Вентиляционные очистные установки

Практически все химические и электрохимические процессы сопровождаются парообразованием и газовыделением, а шлифовально-полировальные операции — обильным выделением пыли..

Шлифовально-полировальный участок отделяют от гальванического, чтобы избежать попадания пыли в ванны. Шлифовально-полировальные круги защищают специальными кожухами, которые охватывают всю нерабочую часть круга. Для улавливания крупных частиц абразива и пыли к кожухам присоединяют пылесборники в виде карманов с пологими стенками. Пылесборники периодически очищают во избежание снижения эффективности вентиляционной системы (отсос воздуха 3…6 м³/ч на 1 мм круга).

Гальванические ванны оборудуют бортовыми отсосами, конструктивно подразделяющимися на следующие типы: с горизонтальной щелью всасывания и вертикальной, на одно- и двусторонние, с передувом или без него. На рис. 48, а, б представлены схемы перечисленных конструкций бортовых отсосов. Отсосы располагаются по длинному борту ванн. При ширине ванны до 600 мм применяют односторонние бортовые отсосы (рис. 49), а свыше—двусторонние (рис. 50).

Рисунок 48 - Местные вентиляционные отсосы от ванн: а — двубортовые отсосы, б — однобортовые; 1- с горизонтальной щелью всасывания без продувки, 2 — то же, с продувкой, 3 — вертикальной щелью всасывания

Бортовые отсосы изготовляют из следующих материалов: стали углеродистой, коррозийно-стойкой, винипласта, полипропилена и др. Материал отсосов выбирают в зависимости от агрессивности отсасываемых паров или газов. Отсасываемый от ванн загрязненный воздух может отворяться в один вытяжной короб или в несколько в зависимости от состава выделяющихся газов. Например, воздух от ванн, Содержащих цианистые соединения, нельзя смешивать с воздухом, отсасываемым от ванн травления, чтобы избежать образования синильной кислоты. Поэтому используют разные короба и применяют раздельную очистку перед выбросом в атмосферу.

Магистральные вытяжные короба прокладывают, как правило, сбоку линии ванн или в подвальном помещении. Для удобства их обслуживания (чистки) и стекания образующегося конденсата в специальный сборник короба должны иметь уклон в сторону движения воздуха.

Эффективность работы бортовых отсосов достигается следующими конструктивными решениями. Для обеспечения равномерности всасывания кожух отсоса ограничивают по длине до 1200 мм, на длинных ваннах устанавливают несколько кожухов. Щели бортовых отсосов располагают выше уровня ванн, но ниже токоподводящей штанги. Кроме того, большое значение имеет уровень раствора в ванне. Расстояние от нижней кромки бортового отсоса до поверхности раствора составляет для обычных однобортовых отсосов 120…200 мм, для двубортовых обычных отсосов 50…100 мм.

В гальванических цехах происходит интенсивное отсасывание воздуха из помещения, поэтому для его компенсации используют приточную вентиляцию. Подаваемый атмосферный воздух проходит очистку от механических загрязнений и подогревается или охлаждается в зависимости от внешней температуры. Подача воздуха осуществляется с помощью перфорированных воздуховодов с объемом на 5% меньше отсасываемого. При высокой важности помещения 2/3 объема приточного воздуха подается нижнюю его часть, а 1/3 в верхнюю, причем, если верхняя часть |имеет температуру, которая на 50 °С превышает комнатную, скорость подачи воздуха 15…18 м/с.

Отсасываемый воздух содержит различные загрязнения, от которых его необходимо очистить перед выбросом в атмосферу. Для этого используются различные установки типа скрубберов всевозможных конструкций, адсорбционные колонки и специальные фильтры, подбираемые для каждого вида загрязнений. Для очистки от пыли применяют установки типа циклонов.

При проведении любого химического или гальванического процесса образуются сточные воды. Эти стоки подразделяют на две основные группы: промывные воды, имеющие малую концентрацию загрязнений, и отработанные высококонцентрированные створы. Сточные воды могут содержать ионы тяжелых металлов, кислоты, щелочи, цианиды, токсичные органические соединяя и др. По химическому составу их делят на три основные группы: кислотно-щелочные, хромосодержащие и циансодержащие.

В настоящее время для облегчения обработки и извлечения ценных компонентов сточные воды отводят от каждого процесса отдельно, что позволяет получить извлеченный материал в чистом виде, без содержания других металлов и соединений, а затемI возвращать его обратно в процесс. Обезвреживание промывных сточных вод осуществляют следующими способами: реагентным, электрохимическим, ионообменным и др.

Реагентная очистка сточных вод от цианидов сводится к переводу их в нетоксичные соединения окислением обычно хлорной известью, гипохлоридом натрия или кальция или активным хлором. Эта реакция наиболее быстро протекает при рН = 10…12 и длится при хорошем перемешивании 3…5 мин. Проведение реакции может осуществляться в реакционной емкостью или непосредственно в трубопроводе.

Сущность очистки от шестивалентного хрома сводится к его восстановлению до трехвалентного состояния с последующим осаждением в щелочной среде в виде гидрооксида. В качестве восстановителей используют следующие соединения: сульфит, бисульфит и пиросульфит натрия. Реакция идет наиболее быстро при рН = 2…2,5, для этого сточные воды подкисляют серной кислотой. Для осаждения трехвалентного хрома сточные воды подщелачивают до рН=8,5…9. В некоторых случаях для восстановления используют сернокислое железо двухвалентное, но в этом случае в 3…4 раза возрастает количество полученного шлама.

Очистку от ионов тяжелых металлов производят в щелочной среде при рН=6,5…9 в зависимости от вида загрязнений. Для каждого металла существует свое значение рН, при котором этот металл выпадает в осадок в виде гидрооксида. Для подщелачивания используют карбидный ил, известковое молоко и едкий натр. Очистку производят в установках периодического или непрерывного действия. В сточные воды для более полного осаждения гидрооксидов вводят специальные вещества — флокулянты, облегчающие осаждение всех взвешенных примесей. В качестве флокулянта используют полиакриламид в количестве 2…3 мл/л, его добавляют перед поступлением воды в отстойник. Время, необходимое для осаждения взвешенных частиц в отстойнике, составляет 1,5…2 ч, после чего воду сбрасывают в городские очистные сооружения.

Сущность процесса электрохимической очистки состоит в электролизе сточных вод в бездиафрагменных электролизерах с применением нерастворимых анодов. При этом на аноде происходит окисление цианидов в цианаты, а на катоде осаждаются металлы, содержащиеся в сточных водах. Для интенсификации процесса и более полного окисления цианидов вводят хлористый натрий в количестве 5…10 г/л. В этом случае на аноде образуется атомарный хлор, дополнительно окисляющий ионы цианидов. Электролиз проводят при анодной плотности тока 0,5…2 А/дм². На катоде извлекается до 60…80% металлов, растворенных в сточных водах, остальную часть удаляют при подщелачивании раствора и осаждении.

Очистку хромосодержащих сточных вод проводят в электролизерах с использованием стальных анодов, растворяющихся при электролизе с образованием ионов двухвалентного железа. Они восстанавливают ионы шестивалентного хрома до трехвалентного. При дальнейшем повышении рН более 5,5) происходит образование гидрооксидов хрома и железа, выпадающих в осадок, который отделяется в отстойнике.

Ионообменную очистку сточных вод применяют для удаления солей различных металлов, свободных кислот и щелочей. Очистку производят с помощью ионообменных смол, имеющих в своем составе подвижные ионы, способные обмениваться с ионами аналогичного заряда. Ионообменные смолы подразделяют на сильно- и слабокислые катиониты, сильные и слабоосновкые катиониты и аниониты, а также на смолы смешанного типа.

Конструктивно ионообменные установки выполняют в виде колонки, внутри которой находятся ионообменные смолы. Установки могут работать периодически и непрерывно. Очистку осуществляют последовательным фильтрованием сточных вод через катионо- и анионообменные колонки. Если необходимо выделить какой-то отдельный компонент, то для него подбирают специальную ионообменную смолу, имеющую избирательную способность к обмену.

Насыщенные в процессе фильтрации ионообменные смолы подвергают регенерации, а получаемые после регенерации растворы перерабатывают с целью извлечения ценных компонентов или отправляют на нейтрализацию. Этим методом можно обрабатывать смешанные и раздельные стоки. Для последних он более целесообразен и эффективен. Кроме того, он может применяться для доочистки воды после реагентных методов.

Концентрированные стоки обезвреживают теми же методами, что и промывные воды, но высокая концентрация вредных веществ обусловливает некоторые особенности очистки. Эти стоки иногда используют для доведения рН в промывных водах. При нейтрализации хромовых и цианистых растворов возникает большое количество шлама. Кроме того, сами стоки гораздо более агрессивны, чем промывные воды. Нейтрализацию проводят в отдельных емкостях, не смешивая с промывными водами, при этом полученная вода имеет высокую засоленность.