Жоспар:
Кіріспе.
2) Гальванотехника.
3) Электрокоагуляция әдісі.
4) Технологиялық схема.
5) Есептеулер.
6) Қорытынды.
7) Қолданылған әдебиеттер.
Кіріспе.
Детальтарды қаптамас бұрын немесе гальваникалық процестер кезінде әр
Шаң ванналарға түсіп кетпес үшін өңдеу, жылтырату бөлімінің
Гальваникалық цехтардағы зиянды заттар бөлінетін ванналар өңірлі сорғыштармен
« Табиғи және ағынды суларды тазалау технологиясының негіздері
Жоба тақырыбы: гальваникалық өндіріс ағынды суларының жергілікті тазалау
Жобаға тапсырма:
Гальваника өндірісінің ағынды суларының түзілу шарттарына сипаттама беру;
Құрамында улылығы жоғары хром (6+) бар ағынды суларды
Тазартудың технологиялық схемасы мен реагенттердің шығынын есептеу;
Негізгі қондырғылардың параметрлері есептері мен тазартулардың аппаратуралық схемасын
Жобалауға арналған бастапқы мәндер:
Көрсеткіштер 2
Ағынды судың шығыны, м3/сут 120,0
Судың рН (бастыпқы мәні) 3,5
Жалпы минералдылығы,мг/л 240,0
Судың түсі,градус 50
Жүзгін заттар,мг/л 240,0
Жалпы темір,мг/л 6,0
Хром (6+),мг/л 12,0
Цинк (2+),мг/л 5,0
Мыс , (2+),мг/л 10,5
Никель (2+),мг/л -
Қорғасын (2+),мг/л 0,5
Тазарту шарты
Когулянттың дозасы (Fe 2+), мг/л 86,6
Әк сүттің дозасы,мг/л 220.0
Хромның қалдық мөлшшері Отс.
Жүзгің заттардың қалдық мөлшері,мг/л 2,5
Тазарған судың рН-ы 6-9
Айналымға қайтару, % 60
Канализацияға төгу, % 40
Гальванотехника.
Гальванотехника ( гальвано – және техника ) –
Гальваника процесі алдымен бұйым бетін дайындаудан басталады. Гальванопластикада
Гальваникалық қаптаманың қалындығы гальваностегия тәсілінде 0,0003-0,2 мм, ал
дм2, хромдауда 50 а/дм2 және одан да жоғары
Хромдаудан басқа процесстерде ерітіндіні қыздыру және оны үзбей
Гальваника процестері арнаулы астауларда жүргізіледі. Жай жүретін
Гальванопластика көбінесе полиграфияда, граммпрластинка өндірісінде , радио өнеркәсібінде,
Гальваника цехтары қаптаманы күмістен, темірден, алтыннан, хлордан, никельден
Біздің курстық жұмыста осы гальваника өндірісіндегі хромдау қаптамаларынан
Ақаба және ағынды суларды тазалаудың бірнеше әдістері бар:
Біз хлорды тазалау үшін электрокоагуляция әдісін қолданамыз.
Электрокоагуляция. Ағынды суларды электрокоагу- ляциялық тазарту әдісі отандық
Ағынды судағы хром қосылыстар хромат иондары (Cr2O7) және
Ғе – 2 е = Fe2+
Екі валентті темірмен Cr катионының тотықсыздануы, жеткілікті
Cr2O72- + 6Fe2+ +
CrO2-4 + 3Fe(OH)2 + 4H2O
Сонымен қатар Cr (6+) тотықсыздануы төмендегі электрохимиялық реакциялардың
Cr2O72- + 14H+ + 6e =
CrO42- +4H2O + 3e = Cr(OH)3
Fe3+ + e = Fe2+ ;
Соңғы екі электрохимиялық реакциялардың өнімдері алдыңғы реакцияларға қатысты.
Хромы бар ағынды суларды электрокоагуляциялық тазарту әдісі де
Электрохимиялық әдісті бастапқы судағы хром мөлшері 0,3
Гальваникалық хром жабулары (қорғасын, декоративтік немесе т.б.) тұрмыста
Улылығы өте жоғары хромның (6+) қосылыстары гальваникалық өңдеу
Өндірістік ағынды суларда 600 мг/литр дейін хром (6+)
Мұндай ағынды суларды канализацияға төгуге тиым салынған. Мысалы,
Құрамында хром бар ағынды суларды тазарту үшін реагентті
1) алты валентті хромды улылығы аз үш валентті
2) үш валентті хромды және басқа да металдардың
Реагент тотықсыздандырғыш ретінде күкіртті қышқылдың натрий тұздары (натрийдің
Хромды (6+) екі валентті темірдің тұздарымен тотықсыздандыру қышқыл,
Cr2O72+ + 6Fe2+ + 14H+ =
(1) – теңдеу бойынша хромның (6+) 1
Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3
Хромның (6+) тотықсыздану процесінде, темірдің (2+) жақсы коагулянт
Алты валентті хромды тотықсыздандыру үшін қажетті ферроксид реагентінің
Мысалы: егер бастапқы ағынды судың құрамында 10 мг/л
5 мг – 1 мл
36 мг – х мл
Сонымен, 1 л бастапқы ағынды суға 7,2 ферроксид
Хромды (6+) анықтаудың дифенилкарбазидпен колориметриялық әдісінің қысқартылған әдістемесі.
Дифенилкарбазид хромды анықтау үшін арнайы реагент болып табылады.
Анализ жасау үшін ағынды судың (бастапқы ақаба судың
Хром (6+) концентрациясын келесі формула арқылы есептейді:
Cr, мг/л = 1,7 * ОП *
ОП – пробаның оптикалық тығыздығы, нм;
V – анализге алынған пробаның көлемі, мл;
1,7 – «оптикалық тығыздық – хром концентрациясы»
Ферроксид реагентінің активтілігін анықтау әдістемесі.
Реагенттің активтілігі оның құрамындағы активті компоненттің Ғе мөлшері
50- 100 мл реагенттің пробасы әбден араластырылып пипеткамен
Ғе (2+), г/л = а * 0,1 *
Мұндағы, а – титрлеуге жұмсалған 0,1 KMnO
Известь сүтінің активтілігін анықтау әдістемесі:
Известь сүтінің активтілігін пробаның 1 н HCL ерітіндісімен
Анализ жасау үшін 10 мл известь сүті түбі
Известь сүтінің активтілігін төмендегі формуламен есептейді:
CaO, г/л = a * N * 28
Мұндағы, а – титрлеуге жұмсалған HCl ерітіндісінің
N – HCL ерітіндісінің нормальдігі.
Есептеу.
Жобалауға арналған бастапқы мәндер:
Көрсеткіштер 2
Ағынды судың шығыны, м3/сут 120,0
Судың рН (бастыпқы мәні) 3,5
Жалпы минералдылығы,мг/л 240,0
Судың түсі,градус 50
Жүзгін заттар,мг/л 240,0
Жалпы темір,мг/л 6,0
Хром (6+),мг/л 12,0
Цинк (2+),мг/л 5,0
Мыс , (2+),мг/л 10,5
Никель (2+),мг/л -
Қорғасын (2+),мг/л 0,5
Тазарту шарты
Когулянттың дозасы (Fe 2+), мг/л 86,6
Әк сүттің дозасы,мг/л 220.0
Хромның қалдық мөлшшері Отс.
Жүзгің заттардың қалдық мөлшері,мг/л 2,5
Тазарған судың рН-ы 6-9
Айналымға қайтару, % 60
Канализацияға төгу, % 40
1) Ағынды судың мөлшері,
Q = 120 м /сут.
Жүзгін заттардың мөлшері – 240,0 мг/л, тұндыру кезінде
240 мг/л – 100%
х мг/л – 30%
х = 240 * 30 /100 = 72
х – Механикалық қоспа (МП)
содан соң тұнбаның массасын табамыз:
W = МП * (100 – P) *
Мұндағы, Р = 98 % тұнбаның ылғалдылығы;
МП – механикалық қоспа;
W = 0,072 *(100 – 98)*120 = 0,072
Тұнбаның тығыздығы – 1 т/м3, сондықтан 0,017 м3/сут.
Арығарай тазаруға түсетін судың көлемі:
V = Q – W = 120 –
2) Коагулянттың дозасы – 86,6 мг/л;
3) Сілтілік реагенттің дозасын табамыз:
Д = l (Д/l – Щ
Дк - коагулянт дозасы = 86,6
l1– CaO – ның эквиваленттік салмағы, ол 28
l2 – FeSO4 үшін 76 тең;
С – сілтілік реагенттегі активті әктің мөлшері; 50
CaO үшін
Д = 28 ( 86,6/76 – 1
Щ = 1 мг экв/л өңделетін судың жалпы
Ca(OH)2 2% ерітінді түрінде дайындалады, яғни
20 мг – 1 мл
63,8 – х
х = 63,8 / 20 = 3,19 мл/л
бір суткадағы шығыны:
3,19 л / м3 * 120 м3/сут
Fe SO4 0,5% ерітінді түрінде дайындаймыз
5 мг – 1 мл
86,6 мг – х мл
х = 86,6 / 5 = 17,3 мл/л
17,3 * 120 м3/сут = 2076 л/сут =
реагенттердің бәрін қосқанда тазартатын судың көлемі:
V = 119,9 + 2,076 + 0,382 =
5) Тазарған ақаба суды төгу алдында залалсыздандыратын залалсыздандырғыш
Cl2 бойынша активтілігі 25%
Ca(ClO)ә молекулалық массасы = 142 г
142 г – 100%
х – 25
х = 35,5 г (активті Cl2)
К = 142 / 35,5 = 4;
Cl2 дозасы 10 мг/л, сонда хлорлы известь дозасы
Бір суткадағы хлорлы известь шығыны:
40 г/м3 * 48,44 м3/сут = 1937 г/сут
Реагенттермен өңделген су вертикальді тұндырғышқа барады.
Көлемі:
V = 122,35 м3/сут = 5,6 м3/сағ
Түзілген тұнбаның көлемі:
V = 1,24 м3/сут
122,35 – 1,24 = 121,11 м3/сут су қалады.
121,11 – 100%
х – 40%
х = 48,44 м3/сут төгіледі
121,11 – 48,44 = 72,67 м3/сут айналымға
Хлорлы известь 1% ерітінді түрінде дайындалады
10 мг – 1 мл
40 мг – х мл
х = 40/10 = 4 л\м3
4 л/м3* 48,44 = 193,76 л/сут =
6) Суды қайтадан қодану V = 72,64 м3\сут
Сонда 8 – 2,5 =
Түнбаның массасы:
W = 0,00355 (100 – 98) 72,64 =
Тұнбаның көлемі:
V = 0,00079* 1 = 0,00079 м3/сут
72,64 – 0,00079 = 72,63 м3/сут су айналымға
Бастапқы су 120 м3/сут ( 5,6 м3/сағ ).Орталағыш
Осы уақытта болатын су көлемі:
V = 5,6 * 2,5 сағ = 14
Бактың көлемі:
V = 15 м3 ( 3м х 5м
H L
2) реакторда су 10 мин болады
1 сағ – 5,6 м3/сағ
10 мин – х м3
х = 10 * 5,6 / 60 мин
Va = 1 м3 (1м х 1м
3) Суға арығарай Ca(OH)2 мен FeSO4 қосады
4) Су қоймасына тасталынатын су фильтрленеді, фильтр 12
5) 48,44 м3/сут суға хлорлы известь қосылады, су
Вертикальді тұндырғышты есептеу:
1) тұндырғышта ұсталынған жүзгіндер мөлшері:
Y = (M1 – M2 / M1)*100%;
М1 = Мисх + К * Дк +0,25*Ц
К = 0,8 FeSO4 үшін
Дк = 86,6 мг/л
Ц = 50 град;
Щ = Дизв*(1 – 0,5) = 220*(1-0,5) =
Бәрін орнына қойсақ
М1 = 240 + 0,8*86,6 + 0,25*50
М1 – тұндырғышта ұсталынып қалған жүзгіндер мөлшері.
Y = (М1 – М2 /М1)*100% = (431
М2 = 8 – 12 мг/л СНиП бойынша.
Тұну бөлімінің ауданы:
F = ß * q / 3,6*vср*n
q =5,6 м3/сағ
vср = 0,5 – 0,6 мм/сек су жылдамдығы.
ß = 1,3 – 1,5 коэф.
F = 1,4 *5,6 / 3,6 *0,5 *1
3) Ұлпақ түзу камерасының ауданы:
f = q*t / 60*H*n ;
H = 4 м деп аламыз, сонда
Н = 4*0,9 = 3,6 м
f = 5,6 *20 /60 *3,6 = 112/216
4) Fобщ = F + f = 4,31
5) тұндырғыш диаметрі D
D = 4*Fобщ/π*n = 4*4,87/3,14*1 =
D/H = 2,5/4,5 = 0,55
D/H 1,5 шарты орындалып тұр
6) тұну бөлімінің есептеулері
W = T *q (M1 – M2)/δ
T = 12 сағ
q = 5,6 м³/сағ
M1 = 431 мг/л
M2 = 8 мг/м³
δ = 31 000
W = 12 * 5,6 *(431 -8) /
7) ұсталған тұнбаның массасы:
Mос = M1*y*K*Q/1000000
Q = 120 м3/сут:
K = 1,2
y – отс. Жұмысының тиімділігі. 0,98
M1 = 431 мг/л
Мос = 431 * 0,98 *1,2 * 122,35/1000000
8) тұнбаның көлемін табу:
Р1 = 95%, ылғалдылығы
ρ= 1 – 1,8 т/м3
V = 100* Мос/(100 – 0,062)*1 = 1,24
9) сусызданған тұнба көлемі:
V2 = V1 ( 100 – P1)/100 –
Фильтрат көлемі ф = V1 – V2
10) тұндырғыштың көлемі;
Vр = Fобщ * Н = 4,87 *
Қорытынды:
Расход Приход
Объем м³/сут
Объем м³/сут
Стан.су 120 Осад. После уср. 0,017
FeSO4 2,076 Осадок после отс. 1,24
Ca(OH)2 0,382 Осад. После фильтр 0,00079
Ca(ClO)2 0,193 Сброс с водоем 48,44
Итого
122,54 Повторное исп.
Итого 72,63
122,32
Қолданылған әдебиеттер:
«Табиғи және ағынды суларды тазалау» пән бойынша курстық
«Табиғи және ағынды суларды тазалау технологиясы» пәнінің ОӘК.
К. М. Вансовская «Гальванические покрытия»
«Большая Советская энциклопедия»