Лейбович Л.И. и др.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОДЫ В СИСТЕМЕ «ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА -ВАННА ПРОМЫВКИ»

Лейбович Л. И., Корчевский Н. В., НПФ «Рецикл», Николаев, Украина
Дюмина Н. В., ГП НПКГ «Зоря-Машпроект», Николаев, Украина

В рекомендациях по проектированию водоснабжения и канализации цехов гальванопокрытий особое внимание уделяется вопросу организации замкнутого оборота воды в ваннах промывки изделий после нанесения на них гальванических покрытий. Традиционно вода очищается переводом тяжелых металлов из раствора в нерастворимую твердую фазу путем добавок щелочи, карбонатов или сульфатов. Нами раннее была выполнена оценка технологических параметров цикла замкнутого оборота воды в ваннах промывки деталей после нанесения гальванических покрытий. Было установлено, что экономически нецелесообразно доведение концентрации ионов тяжелых металлов в промывной воде до значений ПДК при организации замкнутого оборота воды в ванне промывки.
Известно, что при поддержании соотвествующего значения рН воды ионы металлов осаждаются в виде гидроокисей. Для ряда металлов оптимальные значения рН при использовании Ca(OH)₂ имеют следующие значения: Cr³⁺— 8,6; Fe³⁺ — 8,0-9,0; Ni — 10,5; Zn — 10,2-11,2; Си - 11,0-12,5.
С целью определения оптимального значения рН воды на первом этапе были проведены исследования очистки воды в электрохимических реакторах от ионов ряда тяжелых металлов. На рис. 1 показана зависимость эффективности очистки воды от ионов Cr⁶⁺, Fe, Ni, Zn и Cu в электрохимическом реакторе. Установлено, что для перечисленных выше металлов образование их гидроокисей интенсивно происходит при рН > 8,2. При превышении рН значения 9,5 эффективность очистки воды практически не изменяется. Поэтому доведение рН воды до значений 11—12 на выходе из электрохимического реактора необязательно.

Эффективность очистки, %

Рис. 1. Эффективность очистки воды от ионов тяжелых металлов в зависимости от значения рН воды

Полученный результат показывает возможность организации более экономичного процесса очистки воды от ионов тяжелых металлов путем генерации в очищаемой воде избытка гидроксильных групп (ОН)^-в электрохимическом реакторе и подачи этой воды непосредственно в ванну промывки.
Это предположение было экспериментально проверено при очистке воды от Cr⁶⁺ в ванне промывки деталей после нанесения гальванического покрытия. На рис. 2 показано характерное изменение тока в электрохимическом реакторе и рН воды в ванне промывки при организации очистки воды по предложенной технологии.

Рис. 2. Характер изменения силы тока в электрохимическом реакторе и рН воды в ванне промывки со временем

Резкое снижение силы тока в электрохимическом реакторе свидетельствует о начале процесса преобразования ионов шестивалентного хрома в ионы трехвалентного хрома непосредственно в ванне для промывки деталей за счет избытка гидроксильных групп в воде, поступающей в ванну из электрохимического реактора. При значении рН > 7,8 начинается процесс выпадения в осадок гидроокиси трехвалентного хрома непосредственно в ванне, который практически завершается при значении рН = 8,4. Если в начальный момент затраты энергии на процесс очистки составляли около 2 Вт/л обрабатываемой в электрохимическом реакторе воды, то в конце процесса затраты энергии составляют не более 1,5 Вт/л обрабатываемой воды. При этом энергия расходуется в большей части на подогрев воды, что в целом интенсифицирует диффузионные процессы в ванне промывки.
Также оценено влияние начального солесодержания промывочной воды на эффективность процесса удаления из нее ионов тяжелых металлов. Установлено, что максимальная эффективность достигается на обычной технической воде. В конечном итоге вода в системе «электрохимический реактор — ванна промывки» превращается в слабый раствор щелочи (NaOH).
В ходе исследований удалось оптимизировать количество анолита, удаляемого из элетрохи-мического реактора. Количество удаляемого анолита составляет около 0,05% от общего количества воды, поступающей в электрохимический реактор. Такое количество невозвратных потерь воды в виде концентрата водных растворов кислот, хромового ангидрида и бихромата натрия практически недостижимо ни в установках ионообменной очистки, ни в установках обратного осмоса.
Таким образом, показана возможность организации процесса удаления шестивалентного хрома из промывных вод непосредственно в ванне промывки деталей путем доведения качества воды по содержанию гидроксильных групп в электрохимическом реакторе.

THE OPTIMIZATION OF PARAMETERS OF WASTEWATER TREATMENT PROCESS IN THE «ELECTROCHEMICAL INSTALLATION - RINSE TANK» SYSTEM

Leybovych L. I., Korchevskiy N. V., SPF «Recycle», Mykolaiv, Ukraine Dyumina N. V., SE «Zorya-Mashproekt», Mykolaiv, Ukraine

The process stage «effluent treatment system/Cr⁶⁺ removal — rinsing tank of electroplating process» has been examined. The study results demonstrate that at the рН level of 8.4, the complete transformation of Cr⁶⁺ into Cr³⁺ occurs in the rinsing tank, where Cr³⁺ is deposited in the form of Cr(OH)₃.

Главная страница

Сведения об авторах

Лейбович Лев Иссахарович, к. т. н., зам. директора, НПФ «Рецикл», ул. Чкалова, 46/10, Николаев, 54017, Украина. Тел./факс (0512) 36-23-53. E-mail: recycledogmksat.net

Корчевский Николай Владимирович, к. т. н., зам. директора, НПФ «Рецикл», ул. Чкалова, 46/10, Николаев, 54017, Украина. Тел./факс (0512)36-23-53. E-mail: recycledogmksat.net

Дюмина Наталья Владимировна, нач. лаборатории, ГП НПКГ «Зоря-Машпроект», Октябрьский проспект, 42-А, Николаев, 54018, Украина. Тел. (0512) 50-23-44

Последние изменения внесены 24.04.07