galwanizernia OKQMVMXOONMDKATWEGQPNDF6NQB4YQ76M4FAELQ


Nazwisko i imię

Specjalność

Ochrona Środowiska

Temat wykonanego ćwiczenia:

Laboratorium z Metaloznawstwa

GALWANIZERNIA

Data wykonania

4.11.2004

Data oddania

24.11.2004

Dnia 4 października 2004 roku odbyły się zajęcia laboratoryjne z metaloznawstwa w zakładzie Alstom w Elblągu.

Celem naszych ćwiczeń było zapoznanie się z procesami technologicznymi prowadzonymi w galwanizerni. Przedstawiono nam sposoby usuwania i odprowadzania ścieków galwanizerynych za pomocą neutralizatora składającego się z czterech komór. Prowadzący objaśnił sposób neutralizacji ścieków opisując kolejno wszystkie etapy oczyszczania i pracy poszczególnych komór neutralizatora. Następnie oprowadzono nas po terenie galwanizerni omawiając kąpiele stosowane w wannach służących do: neutralizacji cyjanków, fosforowania antykorozyjnego, cynkowania, odtłuszczania, czernienia, chromowania metalu.

Procesy galwanoplastyczne.

Galwanoplastyka - to elektrolityczne osadzanie metali na powierzchni przedmiotów metalowych lub niemetalowych w celu otrzymania dokładnych kopii metalowych. Galwanoplastyka zajmuje się wykonaniem przedmiotów przy zastosowaniu elektrolizy; przedmiot pokrywany jest jedynie narzędziem do ukształtowania powłoki galwanicznej, która staje się wyrobem. Galwanoplastyka, obok typowych zabiegów galwanicznych, obejmuje dużą liczbę specyficznych czynności zróżnicowanych w zależności od rodzaju modelu i wyrobu, trudnych do opisania. Można jednak podać kilka podstawowych wariantów operacji i sekwencji produkcyjnych, najbardziej typowych dla omawianej dziedziny.

W wielu przypadkach galwanoplastyka może być zastąpiona innymi technikami produkcyjnymi i przed wyborem galwanoplastyki jako sposobu produkcji konieczna jest ocena jej zalet i wad w stosunku do metod alternatywnych.

Do zalet galwanoplastyki zalicza się:

Gospodarka wodna w galwanizerni.

Woda naturalna - pod tym pojęciem rozumie się wodę jako czysty związek chemiczny H2O włącznie z rozpuszczonymi w niej substancjami i związkami pochodzenia mineralnego i organicznego. Wody naturalne można podzielić na: opadowe, wody podziemne, wody powierzchniowe, wody płynące, wody stojące.

Zastosowanie wody w galwanizerni

Są cztery główne zastosowania wody w galwanizerni:

Określenie ilości wody potrzebnej do przygotowania kąpieli nie nastręcza trudności. Do uzupełniania strat kąpieli wskutek parowania stosuje się na ogół roztwór z płuczki odzyskowej, ilość wody zużywanej do tego celu można więc pominąć. Najtrudniejsze jest określenie ilości wody potrzebnej do płukania. Oblicza się ją z odpowiednich wzorów. Ze względu na koszt i ograniczoną ilość wody dla celów przemysłowych stosuje się różne sposoby zmierzające do oszczędnego gospodarowania wodą płuczącą, jej odzysku czy też wielokrotnego użycia. Możliwie i często stosowane jest użycie do tego celu wody z obiegów chłodniczych po jej uprzednim oczyszczeniu, lub tzw., wody po odnowie ze ścieków komunalnych albo przemysłowych na aglomeracjach miejsko—przemysłowych.

Przy prawidłowej technologii płukania, ilość wody płuczącej zużywanej w całym procesie osadzania powłok, np., Cu—Ni—Cr, nie powinna przekraczać 100 l/m2 końcowego produktu. Przy zastosowaniu specjalnych, bardziej skutecznych i ekonomicznych metod płukania możliwe jest obniżenie tej ilości nawet poniżej

50 l/m2.

Dobór jakościowy wody dla galwanizerni

Opracowanie ogólnych wymagań jakościowych dla wody stosowanej w obróbce powierzchniowej metali, a zwłaszcza w galwanizerniach, jest bardzo trudne. Również bardzo trudne jest stwierdzenie, czy woda o określonej charakterystyce będzie mogła znaleźć zastosowanie we wszystkich galwanizerniach oraz do wszystkich stosowanych w nich procesach. Zależy to bowiem w większości przypadków od specyficznych warunków pracy galwanizerni, od stosowanej technologii obróbki powierzchniowej, od wymagań jakościowych dotyczących końcowego produktu itp.

Gospodarka ściekowa w galwanizerni

Ścieki—są to wody zużyte, zanieczyszczone powstające w wyniku działalności życiowej i produkcyjnej ludzi a także wody z opadów atmosferycznych odprowadzanych do sieci kanalizacyjnej. Ścieki mają bardzo różnorodny skład chemiczny, zawierają związki chemiczne i mikroorganizmy wywierający szkodliwy wpływ na środowisko zewnętrzne. Ścieki zrzucane do odbiornika mogą niekiedy naruszyć w takim stopniu jakość wody, że staje się ona nie przydatna do picia w gospodarstwie domowym, potrzeb rolnictwa i potrzeb przemysłu.

W zależności od pochodzenia ścieki dzielimy na:

Ścieki zawierają różnego rodzaju zanieczyszczenia co związane jest ze sposobem użytkowania wody. Rodzaj zanieczyszczeń i stopień trudności w ich usuwaniu ze ścieków uzależniony jest głównie od rodzaju przemysłu i zastosowanej technologii. Woda zużywana do różnych celów w procesach technologicznych może stać się ściekiem bardzo silnie zanieczyszczonym związkami trudnymi do usunięcia np., przemysł garbarski, przemysł chemiczny, galwanizernie itp. Mogą również występować ścieki o charakterze zbliżonym do ścieków sanitarnych, dotyczy to głównie przemysłu spożywczego. W niektórych gałęziach przemysłu ścieki mogą nie zawierać zanieczyszczeń, a jedynie wymagać schłodzenia z uwagi na zbyt wysoką temperaturę, dotyczy to tzw., wód pochłodniczych.

Sposób określenia ilości ścieków przemysłowych zależny jest od zakresu posiadanych informacji dotyczących stosowanych technologii, czasu budowy lub rozbudowy zakładu, a dla zakładów istniejących informacji dotyczących systemu pracy, ewentualnej modernizacji. W przypadku dużych zakładów przemysłowych o tzw., gospodarce wodochłonnej korzystają one z własnych ujęć wody, a także własnych oczyszczalni ścieków.

Charakterystyka powstających ścieków

W galwanizerniach powstają następujące rodzaje ścieków, które należy usuwać:

Stężenia zanieczyszczeń typowych ścieków z płukania w galwanizerniach wahają się na ogół od kilkunastu do kilkuset miligramów na litr. Stężenie zaś okresowo usuwanych zużytych kąpieli stężonych mogą sięgać nawet kilkudziesięciu gramów na litr.

Toksyczność ścieków i ochrona środowiska

Jednymi z najbardziej toksycznych składników ścieków z galwanizerni są cyjanki. Ich stężenie trujące dla ryb i innych organizmów wodnych są rzędu dziesiątych części mg/dm3. Toksyczność cyjanków zwiększa się przez zwiększenie pH, wzrost temperatury wody oraz zawartość soli mineralnych, a zwłaszcza przez zmniejszenie zawartości tlenu w wodzie. Duże znaczenie ma tu również obecność metali związanych z cyjankami w odpowiednie jony kompleksowe. Nawet bardzo trwałe cyjankowe aniony kompleksowe, np., żelazo—i żelazicyjanki, mogą w odpowiednich warunkach pod działaniem światła słonecznego ulegać rozkładowi fotochemicznemu, wytwarzając wolne jony CN- .

Szkodliwy wpływ zawartych w ściekach metali polega zarówno na ich toksyczności, jak i na działaniu mechanicznym (osad wodorotlenków). Obecność metali może wpływać również na zmianę pH wody, na ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie, na jej własności organoleptyczne itp. Jednymi z najbardziej trujących metali są chrom, kadm i miedź, które działają hamująco na życie i rozwój organizmów wodnych oraz na procesy samooczyszczania wód.

Metale te odprowadzane ze ściekami do kanalizacji miejskiej oddziałują szkodliwie na pracę oczyszczalni biologicznych, hamując lub z goła uniemożliwiając biochemiczny rozkład substancji organicznych zawartych w ściekach, a tym samym i na proces nitryfikacji. Z innych składników ścieków galwanicznych najbardziej niebezpieczne dla wód naturalnych oraz dla miejskich urządzeń kanalizacyjnych są kwasy mineralne, azotyny, oleje i tłuszcze oraz syntetyczne środki powierzchniowo czynne.

W celu zapewnienia należytej ochrony naturalnych zasobów wodnych przed zanieczyszczeniem w większości krajów świata, a w tej liczbie również i w Polsce, zostały ustanowione odpowiednie przepisy prawne, narzucające określone wymagania dla ścieków odprowadzanych do wód powierzchniowych. W celu zwiększenia tej ochrony oraz dla zabezpieczenia właściwej eksploatacji miejskich urządzeń kanalizacyjnych i oczyszczalni komunalnych ustanowiono również przepisy regulujące odprowadzanie ścieków do kanalizacji.

Oczyszczalnie ścieków w galwanizerni

Najczęściej stosowane konwencjonalne oczyszczanie ścieków metodami chemicznymi przeprowadza się zasadniczo w urządzeniach o działaniu okresowym oraz w urządzeniach o działaniu ciągłym.

W urządzeniach o działaniu okresowym ścieki w czasie unieszkodliwiania przetrzymywane są w zbiorniku reakcyjnym, przy czym poszczególne operacje mogą być zautomatyzowane bądź też przeprowadzone ręcznie. Przy unieszkodliwianiu w sposób ciągły, tzn., przy ciągłym przepływie ścieków przez zbiorniki reakcyjne, przeprowadzane operacje wymagają pełen lub przynajmniej częściowej ich automatyzacji.

Wybór odpowiedniego sposobu zależy w każdym przypadku przede wszystkim od względów ekonomicznych. W krajach wysoko—uprzemysłowionych niewielkie zautomatyzowane oczyszczalnie o działaniu okresowym stosowane są zazwyczaj w galwanizerniach o małej lub najwyżej średniej wielkości. Małe zautomatyzowane urządzenia pracujące okresowo stosowane są również do celów specjalnych np., do unieszkodliwiania roztworów po regeneracji jonitów i innych usuwanych przez galwanizernie roztworów stężonych. Natomiast oczyszczalnie ścieków działające w sposób ciągły i zautomatyzowany stosuje się przede wszystkim tam, gdzie powstają większe ilości ścieków, poczynając już nawet od kilku m3/h.

Odrębny sposób unieszkodliwiania ścieków stanowi tzw., bezpośrednia—stanowiskowa - obróbka ścieków w galwanizerni, tj., w miejscu ich powstawania.

Oczyszczanie ścieków w galwanizerni

Spełnienie wszystkich wymagań dotyczących warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki odprowadzane do miejskiej sieci kanalizacyjnej lub do odbiornika, wymaga zarówno prowadzenia racjonalnej gospodarki wodą na terenie galwanizerni jak i stosowania nowoczesnej i skutecznej technologii oczyszczania ścieków przy użyciu nowoczesnych i sprawnych metod oczyszczania oraz wysoko sprawnych urządzeń. Przy gwałtownie wzrastającym zapotrzebowaniu na czystą wodę dla ludności i dla celów przemysłowych konieczne jest właściwe zrozumienie całokształtu zagadnienia ochrony wody przed zanieczyszczeniem. Zagadnienie ścieków zaczyna się już w momencie zastosowania wody w cyklu produkcyjnym. Do zasad racjonalnej gospodarki ściekowej w galwanizerni należy przestrzeganie dokładnego rozdziału ścieków na odpowiednie rodzaje, ponieważ jest to warunek skutecznego ich unieszkodliwiania.

W Polsce istnieje około tysiąca galwanizerni różnych wielkości, skupionych głównie w przemyśle samochodowym, elektronicznym i elektrochemicznym, precyzyjnym, maszyn rolniczych itp. W okresie ostatnich 15 lat nastąpił bardzo silny rozwój tych gałęzi przemysłu, które stosują obróbkę powierzchniową metali głównie dla celów dekoracyjnych. Spowodowało to oczywiście poważny wzrost ilości wytwarzanych ścieków oraz innych odpadów produkcyjnych ciekłych, stałych i gazowych.

Według przybliżonych danych szacunkowych średnia ilość ścieków pochodzących z zakładów obróbki powierzchniowej metali i wymagających oczyszczania wynosi w Polsce około 50 mln m3 rocznie, z czego około 5% są to ścieki cyjankowe, 10% - ścieki chromowe, a 85—ścieki kwaśne i alkaliczne. Ścieki te aczkolwiek ilościowo stanowią nikłą część ogółu ścieków przemysłowych, to jednak ze względu na swoją toksyczność należą do jedynych z bardziej uciążliwych i niebezpiecznych ścieków dla środowiska.

Obsługa oczyszczalni ścieków galwanizerskich

Zakres obsługi urządzeń przeznaczonych do unieszkodliwiania ścieków w galwanizerni zależy przede wszystkim od rodzaju neutralizatora i stopnia zautomatyzowania poszczególnych jego elementów. W najczęściej spotykanych w Polsce neutralizatorach o działaniu okresowym, przy ręcznym sterowaniu i przy prawidłowym schemacie technologicznym obróbki, zakres poszczególnych czynności dla pojedynczego cyklu unieszkodliwiania ścieków składa się na ogół z pobrania próbki ścieków, wykonania niezbędnych oznaczeń chemicznych, dodania odpowiednich reagentów w ustalonych uprzednio ilościach, kontroli wyników obróbki po ustalonym czasie reakcji i opróżnienia komory (zbiornika).

Przy prawidłowo prowadzonych procesach unieszkodliwiania i neutralizacji w sprawnym neutralizatorze minimalne czasy trwania cyklu obróbki poszczególnych strumieni ścieków wynoszą 1—2 h dla ścieków chromowych oraz dla ścieków kwaśno—alkalicznych i 3—4 h dla ścieków cyjankowych. Czas sedymentacji osadu w osadniku wynosi 4 h. Przy tak określonych cyklach obróbki poszczególnych strumieni ścieków niezbędny jest jeszcze czas rezerwowy, wykorzystywany w przypadku konieczności przeprowadzenia dodatkowego korekcyjnego unieszkodliwiania.

Wszystkie pomiary i oznaczenia kontrolne związane3 z oczyszczaniem ścieków z galwanizerni podzielić można na trzy zasadnicze grupy:

Pomiary i oznaczenie ruchowe—oparte na skróconych metodach analitycznych związane bezpośrednio z codzienną obróbką ścieków w neutralizatorze. Przy okresowym systemie obróbki i ręcznym sterowaniu są one konieczne dla zapewnienia właściwego prowadzenia procesów unieszkodliwiania. Obejmują one:

  1. pomiar pH

  2. oznaczenie ilości podchlorynu sodowego potrzebnego do utlenienia cyjanków w ściekach cyjankowych

  3. kontrolę nadmiaru wolnego chloru w ściekach cyjankowych po chlorowaniu

  4. oznaczenie ilości kwasu siarkowego potrzebnej do obniżenia pH ścieków chromowych i alkalicznych

  5. oznaczenie stężenia chromu (VI) w ściekach chromowych przed i po redukcji

  6. oznaczenie ilości mleka wapiennego lub wodorotlenku sodowego potrzebnej do podwyższenia pH ścieków cyjankowych lub ścieków kwaśnych i alkalicznych

Pomiary i oznaczenia kontrolne—oparte na dokładnych metodach analitycznych wykonywane są w celu okresowego sprawdzenia składu ścieków i efektu ich obróbki. Stosowane są zarówno przy okresowej jak zarówno przy ciągłej obróbce ścieków i obejmują oznaczanie zawartości CN-, Cr(VI) oraz w razie potrzeby innych metali w ściekach surowych oraz w ściekach oczyszczonych odprowadzanych z neutralizatora.

Pomiary i oznaczenia związane z likwidacją roztworów i kąpieli stężonych—obejmujące oznaczenia stężeń podstawowych składników tych roztworów, wykonywane są według powszechnie przyjętych metod analitycznych stosowanych w analizie kąpieli galwanicznych.

Wyniki wszystkich pomiarów i oznaczeń oraz inne dane związane z unieszkodliwieniem ścieków powinny być zapisywane w specjalnej książce obsługi neutralizatora i okresowo omawiane z osobą odpowiedzialną za eksploatację neutralizatora.

Metody oznaczania typowych zanieczyszczeń ścieków galwanizerskich

Na ogół stosuje się do tego celu metody kolorymetryczne. W ostatnich latach coraz częściej, zwłaszcza dla większej liczby oznaczeń, stosuje się metody spektroskopii atomowej (AAS). W warunkach eksploatacyjnych często porównuje się zabarwienie próbki ścieków z przygotowaną skalą wzorców stałych lub wykonuje oznaczenia przy użyciu odpowiednich papierków wskaźnikowych.

Oznaczenie cyjanków. Do oznaczenia cyjanków o stężeniu powyżej 1 mg/dm3 najczęściej stosuje się zmodyfikowaną metodę Liebiga polegająca na miareczkowaniu azotanem srebra wobec rodaniny jako wskaźnika PN-73/C-04603.

Ilość cyjanków poniżej 1 mg/l oznacza się metodami kolorymetrycznymi. W praktyce cyjanki oznacza się następującymi metodami: z pirydyną i pirazolonem; z pirydyną i benzydyną, tzw metodą Aldridge,a; z pirydyną i kwasem barbiturowym oraz z kwasem pikrynowym. Ze względu na szkodliwe działanie benzydyny na organizm ludzki metoda z pirydyną i benzydyną jest coraz rzadziej stosowana.

Oznaczanie chromu. Chrom oznacza się najczęściej metodą kolorymetryczną wykorzystując reakcji barwną Cr(VI) z dwufenylokarbazydem. Metoda ta może być zastosowana do szybkich, półilościowych oznaczeń chromu. Większe ilości chromu można oznaczać jodometrycznie przez miareczkowanie tiosiarczanem sodowym według PN-77/C-04604.

Oznaczanie innych metali. W praktyce oczyszczania ścieków galwanicznych dokładne oznaczanie takich metali, jak miedź, nikiel, cynk, kadm, żelazo i inne, wykonuje się na ogół podczas okresowej kontroli efektów oczyszczania, bądź też przy kontroli składu ścieków surowych.

Oznaczenie następujących metali można prowadzić metodami kolorymetrycznymi:

  1. miedź z ditizonem lub z dwuetylodwutiokarbaminianem sodowym według PN-80/C-04611

  2. nikiel z dwumetyloglioksymem według PN-75/C-04614

  3. cynk z ditizonem według PN-75/C-04596

  4. kadm z ditizonem według PN-74/C-04560

  5. żelazo z tiocyjanianem potasowym lub z fenantroliną według

PN-73/C- 04586

Oznaczanie innych składników ścieków.

-Cyjaniany. Oznaczenie cyjanianów w ściekach przeprowadza się metodą Kjeldahla przez hydrolizę CNO-, destylację powstałego amoniaku i oznaczenie go kolorymetrycznie z odczynnikiem Nesslera według PN-74/C-04576.

-Oleje i tłuszcze. Oleje i tłuszcze oznacza się metodą ekstrakcyjną.

-Wolny chlor. Dokładne oznaczenie zawartości wolnego chloru przeprowadza się najczęściej metodą kolorymetryczna. Większe ilości chloru powyżej 0,5—1 mg/l oznaczyć można metodą jodometryczną. Jakościowo wykrywa się obecność chloru w ściekach papierkiem jodoskrobiowym.

-Azotyny. Stosowane metody kolorymetryczne opierają się najczęściej na reakcji barwnej jonów NO2-.

-Detergenty. Anionowe substancje powierzchniowo czynne oznacza się metodą kolorymetryczną z błękitem metylenowym.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Galwanoprotetyka prezent
Jonoforeza i galwanizacja - kolejność zabiegu, Studium kosmetyczne, Pracownia kosmetyczna, Zabiegi
Galwanizacja, kosmetologia
ogniwa galwaniczne, Chemia, Prezentacje
Metodyka galwanizacji, Fizjoterapia, Fizyko
GALWANIZACJA I JONOFOREZA, technik usług kosmetycznych, kosmetologia
82 Nw 05 Galwanotechnika
Galwanometr, Szkoła, penek, Przedmioty, Fizyka, Laborki
Brazowanie Galwanizernie chromowanie niklowanie anodowanie cynkowanie
18 GALWANOTECHNIKA
ogniwa galwaniczne, fizyczna, chemia fizyczna, Fizyczna, laborki
galwanizacja, WSR, II semestr, Fizykoterapia
Fiza05 (galwanometr)
Galwanotechnika
8 TERMODYNAMIKA OGNIWA GALWANICZNEGO
Barwienie cynku i cyny Galwanizernie chromowanie niklowanie anodowanie cynkowanie
Cynowanie Galwanizernie chromowanie niklowanie anodowanie cynkowanie

więcej podobnych podstron