемой технологической схеме приведены в таблице 6.1. 6.2.7 Расчет катионообменной колонны для сорбции ионов цинка, никеля и меди Ионы меди, цинка и никеля содержатся в сточных водах раздельно или в смесях в различных комбинациях и соотношениях. Эффективность извлечения данных ионов зависит от их концентрации в воде, величины рН, общей минерализации воды, а также от наличия и концентрации ионов кальция, железа и так далее. Для извлечения ионов меди, никеля и цинка используются катиониты как сильнокислотные (в водородной форме), так и слабокислотные (в натриеваой форме). Na-катионирование применяют преимущественно для извлечения данных металлов, которые затем утилизируют. При контакте воды с Н-катионитом происходит обмен катионов растворенных в воде солей на Н+-ионы катионита по уравнению: N   [K]H + Me n+ [K]n Ме + nH+,где [K] – радикал, или «скелет» катионита; Ме – извлекаемый катион металла; n – валентность металла. По предлагаемой технологической схеме предполагается Na-катионирование ионитом марки КУ-23Na, емкость которого в условиях коллективной сорбции: E (Zn) – 90 кг/м3, E (Ni) – 80 кг/м3, E (Cu) – 70 кг/м3. Десорбция осуществляется селективно раствором серной кислоты соответственно: цинка – 0,2 Н раствором; никеля – 2 Н раствором; меди – 5 Н раствором. Рассчитываем поток загрязнителя по формуле (6.16)  кг/ч кг/ч кг/чРассчитываем поток ионита по формуле (6.17)  м3/ч м3/ч м3/чДалее ведем расчет по  , так как его количество в сточных водах наибольшее.Задаем время сорбции  = 20 часов, время десорбции  = 10 часов.Найдем рабочий объем катионита по формуле (3.18) Принимаем, что загрузка катионита рассчитана на два цикла, тогда   м3, м3Найдем объем катионнобменной колоны по формуле (6.19)  м3Принимаем диаметр колонны D = 1,4 м, высоту колонны Н = 3 м. 6.2.8 Расчет количества реагентов для десорбции ионитов 1) Расчет расхода реагентов для десорбции ионита АМ-п. Десорбция насыщенного ионита проводится три раза в неделю смешанным раствором 8 % гидроксида натрия и 6 % хлорида натрия. Vионита = 2,6 м3 Найдем массу NaOH На 1 м3 NaOH – 80 кг 2,6 м3 – Х кг Получаем количество гидроксида натрия, необходимое для приготовления десорбента: Х1 = 208 кг. Найдем массу NaCl На 1 м3 – 60 кг 2,6 м3 – Х2 кг Получаем количество хлорида натрия, необходимое для приготовления раствора десорбента: Х2 = 156 кг. Всего в год расходуется 26000 кг NaOH и 19500 кг NaCl. 2) Расчет расхода серной кислоты для селективной десорбции ионов цинка, никеля и меди. а) Расчет количества серной кислоты для приготовления 0,2 Н раствора для десорбции цинка. Расчет произведем по формуле  (6.20)где  – нормальность раствора; – объем расвора, м3; – масса серной кислоты, кг; – количество эквивалентов серной кислоты.Из формулы (6.21) получаем = 63 кгб) Расчет количества серной кислоты для приготовления 2 Н раствора для десорбции никеля. Из формулы (6.21) получаем = 156,8 кгв) Расчет количества серной кислоты для приготовления 5 Н раствора для десорбции меди. Из формулы (6.21) получаем = 1568 кгВсего в год расходуется 268128 кг концентрированной серной кислоты. 6.2.9 Расчет количества получаемых элюатов Расчет производится в пересчете на 100 % соль. 1) Расчет количества Na2CrO4 Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле  (6.22)где  – количество хрома-загрязнителя в год, кг; – количество сточных вод, м3/год; – концентрация загрязнителя в сточных водах, г/м3. кг/годНайдем количество извлеченного чистого хрома по формуле  (6.23)где – количество хрома-загрязнителя, кг/год; – степень очистки сточных вод, %; кг/кгНайдем количество хромата натрия из пропорции М (Cr) = 52 г/моль М (Na2CrO4) = 162 г/моль 162 г/моль – 52 г/моль Х1 кг - 20717 кг Получаем количество хромата натрия: 64540,5 кг/год. Расчет количества ZnSO4 Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (6.22)  кг/ годКоличество извлеченного чистого цинка в год рассчитаем по формуле (6.23)  кг/годНайдем количество сульфата цинка из пропорции М (Zn) = 65 г/моль M (ZnSO4) = 161 г/моль 161 г/моль – 65 г/моль Х2 кг - 32742 кг Получаем количество сульфата цинка: 81099 кг/год 2)Расчет количества NiSO4 Количество загрязнителя в год рассчитываем по формуле (6.22)  кг/годКоличество извлеченного чистого никеля в год найдем по формуле (6.23)  кг/голНайдем количество сульфата никеля из пропорции М (Ni) = 59 г/моль M (NiSO4) = 155 г/моль 155 г/моль – 59 г/моль Х3 кг - 1042 кг Получаем количество сульфата никеля: 2737,5 кг/год. Расчет количества CuSO4 Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (6.22)  кг/годКоличество извлеченной меди рассчитаем по формуле (6.23)  кг/годНайдем количество сульфата меди из пропорции М (Cu) = 64 г/моль M (CuSO4) = 160 г/моль 160 г/моль – 64 г/моль Х4 кг - 1562 кг Получаем количество сульфата меди в год: 3905 кг/год. 6.3 Контроль за технологическим процессом Все контрольно-измерительные приборы задействованы из существующей технологической системы: Электроды стеклянные промышленные ЭСП-04-14. Предназначены для измерения величины рН в технологических растворах. ГОСТ 16287-77. 2) Электрод вспомогательный промышленный ЭВП-08. Предназначен для создания опорного потенциала при работе со стеклянными и другими индикаторными электродами при потенциометрических измерениях. ГОСТ 16286-72. 3) Преобразователь высокоомный промышленный повышенной точности рН-261 (рН-261И). Предназначен для измерения величины рН и рNа в технологических растворах, а также для использования в системах непрерывного контроля и автоматического регулирования технологических процессов. ГОСТ 16454-70. 4) Сигнализатор содержания цианидов СЦ-1. Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации цианидов в растворах сверх установленных санитарных норм. 5) Сигнализатор наличия шестивалентного хрома в сточных водах. Предназначен для использования в системах автоматического регулирования на установках реагентной очистки хромсодержащих сточных вод. Позволяет осуществлять визуальный контроль превышения концентрации шестивалентного хрома в растворе от установленной нормы. Чувствительные элементы ДПг-4М, ДМ-5М. Предназначены для измерения рН. 1. Предлагаемая схема очистки хромсодержащих сточных вод комбинированным методом позволяет очистить воду до требований ГОСТа 9.314-90 технической воды II категории «Вода для гальванического производства и гальванических промывок» (смотреть таблицу 6.1), что позволяет возвратить ее в основное производство. Так как при применении данного способа очистки осадков не образуется, необходимость в их утилизации отпадает. Ценные компоненты, теряемые при реагентном способе очистки, по предлагаемой технологии извлекаются в виде элюатов и направляются на повторное использование. Таблица 6.1 – Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по предлагаемой технологической схеме
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||