Введение.

Промышленное производство является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Оно приводит как к поступлению в атмосферу и водоемы вредных производств.

Применение простых, а не комплексных электролитов позволяет снизить объем сточных вод, но требуется создание принципиально новых технологий нанесения гальванических покрытий требуемого количества.

На предприятиях, использующих очистку сточных вод, используются, как правило, наиболее простой реагентный метод, обладающий следующими серьезными недостатками:

- не обеспечивает очистку сточных вод до ПДК

- затрудняет регенерацию цветных металлов, в результате чего десятки тысяч тонн ценных компонентов ежегодно теряется со шламами и сточными водами.

- очистные сооружения работающие по этому методу требуют значительных площадей. Большая часть гальванических цехов оснащена устаревшим оборудованием, в котором не предусмотрены устройства, обеспечивающие уменьшение уноса загрязнений, отходов производства. Так и к изъятию из природных систем огромного количества природных ресурсов при крайне низкой эффективности их использования.

- гальваническое производство является одним из крупнейших потребителей воды, а его сточные воды одним из самых вредных и токсичных. В связи с этим перед гальваническим производством встает ряд определенных проблем в плане снижения количества сточных вод и применения новой технологии производства.

Особенностью электрохимических производств является наличие в сточных водах тяжелых металлов и токсичных загрязнений. В связи с этим остро стоит проблема совершенствования технологий нанесения гальванических покрытий с целью минимизации отходов, а также создания современных экономических и экологических способов переработки и утилизации отходов.

Экологическая характеристика темы работы.

Целью настоящей дипломной работы является исследование электрофлотационного процесса глубокого извлечения меди и никеля с реагентом ТМТ 15 до норм ПДК.

Электрофлотационный метод позволяет очищать от ионов тяжелых металлов, дисперсных частиц, органических веществ. Он основан на взаимодействии полученных электролитически мельчайших пузырьков водорода и кислорода с частицами загрязнений. В результате чего происходит взаимное слипание. Обусловленное уменьшением поверхностной энергии флотируемой частицы и пузырька газа на границе раздела фаз «жидкость-газ». Плотность образующихся агрегатов меньше плотности воды, что обуславливает их транспорт на поверхность жидкости и накопление там флотошлама.

Технологическая схема. Электрофлотационная технология очистки cточных вод .

Сточные

воды

1. блок предварительной обработки;

2. емкость для Na₃PO₄;

3. емкость для флокулянта;

4. камера смешения;

5. электрофлотационная установка;

6. мембранный электрокорректор pH;

7. емкость для накопления щелочного раствора;

8. емкость для очищенной воды.

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕАГЕНТОВ.

Соединения металлов, попадая в сточные воды, весьма вредно влияют на экосистему водоем – почва – растение – животный мир – человек.

Присутствие никеля в воде придает ей металлический привкус (концентрация 50 мг/л), окрашивает воду в зеленый цвет (1000 мг/л). Смертельная доза для теплокровных животных 34 мг/кг массы. Нахождение в воде загрязненной никелем в течении 96 часов приводит к гибели следующих организмов: комаров (8,6 мг/л), гаммарид (13,0 мг/л), моллюсков (11,4 мг/л), улиток (14,3 мг/л), радужную форель (25,0 мг/л), карпа (45,0 мг/л).

Начиная с концентрации 1,0 мг/л, никель снижает эффективность биологической очистки сточных вод, ослабляет интенсивность процессов нитрификации активного ила, значительно снижает аэробное окисление сточных вод на биологических фильтрах; при концентрации 2,0 мг/л никель оказывает токсическое действие на микрофлору метантенков и тормозит сбраживание осадка.

Вредное действие на растения при поливе вызывает концентрация никеля 0,5 мг/л. Никель вызывает хлороз (1,0 мг/л) и задержку роста (2,5 мг/л) овса.

Общий характер действия никеля сводится к активизации или угнетению ряда ферментов (аргиназу, карбоксилазу, 5-нуклеозидфосфатазы и др.); влияет на дефосфорилирование аминотрифосфата. В крови человека никель связывается преимущественно с Y-глобулином сыворотки. Оказывает влияние на кроветворение, углеводный обмен. Металлический никель и его соединения вызывают образование опухолей у животных, а также профессиональный рак. Канцерогенное действие никеля связывают с нарушением метаболизма клеток. Соли никеля вызывают поражение кожи человека с развитием повышенной чувствительности к металлу.

Медь придает воде неприятный привкус при концентрации 1,5 мг/л, окрашивает воду при концентрации 0,5 мг/л и снижает ее прозрачность при концентрации 1,0 мг/л.

Смертельная доза для человека составляет 10 г/кг массы, доза 60-100 мг/кг массы вызывает тошноту , рвоту ,гастроэнтерит, а доза 10-30 мг/кг не оказывает токсического действия при потреблении меди внутрь в течение нескольких недель.

ЛД₅₀ для теплокровных животных при приеме внутрь составляет (на металл): хлорида меди-140 мг/кг, карбоната меди-159 мг/кг, сульфата меди-300 мг/кг, нитрата меди-340 мг/кг массы. Медь в концентрациии 1 мг/л токсична для сельскохозяйственных животных. По некоторым сведениям медь проявляет мутагенное действие.

ПДК для питьевой воды 1,0 мг/л.

ЛК₅₀ для рыб - 0,002 мг/л, для дафний – 0,005 мг/л, для сине-зеленых водорослей – 0,01 мг/л.

ВПК₅ сточных вод снижается при концентрации меди 0,04 мг/л на 10 %, при 0,05 мг/л – на 20 % . При концентрации меди 0,01 мг/л тормозятся процессы самоочищения водоемов. При концентрации 0,4-0,5 мг/л медь губительно действует на микрофлору и тормозит биологические процессы очистки сточных вод, задерживает размножение микроорганизмов, аммонификацию и нитрификацию сточных вод; при концентрации меди 1,0 мг/л заметно тормозятся процессы аэробной очистки сточных вод активным илом, уменьшается количество окисленного азота в сточных водах, задерживается образование активного ила.

Поступая со сточными водами в почву при поливе , медь кумулируется почвой и растениями, оказывает на них вредное действие, начиная с концентрации 0,1 мг/л .ОДК с учетом фона 33 мг/кг для песчаных и супесчаных почв, 66 мг/кг для кислых почв (суглинистых и глинистых) почв, 132 мг/кг для близких к нейтральным и нейтральных (суглинистых и глинистых) почв [2] .

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ.

В процессе электрофлотационной очистке технологических растворов выделяются газы: водород и кислород, которые сбрасываются в атмосферу без очистки.