ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Утверждена разработанная Росатомом и Ростехом дорожная карта по развитию высокотехнологичной области «Новые производственные технологии»

Дорожная карта по развитию высокотехнологичной области «Новые производственные технологии», разработанная Госкорпорацией «Росатом» совместно с Госкорпорацией Ростех, была утверждена 23 июля 2021 года президиумом Правительственной комиссии по цифровому развитию, использованию информационных технологий для улучшения качества жизни и условий ведения предпринимательской деятельности. Дорожная карта...

В России запущен онлайн-сервис «Готов к цифре»

В рамках национальной программы «Цифровая экономика» Минцифры России и консорциум по развитию цифровой грамотности запускают образовательный ресурс готовкцифре.рф. Новый портал является агрегатором сервисов по тестированию уровня цифровой грамотности, обучению безопасной и эффективной работе с цифровыми технологиями. В создании ресурса приняли участие 18 компаний, которые в марте этого года объ...

Общественный транспорт сокращает интервалы движения на МАКС

АО "Авиасалон", устроитель Международных авиационно-космических салонов, накануне выходных согласовало график движения общественного транспорта с сокращёнными интервалами. Увеличение количества составов пригородных поездов Казанского направления, а также числа автобусов, курсирующих между платформами "Отдых" и "Есенинская" и выставочным комплексом, позволяет обеспечить выполнение рекомендаций Росп...

Итоги первого дня работы авиасалона МАКС-2021

Работу XV Международного авиационно-космического салона МАКС-2021 открыл Президент Российской Федерации Владимир Путин. По традиции он обратился с приветствием к организаторам, участникам и гостям Салона, осмотрел экспозиции ведущих компаний, понаблюдал за демонстрационными полётами. Выступая на торжественной церемонии открытия авиасалона, он отметил, что МАКС, несмотря на сложности, вызванные ...

Минэнерго России разработало проект постановления по модернизации и строительству тепловой генерации в неценовых зонах

Минэнерго России разработало проект постановления Правительства РФ по модернизации и (или) строительству тепловой генерации в неценовых зонах энергорынка, куда входят регионы Дальнего Востока, Калининградская и Архангельская области, Республика Коми. Соответствующий проект прошёл процедуры общественного обсуждения и направлен на согласование в профильные ведомства. Документ определяет механизмы...

Столичный экспорт во Францию вырос более чем в три раза

По итогам первого квартала 2021 года московский несырьевой неэнергетический экспорт (ННЭ) во Францию вырос более чем в три раза и достиг 48,1 миллиона долларов США. На долю Москвы в общероссийском ННЭ во Францию за этот период пришлось более 22%, сообщил заместитель Мэра Москвы по вопросам экономической политики и имущественно-земельных отношений Владимир Ефимов . «Москва и Франция системно раз...

8 Января 2010

Чистая гальваника: возможно ли такое?

Чистая гальваника: возможно ли такое?

Мирoвoе cooбщеcтвo давнo ocoзналo катаcтрoфичеcкие пocледcтвия вредных прoизвoдcтв, в т.ч. гальванoтехничеcких. С 1990 гoда в рамках ООН дейcтвует cпециальная прoграмма пo oхране oкружающей cреды oт опаcных технологий. Что делаетcя в этом отношении у наc в Роccии?

Михаил ЛИПКИН, к.х.н.

Поcкольку гальванотехника являетcя уникальной промышленной отраcлью, отказаться от которой в ближайшем будущем не предоставляется возможным, решение ее экологических проблем видится в совершенствовании прежде всего методов очистки в промышленных масштабах. Каковы основные экологические вызовы гальванопроизводства?

Для природы и человека отходы гальванотехники, насыщенные такими особо токсичными тяжелыми металлами и их солями, как ртуть, свинец, цианистые соединение и др., по степени экологической угрозы сопоставимы разве что с радионуклидами. Они даже опаснее, поскольку изотопы имеют периоды полураспада, чего не скажешь о тяжелых металлах.

Вода - всему начало

Гальванические технологии немыслимы без потребления больших объемов воды, которые во время производственных процессов насыщаются тяжелыми металлами, неорганическими кислотами, щелочами, поверхностно-активными веществами и впоследствии отравляют наружные и подземные водоемы высокотоксичными стоками. Учитывая, что вода без преувеличения является «кровью» нашей планеты и основным материалом живой материи, последствия ее необратимого химического загрязнения трудно недооценить.

Собственно, опасности две. Они кроются в самой сущности гальванотехники - в обработке поверхности и промывке деталей. Первая проявляется в особой токсичности электролитов, вторая - в объемах сточных вод. Здесь все предельно ясно: чем ядовитее электролит, тем опаснее его воздействие на экологию. Соответственно, чем больше отходов электрохимического производства, тем больше химикатов попадет в организм человека через продукты, питьевую воду и воздух - невольных потребителей зараженной воды. На этих знаниях строится основная экологическая защита, а на замене особо токсичных электролитов на менее вредные и качественные - водоочистительные мероприятия.

Прежде всего, нужно отказаться от цианистых соединений, а также от электролитов и растворов на базе шестивалентного хрома в пользу трехвалентного. Кроме того, кадмирование надо заменить цинкованием, меднение стали - никелированием (в качестве первого слоя). Что касается загрязнения воды, то наиболее разумным является продление жизни и повторное использование (рекуперация) электролитов и растворов, тем самым уменьшиится объем потребления новых вод.

Кроме технологических мероприятий, следует использовать методы оптимизации электрохимических производств, препятствующие избыточному потреблению электролитов и растворов. Безусловно, строго обязательным является внедрение передовых технологий очистки: противоточной многокаскадной качественной консервации.

Как практический раздел электрохимии гальваника считается вполне оформленным предметом естествознания, а система электролитов и технологических растворов, по мнению ряда ученых, вряд ли претерпит в ближайшее время революционные изменения. Поэтому основные усилия специалистов, работающих в данной области, направлены прежде всего на противодействие загрязнению окружающей среды ионами тяжелых металлов (ИТМ). Современные схемы экологически чистых технологий электрохимических производств базируются исключительно на методах очистки сточных вод, заряженных ИТМ и их производными.

Опасная гальваника содержится в воде в виде:

  • взвеси тонкодисперсных суспензий и эмульсий;
  • коллоидов и высокомолекулярных соединений;
  • органических веществ;
  • солей, кислот и оснований.

Все вредные вещества могут находиться в разных фазах, дополняя друг друга, но, как правило, их утилизируют по превалирующему принципу. В зависимости от этого очистка бывает механической, химической, коагуляционно-флотационной, электрохимической, сорбционной, мембранной и биологической.

Методы очистки

Самый распространенный из них - реагентный от ИТМ. Проводится путем перевода ионов в малорастворимые соединения (гидроксиды или карбонаты). Это достигается нейтрализацией сточных вод щелочными реагентами.

В качестве реагента используют и железосодержащие растворы. Метод получил название ферритного. Здесь очистка сточных вод основана на сорбции ИТМ магнитными гидроокисями железа и образовании ферритов.

В последнее время наибольшую популярность приобретают электрохимические методы. Это принцип - «выбить клин клином», т.е. очистить электрохимическим и/или мембранным способом (электролиз, электродиализ, электрофлотация).

Метод, на котором нужно акцентировать внимание, - электрокоагуляция, которая, как правило, используется для очистки хромосодержащих сточных вод. Она основывается на физико-химических процессах, протекающих в жидкости под действием электрического тока.

Те же самые процессы свойственны и гальванокоагуляции. Ее принципиальное отличие заключается в способе ведения ионов железа в очищаемый сток. Коагуляция происходит за счет разности электрохимических потенциалов железа и кокса/меди, через смесь которых пропускают сточные воды.

Следующим методом является ионообменная чистка. Метод эффективен для удаления из вод солей тяжелых металлов, щелочных и щелочноземельных металлов, минеральных кислот и щелочей. Для этого используют гранулы синтетических ионообменных смол, в составе которых имеется подвижный ион (катион или анион).

В обзоре следует упомянуть о методе электрофлотации, основанном на взаимном «слипании» пузырьков газа, получаемого электролитическим способом, с частицами загрязнения.

Интересным представляется также метод обратного осмоса и ультрафильтрации. Он основан на уникальной способности воды проникать через полупроницаемые мембраны в растворы или сточные воды электрохимических производств. Со стороны воды возникает осмотическое давление, которое выдавливает молекулы воды через мембрану в раствор, увеличивая его уровень в сопредельной емкости. После достижения равновесия между давлением воды и уровнем раствора возникает равновесие. Но стоит к раствору приложить избыточное давление - и возникает эффект обратного осмоса, приводящий к тому, что вода удаляется из сточных вод, а в стоках концентрируются ИТМ.

Данный метод очистки действует как в обратноосмотических (гиперфильтрационных), так и ультрафильтрационных установках.

Оборудование

Отрадно отметить, что у нас в России системы и оборудование для экологической защиты гальванотехнических производств выпускаются довольно активно. Существуют различные ионообменные смолы и конструкции очистки вод гальванических производств. Из отечественных предприятий, серийно выпускающих ионообменные фильтры, можно выделить таганрогское ОАО «ТКЗ “Красный котельщик”» и ОАО «Бийский котельный завод».

Кроме того, функционирует транснациональный экологический проект на базе ГУП «Технопарк РХТУ имени Д.И. Менделеева». Его задачей является разработка и внедрение инновационных технологий очистки сточных вод промышленных предприятий. В частности, именно здесь был разработан электрофлотатор, способный обеспечить надежную и качественную очистку сточных вод электрохимических производств от ИТМ.

Но, безусловно, своеобразным монополистом в области проектирования и производства гальванотехнического оборудования, в т.ч. и систем его экологической безопасности, у нас является ОАО «Тамбовгальванотехника имени С.И. Лившица». Надо отдать должное, что накопленный опыт позволяет предприятию делать востребованное на мировых рынках оборудование. Например, комплекс очистки сточных вод производительностью 1 - 12 м³/час, хорошо зарекомендовавшие себя модули обезвреживания шестивалентного хрома и ионообменной доочистки, а также установка обезвоживания шлама.

Уделяется внимание и западным производителям экологических систем гальванотехники.В России широко известны такие фирмы, как COVENTYA, FEB Galvanotechnik, Kovo–Finisch, Canning, EFCO и Sugil.

Пример конвенции

К решению проблем экологии, что тоже отрадно, подключаются наши оборонные предприятия, имеющие большой производственный и научный потенциал. В качестве примера – ОАО «Ижевский электромеханический завод “Купол”», которое входит в состав ОАО «Концерн ПВО “Алмаз-Антей”», производящего системы противовоздушной обороны в России. Добавим, что одними из направлений деятельности «Купола» стали разработка и внедрение проектов очистных сооружений промышленных предприятий.

Предприятие строит их концепцию на основе комплексной технологии очистки, берет на себя проектирование технологического оборудования, в т.ч. нестандартного, разработку автоматизированной системы управления технологическим оборудованием, осуществляет пусконаладочные работы. Вот краткое описание технологической схемы очистных сооружений от ижевского оборонного разработчика.

Промывные сточные воды гальванического производства поступают в накопитель. Сбор щелочных, кислых и хромсодержащих концентрированных сточных вод производится отдельно, после чего концентраты смешиваются в определенной пропорции, при необходимости нейтрализуются и поступают в смеситель-усреднитель. Туда же подается часть промывных стоков, имеющиеся на предприятии предварительно очищенные отработанные смазочно-охлаждающие жидкости и другие органосодержащие отходы. Из смесителя-усреднителя сточные воды поступают в биотенк, представляющий собой герметичный аппарат, в котором на загрузке иммобилизована специализированная культура сульфатвосстанавливающих бактерий.

Сульфатредукторы способны в анаэробных условиях восстанавливать сульфаты до сероводорода, одновременно окисляя органические вещества и разрушать фосфаты, нитраты и ионы аммония. Насыщенные сероводородом сточные воды из биотенка подаются вместе с частью промывных стоков в реактор биохимической очистки, где сероводород реагирует с растворенными ионами металлов и образует нерастворимые сульфиды. Поскольку растворимость большинства сульфидов металлов намного ниже по сравнению с гидроксидами металлов, в очищенной сточной воде достижимы очень низкие концентрации металлов.

Для удаления осадка, содержащего сульфиды металлов, стоки поступают в отстойник, оборудованный тонкослойными модулями. Осветленные сточные воды подвергаются озонированию с целью обеззараживания и дезодорации, а также для дополнительного окисления остатков органических веществ.

Очищенные сточные воды сбрасываются в систему городской канализации. В случае необходимости в устройства оборотного водоснабжения дополнительно вводятся стадии тонкой фильтрации и ультрафильтрации. Отделенный осадок собирается в уплотнителе осадка и обезвоживается механическим способом, после чего направляется на утилизацию или вывозится в места складирования.

Преимуществом системы является эффективная очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов без введения дополнительных реагентов. Сюда же относятся снижение на 65 - 70% общего солесодержания сточных вод, возможность использования сточных вод в оборотном водоснабжении предприятия, а также низкая растворимость осадка, что облегчает его дальнейшую обработку.

Кол-во просмотров: 10300
На правах рекламы