Файл: Содержание Введение 2 1 Анализ объекта автоматизации 3 1 Описание технологического процесса 3.docx

Содержание

Введение

1 Анализ объекта автоматизации

1.1 Описание технологического процесса

При нанесении гальванических покрытий используется около четырехсот наименований материалов, которые так или иначе попадают в сточную воду, поскольку вода в гальваническом производстве является необходимым компонентом практически всех операций, связанных с нанесением покрытий: подготовки поверхности, приготовления и корректировки электролитов, промывка готовых изделий.

Количество потребляемой воды зависит от мощности производства, вида наносимых покрытий, применяемого оборудования и эффективности ее использования.

В процессе нанесения гальванических покрытий 90…95% воды используется на операциях промывки. В зависимости от вида наносимого покрытия расход воды на 1 м² покрываемой поверхности может достигать 2,5 м³. Таким образом, гальваническое производство неразрывно связано со значительным сбросом отработанных промывных вод.

Рассмотрим образование и очистку сточных вод одного из распространенных технологических процессов гальванического производства: анодное оксидирование.

В ходе технологического процесса нанесения анодного покрытия детали промываются в теплой проточной воде, в холодной проточной воде и в горячей проточной воде. В результате такой промывки образуются жидкие отходы с различным содержанием шестивалентного хрома. Так же источниками хромсодержащих стоков являются отработанные электролиты, процессы травления, пассивации.

В настоящее время существуют различные способы очистки растворов от Сr⁶⁺. Наиболее распространенным является реагентный метод, который заключается в восстановлении Cr⁶⁺до Cr³⁺ в сильнокислой среде с последующим осаждением Cr³⁺

---

и ионов тяжелых металлов в виде гидроокисей в щелочной среде.

На рассматриваемом предприятии для очистки сточных вод гальванического производства от Cr⁶⁺ до установленной предельно допустимой концентрации используют локальные очистные сооружения на основе реагентного метода.

Процесс очистки хромсодержащих стоков выполняется в два этапа:

- восстановление шестивалентного хром до трехвалентного раствором железного купороса;

- осаждение трехвалентного хрома и железа в виде гидроокисей раствором гашеной извести («известковое молоко»).

Ниже представлены химические реакции этих процессов:
2CrO₃ + 6FeSO₄+6H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Cr₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH₂) = 2Cr(OH)₃↓+3CaSO₄

Fe₂(SO₄)₃ +3Ca(OH)₂ = 2Fe(OH)₃↓+3CaSO₄

FeSO₄ +Ca(OH)₂ = Fe(OH)₂↓+CaSO₄
Химические реакции протекают с достаточно высокой скоростью не только в кислой, но в нейтральной и в слабощелочных средах.

Для выполнения работ по очистке сточных вод используют железный купорос (по ГОСТ 6981-94), известь гашеная (по ГОСТ 9179-77) и раствор кислоты (серной, соляной, азотной).

Здание локальных очистных сооружений на предприятии состоит из наземной и подземной частей. Подземная часть разделена на левую и правую стороны (условно по ходу движения воды). Левая сторона является основной и предназначена для очистки хромсодержащих гальванических стоков. Правая сторона- резервная. Наземная часть состоит из усреднителя, камеры реакции, в которую дозируется технологический раствор железного купороса и смесительной камеры, в которую дозируется технологический раствор извести.

Растворы железного купороса и извести готовятся отдельно в технологических баках, расположенных в наземной части локальных очистных сооружений.

Рассмотрим последовательность прохождения сточных вод через оборудование локальных очистных сооружений. Хромсодержащие стоки от гальванического участка самотеком поступают через контрольный колодец (КК1) в усреднитель для усреднения состава сточной воды (ее загрязнения), поступающей на очистку.

Далее из усреднителя сточные воды поступают в камеру реакции, в которую дозируется рабочий раствор железного купороса. Продолжительность нахождения сточной воды в камере реакции до 30 мин. Для интенсификации процесса и полноты прохождения химической реакции в камере реакции установлено устройство механического перемешивания воды и подается сжатый воздух.

---

Из камеры реакции обработанная сточная вода поступает в смеситель, в которой дозируется рабочий раствор извести. Для интенсификации процесса и полноты прохождения химической реакций в смеситель подается сжатый воздух (воздушный барботаж). Продолжительность нахождения сточной воды в смесителе до 15 мин.

Из смесителя, сточная вода направляется в отстойник емкостью 54 м³, состоящей из рабочей и резервной секций. Отстойник предназначен для осаждения нерастворимых продуктов, образующихся после реагентной обработки воды рабочими растворами. Время осаждения продуктов реакции (нерастворимых гидроокисей) в отстойнике 1..2 часа.

При очистке сточных вод задействованы обе камеры отстойника (резервная и рабочая). При этом должны быть открыты в насосной выгородки задвижки №1,2,6,7. Все остальные задвижки должны быть закрыты.

Очистка отстойника от осадка проводится по мере накопления осадка. При этом очистка и промывка рабочей (резервной) секции отстойника от накопившегося осадка производится в два этапа.

На первом этапе выполняется откачка «условно чистой воды» со среднего уровня отстойника (открыты задвижки №3,7,11,13,18. Остальные закрыты.) в колодец КК4 общезаводского коллектора промстока. После открытия задвижек включается насос БН и производится откачка воды.

На втором этапе осуществляется откачка осадка (открыты задвижки№ 19,13,11,3,4. Остальные закрыты.) в накопительную емкость осадка. После открытия задвижек включается насос БН и проводится откачка осадка.

Для более полной очистки отстойников от осадка подается сжатый воздух в нижней уровень отстойников для барботажа осадка. Для подачи в нижний уровень сжатого воздуха необходимо открыть вентили №23,21 и задвижку №4. Остальные задвижки и вентили должны быть закрыты на время барботажа.

1.2 Приготовление технологических растворов

В качестве технологических растворов для очистки хромсодержащих стоков используют 10% раствор железного купороса и 6% «известкового молока».

Для приготовления раствора железного купорса с 10% концентрацией необходимо в технологическую емкость заполненную на 50% теплой водой (40..60 ⁰С)

---