Экол.гальванопроизводств vinogradov_03. Библиотечка гальванотехника
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ И ОБЪЁМ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
процессов Операции обработки поверхности и нанесения покрытий разделяются друг от друга операциями промывки, вследствие чего гальванопроизводство неразрывно связано со сбросом отработанных промывных вод. Объем, количественный и качественный состав стоков зависит от расхода воды на промывку и применяемой схемы промывки, а также от составов технологических растворов и степени сложности профиля деталей. Причем, если два последних фактора для конкретного техпроцесса имеют заданные значения, то расход воды и схема промывки могут меняться как в зависимости от применяемого оборудования, так и по другим объективным причинам. В свою очередь, объем, количественный и качественный состав промывных и сточных вод определяют состав очистного оборудования, эффективность его работы и в конечном итоге экологическое воздействие гальванического производства на окружающую среду. Таким образом, рационализация водопотребления через выбор применяемого оборудования и схемы промывки приводит к формированию сточных вод, оптимальных по объему, количественному и качественному составу с точки зрения технических характеристик очистного оборудования и, тем самым, снижает экологическую опасность гальванопроизводства. Так например, многоступенчатая противоточная промывка при прочих равных условиях обеспечивает меньший расход воды и, следовательно, большие концентрации загрязнений в сточных водах, поступающих на очистку. В данном разделе в качестве примера представлены два варианта гальванических линий (для наиболее распространенных технологических процессов), первый из которых представляет собой наиболее ресурсосберегающую автоматизированную линию, укомплектованную двухкаскадными ваннами противоточной промывки, второй вариант - широко распространенную в 132 мелкосерийном производстве линию из стационарных ванн ручного обслуживания, укомплектованную одинарными ваннами одноступенчатой промывки (рис.3.1-3.9), а также участки черновой подготовки деталей и удаления недоброкачественных покрытий (рис.3.10-3.11). Объемы промывных вод рассчитаны по формулам, представленным в табл.2.6, качественный состав сточных вод соответствует составу применяемых растворов, а количественный состав сточных вод рассчитан по формулам (2.20), (2.24), (2.25) и (2.26). Другие варианты линий в данном разделе не рассматриваются; промежуточные значения объемов водопотребления достигаются в автоматизированной линии путем регулировки дозирующих устройств. Рассмотрим пример расчета объема сточных вод и концентрации загрязнений в них. Дано: годовая программа декоративного цинкования стальных деталей 30000 м2; двухсменный режим работы; средняя толщина покрытия 9 мкм с хроматной пассивацией; максимальные габариты деталей 800x200x500 мм (обработка деталей на подвесках).
а) декоративного цинкования следующего состава (г/л): цинк хлористый 60-120 калий хлористый 180-220 борная кислота 15-25 добавка ЦКН-1 1-8 мл/л добавка ЦКН-2 40-60 мл/л рабочий режим цинкования: катодная плотность тока 1-3 А/дм2 (опт. 2 А/дм2), температура раствора 18-25 “С, pH 4,5-5,5, скорость осаждения до 40 мкм/час (опт. 25 мкм/час) б) электрохимического обезжиривания (г/л): натр едкий 15-35 тринатрийфосфат 15-35 сода кальцинированная 15-35 синтамид-5 2-3 температура 50-70 °С, время обработки 5-10 мин в) активирования стали: кислота соляная 50-100 г/л время обработки 0,15-1,0 мин. г) осветления цинкового покрытия: кислота азотная 10-30 г/л время обработки 0,08-0,25 мин 133 д) хроматирования цинкового покрытия: двухромовокислый натрий 100-150 г/л, кислота серная 8-10 г/л время обработки 0,1-0,3 мин.
Рассмотрим два варианта выполнения заданной программы по цинкованию: вариант 1 - автоматическая линия типа АГ-42 или АЛГ, вариант 2 - линия из стационарных ванн ручного обслуживания. Для варианта № 1 по каталогам на гальванические линии выбираем внутренние размеры ванн основных операций (лимитирующих - электрохимического обезжиривания и цинкования), по которым производится подсчет количества ванн, 1100x550x900 мм; для варианта № 2 по ОСТ 2 П65 -1-80 выбираем для тех же операций тип ванны с размерами 1250x710x800 мм.
N= f-60-To-K* где N - количество ванн (округляется до целого числа в большую сторону); S - годовая программа, м2; to - продолжительность процесса, проходящего в ванне, мин; Ь - продолжительность загрузки-выгрузки ванны, мин; f - единовременная загрузка ванны (см. табл.3.1.), м2; То - годовой фонд времени работы оборудования, ч (при двухсменной работе - 3810 для автоматизированного и механизированного оборудования, 4015 для стационарных ванн); Кз - коэффициент загрузки линии и ванн (0,8-0,9). Принимаем приблизительно время загрузки-выгрузки ванн t3 =1 мин; единовременную загрузку для всех ванн принимаем равной единовременной загрузке лимитирующей операции, т.е. самой продолжительной f=0,7 м2 (табл.3.1 по цинкованию, исходя из длины катодной штанги); для 2-сменной работы вариант 1- То =3810 ч, вариант 2- То =4015 ч; для обоих вариантов линии принимаем К3=0,85; продолжительность электрохимического обезжиривания to= 10 мин; продолжительность цинкования рассчитываем, исходя из 134 требуемой толщины покрытия (9 мкм) и скорости нанесения покрытия при рабочих режимах t0 =21 мин: вариант 1 вариант 2 30000 х (10 + 1) 3 N 30000 х (10 + 1) _^3 "fo 0,7x60x3810x0,85 0,7x60x4015x0,85 ’ принимаем No6e3. = 3 шт. принимаем N обез. = 3 шт. 3000 х (21 + 1) _185 _ 3000 х (21 +1) а 0,7x60x3810x0,85 0,7x60x4015x0,85 ’ принимаем N ЦИНК. — 5 шт. принимаем NUHhk. = 5 шт. Для всех остальных технологических операций в виду малой продолжительности обработки (менее 1 мин) принимаем необходимое количество ванн по 1 шт. для каждой операции. Производительность линии цинкования рассчитываем по следующей формуле: p = f-Kft-60-N = 0,7x0,85x60x5 м2/ц t0 +tfc 21+1
ЩийшввввоИшшпк 'l' вариант № 2 Ш00Й0Й00000Ы ф у у Ф V Наименование позиций : 1-электрохимическое обезжиривание, 2-горячая промывка, 3-холодная промывка, 4-активация, 5-двухкаскадная промывка, 6-цинкование, 7-улавливаиие, 8-осветление, 9-хроматирование, 10-сушка. 135
136 Различие между линиями состоит в схемах промывки: вариант 1 - двухкаскадная противоточная, вариант 2 - одинарная. Рассмотренные варианты являются самыми распространенными, но возможны и другие варианты.
Вариант № 1 (F=8,1m2/4) Электрохимическое с0=35 r/л, С„=0,1 r/л, q=0,3 л/м2 обезжиривание Горячая промывка Q=2 *0,3*8,1 *(35:0,1)0'5 =91 л/ч =>100 л/ч Холодная промывка Активация Со=Ю0 r/л, Сп=0,1 г/л, q=0,2 л/м2 Каскадная промывка Q=0,2*8,1 *(100:0,1)0’5 =51 л/ч =>100 л/ч Цинкование Co(Zn)=36 г/л, Cn=0,01 г/л, q=0,2 л/м2 Каскадная промывка Q=0,2*8,1*(0,4*36:0,01)0-5 =62 л/ч =>100 л/ч Осветление Со-30 г/л, Сп=0,2 г/л, q=0,2 л/м2 Каскадная промывка Q=0,2*8,1*(30:0,2)0 5 =20 л/ч => 20 л/ч Хроматирование Со(Сг)=53 г/л, Сп=0,01 г/л, q=0,3 л/м2 Улавливание Каскадная промывка Q=0,3*8,1*(0,4*53:0,01)0-5 =112 л/ч => 150 л/ч Сушка Таким образом, общий минимальный расход воды на промывку для варианта № 1 составляет 500 л/ч, и аналогично количество сточных вод составляет 500 л/ч, из них кисло-щелочные стоки 350 л/ч, хромсодержащие стоки 150 л/ч. Вариант № 2 (F=8,1m2/4) Электрохимическое Со=35 г/л, Cn=0,1 г/л, q=0,3 л/м2 обезжиривание Горячая промывка Q=2*0,3*8,1 *(35:0,1)0-5 =91 л/ч => 100 л/ч Холодная промывка Активация Со=100 г/л, Cn=0,1 г/л, q=0,2 л/м2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||