RU2738105C1 - Способ замкнутого водооборота гальванического производства - Google Patents
Способ замкнутого водооборота гальванического производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738105C1 RU2738105C1 RU2020120860A RU2020120860A RU2738105C1 RU 2738105 C1 RU2738105 C1 RU 2738105C1 RU 2020120860 A RU2020120860 A RU 2020120860A RU 2020120860 A RU2020120860 A RU 2020120860A RU 2738105 C1 RU2738105 C1 RU 2738105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- category
- purification
- concentrated
- ion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу замкнутого водооборота гальванического производства, предусматривающему раздельный сбор в накопителях концентрированных технологических стоков в виде отработанных кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с суммарной концентрацией не более 400 г/л и разбавленных технологических стоков от промывки деталей в виде отработанных кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод с солесодержанием каждого из указанных компонентов не более 500 мг/л в пересчете на NaCl при содержании шестивалентного хрома Cr6+ не более 200 мг/л и цианидов не более 150 мг/л, и их дальнейшую непрерывную очистку. При этом очистку разбавленных технологических стоков осуществляют до качества воды второй категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 100 мг/л при рН 6,0-8,5 и отсутствии шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов, для чего кислотно-щелочные промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью механической фильтрации для удаления частиц загрязнений размером до 20 мкм, а затем с помощью сорбционной фильтрации для удаления органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения кислотно-щелочных промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 7500-10000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,8-1,0. Хромсодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной (угольной) фильтрации для удаления механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения хромсодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 4000-5000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,5-0,7. Циансодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной фильтрации для очистки от механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные циансодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные циансодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения циансодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 1000-1200 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,6-0,8. Далее воду второй категории с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство; а очистку концентрированных технологических стоков осуществляют до качества воды третьей категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 40 мг/л, сухим остатком не более 35 мг/л, значением рН - 6,0-8,5 и отсутствием шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов, для чего концентрированные технологические стоки вначале подают в емкость усреднения концентрированных стоков, а затем в реактор обработки для их нейтрализации и осаждения последовательно и/или одновременно растворами серной кислоты концентрацией 20-30%, сульфита натрия концентрацией 10-12%, едкого натра концентрацией 20-30%, флокулянта концентрацией 0,02-0,1% и хлорного железа концентрацией 0,5-5%, а далее - в отстойник, где происходит отстаивание усредненных концентрированных технологических стоков в течение не менее 2 часов до получения осветленных концентрированных технологических стоков и твердого концентрированного технологического шлама. Далее осветленные концентрированные технологические стоки направляют в вакуумный испаритель для упаривания при температуре не более 35-45°С и значении вакуума 0,93-0,97 бар до образования концентрированного раствора солей плотностью не более 1,25 г/см3 и конденсата воды третьей категории, который с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство, а концентрированный раствор солей и твердый концентрированный технологический шлам после предварительного обезвоживания до влажности не более 70%, направляют на утилизацию. Технический результат - исключение сброса стоков гальванического производства за счет очистки стоков до качества воды второй и третьей категорий и ее повторное использование в гальваническом производстве. 6 з.п. ф-лы, 5 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к нейтрализации и очистке промышленных стоков от гальванического производства и возможность использования очищенных стоков, полностью исключая сброс.
Известен способ очистки сточных вод (RU 1673524 A1, C02F 1/28, 30.08.1991. Бюл №32), относящийся к очистке сточных вод гальванических производств, включающий последовательную фильтрацию на механических, адсорбционных и ионообменных фильтрах, с осуществлением механической фильтрации с использованием полифракционной макропористой загрузки, и проведения адсорбционного фильтрования после ионообменных фильтров при наложении электрического потенциала +0,1…+1,0 В (патент РФ №1673524, приоритет от 30.08.1991).
Известен также способ очистки промывных вод гальванического производства, для осуществления которого фильтрацию проводят в не менее чем одной паре последовательно соединенных, как в каждой паре, так и между парами, сорбционных колонн, с подачей промывных вод снизу одной из сорбционных колонн и последовательное прохождение, по крайней мере, через две из них, в каждой из которых воду пропускают последовательно через фильтр обратной промывки, механический фильтр, сорбционный фильтр, ионообменный фильтр, вновь механический фильтр и фильтр обратной промывки, при объемном соотношении слоев (0,025-0,05):(0,025-0,05):(0,05-0,1):(0,7-0,85):(0,025-0,05):(0,025-0,05). В качестве фильтра обратной фильтрации используют иглопробивной термоскрепленный сорбент механического фильтра - полое силиконизированное волокно, сорбционного фильтра - графитированный сорбент СГН 30А, ионообменного фильтра - катионит КУ-2-8. Регенерацию фильтров проводят пропусканием 2М минеральных кислот сверху вниз. Устройство включает не менее одной пары сорбционных колонн, соединенных последовательно в каждой паре и между парами посредством трубопроводов и запорной арматуры, с последовательно расположенными в направлении движения водного потока слоями фильтров, внутри каждой сорбционной колонны в верхней и нижней ее части установлены рассеиватели, устройство снабжено емкостью для десорбирующего раствора и насосом (патент РФ №2309127, Заявка: 2005132693/15, 24.10.2005).
Недостаток известных способов заключается в недостаточно высокой степени очистки стоков гальванического производства до качества воды для ее повторного использования.
Одной из наиболее сложных стадий изготовления вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) является нанесение гальванохимических покрытий - завершающей операции в процессе изготовления деталей.
По потреблению воды гальваническое производство является одним из самых затратных в производственной цепочке, так как после каждого вида обработки, а именно, обезжиривания, активации, травления, нанесения покрытий, пассивирования, пропитки, уплотнения необходима тщательная промывка деталей для получения качественной готовой продукции. Большие объемы воды после гальванических операций поступали на очистные сооружения, а оттуда в городской коллектор. Дополнительно вода расходуется на приготовление электролитов и на восполнение испарения растворов.
Технический результат - исключение сброса стоков гальванического производства за счет очистки стоков до качества воды второй и третьей категорий и ее повторное использование в гальваническом производстве.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ замкнутого водооборота гальванического производства, предусматривает раздельный сбор в накопителях концентрированных технологических стоков в виде отработанных кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с суммарной концентрацией не более 400 г/л и разбавленных технологических стоков от промывки деталей в виде отработанных кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод с солесодержанием каждого из указанных компонентов не более 500 мг/л в пересчете на NaCl при содержании шестивалентного хрома Cr6+ не более 200 мг/л и цианидов не более 150 мг/л, и их дальнейшую непрерывную очистку, при этом
очистку разбавленных технологических стоков осуществляют до качества воды второй категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 100 мг/л при рН 6,0-8,5 и отсутствии шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов для чего
кислотно-щелочные промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью механической фильтрации для удаления частиц загрязнений размером до 20 мкм, а затем с помощью сорбционной фильтрации для удаления органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым сильнокислотным катионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения кислотно-щелочных промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 7500-10000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,8-1,0;
хромсодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной (угольной) фильтрации для удаления механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым сильнокислотным катионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения хромсодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 4000-5000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,5-0,7;
циансодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной фильтрации для очистки от механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные циансодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные циансодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым сильнокислотным катионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения циансодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 1000-1200 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,6-0,8;
далее воду второй категории с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство;
а очистку концентрированных технологических стоков осуществляют до качества воды третьей категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 40 мг/л, сухим остатком не более 35 мг/л, значением рН - 6,0-8,5 и отсутствием шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов для чего
концентрированные технологические стоки вначале подают в емкость усреднения концентрированных стоков, а затем в реактор обработки для их нейтрализации и осаждения последовательно и/или одновременно растворами серной кислоты концентрацией 20-30%, сульфита натрия концентрацией 10-12%, едкого натра концентрацией 20-30%, флокулянта концентрацией 0,02-0,1% и хлорного железа концентрацией 0,5-5%, а далее - в отстойник, где происходит отстаивание усредненных концентрированных технологических стоков в течение не менее 2 часов до получения осветленных концентрированных технологических стоков и твердого концентрированного технологического шлама,
далее осветленные концентрированные технологические стоки направляют в вакуумный испаритель для упаривания при температуре не более 35-45°С и значении вакуума 0,93-0,97 бар до образования концентрированного раствора солей плотностью не более 1,25 г/см3 и конденсата воды третьей категории, который с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство,
а концентрированный раствор солей и твердый концентрированный технологический шлам после предварительного обезвоживания до влажности не более 70%, направляют на утилизацию.
Кроме того, указанный технический результат достигается в частных формах реализации изобретения за счет того, что:
- используют сильнокислотный катионит с коэффициентом однородности не менее 1,1 и средним размером гранул 0,67±0,05 мм; максимальным содержанием мелких гранул размером менее 0,315 мм - не более 0.1%; насыпной плотностью - 740±5% г/дм3; общей обменной емкостью - 1,6 экв/л; химической и осмотической стабильностью в диапазоне рН от 0 до 14;
- используют слабоосновный макропористый анионит с коэффициентом однородности не менее 1,1; средним размером гранул 0,54±0,05 мм; насыпной плотностью 620±5% дм3; общей обменной емкостью 1,3 экв/л; химической и осмотической стабильностью в диапазоне рН от 0 до 14.
- элюаты в виде кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с общей концентрацией не более 400 г/л, полученные в процессе регенерации установок ионного обмена, подают в приемные емкости, соответственно, кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих элюатов, а затем - в емкость усреднения концентрированных стоков, где они смешиваются с концентрированными технологическими стоками, при этом перед подачей в емкость усреднения концентрированных стоков циансодержащие элюаты подвергают нейтрализации и обезвреживанию раствором гипохлорита натрия концентрацией 10-20%.
- объем концентрированного раствора солей, полученный после упаривания в вакуумном испарителе, составляет (1/10-1/20) от объема осветленных концентрированных технологических стоков.
- конденсат, образующийся в вакуумном испарителе, при необходимости направляют на доочистку с помощью дополнительно предусмотренных сорбционных фильтров, а затем на дополнительно предусмотренную установку ионного обмена для его дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды третьей категории, которую собирают в накопителе воды третьей категории и с помощью насоса возвращают в гальваническое производство.
- для восполнения потерь воды второй категории, произошедших в результате испарения при очистке разбавленных технологических стоков, в очищенную воду второй категории добавляют воду из водопроводной сети, предварительно понизив ее солесодержание до значения не более 100 мг/л в пересчете на NaCl методом обратного осмоса.
Способ замкнутого водооборота гальванического производства осуществляют следующим образом.
В гальваническом производстве предусмотрено нанесение следующих гальванохимических покрытий:
- нанесение хромового покрытия;
- нанесение оловянного покрытия и сплава олово-свинец;
- нанесение анодного окисного покрытия;
- нанесение фосфатного покрытия;
- нанесение свинцового покрытия;
- нанесение хроматного покрытия;
- нанесение медного покрытия;
- нанесение цинкового покрытия;
- нанесение кадмиевого покрытия;
- нанесение серебряного покрытия;
- нанесение палладиевого покрытия;
- оксидирование;
- химическое никелирование;
- химическое пассивирование.
В процессе гальванохимической обработки деталей образуются два вида стоков: концентрированные технологические стоки в виде отработанных кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с суммарной концентрацией не более 400 г/л и разбавленные технологические стоки от промывки деталей в виде отработанных кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод с солесодержанием каждого из указанных компонентов не более 500 мг/л в пересчете на NaCl при содержании Cr6+ не более 200 мг/л и цианидов не более 150 мг/л, которые посредством насосов по трубопроводам раздельно собирают в соответствующих накопителях и далее каждый вид стоков подвергают нейтрализации и очистке.
Для обезвреживания и очистки разбавленные технологические стоки (промывные воды с проточных промывок) разделены на три потока: кислотно-щелочные промывные воды, хромсодержащие (Cr6+) промывные воды и цианосодержащие (CN) промывные воды, которые поступают на водооборотный комплекс (далее - ВОК) из гальванического производства по отдельным системам канализации и обрабатываются на отдельных установках.
Кислотно-щелочные промывные воды вначале подают с помощью насоса на предварительную очистку, где они со скоростью 7500-10000 л/ч последовательно проходят механическую фильтрацию для удаления частиц загрязнений размером до 20 мкм, а затем сорбционную, например, угольную фильтрацию для удаления органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л.
В качестве фильтрующего наполнителя механических фильтров используют обезвоженный алюмосиликат марки «Filter AG», созданный на основе природного материала - пумицита, пористого вулканического стекла, больше известного под названием «пемза». Пемза - это продукт извержения вулканов, который образуется в результате быстрого остывания кислых лав, содержащих 60-73% SiO2, которые вспениваются сильно насыщенными парами и газами. Структура пемзы - стекловатая; текстура - пенистая, пузыристая, губчатая; пемза огнестойка, химически инертна. Регенерацию фильтров механической очистки осуществляют путем взрыхления фильтрующей загрузки водой и вымывании частиц загрязнителя. Регенерация этих фильтров проводится при падении давления на выходе из фильтра до 1-1,5 бар в течение 20-30 мин.
В качестве фильтрующего наполнителя сорбционных фильтров используют активированный уголь марки «NWC 12/40» на основе скорлупы кокосовых орехов. Сорбционные фильтры не регенерируются, фильтрующую загрузку необходимо заменять по мере исчерпания сорбционной емкости угля (определяется на основе анализа значений ХПК очищенной воды). Во избежание слеживания фильтрующей загрузки необходимо проводить ее взрыхление водой раз в 1 неделю. Продолжительность взрыхления 10-15 мин.
Далее предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности для очистки от избытка катионов (ионы Na+, K+ и др.) и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул для очистки от избытка анионов (ионы SO4 2-, Cl-, NO3 - и др.), после чего полученная вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории. При этом объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,8-1,0.
Регенерация ионообменных смол происходит при выработке их рабочей емкости, о чем свидетельствует повышение общего солесодержания воды на выходе из ионообменной установки до значения 100 мг/л. Регенерация ионообменных колонн в составе ионообменной установки происходит в комплексном режиме, начиная с катионита, и заканчивая слабоосновным анионитом.
Химикаты, необходимые для проведения процесса однократной регенерации ионообменной установки приведены в таблице №1.
Хромсодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке, где они со скоростью 4000-5000 л/ч проходят сорбционную (угольную) фильтрацию для удаления механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л. Далее предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым сильнокислотным катионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности для очистки от избытка катионов (ионы Na+, K+ и др.) и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением для очистка от избытка анионов (ионы CrO4 2-, SO4 2-, Cl-, NO3 - и др.), после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории. При этом объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,5-0,7.
Регенерация ионообменных смол происходит при выработке их рабочей емкости, о чем свидетельствует повышение общего солесодержания воды на выходе из ионообменной установки до значения 100 мг/л. Регенерация ионообменных колонн в составе ионообменной установки происходит в комплексном режиме, начиная с катионита, и заканчивая слабоосновным анионитом.
Химикаты, необходимые для проведения процесса регенерации ионообменной установки очистки хромсодержащих стоков приведены в таблице №2.
Циансодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке, где они со скоростью 1000-1200 л/ч проходят сорбционную (угольную) фильтрацию для очистки от механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л.
Далее предварительно очищенные циансодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные циансодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым сильнокислотным катионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности для очистки от избытка катионов (ионы Na+, K+ и др.) и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористым слабоосновным анионитом на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории. При этом объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,6-0,8.
Регенерация ионообменных смол происходит при выработке их рабочей емкости, о чем свидетельствует повышение общего солесодержания воды на выходе из ионообменной установки до значения 100 мг/л. Регенерация ионообменных колонн в составе ионообменной установки происходит в комплексном режиме, начиная с катионита, и заканчивая слабоосновным анионитом.
Химикаты, необходимые для проведения процесса регенерации ионообменной установки очистки хромсодержащих стоков приведены в таблице №3.
В процессе регенерации ионообменных установок очистки кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод образуются элюаты в виде кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с общей концентрацией не более 400 г/л, которые подают с помощью насосов в приемные емкости, соответственно, кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих элюатов, а далее - в общую емкость усреднения концентрированных стоков, при этом перед подачей в емкость усреднения концентрированных стоков циансодержащие элюаты подвергают нейтрализации и обезвреживанию раствором гипохлорита натрия концентрацией 10-20%.
В результате очистки разбавленных технологических стоков получают воду второй категории качества с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 100 мг/л при рН 6,0-8,5 и отсутствии шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов, которые возвращают в гальванические ванны.
При очистке разбавленных технологических стоков возможны потери воды в результате испарения. Для восполнения таких потерь используют воду из водопроводной сети, предварительно понизив ее солесодержание до значения не более 100 мг/л в пересчете на NaCl методом обратного осмоса.
В таблице №4 приведены технологические параметры процесса очистки разбавленных технологических стоков.
Очистка разбавленных технологических стоков иллюстрируется следующими примерами ее осуществления, отраженными в таблице №5.
Концентрированные технологические стоки очищают до качества воды третьей категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 40 мг/л, сухим остатком не более 35 мг/л, значением рН - 6,0-8,5 и отсутствием Cr6+ и цианидов следующим образом.
Вначале концентрированные технологические стоки с помощью насосов подают в емкость усреднения концентрированных стоков, где они смешиваются с элюатами, образующимися в процессе регенерации ионообменных установок очистки кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод.
Далее усредненные концентрированные технологические стоки подают в реактор обработки для их нейтрализации и осаждения одновренно и/или последовательно растворами серной кислоты концентрацией 20-30%, сульфита натрия концентрацией 10-12%, едкого натра концентрацией 20-30%, флокулянта концентрацией 0,02-0,1% и хлорного железа концентрацией 0,5-5%, а далее - в отстойник, где происходит отстаивание усредненных концентрированных технологических стоков в течение не менее 2 часов до получения осветленных концентрированных технологических стоков и твердого концентрированного технологического шлама.
Осветленные концентрированные технологические стоки направляют с помощью насосов в вакуумный испаритель для упаривания до достижения плотности концентрата в камере кипения не более 1,25 г/мл при температуре не более 35-45°С и значении вакуума 0,93-0,97 бар до образования в вакуумном испарителе конденсата воды третьей категории, которую с помощью насоса возвращают в гальванические ванны. Применение вакуумного испарителя позволяет снизить окончательный объем образуемых жидких гальванических отходов в 10-20 раз по сравнению с их исходным количеством до упаривания.
Если конденсат вследствие возможного каплеуноса компонентов раствора не удовлетворяет качеству воды третьей категории, то его направляют в промежуточную емкость для доочистки с помощью дополнительно предусмотренных сорбционных, например, угольных фильтров, а затем на дополнительно предусмотренную установку ионного обмена для дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды третьей категории, которую затем собирают в накопителе воды третьей категории и с помощью насоса возвращают в гальванические ванны.
Твердый концентрированный технологический шлам после предварительного обезвоживания до влажности не более 70% и образующийся после упаривания в вакуумном испарителе концентрированный раствор солей направляют на утилизацию.
Для получения твердого концентрированного технологического шлама применяется полуавтоматический фильтр-пресс (поддерживающий давление в гидроцилиндре 250-300 атм), при прохождении через фильтровальные пластины которого нерастворимые соединения тяжелых металлов отделяются от жидкой фазы, и после продувки (просушивания) сжатым воздухом под давлением 4-6 атм выгружаются в биг-бэги.
В заявляемом изобретении осуществлен выбор наиболее оптимальных параметром процесса очистки разделенных стоков гальванического производства, при которых обеспечивается получение качества воды второй и третьей категории для повторного использования в гальваническом производстве, при этом очистка разбавленных технологических стоков от промывки деталей и концентрированных технологических стоков осуществляют непрерывно и одновременно, т.е. имеется замкнутый водооборот или бессточная технология.
Claims (14)
1. Способ замкнутого водооборота гальванического производства, предусматривающий раздельный сбор в накопителях концентрированных технологических стоков в виде отработанных кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с суммарной концентрацией не более 400 г/л и разбавленных технологических стоков от промывки деталей в виде отработанных кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод с солесодержанием каждого из указанных компонентов не более 500 мг/л в пересчете на NaCl при содержании шестивалентного хрома Cr6+ не более 200 мг/л и цианидов не более 150 мг/л и их дальнейшую непрерывную очистку, при этом
очистку разбавленных технологических стоков осуществляют до качества воды второй категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 100 мг/л при рН 6,0-8,5 и отсутствии шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов, для чего кислотно-щелочные промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью механической фильтрации для удаления частиц загрязнений размером до 20 мкм, а затем с помощью сорбционной фильтрации для удаления органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные кислотно-щелочные промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения кислотно-щелочных промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 7500-10000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,8-1,0;
хромсодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной (угольной) фильтрации для удаления механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные хромсодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения хромсодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 4000-5000 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,5-0,7;
- циансодержащие промывные воды вначале подвергают предварительной очистке с помощью сорбционной фильтрации для очистки от механических и органических примесей до значения химического потребления кислорода (ХПК) не более 50 мг/л, далее предварительно очищенные циансодержащие промывные воды с помощью насоса подают на установку ионного обмена для их дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды второй категории, где предварительно очищенные циансодержащие промывные воды последовательно проходят катионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого сильнокислотного катионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с высокой степенью монодисперсности и анионообменную обработку с помощью ионнообменной смолы в виде макропористого слабоосновного анионита на основе сополимера стирол-дивинилбензола с монодисперсным распределением гранул, после чего вода второй категории поступает в единый накопитель воды второй категории, причем скорость прохождения циансодержащих промывных вод через механическую и сорбционную фильтрацию и очистку посредством ионного обмена составляет 1000-1200 л/ч, а объемное соотношение катионита и анионита составляет 0,6-0,8;
далее воду второй категории с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство;
а очистку концентрированных технологических стоков осуществляют до качества воды третьей категории с общим солесодержанием в пересчете на NaCl не более 40 мг/л, сухим остатком не более 35 мг/л, значением рН - 6,0-8,5 и отсутствием шестивалентного хрома Cr6+ и цианидов, для чего концентрированные технологические стоки вначале подают в емкость усреднения концентрированных стоков, а затем в реактор обработки для их нейтрализации и осаждения последовательно и/или одновременно растворами серной кислоты концентрацией 20-30%, сульфита натрия концентрацией 10-12%, едкого натра концентрацией 20-30%, флокулянта концентрацией 0,02-0,1% и хлорного железа концентрацией 0,5-5%, а далее - в отстойник, где происходит отстаивание усредненных концентрированных технологических стоков в течение не менее 2 часов до получения осветленных концентрированных технологических стоков и твердого концентрированного технологического шлама,
далее осветленные концентрированные технологические стоки направляют в вакуумный испаритель для упаривания при температуре не более 35-45°С и значении вакуума 0,93-0,97 бар до образования концентрированного раствора солей плотностью не более 1,25 г/см3 и конденсата воды третьей категории, который с помощью насоса возвращают в гальванохимическое производство,
а концентрированный раствор солей и твердый концентрированный технологический шлам после предварительного обезвоживания до влажности не более 70% направляют на утилизацию.
2. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что используют сильнокислотный катионит с коэффициентом однородности не менее 1,1 и средним размером гранул 0,67±0,05 мм; максимальным содержанием мелких гранул размером менее 0,315 мм - не более 0,1%; насыпной плотностью - 740±5% г/дм3; общей обменной емкостью - 1,6 экв/л; химической и осмотической стабильностью в диапазоне рН от 0 до 14.
3. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что используют слабоосновный макропористый анионит с коэффициентом однородности не менее 1,1; средним размером гранул 0,54±0,05 мм; насыпной плотностью 620±5% г/дм3; общей обменной емкостью 1,3 экв/л; химической и осмотической стабильностью в диапазоне рН от 0 до 14.
4. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что элюаты в виде кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с общей концентрацией не более 400 г/л, полученные в процессе регенерации установок ионного обмена, подают в приемные емкости соответственно кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих элюатов, а затем - в емкость усреднения концентрированных стоков, где они смешиваются с концентрированными технологическими стоками, при этом перед подачей в емкость усреднения концентрированных стоков циансодержащие элюаты подвергают нейтрализации и обезвреживанию раствором гипохлорита натрия концентрацией 10-20%.
5. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что объем концентрированного раствора солей, полученный после упаривания в вакуумном испарителе, составляет (1/10-1/20) от объема осветленных концентрированных технологических стоков.
6. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что конденсат, образующийся в вакуумном испарителе, при необходимости направляют на доочистку с помощью дополнительно предусмотренных сорбционных фильтров, а затем на дополнительно предусмотренную установку ионного обмена для его дальнейшей очистки посредством ионного обмена до получения качества воды третьей категории, которую собирают в накопителе воды третьей категории и с помощью насоса возвращают в гальваническое производство.
7. Способ замкнутого водооборота по п. 1, отличающийся тем, что для восполнения потерь воды второй категории, произошедших в результате испарения при очистке разбавленных технологических стоков, в очищенную воду второй категории добавляют воду из водопроводной сети, предварительно понизив ее солесодержание до значения не более 100 мг/л в пересчете на NaCl методом обратного осмоса.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120860A RU2738105C1 (ru) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Способ замкнутого водооборота гальванического производства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120860A RU2738105C1 (ru) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Способ замкнутого водооборота гальванического производства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2738105C1 true RU2738105C1 (ru) | 2020-12-08 |
Family
ID=73792715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020120860A RU2738105C1 (ru) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Способ замкнутого водооборота гальванического производства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2738105C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791714C1 (ru) * | 2022-12-12 | 2023-03-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ сорбционной очистки технологических сернокислых вод кислотонакопителя от железа (iii) и титана (iv) |
| CN117735792A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-03-22 | 山东东岳高分子材料有限公司 | 一种聚四氟乙烯分散树脂废水的处理系统及处理方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2512768A1 (de) * | 1975-03-22 | 1976-09-30 | Bayer Ag | Verfahren zur entfernung von chromionen aus den restflotten der wollfaerbung |
| SU1479421A1 (ru) * | 1987-01-04 | 1989-05-15 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Способ очистки растворов от цианидов и металлов |
| RU2309127C2 (ru) * | 2005-10-24 | 2007-10-27 | Владимир Николаевич Лосев | Способ очистки промывных вод гальванических производств и устройство для его осуществления |
| CN202164180U (zh) * | 2011-07-12 | 2012-03-14 | 广州雅津水处理设备有限公司 | 一种含铬废水零排放浓缩处理设备 |
| WO2014007173A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | 三菱重工業株式会社 | 排水処理システム及び複合発電設備 |
| CN108341458A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-31 | 安庆市龙珠包装有限公司 | 一种废水净化剂 |
-
2020
- 2020-06-16 RU RU2020120860A patent/RU2738105C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2512768A1 (de) * | 1975-03-22 | 1976-09-30 | Bayer Ag | Verfahren zur entfernung von chromionen aus den restflotten der wollfaerbung |
| SU1479421A1 (ru) * | 1987-01-04 | 1989-05-15 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Способ очистки растворов от цианидов и металлов |
| RU2309127C2 (ru) * | 2005-10-24 | 2007-10-27 | Владимир Николаевич Лосев | Способ очистки промывных вод гальванических производств и устройство для его осуществления |
| CN202164180U (zh) * | 2011-07-12 | 2012-03-14 | 广州雅津水处理设备有限公司 | 一种含铬废水零排放浓缩处理设备 |
| WO2014007173A1 (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | 三菱重工業株式会社 | 排水処理システム及び複合発電設備 |
| CN108341458A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-31 | 安庆市龙珠包装有限公司 | 一种废水净化剂 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791714C1 (ru) * | 2022-12-12 | 2023-03-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ сорбционной очистки технологических сернокислых вод кислотонакопителя от железа (iii) и титана (iv) |
| CN117735792A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-03-22 | 山东东岳高分子材料有限公司 | 一种聚四氟乙烯分散树脂废水的处理系统及处理方法 |
| CN117735792B (zh) * | 2024-02-21 | 2024-05-14 | 山东东岳高分子材料有限公司 | 一种聚四氟乙烯分散树脂废水的处理系统及处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106430773B (zh) | 一种针对不同离子浓度的高含盐工业废水的处理方法 | |
| CN103979729A (zh) | 一种脱硫废水循环利用及零排放系统及方法 | |
| CN103755082A (zh) | 一种离子交换树脂再生废水资源回收系统及方法 | |
| CN102161548A (zh) | 电镀废水的回用处理方法及其设备 | |
| CN109516629A (zh) | 电镀废水零排放处理工艺 | |
| CN113562924A (zh) | 一种钢铁冶金高盐废水资源化利用的处理系统及方法 | |
| CN101392402A (zh) | 电镀清洗水零排放的方法 | |
| CN111453891A (zh) | 一种磷化废水处理的蒸发浓缩回用零排放系统 | |
| CN201999826U (zh) | 电镀废水的回用处理设备 | |
| CN212387875U (zh) | 一种磷化废水处理的蒸发浓缩回用零排放装置 | |
| CN108793568A (zh) | 一种不锈钢含酸清洗废水零排放废水组合设备 | |
| RU2738105C1 (ru) | Способ замкнутого водооборота гальванического производства | |
| CN112079491A (zh) | 一种复床再生废水资源化回用系统 | |
| CN207468386U (zh) | 一种混合电镀废水的零排放处理系统 | |
| CN212640167U (zh) | 一种膜扩散混凝预处理系统 | |
| CN211445340U (zh) | 一种电镀锡钝化含铬废水回收再利用系统 | |
| CN104418446B (zh) | 低浓度含铅废水的处理方法和设备 | |
| KR20050014933A (ko) | 이온 교환 수지를 이용한 크롬 폐수 재이용 처리 장치 | |
| CN105152398A (zh) | 电镀废水回收利用方法及设备 | |
| CN108083533B (zh) | 一种循环水零外排分质回用处理装置及其处理方法 | |
| CN116621402B (zh) | 一种含磷抛光废酸的近零排放回收方法及系统 | |
| CN116621136B (zh) | 一种含磷抛光废酸的磷酸回收工艺和系统 | |
| RU2747686C1 (ru) | Способ очистки воды от комплексных соединений тяжелых металлов | |
| RU2286840C2 (ru) | Способ получения частично деминерализованной воды | |
| WO2022141423A1 (en) | Method for treating organic compounds from industrial wastewaters with resins |