CC BY
23
УДК 548.51:548.52
Малышева Т.Н., Почиталкина И.А., Петропавловский И.А., Колесников В.А.
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ УТИЛИЗАЦИИ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Малышева Татьяна Николаевна, аспирантка 2-го года обучения кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов; e-mail: malish2501 @yandex.ru
Почиталкина Ирина Александровна, доктор технических наук, доцент кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов;
Петропавловский Игорь Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов;
Колесников Владимир Александрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии неорганических веществ и электрохимических процессов.
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва,125047, Миусская площадь, дом 9.
В данной статье рассматриваются проблемы, связанные с утилизацией и нейтрализацией техногенных отходов гальванических производств. Рассмотрены основные виды отходов: гальванические шламы, отработанные электролиты, сточные воды. Приведены варианты утилизации и нейтрализации данных отходов. Также рассмотрен один из методов регенерации электролитного раствора. Ключевые слова: техногенные отходы, утилизация, нейтрализация, гальваническое производство.
PROBLEMS AND PROSPECTS OF UTILIZATION AND NEUTRALIZATION OF TECHNOGENIC WASTE FROM GALVANIC MANUFACTURE
Malysheva T.N., Pochitalkina I.A., Petropavlovsky I.A., Kolesnikov V.A.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation.
This article discusses the problems associated with the utilization and neutralization of man-made waste from electroplating industries. The main types of waste are considered: galvanic sludge, spent electrolytes, waste water. The options for utilization and neutralization of this waste are presented. One of the methods of electrolyte solution regeneration is also considered.
Key words: technogenic waste, utilization, neutralization, galvanic manufacture.
Проблемы охраны окружающей среды не теряют свою актуальность. Объемы техногенных отходов увеличиваются с каждым годом. Поэтому одной из важных и актуальных проблем окружающей среды является утилизация и нейтрализация данных отходов. Гальванотехника - одно из производств, в котором присутствует разнообразное количество отходов, различающихся по агрегатному состоянию и по классу опасности.
Одним из видов отходов гальванических производств являются осадки - шламы, которые образуются при эксплуатации электролитов гальванических ванн. Такие отходы содержат тяжелые металлы, а также обладают высокой степенью влажности 75-95%[1].
Утилизация отходов для предприятия дело затратное, именно поэтому шламы часто складируются на территории предприятия годами или вывозятся фирмами, занимающимися утилизацией и не имеющие лицензию на несанкционированные свалки. Это в свою очередь наносит огромный вред окружающей среде.
В настоящее время в основном используются два способа утилизации гальванических шламов:
1. захоронение на специальных полигонах, исключающих вынос тяжелых металлов в окружающую среду;
2. выщелачивание и сушка осадка для дальнейшего использования в качестве строительных материалов. Блок-схема такого процесса представлена на рисунке 1.
Накопитель
гальванических
шламов
Рис.1. Блок-схема процесса переработки гальванического шлама для использования в строительной области.
Основной проблемой, при использовании схемы представленной на рисунке 1, является то, что гальванические шламы постоянно имею разный химический состав и количество используемых реагентов для выщелачивание необходимо подбирать к каждому конкретному случаю индивидуально.
Еще одним видом техногенных отходов гальванического производства являются
отработанные электролиты гальванических ванн. Классы опасности каждого конкретного электролита отличаются друг от друга. Есть несколько путей решения проблем отработанных электролитов.[3] Одним из них является регенерация раствора. Самым простым способом регенерации электролита является его фильтрация с получением шлама. После операции фильтрования образующийся шлам отправляют на утилизацию, а оставшийся электролит корректируют до необходимого уровня. Описанная блок-схема представлена на рисунке 2.
Преимущество регенерации электролита над его утилизацией для предприятий состоит в большей степени в экономическом плане. Объемы гальванического шлама меньше, чем самого электролита, а это значит, что затраты на утилизацию тоже будут меньше. Также класс опасности шламов можно уменьшить.
Гальваническая электролит Фильтрация шлам
ванна
11_ корреетнровка
электролита
Рис.2. Блок-схема регенерации отработанного электролита гальванической ванны с использованием рецикла.
Также экономическая выгода состоит в том, что на корректировку электролита будет затрачиваться меньшее количество реактивов, чем на составление нового.
Сточные воды гальванического производства также являются видом отходов, опасных для окружающей среды. Загрязнение сточных вод в основном происходит при промывке деталей после обработки поверхности и нанесения покрытия. Состав сточных вод постоянно различается при разной загруженности ванн. Ниже в таблице 1 приведен пример загрязнения вод предприятия А за несколько месяцев.
Таблица 1 Мониторинг загрязнения сточных вод предприятия А
Вещество Результаты, мг/л ПДК, мг/л [5]
апрель май июнь июль
Хлориды 226,88 652,99 19,23 0 300
Сульфаты 104,5 130,4 113,9 89,3 100
Фториды 1,0 2,0 2,0 0,8 0,79
Железо общее 6,1 7,4 8,1 5,1 0,55
Марганец 1,0 0,1 0 0,1 0,02
Азот Аммонийный (ион) 23,1 13,4 7,7 29,9 1,15
Азот нитритный (ион) 0,15 1,6 0,15 0,1 0,39
Взвешенные вещества 471,0 913,0 153,0 764,0 200
Медь 0,9 0,005 1,1 0,05 1,0
Кадмий 0,005 0,001 0,0001 0,0001 0,001
Хром (Сг3+) 0,02 0,6 0,05 0,002 0,5
Хром (Сг4+) 0,02 0,04 0,07 0,005 0,05
Никель 0,04 0,3 0,01 0,0001 0,1
Исходя из данных таблицы 1 видно, что концентрации веществ, в сточных водах, месяц от месяца может различаться в несколько раз. Именно это усложняет подбор системы очистки сточных вод.
Очищенные сточные воды, возможно, возвращать в работу. Это позволят сэкономить на водопотреблении, а также минимизировать количество попадания вредных веществ в окружающую среду.
Есть два метода очистки сточных вод с последующим возвращением их в производство. Локальные - это когда замкнутый цикл очистки. Вода с определенного участка очищается на установке и возвращается в данное производство. Централизованная очистка подразумевает сбор всех сточных вод предприятия с их дальнейшей очисткой на очистных сооружениях [4]. После чего очищенная вода распределяется на конкретные операции. Блок-схема представлена на рисунке 3.
Рис.3. Блок-схема централизованной очистки сточных вод.
Методов очистки сточных вод разработано 2. множество. Одним из популярных является флотация.[2] Этот метод позволяет очищать сточные воды с разнообразным количеством и концентрацией 3. загрязняющих веществ. Также у него довольно простое аппаратурное оформление. В процессе флотации получается шлам с достаточно низким содержанием воды.
Из всего вышесказанного следует, что на данный момент проблема утилизации и нейтрализации техногенных отходов актуальна. Большое количество 4. отходов утилизируется не правильно или хранится годами на территориях предприятий в непредназначенных для этого местах, а это значит, что в окружающую среду попадает большое количество вредных веществ. Постоянно разрабатываются более новые и экономичные 5. способы.
Список литературы 1. Н.В. Селиванова, Т.А. Трифонова, Л.А. Ширкин, утилизация отходов гальванического
производства, журнал промышленной экологии, 2011, том 13, № 1(8), с. 2085-2088.
Алексеев Е.В. Основы технологии очистки сточных вод флотацией: Монография, научное издание. - М.: Изд-во АСВ, 2009. -136с., ил. Ф.И. Пономарев, С.Д. Красильникова, М.А. Медков, В.А. Достовалов, В.Н. Левченко, В.И. Коломиец, исследование возможности утилизации отходов гальванического
производства [Электронный ресурс]. - Режим досупа: https://helion-ltd.ru/refinement-possibilities/ (дата обращения 25.05.2021).
Обезвреживание и утилизация отходов гальванических производств, [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://uchebnikfree.com/obraschenie-othodami 1526/obezvreiivanie-utilizatsiya-othodov-71188.html (дата обращения 26.05.2021) Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. СанПин 1.2.3685-21. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://docs.cntd.ru/document/573500115 ?marker=6 56010 (дата обращения 24.05.2021)
