Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Проблема загрязнения металлических поверхностей 13
1.1. Состав загрязнений и причина их образования. 13
1.2. Методы и способы очистки поверхностей от загрязнений 18
1.3. Моющие средства 18
1.3.1. Принцип действия моющих средств 18
1.3.2. Классификация моющих средств 21
1.3.2.1. Щелочные соединения 21
1.3.2.2. Поверхностно-активные вещества 23
1.3.2.3. Синтетические моющие средства. ...v. 25
1.3.2.4. Растворители 27
1.3.2.5. Растворяюще-эмульгирующие средства 29
1.3.2.6. Эмульсионные составы 29
1.3.2.7. Моющие средства, работающие за счет реакции газообразования 31
1.4. Проблема утилизации нефтесодержащих отходов . 34
Выводы по главе 1 36
Глава 2. Методы исследования. Анализ загрязненных металлических деталей ... 37
2.1. Методы исследования 37
2.1.1. Анализ углеводородных загрязнений металлических деталей. 37
2.1.1.1. Характеристика нефти и нефтепродуктов 37
2.1:1.2. Мазут, марка М-100 38
2.1.1.3. Литол-24. 39
2.1.1.4. Нефтяное моторное масло 39
2.1.1.5. Отработанное нефтяное масло 39
2.1.2. Характеристика нефтепродуктов, используемых в качестве искусственных загрязняющих веществ металлических деталей 40
2.2. Определение моющей способности растворов моющих средств 40
2.2.1. Определение качества очистки поверхности. 41
2.2.2. Определение водородного показателя среды 41
2.2.3. Определение химического потребления кислорода 42
2.2.4. Определение количества растворенных нефтепродуктов в отработанном моющем растворе... .;..42
2.2.5. Определение поверхностного натяжения моющего раствора 45
2.2.6. Определение содержания ионов тяжелых металлов 45
2.3. Постановка модельного эксперимента по загрязнению металлических пластинок нефтью и нефтепродуктами 46
2.4. Оценка действия моющих средств при очистке металлических деталей 46
2.5. Анализ модельных отработанных растворов... :. 53
Глава 3. Очистка нефтезагрязненных металлических деталей с использованием экологически безопасного моющего средства ГЖФ 61
3.1. Термодинамическое обоснование выбора компонентов моющего средства , 61
3.2. Моющая способность ПКФ ...63
3.3. Промышленное внедрение ПКФ .65
3.3.1. Очистка металлических деталей вагонного депо ТЧ —20 Ленинград-Финляндский Окт.ж.д 65
3.3.2. Очистка металлических деталей пассажирских вагонов ВЧ - 8 Окт.ж.д .. 68
3.3.3. Очистка металлических деталей автомашин транспортных цехов ОАО «Фирма Медполимер» и ОАО «Метробетон» 71
3.4. Технологическая схема очистки металлических деталей ТМС «ПКФ».,... 72
Глава 4. Утилизация нефтесодержащих отходов при производстве строительных материалов , 73
4.1. Характеристика сырья, применяемого для производства строительных материалов... , 74
4.1.1. Характеристика используемой глины 75
4.1.2. Характеристика используемого песка 75
4.1.3. Характеристика железосодержащего отхода окалины 78
4.1.4. Характеристика кислых гальванических стоков и гальваношлама 78
4.1.4.1. Определение содержания ионов тяжелых металлов в гальванических отходах. ... 78
4.2. Технологии утилизации отходов в обжиговую керамику 80
4.2.1, Производство строительных кирпичей. 82
4.2.2. Глазирование поверхностей декорированных керамических изделий 87
4.3. Производство фосфатных строительных материалов ; *...88
4.3.1. Проведение испытаний 89
4.3.2. Совместная безопасная утилизация отходов производства ... 91
4.3.3. Фосфатные материалы из отходов промышленности и транспорта... 99
4.3.3.1. Анализ водной вытяжки полученного фосфатного материала 109
4.3.4. Рекомендации по применению фосфатных материалов» выполненных из отходов промышленности, 110
4.3.4.1. Применение фосфатных отходосодержащих материалов в качестве нейтрализующих материалов ПО
4.4. Статистическая обработка экспериментальных данных 114
4.4.1. Расчет статистических характеристик результатов эксперимента 114
4.4.2. Анализ достоверности результатов эксперимента 115
4.4.3. Проверка распределения результатов по нормальному закону 116
4.4.4. Расчет доверительных границ и выбор уровня значимости 117
4.4.5. Статистическая обработка некоторых экспериментальных данных 117
Глава 5. Экономическая и экологическая эффективность 123
5.1. Определение величины предотвращенного экологического ущерба окружающей природной среде от снижения Загрязнения отходами производства и потребления 123
5.2. Экономическая эффективность Л 26
Общие выводы 131
Список литературы... 134
Приложения 147
- Принцип действия моющих средств
- Оценка действия моющих средств при очистке металлических деталей
- Очистка металлических деталей пассажирских вагонов ВЧ - 8 Окт.ж.д
- Характеристика используемого песка
Введение к работе
Актуальность работы
Для современного уровня развития характерен поиск технологий безопасной утилизации, которые содержали бы фундаментальные единые основы. Такой фундаментальной основой может быть учет изменения энергии систем при осуществлении в них самопроизвольных химических процессов. Особенностью предлагаемого комплексного подхода является использование внутренней энергии веществ (в том числе отходов) в обеспечении как моющего действия, так и совместной безопасной утилизации отходов.
Объектом исследования в данной работе служила очистка нефтезагрязненных металлических деталей и безопасная утилизация некоторых отходов.
Известно, что одним из обязательных процессов на ремонтных
участках транспортных подразделений является очистка
нефтезагрязненных металлических деталей. В результате очистки образуются нефтесодержащие стоки с содержанием загрязнений различной природы. Несмотря на то, что моющий раствор может быть многократно использован в обороте, тем не менее, он накапливает токсичные компоненты и также должен быть изолирован от природной среды; количество такого раствора в России достигает до 10 млн. м3 в год. Цель работы состояла в создании комплексной технологии очистки нефтезагрязненных металлических деталей и совместной безопасной утилизации некоторых отходов.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие основные задачи исследования:
обосновать природоохранную целесообразность процессов комплексной технологии очистки нефтезагрязненных металлических деталей и совместной безопасной утилизации отходов;
1 МмяимммммммрПіМ
разработать новое техническое моющее средство, эффективно очищающее металлические детали от нефтезагрязнений, исследовать его технологические свойства и апробировать в промышленности;
найти и разработать комплексные технологии совместной безопасной утилизации некоторых отходов.
Научная новизна
-
Обоснована комплексная технология очистки нефтезагрязненных металлических деталей и совместной безопасной утилизации некоторых отходов с учетом энергетической составляющей используемых веществ, а также самопроизвольно протекающих процессов при очистке и безопасной утилизации.
-
Разработано новое эффективное техническое моющее средство (ТМС), позволяющее вести процесс очистки в стандартных условиях и не требующее нагрева, основными составляющими которого являются перкарбонат натрия и кремнефторид натрия. Показано, что предложенное моющее средство является наиболее эффективным в температурном интервале от 20 до 50С по сравнению с известными МС, применяемыми для очистки нефтесодержащих загрязнений разной вязкости.
-
Исследованы технологические свойства моющего раствора и разработана технология по его применению на моечных участках; определено, что в отработанном моющем растворе содержится растворенных нефтепродуктов до 63 мг/л и ионов железа до 3,5 мг/л.
-
Разработана технология по безопасной утилизации отработанного ТМС на основе самопроизвольных или топливосберегающих процессов взаимодействия вредных составляющих в искусственный фосфатный камень или в обжиговую керамику. Показано, что водная вытяжка из полученных материалов не содержит нефтепродуктов.
мітомг.а*и
& tt» **ї »0 » о
Практическая ценность
-
Предложенная энергетическая основа комплексной технологии очистки нефтезагрязненных металлических деталей и безопасной утилизации отходов позволила создать новые материалы, безопасные для биосферы;
-
Предложены новое техническое моющее средство и разработанные на него документы;
-
Предложены технологии безопасной утилизации, альтернативные существующим, включающие, помимо отработанного моющего раствора, другие отходы;
-
Для безопасной утилизации отработанного моющего раствора предложено использовать его в качестве жидкости затворения к шихте, содержащей отход металлургического производства, для кирпича с улучшенными декоративными свойствами (темно - терракотовый цвет) при сохранении эксплуатационных параметров по ГОСТ;
-
Предложен фосфатный материал, содержащий отработанный моющий раствор, а также отходы других производств в виде кислых гальваностоков, отходов металлургического производства (окалина и РЭД), замасленных древесных опилок и металлической стружки. Материал отличается улучшенными свойствами;
Достоверность результатов исследований
Основные научные положения и выводы достоверны и обоснованы с применением комплекса физико-химических методов анализа и находятся в соответствии с теоретическими основами и требованиями соответствующих ГОСТов. Справедливость научно-практических рекомендаций подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний. Все исследования, необходимые для решения поставленных задач, проводились в аккредитованном экологическом центре кафедры
«Инженерная химия и естествознание» ПГУПС на поверенном оборудовании.
На защиту выносятся:
- комплексный подход к решению получения моющего средства для
очистки нефтезагрязненных металлических деталей и совместной
безопасной утилизации отходов с учетом энергетики превращений;
состав нового технического моющего средства, технология получения и использования с комплектом разразрешающих документов;
новые технологии совместной безопасной утилизации отходов.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях в ПГУПСе: «Неделя Науки-1999», «Неделя Науки-2000», «Неделя Науки-2001», «Неделя Науки-2004», на II Международной научно-практической конференции «Защитные композиционные материалы и технологии третьего тысячелетия», 2001; на VII Всероссийской конференции Ассоциации технических университетов России и представительств отраслевых академий наук при СПбГПУ по проблемам науки и высшей школы, 20-21 июня 2003 г; на IV Всероссийской научно-технической конференции «Новые химические технологии: производство и применение», август 2003 г. в г. Пензе; на Всероссийском постоянно действующем научно-техническом семинаре «Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф», 22-23 апреля 2004 г., г. Пенза; на академических чтениях «Новые исследования в областях водоснабжения, водоотведения, гидравлики и охраны водных ресурсов», 17-18 марта 2004 г., ПГУПС г. Санкт Петербург, на Всероссийском научно-практическом семинаре с международным участием «Экология автомобильного транспорта: передовой опыт России и стран Европейского Союза», 7-9 апреля 2004г., г. Санкт-Петербург.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, общих выводов, 18 приложений, включает 39 таблиц и 40 рисунков, содержит список литературы из 158 наименований.
Принцип действия моющих средств
Моющее действие определяют процессы физико-химической адсорбции, смачивание, эмульгирование, пенообразование и стабилизация [39]. Согласно литературным данным [16, 38], удаление загрязнений с поверхности можно разделить на стадии: 1) смачивание моющшмг раствором поверхности загрязнений и очищаемой поверхности; 2) смещение частиц или участков загрязнений при адсорбировании поверхностно-активного вещества благодаря солюбилизации, диспергированию, эмульгированию. Согласно [116], эффективность моющих средств зависит: 1) от способности переносить грязевые частицы (определяется поверхностными явлениями, связанными с электростатическими взаимодействиями между частицами загрязнений и образуемой пеной); 2) от эмульгирующей способности (обусловлено поверхностными явлениями электростатической природы); 3) от способности смачивать очищаемую поверхность. Чтобы вещество обладало моющим действием, оно должно значительно снижать поверхностное натяжение чистой воды, так как благодаря этому, моющая жидкость может проникать в мелкие поры очищаемого материала.
При выборе МС необходимо проводить испытания на конкретных деталях и выявлять оптимальные технологические условия получения очистки требуемого качества. Из работы [5] известно, что масляно-грязевые отложения хорошо удаляются путем обмывки щелочными моющими растворами, железоокисные - требуют применения кислых МС. Таблица 1.2.1 Основные средства механизированной очистки Средство для очистки поверхности Область применения Минусы Плюсы Струйные моечные машины Очистка деталей и узлов подвижного состава Закрытые и экранизированные поверхности очищаются плохо. Жидкость разбрызгивается и испаряется, вследствие чего происходит быстрое охлаждение и потеря энергии. Хорошо удаляются загрязнения в зоне прямого действия. Обмывка при температуре не выше 60-65С
Проходные моечные машины Механическое оборудование Отсутствие устройств для механизированного удаления из раствора отмытых загрязнений. Низкий объем растворных баков. Хорошо удаляются загрязнения в зоне прямого действия Тупиковые моечные машины Механическое оборудование Тоже Хорошо удаляются загрязнения в зоне прямого действия
Моечные машины для обмывки колесных пар, тележек, букс Обмывка колесных пар, тележек, букс Требует усовершенствования система подачи моющего раствора и обмывочной жидкости. Нет замкнутого цикла. Удаление сложных технологических загрязнений Моечные машины для обмывки вагонов и электропоездов [74] Обмывка вагонов и электропоездов Не совершенная система подачи моющего раствора. Отсутствует система оборота обмывочной жидкости. Обмывка крупногабаритных объектов
Моечные машины погружного типа Очистка разнообразныхдеталей Плохая система очистки раствора Сокращаются теплопотери Передвижные гидродинамические и пароструйные моечные установки Для очистки дизелей и тележек Малое количество обмываемых объектов. Ручное управление струи пара и воды Обмываются крупногабаритные объекты
Ультразвуковые ванны (УЗ) [61] Очистка мелких подшипников, форсунок, клапанов дизелей Требуют громоздкого, сложного оборудования. Большие затраты электроэнергии и охлаждающей жидкости. Эффективно удаляется вязкий осадок, нагар, лаковые отложения Существуют различные группы моющих средств. Наибольшее распространение получили МС на основе химических соединений," дающие в водных растворах щелочную реакцию (щелочные соединения), поверхностно -активные вещества (ПАВ) и технические моющие средства (ТМС), которые представляют собой комбинацию щелочных соединений и различных ПАВ [35, 47, 49, 50]. Так же применяются для очистки поверхностей от загрязнений растворители, эмульсионные составы и растворяюще-эмульгирующие средства (РЭС).
Анализ применяемых на железнодорожном транспорте МС [35, 36, 37, 87, 154-156] показал, что не все они отвечают необходимым требованиям по показателям энергопотребления, по содержанию ПАВ, высокой стоимости и др. (таблица 1.3.2.1).
Щелочные соединения (щелочи и соли) - это электролиты, сообщающие водным растворам щелочную реакцию. Щелочные вещества в моющих растворах предназначены для нейтрализации свободных жирных кислот и омыления загрязнений, поддержания определенной концентрации водородных, ионов (рН раствора) и умягчения воды.
Наибольшее распространение получили следующие щелочные соединения: едкий натр, кальцинированная сода, различные фосфаты и силикаты. Едкий натр, NaOH (техническое название — каустическая сода). Едкий натр представляет собой белую очень гигроскопичную массу. При растворении в воде выделяется большое количество тепла. В водном растворе диссоциирует по следующей реакции:
Оценка действия моющих средств при очистке металлических деталей
В данной работе проводилось опробование моющих средств различных групп для отмывки: металлических пластинок, загрязненных различными нефтепродуктами. В качестве МС были выбраны: 1. Моющие средства, применяемые для отмывки загрязненных металлических деталей: -щелочные соединения: сода кальцинированная, сода каустическая, тринатрийфосфат; - технические моющие средства: УБОН, О-БИС; - МС на основе перкарбоната (пероксольвата) натрия; 2. Моющие средства, выбранные после теоретического анализа: - кремнефторид натрия, как отход суперфосфатного производства [113, 114, 123]; - фосфорная кислота, как нетоксичное, антикоррозийное соединение; согласно [149], молекулы фосфатов отталкивают частицы грязи с очищаемой: поверхности и, вследствие электростатического отталкивания, способствуют их распределению в моющем растворе; - гидроперит и перекись водорода, как кислородосодержащие соединения. Для постановки модельного эксперимента выбирались МС, охватывающие практически весь диапазон применяемых в промышленности моющих средств (табл. 2.4.1). Растворители, растворяюще-эмульгирующие средства и эмульсионные составы, ввиду своей пожароопасное, а также в связи с высокими затратами при дальнейшей утилизации (Глава 1), не применялись.
Моющая способность МС в модельных системах исследована при очистке металлических деталей: во-первых, от загрязнений разной природы (мазута, отработанного машинного масла, чистого машинного масла, нефти, литола-24), во-вторых, в зависимости от концентрации в интервале от 1 до 8 %; в-третьих, в зависимости от температуры в интервале от 20 до 50С (табл. 2.4.2, приложение 1). Согласно экспериментальным данным, для всех типов МС наблюдается повышение моющей способности при увеличении концентрации; моющего вещества в растворе с 10 до 50 г/л. Дальнейшее увеличение концентрации МС не приводит к значительным изменениям степени очистки металлических поверхностей. Полученные сравнительные результаты исследования обобщены на рис. 2.4Л, и их анализ показывает, что смесь двух реагентов перкарбоната натрия и кремнефторида натрия, получившая название ГЖФ (ПЕРСОЛЬ КРЕМНЕФТОРИСТЫЙ) при,20С имеет практически такой же эффект, как одно из лучших современных МС - ПАВ - содержащий УБОН при 50 С. Например, при очистке металла от литола (рис. 2.4.1 б) при 20С ПКФ способен очистить поверхность на 75 %, а УБОН достигает такого же результата лишь при 50С. При очистке металла от машинного масла (рис. 2.4.1 б) прослеживается та же тенденция эффективной работы ПКФ уже при 20С. Очистка от нефти (рис. 2.4.1 в) является наиболее эффективной, и при 20С ПКФ удаляет с поверхности загрязнения полностью на 100 % в то время, как УБОН удаляет лишь 62,3 % загрязнений. Качество очистки металла от отработанного машинного масла (рис. 2.4.1 г) с помощью ПКФ при 20С составляет 81,3 %, что значительно выше, чем у УБОНа. Наиболее трудной оказалась очистка металла от мазута (рис. 2.4.1 д), однако ПКФ уже при 20С очищает поверхность металлических деталей на 6 % лучше, чем УБОН при 50 С. Таким образом, экспериментальные данные подтверждают, что между свойствами загрязнений и моющей1 способностью МС существует прямая зависимость (Глава 1). При равном содержании загрязнителей (нефтепродуктов) на металлической поверхности в ряду нефть — масло моторное чистое - масло отработанное — мазут — литол-24 лучше всего отмываются пластинки, загрязненные нефтью. Пластинки, загрязненные мазутом и литолом-24 отмываются, хуже. Загрязнение машинным маслом, чистым и отработанным, по степени устойчивости ко всем типам МС занимает промежуточное положение в ряду загрязнений. Следовательно, чем выше плотность и вязкость исходных загрязнений, обусловленные содержанием в них тяжелых высокомолекулярных органических соединений (смолисто-асфальтеновых веществ), тем хуже отмываются металлические детали.
Зависимость качества очистки от концентрации МС, представленная на рис.2.4.2, свидетельствует о том, что при: увеличении концентрации до 5 % моющая способность ПКФ и практически всех МС увеличивается, при увеличении концентрации до 6 % и выше значительных изменений в качестве очистке с помощью ПКФ не происходит. Кроме того, эффективность очистки поверхностей традиционными МС с концентрацией: 5" % невысока, что позволяет сделать вывод о необходимости увеличения их концентрации. На рис. 2.4.3 представлена зависимость качества очистки от вязкости загрязнений при разных температурах. Анализ показывает, что ПКФ, как и другие МС, наиболее эффективен при очистке менее вязких загрязнений, однако, качество очистки с помощью ПКФ во всех случаях выше, чем у известных МС.
Очистка металлических деталей пассажирских вагонов ВЧ - 8 Окт.ж.д
Для отмывки от загрязнений на данном объекте были выбраны наиболее загрязненные кузова пассажирских вагонов. После отмывки очищаемая поверхность оказалась в хорошем состоянии, загрязнения отмылись полностью (имеется1 акт, представленный в приложение 5). Существующая технологическая схема очистки пассажирских вагонов на мойке ВЧ-8 представлена на рис.3.2. Загрязненные вагоны поступают в камеру струйной обработки, где обрабатываются моющим раствором при высоких температурах. Отработанный моющий раствор поступает в нефтеловушку. Из нефеловушки нефтепродукты поступают на утилизацию, а основной поток воды подается в усреднитель, затем в флотатор и на сооружения доочистки, откуда поступают в канализацию
Отмывка загрязненных металлических деталей в транспортных цехах промышленных предприятий осуществляется ручным способом. Нефтезагрязнения собираются в бочки и вывозятся на захоронение.
В ОАО «Фирма Медполимер» для проверки эффективности ТМС «ПКФ» для отмывки были выбраны узлы металлообрабатывающих станков, литьевые машины, кузнечнопрессовое оборудование, детали автомашин (редуктор заднего моста, коробка передач, картер двигателя, блок цилиндров). В ОАО «Метробетон» в качестве отмываемых поверхностей были выбраны детали автомашин," Поверхности металлического оборудования,. взятые для эксперимента, после отмывки оказалась в хорошем состоянии, загрязнения отмыты полностью, о чем имеются акты (приложения 6,7). Загрязненные 1 вагоны і:!І 1 г Камераструннойобработки Моющийраствор t .50-93 C2 Отработанный исищнй раствор 1 і Камераструйной про мывки Промывочная вода с нефтеловушкаі і: + 1 T 1: J3 ода на ctnni показана технологическая схема очистки металлических деталей с применением моющего средства, «ПКФ». Загрязненные металлические детали поступают в моечную машину, где происходит очистка. Всплывшие загрязнения поступают в сборник, откуда по мере наполнения в бочках перевозятся на завод строительных материалов.
ПКФ отмывает по принципу "отрыва" нефтезагрязнений от поверхности, а,не растворения их в себе, как действуют традиционные моющие растворы (глава 2). Кремнегель, образующийся в результате реакции, адсорбирует нефтезагрязнения. Рабочая температура раствора снижена до 20 С, что позволяет уменьшить потребление тепла на предприятии. Благодаря своему составу, ПКФ является ценным компонентом формовочных смесей для получения строительных материалов.
Подача воды Загрузка моющегосредства Моечная машина или ванна дляОТМЫВКИ\ металлических поверхностей Детали на обработку Сборник нефтезагрязнений Технологическая схема очистки деталей с применением ПКФ Глава 4. Утилизация нефтесодержащих отходов при производстве строительных материалов
В условиях обострившейся экологической ситуации в России крайне -необходим ресурсосберегающий и экологически обоснованный подход к организации промышленного производства. При этом; наиболее рациональна такая организация промышленных комплексов, при которой отходы одного производства, являются сырьем для другого[62, 67, 73, 86, 108]. В промышленной индустрии ежегодно скапливаются в огромном объеме разнообразные отходы. Предприятия тратят миллионы на их вывоз и захоронение, а ведь содержание полезных элементов в этих отходах подчас выше, чем в природных ресурсах [124]. Внедрение малоотходного и ресурсосберегающего производства; позволяет снизить нагрузку на окружающую среду. Кроме того, безотходные химические технологии могут обеспечить экономию тепловых и энергетических ресурсов. Большинство существующих технологий работают за счет использования энергии ископаемого топлива, что приводит к дестабилизации окружающей среды [69]. Однакове точки зрения термодинамики, природная или техногенная система имеет внутренний резерв по энергосодержанию, который можно использовать в различных энергозатратных технологиях вместо затрат внешней энергии [70]. При производстве керамики, силикатов и бетонов химико-технологическими методами для достижения оптимальных условий протекания процессов в ряде случаев отводят избыток энергии. Это снижает потребление энергии извне и способствует максимальному использованию теплоты химической реакции. Утилизируя тепло и энергию физико-химических систем для нужд химической технологии, можно сократить потребление энергии извне от 15 до 25 %.
Характеристика используемого песка
Содержание ионов металлов определялось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на атомно-абсорбционном спектрометре; (ААС) фирмы Perkin Elmer (США) модель РЕ-305. Металлы делятся на две группы: нетоксичные (железо, кальций, магний и др.) и токсичные (ванадий, никель, кобальт, свинец, медь, ртуть, молибден и др.), действующие на живые организмы, как яды [125]. Хромирование имеет большое значение для повышения износостойкости; трущихся поверхностей, защиты от коррозии и защитно-декоративной отделки деталей, однако в результате этого процесса образуются экологически вредные гальванические отходы. Гальванические отходы относятся к токсичным соединениям [136], поэтому требования к их очистке, обработке и утилизации весьма высоки. Химический состав весьма разнообразен и зависит от технологического процесса производства. Схема локальных источников образования отходов в гальваническом цехе ОАО «Пролетарский завод» представлена на рисунке 4.1.4.1.1 Хромсодержащие сточные воды (ХрСВ) периодически поступают из цеха покрытий в гальванические ванны и ванны травления. После разбавления ХрСВ непрерывно обрабатываются в хром камере, куда автоматически подается концентрированная серная кислота и происходит восстановление ионов шестивалентного хрома до трехвалентного состояния гидросульфитом натрия. Обезвреженные хромсодержащие сточные воды направляются в камеру нейтрализации и смешиваются с другими стоками. -.»-. Кислотно-щелочные сточные воды поступают от промывных и основных ванн непосредственно в камеру нейтрализации. При необходимости туда же подается известь или кальцинированная сода для создания среды с рН=8,5 — 9,0. Из нейтрализатора; СВ поступают в отстойник, где образуется нейтрализованный гальваношлам с влажностью 70 -80 %, вывозящийся на захоронение, так как его переработка обременительна для предприятия.
Из таблицы видно, что уровень содержания ионов металлов значительно превышает ПДК для водных объектах (СаНПиН № 4630-88), поэтому кислые гальванические стоки нейтрализуют, получая из них гальваношлам с влажностью 70-80 % Ионы тяжелых металлов даже в малых концентрациях являются высокотоксичными и обладают способностью накапливаться в тканях человека, животных и растений. Проведенный анализ показал значительное превышение ПДК в гальванических шламах. Следовательно, не целесообразно проводить нейтрализацию гальванических стоков. В связи с этим, принято решение утилизировать гальванические стоки, отобранные непосредственно из гальванических ванн.
Керамические изделия подразделяют на два класса: грубая керамика, изделия с неоднородным грубозернистым черепком (кирпич простой, облицовочный, огнеупорный, керамические трубы) и тонкая керамика, изделия с однородной тонкозернистой структурой черепка (художественная керамика) [148]. В работе рассмотрены оба класса, как возможные области утилизации отработанных нефтесо держащих моющих растворов. Понятно, что с экологической точки зрения обжиговые технологии причиняют огромный вред окружающей . среде за счет выбросов вредных веществ при .сгорании природного газа (S02, NOx, СО) и выделения S02 из глин. Рис. 4.1.4.1.1 Схема локальных источников образования отходов в
Однако в настоящее время отказ от обжига невозможен, а, следовательно, необходимо искать варианты снижения отрицательной нагрузки на экологию, разрабатывать новые природоохранные технологии. В работе [110] рассмотрен вариант уменьшения антропогенной нагрузки от обжиговых технологий на окружающую среду, который достигается за счет использования отходов, содержащих горючую органическую часть (замазученный балластный щебень), которая выделяет тепловую энергию при сгорании и может частично заменить природный газ. Рекомендуемая температура обжига керамического материала в этом случаи 980 С.
Однако автор не учел, что полный распад нефтепродуктов, т.е. их полное обезвреживание происходит при температуре не менее 1500С. Следовательно,. получена температура обжига, при которой возмозно образование токсичных продуктов неполного сгорания органических соединений.
Решить эту проблему позволит установка в цехах, где производится обжиг керамических материалов каталитических фильтров - нейтрализаторов, для дожига нефтепродуктов (аналог автомобильных нейтрализаторов). Нейтрализатор представляет собой цилиндрический корпус из листовой нержавеющей стали, содержащий два контейнера с катализатором. В качестве катализатора применяется термостабилизированная; окись алюминия AI2O3, гранулированная в виде шариков с нанесенными на их поверхность дисперсными платиной и палладием в соотношении 1:3. Катализатор позволяет проводить дожиг СО на 85%, а углеводородов на 75% начиная с температуры 200 С. Согласно приказу №102 Госкомэкологии России от 23.02.2000 года, приобретение, установка и эксплуатация данного оборудования относится к материальным расходам предприятия и включается в состав учитываемых при - исчислении налога на прибыль, т.е. уменьшает налогооблагаемую базу:
