Разработка технологической схемы очистки сточных вод от гальванических цехов машиностроительных предприятий

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНЫХ ПРОБЛЕМ  ЭКОЛОГИИ 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

по  дисциплине

Охрана  окружающей среды  от загрязнения предприятиями  машиностроения 

Тема:

Разработка  технологической  схемы очистки  сточных вод от гальванических цехов  машиностроительных предприятий 
 
 
 

Выполнила:                                                                                                          Проверила:

Студент ФЛА                                                                                                        Преподаватель

Группы  СЭ-71                                                                                                       Ларичкина Н.И.

Адова О.С.                                                                                                             «______»_________ 
 
 
 
 

Новосибирск 2010

Содержание

Введение

1. Автозавод имени Ленинского комсомола, АЗЛК
2. Характеристика загрязнителя в сточных вод
3. Постановка задачи
4. Выбор и обоснование способа очистки сточных вод
5. Описание реагентного метода
6. Технологическая схема очистки промышленных стоков
7. Расчеты количества реагента и эффективности очистки
8. Доочистка сточных вод методом озонирования
9. Утилизация образующихся отходов

Заключение

Список  используемых источников 

 

Введение

     В большинстве случаев загрязнение  пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся  моющие средства, а также плавающие  на поверхности нефтепродукты и  неочищенные стоки. Есть несколько  природных загрязнителей. Находящиеся  в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в  результате химических реакций. Паводки  вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам. Однако объём  естественных загрязняющих веществ  ничтожен по сравнению с производимыми  человеком. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ  с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые  химические соединения. В воде могут  быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как  кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы). Как известно, ежегодно в моря и  океаны попадает до 12 млн. тонн нефти. Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и  кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов  тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы. Сброс неочищенных  сточных вод в водные источники  приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации  здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний  в мире вызваны неподобающим качеством  и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой[1].

     Если  конкретно характеризовать различные  загрязнители, гальваническое производство относится к числу наиболее водоемких производств. Промывные воды гальванического цеха содержат токсичные соединение тяжелых металлов (хрома и цинка). Поэтому сброс этих металлов отрицательно сказывается на окружающей среде.

 

1. Автозавод имени Ленинского комсомола, АЗЛК

     История автомобильного завода имени Ленинского Комсомола (АЗЛК) началась в ноябре 1930 года, когда завод приступил  к сборке легковых и грузовых машин "Ford". До 1933 г. выпускал автомобили "Форд-А"и "Форд-АА". В декабре 1930 постановлением Всесоюзного автотракторного  объединения завод стал именоваться "Государственный автосборочный  завод имени КИМ в Москве".  Начало сборки грузовых автомобилей "ГАЗ-АА" (около 30% от всего выпуска) из деталей, поставлявшихся Горьковским автозаводом  произошло в 1932 году.  В 1933 году автосбосрочный завод им. КИМ стал филиалом Горьковского автозавода и полностью перешёл на выпуск автомобиля "ГАЗ-АА". В соответствии с приказом Наркомсредмаша в 1939 году автосборочный завод им.КИМ выведен из состава Горьковского автозавода и включён в Глававтопром как самостоятельное предприятие, именуемое "Московский автомобильный завод имени КИМ". В 1940 году завод переключился на производство малолитражек КИМ, а с начала войны переориентирован на военную продукцию. В мае 1945 года принято Постановление Совета Министров СССР о развёртывании строительства автозавода по выпуску малолитражки автомобилей "Москвич" и о наименовании завода "Московский завод малолитражныхавтомобилей" (МЗМА). Через два года начался серийный выпуск легковых малолитражных автомобилей "Москвич-400" по образцу "Opel Kadett K38". С апреля 1948 года положено начало экспорту автомобилей "Москвич". Выпуск модернизированной модели автомобиля "Москвич-401" освоен в 1954 году, а в 1956 с главного конвейера сошел последний "Москвич-401". Тогда же начат выпуск "Москвича-402", таким образом, с конвейера стали сходить машины собственной конструкции.  В июле 1958 начался выпуск автомобиля "Москвич-407" с верхнеклапанным двигателем, а уже в августе на Всемирной автомобильном выставке в Брюсселе автомобили "Москвич-407" и "Москвич-423" отмечены золотыми медалями. Выпуск переходной модели "Москвич-403" начался в 1963 году, после того, как сошел с производства последний автомобиль "Москвич-407". В 1964 году начат выпуск автомобилей "Москвич-408", а в мае 1967 состоялся юбилейный выход миллионного автомобиля "Москвич-408". Октябрь 1967 года - выпуск первой партии автомобилей "Москвич 412", а уже через год появляются модификации этой модели: "Москвич-427" с кузовом "универсал" и "Москвич-434" с кузовом "фургон". В октябре 1968 года МЗМА переименован в Автомобильный завод имени Ленинского комсомола (АЗЛК). В сентябре 1971 года образовано автомобильное производственное объединение "Авто-Москвич". В 1974 году с главного конвейера завода сошел двухмиллионный автомобиль "Москвич-412". С декабря 1975 года начато производство новых автомобилей "Москвич-2138" и "Москвич-2140". 25 августа 1980 года с конвейера сошел трехмиллионный автомобиль "Москвич-2140". 17 сентября 1986 года с конвейера сошел четырехмиллионный автомобиль "Москвич". В том же году завод перешел на переднеприводную модель, которая с рядом изменений выпускается до сих пор. Фирменная эмблема - буква "М", стилизованная под зубец кремлевской стены. В 1989 году развернута работа по подготовке производства пикапа на базе 2141 и прицепа. Выпуск грузовогоавтомобиля "Москвич-2335-пикап" и прицепа мод. 8135 начался с 1992 года, а с 1994 совместно с Киевским авторемонтным заводом организован выпуск многоцелевой модели "Москвич-2901". Возрождение завода после более чем годового простоя состоялся в январе 1997 года. Тогда освоен выпуск новой модели "Юрий Долгорукий" с двигателями ВАЗ и Рено. В июне того же года начался выпуск модели "Князь Владимир" с двигателем Рено. В августе 1997 года на базе серийных автомобилей "М-2141" и "М-2335-пикап" разработаны модели электромобилей (экологически чистые). Несколько месяцев спустя начато производство новой модели автомобилей "Святогор" с двигателем "Рено" и импортными комплектующими узлами. В 1998 году (февраль-март) организован рекламный пробег "Москва-Омск-Новосибирск-Москва" на автомобилях "Святогор" и "Князь Владимир" протяженностью 7500 км. Вскоре модельный ряд пополнил автомобиль новой модели "Калита" с двигателем Рено, а в ноябре 98-го разработана полноприводная модель автомобиля "Калита". В декабре 1998 года с конвейера ОАО "Москвич" сошел 5-и миллионный автомобиль "Князь Владимир". К марту 1999 года разработаны модели "Дуэт-1" и "Дуэт-2". В 2000 году предприятие резко снизило темпы производства. Более того, рассматривается вопрос о прекращении серийного изготовления модели «Святогор», на долю которой приходится около 80% всего выпуска. Предпочтение отдается машинам более высокого класса, цена которых намного внушительнее [3].

       

2. Характеристика загрязнителя в сточных водах

     Источник  образования наиболее токсичных  и массовых сточных вод, гальванических цехов.

     Таблица – Основных примесей в сточных  водах

 

     ЦИАНИДЫ - неорганические  соединения, содержащие группу CN. Различают простые цианиды - соли синильной кислоты HCN и некоторые другие и комплексные. По характеру химической связи между элементом и ионом CN^- делятся на ионные, ковалентные и координационные. Цианиды называются также псевдогалогенидами. Органические  соединения, содержащие группу CN^-, образуют два ряда производных - нитрилы и изонитрилы.

     Молекулы простых цианидов относятся к нежестким молекулам. Цианид аммония, щелочных и щелочноземельных металлов - ионные соединения, хорошо растворимые в воде, a NaCN и NH₄CN растворимые в этаноле. При повышенной температуре цианиды щелочных и щелочноземельных металлов полностью гидролизуются. Водные растворы цианидов вследствие гидролиза обладают сильноосновной реакцией. При технологическом использовании для стабилизации в растворы вводят в небольших концентрациях щелочь. При сплавлении или кипячении с серой или полисульфидами цианиды превращаются в тиоцианаты. Цианиды щелочных металлов легко окисляются до цианатов при нагревании на воздухе или с легко восстанавливаемыми оксидами. При взаимодействии цианидов щелочных и щелочноземельных металлов с галогенами образуются галогенцианиды. Действием SO₂ при низкой температуре на KCN получают цианосульфит калия KSO₂CN, раствор которого восстанавливает соли Ag и Аu. Цианиды щелочных металлов не изменяются при прокаливании без доступа воздуха, а цианиды щелочноземельных (особенно Са) частично превращаются в цианамиды.

     Цианиды подгруппы Zn - диамагнитные вещества. Получают их при введении ионов CN^- в раствор соли соответствующего металла. Наиболее устойчив цианид ртути Hg(CN)₂. Он хорошо растворим в воде (в отличие от цианидов других тяжелых металлов), этаноле, жидком NH₃.

     Цианиды металлов группы IB - CuCN, AgCN и другие, не растворимые в воде, образуются при введении ионов CN^- в водные растворы солей. Дают устойчивые гомолигандные комплексные соединения, содержащие от 2 до 4 лигандов CN^-, а также гетеролигандные комплексные соединения. Для металлов группы IIIб известны цианиды лантаноидов состава M(CN)₃, где М -Се, Pr, Sm, Eu, Но, Yb и M(CN)₂, где M - Sm, Eu, Yb, а также комплексные цианиды урана, например K₂[UO₂(CN)₄]. Простые цианиды металлов подгруппы Ti неизвестны.

     Среди цианидов металлов группы VB наиболее известны соединения V, образующего простой цианид и различные комплексы с лигандом CN^-. Для Nb(V) известны только гетеролигандные координационные цианиды. При взаимодействии NbCl₅ с HCN в диэтиловом эфире образуется NbCl₄(CN)*(C₂H₅)₂O. Среди координационных соединений на основе цианидов Сг, Mo, W наиболее стабильны производные Сr(III), Mo(IV), W(IV) и W(V), например K₃[Cr(CN)₆], который получают действием избытка KCN на ацетат Сr(III) в водном растворе. Для Мn(II) синтезированы цаниды смешанного типа и комплексы с мостиковой группой CN.

     Для металлов семейства Fe известны простые цианиды общей формулой M(CN)₂, где M - Fe, Co, Ni, и комплексные, устойчивые в водных растворах. Многочисленную группу соединений составляют соли гексацианоферратной(II) кислоты H₄[Fe(CN)₆], полученной в растворе и твердом состоянии, например: K₄[Fe(CN)₆], KFe[Fe(CN)₆] и Fe₄[Fe(CN)₆]₃ - гексацианоферрат(II) железа(III), которые входят в состав пигмента железная лазурь. Например, при взаимодействии K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль) с солями Fe(II) протекает окислительно-восстановительная реакция:

     Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]^3- → Fe³⁺ + [Fe(CN)₆]^4-

     Образующаяся  турнбуллева синь (Fe₄[Fe(CN)₆]₃), как и берлинская лазурь (Fe₄[Fe(CN)₆]₃), отвечает, в основном, гексацианоферрату(II) железа(III). Замена одного из CN-лигандов в октаэдрическом. комплексе [Fe(CN)₆]^4- на ацидогруппу или нейтральный лиганд (Н₂О, NH₃, CO, NO) приводит к образованию гетеролигандных соединений, например пентацианонитрозилийферрата(II) натрия (нитропруссида натрия) - Na₂[Fe(CN)₅(NO)⁺]*2Н₂О.

     Простые цианиды платиновых металлов получены для Ru, Rh, Ir, Pd и Pt. Комплексные цианиды известны для всех платиновых металлов и характеризуются большей устойчивостью по отношению к реакциям гидролиза, окислительно - восстановительным реакциям, замещению группы CN, чем соединений Fe и Со.

     Цианиды в гальванотехнике используют для получения металлических покрытий, например применяют Nа₃[Си(СN)₄], Na₂[Zn(CN)₄], K[Ag(CN)₂] и другие Обработка металлических поверхностей, например Ti или его сплавов цианидов при 800°С, улучшает их механические и антикоррозионные свойства благодаря образованию нитридов или карбидов. Многие цианиды, в основном координационные, используют в качестве катализаторов ряда химических процессов, в производстве пигментов, малярных, типографских красок и других.

     Простые цианиды - сильнейшие яды, вызывают удушье вследствие паралича тканевого дыхания, что приводит к сердечной недостаточность [4].

 

3. Постановка задачи

Выбрать оптимально подходящий метод очистки  сточных вод гальванических цехов.

Исходя  из следующих нам известных условий:

Расход  воды в сутки = 350 м³/сутки