АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Одним из вариантов очистки гальваностоков является мембранная технология. Это экологически безопасная переработка стоков гальванических производств с получением концентратов солей, пригодных для повторного использования. Описание разработки следующее: с помощью специально организованного процесса электродиализа из смешанных промывных вод гальванических производств выделяются концентраты солей тяжелых металлов. Достигнутая селективность разделения солей цинка, меди и никеля - 80%. Полученные и планируемые результаты позволят создать промышленную технологию разделения смешанных гальваностоков на индивидуальные компоненты с возвратом их в гальваническое производство, что обеспечит его экологическую чистоту.
Рисунок 1 – Мембранная технология очистки гальваностоков
Другим методом из этой же технологии является использование керамических мембран, аппаратов и установок для очистки гальванических сточных вод. Мембранные керамические фильтры, кассета и аппарат, входящие в состав установки мембранной очистки (УМО), предназначены для очистки следующих жидкостей:
- Питьевой воды;
- Отработанных эмульсий предприятий;
- Сточных вод предприятий, нефтебаз, станций технического обслуживания, АЗС;
- Отработанных моющих растворов и смазочно-охлаждающих жидкостей;
- Обезжиривающих растворов;
- Высококонцентрированных щелочных растворов;
- Лакосодержащих растворов;
- Радиоактивных отходов;
Данные фильтры прошли необходимые промышленные испытания, которые показали, что по своим характеристикам они не уступают аналогичным фильтрам западных фирм (Таталь, Франция; Нортон, США; Мицубиси, Япония), однако обеспечивают по сравнению с зарубежными аналогами:
- Меньший расход энергии на 1 м3 фильтрата (на 18-20%);
- Большую производительность;
- Более высокую ремонтоспособность, регенерацию и дефектоскопию мембран.
Мембраны имеют стенки толщиной около 1 мм (зарубежные аналоги около 2 мм).
Таблица 2.1 – Технические характеристики
| Общая площадь мембранной поверхности | |
| Рабочее давление в магистрали | |
| Давление воздуха при очистке аппаратов ультрафильтров продувкой | |
| Производительность при очистке | |
| Мощность основного электрооборудования | |
| Мощность нагревателей (устанавливаются по дополнительному требованию) | |
| Гарантийный срок службы мембран | |
| Габаритные размеры | |
| Масса |
Довольно распространена биологическая очистка.
Предназначена для утилизации загрязнений из сточных вод.
Установка включает:
основные рабочие модули:
- Биореактор-биофильтр с иммобилизованной на специально подобранных носителях биомассой рабочих микробных культур;
- Фильтр тонкой биологической доочистки воздуха;
- Фильтр тонкой доочистки вод;
Рисунок 2 – Технологическая установка биологической очистки промышленных сточных вод
Другое типовое оборудование, необходимое по расчетам технологического процесса. Выполняется в виде локальных установок, позволяющих резко снизить загрязненность по компонентам с последующим возвратом вод в технологический цикл, либо подачей на типовые очистные сооружения.
Утилизируемые загрязнения: фенол и его нитро- и хлор-производные; кре-золы, ксилолы, толуол и другие ароматические соединения, ацетон и сложные кетоны, спирты и другие растворители, жирные кислоты, алканы, нефть и нефтепродукты, СОЖи и масла, лаки и краски, другие соединения. Степень очистки до 0,2-0,5 ПДК. Сточные воды, одновременно загрязненные тяжелыми металлами и R-нуклидами (малой активности) очищаются на 98% и более.
Отличительные особенности:
- Наличие сертифицированных устойчивых ассоциаций штаммов-биодеградантов;
- Использование нового поколения биосорбентов и носителей биомассы;
- Отработка технологии с учетом “индивидуального” состава сточных вод;
- Комплексная очистка потоков первичных и вторичных загрязнений;
- Моделирование и масштабирование процесса с учетом ингибированного метаболизма ассоциации в условиях высокозагрязненных стоков.
Поскольку гальваностоки ЗАО "Силур" содержат большое количество цинксдержащего оксидного сырья, возможна следующая технология их комплексной переработки.
Новая пирометаллургическая технология разработана для переработки шлаков, кеков, шламов, руд и других полупродуктов и отходов, содержащих оксиды железа и цинка с целью извлечения цинка, железа. Разработанная технология основана на использовании высокоинтенсивного процесса углетермического восстановления в режиме вспененной шлаковой ванны. Предлагаемый процесс электропечной переработки цинксодержащего оксидного сырья характеризуется высокими показателями использования электроэнергии, экологической чистотой, минимально возможным количеством отходящих газов, несущих цинковые возгоны, а также высокой удельной производительностью (на уровне автогенных процессов) чистотой получаемых продуктов, возможностью использования в качестве восстановителя широкого спектра углеродистых материалов, включая уголь. Продуктами переработки являются деметаллизированный шлак, цинковые возгоны, пригодные для получения пигментного оксида цинка или металлического цинка и железо в виде чугуна или стали.
Основой технологии является создание в электропечи вспененного шлакового слоя, в котором замешиваются частицы углеродистого восстановителя и науглероженного железа, что приводит к значительной интенсификации процесса углетермического восстановления. Вспененный шлаковый слой создается не за счет принудительного дутья, а за счет выделяющихся газообразных продуктов реакции восстановления оксидов под слоем шлака. Высокие адсорбционные и теплоизолирующие свойства шлаковой пены обеспечивают отсутствие пылевыноса и низкие тепловые потери. Последнее обуславливает долговечность футеровки печи и низкие энергозатраты на плавку. Низкая теплопроводность вспененного шлакового слоя позволяет поддерживать относительно низкую температуру шлака (1200-1300° С) при значительном перегреве металлического слоя на подине печи (1400-1650oС). Это позволяет получать и легко выпускать из печи чугун или сталь.
Селективность восстановления оксидов цинка и железа позволяет организовать процесс с получением только цинковых возгонов без значительного восстановления оксидов железа. Минимально возможное количество отходящих газов из-за отсутствия дутья для образования вспененного слоя позволяет эффективно улавливать цинковые возгоны.
Отсутствие пылевыноса и брызгоуноса позволяет использовать в качестве сырья и восстановителя пылевидные материалы, а также получать высокочистые возгоны цинка. Технология плавки во вспененном шлаковом слое позволяет извлекать цинк до остаточных содержаний в шлаке 0.01-0.05 мас.% с производительностью в 3-5 раз выше, чем при традиционной электроплавке (рис.1) при одновременном снижении энергозатрат в 1.5-1.8 раз.
Низкие энергозатраты позволяют эффективно реализовать технологию, как на крупных, так и на небольших печах (емкостью 0.5-1 т).
Технология может быть использованы для прямого получения железа из руд и концентратов, комплексной переработки руд, шлаков, шламов и др., дезактивации токсичных отходов с извлечением цветных металлов и железа.
Технология опробована в укрупненно-лабораторном масштабе электропечи мощностью 100 квт применительно к переработке цинксодержащих шлаков медного производства, шлаков никелевого производства и железорудного концентрата для прямого получения железа.
Рисунок 2.4 – Зависимость содержания цинка (мас.%) в оксидном шлаковом расплаве от времени (мин.) при углетермическом восстановлении.
Рассмотрение альтернативных вариантов технологических процессов
Разрабатываются проекты автоматических и полуавтоматических линий гальванических покрытий, которые предназначены для нанесения защитных покрытий, предохраняющих от воздействий газовой, атмосферной коррозии и высоких температур. Применение данных линий позволяет повысить производительность и гибкость производства, оптимизировать технологический процесс, улучшить рабочие условия и снизить затраты труда рабочих. В состав оборудования включаются сооружения для очистки стоков гальванического производства и утилизации отходов.
По данным проектам были построены линии гальванических покрытий на АО "Авиастар", СПО "Прогресс", АООТ "Гидроавтоматика" и др.
Рисунок 2.5 – Автоматическая линия гальванических покрытий