Российское общество гальванотехников
и специалистов в области обработки поверхности
карта сайта
Гальванотехника и обработка поверхности №1 за 2017
Содержание
журналов:

Подписка >>
Выпуск № 1 за 2017 год

Торговый Дом “ЭЛМА”: надёжные насосы, фильтровальные установки, нагреватели, мешалки из композита
перейти в каталог...
Каталог производителей и продукции для гальваники
Материалы и химикаты
для гальванопокрытий
» цинкование » хромирование » меднение » никелирование » оловянирование » кадмирование » драгметаллами » для электроники
Конверсионные пк
» оксидирование » фосфатирование » хроматирование » хромитирование Анодирование
Нанесение покрытий на:
» титан и его сплавы » алюминий и его сплавы » ЦАМ » магний и его сплавы » нержавейку Гальванопластика Нанесение покрытий на
изделия заказчика
Оборудование и приборы
» гальванические линии » ванны из пластика » вентиляция » фильтры, насосы, ТЭНы » выпрямители » измерительные приборы » ячейки Хулла Проектирование и реконструкция
гальванических производств
Решение экологических проблем Автоматизация процессов
Покрытия сплавами
» на основе меди » на основе никеля » на основе олова » на основе цинка
Хим. покрытия
» золотые » медные » никелевые Подготовка поверхности Аноды

Rambler's Top100

Дискуссии

Электрокоагуляция и гальванокоагуляция: положительные и отрицательные стороны

Вопрос.

Опишите, пожалуйста, положительные и отрицательные стороны электро- и гальванокоагуляционных методов очистки сточных вод

Ответы.

Сравнение технологических особенностей электро- и гальванокоагуляционных методов очистки стоков

Электро- и гальванокоагуляционный методы используются в основном для очистки хромсодержащих стоков от ионов шестивалентного хрома. В обоих методах растворяют железо и образовавшиеся ионы двухвалентного железа восстанавливают шестивалентный хром (Cr6+) до трёхвалентного (Cr3+) с последующим образованием гидроксида хрома.

Различие этих методов заключается в способе растворения железа. В электрокоагуляционном методе железо растворяется электрохимически при наложении на стальные пластины анодного потенциала от внешнего источника тока. В гальванокоагуляционном методе железо растворяется гальванохимически за счёт разности потенциалов, возникающей при контактировании железа с коксом или медью. Таким образом, оба рассматриваемых метода отличаются друг от друга движущей силой процесса растворения металлического железа, что и определяет технологические различия применения электро- и гальванокоагуляционных аппаратов.

Рассмотрим некоторые технологические различия применения этих методов.

Первое отличие.

При электрокоагуляции можно, изменяя силу тока, регулировать количество растворяемого железа, что позволяет более оптимально обезвреживать стоки с разной концентрацией шестивалентного хрома (Cr6+). При гальванокоагуляции такой возможности нет, т.к. количество растворённого железа здесь зависит главным образом от рН и состава обрабатываемого стока, что регулировать в производстве практически невозможно.

Следовательно, электрокоагуляцию можно более эффективно использовать как при обработке стоков непостоянного состава, так и при обработке более концентрированных стоков.

Второе отличие.

При электрокоагуляции всё образующееся двухвалентное железо идёт на восстановление шестивалентного хрома. При гальванокоагуляции часть двухвалентного железа окисляется кислородом воздуха за счёт постоянного перемещения металлической загрузки из обрабатываемого стока на воздух и обратно при вращении барабана.

Следовательно, при электрокоагуляции более рационально используется железо.

Третье отличие заключается в большей чувствительности гальванокоагуляционного метода к присутствию в обрабатываемых стоках анионов, пассивирующих поверхность железа. Следовательно, электрокоагуляция является более стабильным процессом.

Четвёртое отличие.

В электрокоагуляционном методе более подробно математически проработаны различные закономерности, например, существуют удельные теоретические расходы железа и электричества в зависимости от рН стоков и концентрации ионов цинка, никеля, меди и кадмия и других. Следовательно, электрокоагуляция является более управляемым процессом.

Пятое отличие заключается в трудностях обслуживания аппаратов:

  • трудность в обслуживании электрокоагуляторов определяется главным образом засорением межэлектродного пространства, которое необходимо постоянно прочищать скребками;
  • трудность в обслуживании гальванокоагуляторов определяется необходимостью поддержания соотношения стальной и медной стружки или стальной стружки и кокса, неудобством засыпки загрузки, необходимостью тщательной фильтрации от мелкодисперсной фазы, состоящей из оксидов железа и частиц кокса.

Виноградов С.С.


 

*** Дополнение Кругликова С.С. к ответу Виноградова С.С.

Сравнивая технологические особенности электро- и гальванокоагуляции Виноградов С.С привел только те отличия этих методов, которые можно рассматривать как преимущества электрокоагуляции по сравнению с гальванокоагуляцией, и не упомянул важнейшие недостатки обоих методов. Эти недостатки по нашему мнению настолько серьезны, что ставят под сомнение целесообразность использования на практике обсуждаемых методов.

И в гальвано-, и в электрокоагуляции исходными расходуемыми материалами являются металлическое железо и кислота (соляная или серная). В электрокоагуляторе стальной анод растворяется при пропускании постоянного тока: Fe→Fe2++2e (1). При этом, если используется раствор серной кислоты, то приемлемая скорость растворения стального анода может быть достигнута лишь при наличии в этом растворе достаточного количества хлоридов, которые необходимы для активации стальных анодов. В гальванокоагуляторе растворение железа происходит в результате коррозионного процесса: Fe+2H+→Fe2++H2 (2). В электрокоагулятор регулярно (по мере растворения) загружают специально изготовленные для этой цели электроды – стальные пластины, а в гальванокоагулятор – отходы стальной стружки. Таким образом, как справедливо указывается в ответе Виноградова С.С., оба метода отличаются лишь по способу получения раствора, содержащего ионы двухвалентного железа.

Что же касается процесса обезвреживания стоков, содержащих соединения шестивалентного хрома, то в основе обоих методов лежит химическая реакция между ионами хромата и двухвалентного железа: CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O (3).

На восстановление одного хромат-иона расходуется три иона двухвалентного железа и восемь молекул соляной (или четыре серной) кислоты. Чтобы реакция (3) шла с достаточной скоростью, расходующиеся реагенты – двухвалентное железо и кислота – должны находиться в обезвреживаемом стоке в значительном избытке. В реальности это приводит к тому, что норму расхода и кислоты и двухвалентного железа надо увеличить еще в 1,5-2 раза. Это означает, что на 1 кг хрома будет расходоваться около 5 кг двухвалентного железа. По окончании процесса восстановления (реакция 1) следует третья стадия – осаждение железа и хрома в виде гидроксидов. Для этого в раствор добавляют щёлочь, чтобы повысить pH полученного раствора до pH гидроксидообразования обоих металлов:

Cr3++ 3NaOH→Cr(OH)3 + 2Na+ (4a)

Fe3++3NaOH→Fe(OH)3+ 3Na3+ (4б)

Как видно из этих реакций, для получения гидроксидов требуется большое количество щелочи. Дополнительный расход щелочи потребуется на взаимодействие с вышеупомянутыми избыточными количествами кислоты (её нейтрализацию) и ионов двухвалентного железа (последние должны быть также переведены в гидроксиды).

Таким образом, на обезвреживание 1 кг шестивалентного хрома придется израсходовать около 5 кг железа, несколько килограммов кислоты и щелочи, а в окончательном итоге образуется более 10 кг твердых отходов – гальваношлама. При этом «очищенная» вода будет содержать такое количество солей, которые сделают невозможным ее повторное использование на операциях промывки.

Заключение. Оба метода требуют большого количества кислоты и щелочи (которое легко рассчитать, зная количество хрома в стоке или в отработанном электролите хромирования). Оба метода создают огромное количество практически не утилизируемых твердых отходов – смесей гидроксидов железа и хрома: в пересчете на сухой вес – около 10 кг на 1кг хрома (III), содержащегося в исходном стоке.

Кругликов С.С.

17.01.2008


 

От Научно-инженерного центра «Потенциал-2» поступила просьба поместить в рубрике «Вопросы-ответы» дополнение научного консультанта центра Анопольского В.Н. к ответу Кругликова С.С. В этом дополнении обобщен многолетний опыт успешного практического применения электрокоагуляции для очистки сточных вод гальванических производств.

*** Дополнение Анопольского В.Н. к ответу Кругликова С.С.

С рядом аргументов, приведенным в комментарии уважаемого эксперта, согласиться нельзя, так они не в полной мере отражают объективно установленные на сегодняшний день закономерности такого эффективного процесса очистки сточных вод, как электрокоагуляция. Дело в том, что эксперт рассматривает только один из механизмов восстановления шестивалентного хрома двухвалентным железом - в кислой среде. Но специалистам известно, что этот процесс протекает также в нейтральной и щелочной среде (см. реакции 1-3):

- в кислой среде

6Fe2+ + Cr2O72- + H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O     (1);

- в слабокислой или нейтральной среде

6Fe(OH)2 + Cr2O72- + 7H2O → 6Fe(OH)3↓ + 2Cr(OH)3↓ + 2OH-     (2);

- в слабощелочной среде

3Fe(OH)2 + CrO42- + 4H2O → 3Fe(OH)3↓ + Cr(OH)3↓ + 2OH-     (3)

Наш многолетний опыт практического применения электрокоагуляции для очистки сточных вод гальванических производств полностью подтверждает высокую эффективность этого процесса независимо от рН стоков. В то же время большое значение имеет начальная концентрация шестивалентного хрома. При его концентрации выше 20 мг/л скорость восстановления Cr6+ существенно снижается, если рН сточных вод превышает 5 ед. Поэтому в этих условиях возможно применение подкисления сточных вод для ускорения процесса восстановления. При этом доза кислоты может быть значительно ниже, чем требуется по стехиометрии (1). Следует отметить, что крупным преимуществом электрокоагуляции является возможность очистки смеси хромсодержащих и кислотно-щелочных стоков. В этом случае концентрация Cr6+ в смеси практически всегда меньше 20 мг/л, а рН ниже 5 ед. В нашей практике встречались только единичные случаи, когда требовалось дозирование кислоты для предотвращения пассивации стальных анодов, снижающей выход двухвалентного железа по току. Кроме состава сточных вод и концентрации ингредиентов, существенное влияние на эффективность восстановления Cr6+ оказывает конструкция электрокоагулятора. Применяемые в большинстве случаев конструкции далеки от совершенства, что в конечном итоге непосредственно отражается на эффективности процесса восстановления Cr6+. В последнее время разработаны электрокоагуляторы, которые лишены многих известных конструктивных недостатков. Это позволило создать и освоить широкомасштабный выпуск блочно-модульных водоочистных комплексов, которые позволяют осуществлять не только восстановление Cr6+ , но и полную очистку сточных вод от других тяжелых металлов и сопутствующих компонентов.

Что касается необходимости избытка двухвалентного железа по сравнению со стехиометрической дозой, то это не является обязательным условием эффективного восстановления Cr6+ в том случае, если в электрокоагуляторе предусмотрено быстрое смешение сточных вод с продуктами растворения анодов. Более высокий удельный расход восстановителя требуется только при концентрации Cr6+ ниже 1-3 мг/л, когда скорость процесса полного восстановления резко падает и требуется интенсифицировать его для уменьшения габаритов электрокоагуляторов. Вместе с тем не следует игнорировать тот факт, что существенная часть растворяющегося железа участвует в других реакциях восстановления, а также в процессах коагуляции, содержащихся в стоках высокодисперсных и коллоидных примесей. В отличие от некоторых других технологий электрокоагуляция является комплексным процессом, позволяющим производить очистку многокомпонентных сточных вод, а не только восстановление Cr6+. Для полной очистки металлосодержащих сточных вод, вполне очевидно, доза железа, особенно при низких концентрациях Cr6+, может в несколько раз превышать расчетную дозу, необходимую для процесса восстановления.

Действительно для полного удаления тяжелых металлов, в том числе образующихся в процессе восстановления Cr6+ трехвалентного хрома и железа, чаще всего применяется подщелачивание. Это наиболее экономичная и хорошо зарекомендовавшая себя на практике технология. Попытки отказаться от химического подщелачивания сточных вод после электрокоагуляции или гальванокоагуляции не давали устойчивого эффекта в реальных условиях эксплуатации очистных сооружений. Вместе с тем, при электрокоагуляции имеет место значительная экономия щелочного реагента за счет образования гидроксидных ионов при реакциях восстановления (см. 1-3) и в результате катодных процессов: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-. При применении электрокоагуляционной технологии дополнительная щелочь требуется чаще всего только для удаления всех других металлов, содержащихся в сточных водах. Поэтому существенно уменьшается вторичное загрязнение очищенной воды катионными и анионными остатками, как это происходит при реагентной очистке. Наш практический опыт свидетельствует, что, как правило, 50-90% очищенной с применением электрокоагуляции воды может без всякого дополнительного кондиционирования использоваться в водооборотных системах гальванических производств.

Выводы: Электрокоагуляция является в настоящее время одной из наиболее перспективных технологий очистки сточных вод, содержащих шестивалентный хром. Оптимальной областью применения этой технологии являются: начальная концентрация хрома (в смеси с кислотно-щелочными сточными водами) до 20 мг/л и производительность станции нейтрализации до 50 м3/ч. Возможность создания эффективных водооборотных систем в случае применения электрокоагуляции для восстановления шестивалентного хрома является важным преимуществом этой технологии, которое подтверждено на практике.

Анопольский В.Н.,
ООО «НИЦ «ПОТЕНЦИАЛ-2»

16.04.2008


Комментарий Кругликова С.С. к письму Анопольского В.Н.

В связи с письмом Анопольского В.Н. в защиту электрокоагуляции, как эффективного метода обезвреживания и очистки стоков, содержащих не только хром (VI), но и другие тяжелые металлы, необходимо отметить ряд содержащихся в письме положений, которые, по нашему мнению, являются дополнительными аргументами, но не за, а против электрокоагуляции.

При содержании Cr6+ в стоках более 20 мг/л и рН 5 процесс практически не идет, а при концентрации Cr6+ менее 1-2 мг/л резко падает его скорость, если нет значительного избытка Fe2+. Таким образом, для гарантии полного удаления Cr6+ из стоков необходимо и подкисление стоков, и избыток Fe2+. Разумеется, непрерывный контроль химического состава стоков и соответствующее изменение режима работы электрокоагулятора (силы тока), плюс двухстадийное регулирование рН (сначала 5, а затем 3) позволит уменьшить расход стальных анодов, количество гальваношлама и расход щелочного реагента. Однако такое «отслеживание» хода процесса и своевременное корректирование режима представляется реальным лишь при высокой его инерционности, т.е. при подаче в электрокоооагулятор хром-содержащих стоков из сборника, соответствующего 2-4-суточному объему.

В письме отмечена положительная роль гидроксида железа, способствующего более полному удалению из стоков других тяжелых металлов. Однако для достижения этого эффекта, как правило, достаточно того количества гидроксида, которое образуется благодаря наличию в гальванических линиях ванн травления стали.

Возможность повторного использования воды на операциях промывки после электрокоагуляционной или после обычной реагентной очистки зависит в основном от ее засоленности. В этом отношении как реагентный, так и электрокоагуляционный методы не имеют принципиальных отличий: в реагентном методе в воду попадает больше ионов натрия, а в электрокоагуляционном - хлорида (для активации стальных анодов). Количество же гальваношламов больше у электрокоагуляции плюс бесполезный расход стали (перевод ее в шлам).

Поэтому будущее - не за «обезвреживанием», а за замкнутыми технологическими циклами с минимальным количеством жидких и твердых отходов и с минимальным расходом чистой (деионизованной) воды.

"Замкнутый" водооборот в такой технологии не требуется благодаря практически полному отсутствию разбавленных стоков - промывных вод из ванн промывки.

Многоступенчатая противоточная промывка или использование погружных электрохимических модулей в ваннах улавливания позволит сократить на порядки водопотребление, объем стоков и количество содержащихся в них ионов загрязнителей, в т.ч. и Cr6+.

Кругликов С.С.


 

Комментарий к дискуссии координатора сайта и главного редактора журнала Профессора Кудрявцева В.Н.

В настоящее время в гальванической промышленности широко применяются самые разнообразные методы очистки сточных вод (все эти методы подробно описаны в монографии проф. С.С.Виноградова "Экологически безопасное гальваническое производство"). Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, для каждого из них характерны свои области применения, где они могут быть более эффективными, чем другие методы. Публикуя настоящую дискуссию, свою задачу редакция журнала видит не в том, чтобы раскритиковать или отдать предпочтение какому-то методу, а в том, чтобы читатель получил наиболее полную информацию о том или ином методе и на этой основе самостоятельно сделал выбор, учитывая все возможные факторы, плюсы и минусы обсуждаемых методов и технологий.


 

Продолжение дискуссии

О целесообразности применения электрокоагуляционного метода очистки сточных вод от ионов Cr+6.

Занимаясь экологическими проблемами гальванотехники в научном обществе учащихся, мы решили высказать своё мнение по поводу целесообразности применения электрокоагуляционного метода обезвреживания хромосодержащих стоков, поскольку тема нашей научно - исследовательской работы частично совпала с обсуждаемым вопросом.

Неоднократно бывая на предприятиях, внедривших электрокоагуляционный и гальванокоагуляционный методы очистки стоков от Cr+6, общаясь с рабочими и инженерами, мы пришли к выводу, что соблюдение всех технологических параметров процесса для качественного обезвреживания хромсодержащих сточных вод – задача достаточно сложная для действующих (зачастую устаревших) гальванохимических производств.

Большое сомнение (по мнению заводских специалистов) вызывает использование "очищенной" сточной воды в оборотных системах водоснабжения, требующих зачастую дистиллированную воду для получения качественных покрытий.

Что же касается экологической стороны вопроса, то, по нашему мнению, она была просто проигнорирована ув. Анопольским В.Н. Образующийся шлам, видимо, предполагается захоранивать на спецполигонах, которыми очень часто становятся городские свалки и близлежащие реки. Даже если имеется спецполигон, соответствующий всем экологическим нормам, нельзя же вечно закапывать гальваноотходы в Землю!

Тема нашей научно - исследовательской работы "Универсальная ванна промывки после гальванических покрытий". При обезвреживании промывных вод от участка хромирования стали с концентрацией Cr+6 1,9 г/дм3. (рН = 2,0) методом "прямого электролиза" (без диафрагмы) мы добились полного обезвреживания от ионов Cr+6, добавляя в обрабатываемую воду NaCl для "депассивации" железных анодов. В результате такой обработки промывных вод мы получили "феррохромовый" осадок, который по мнению специалистов ОАО "Златоустовский металлургический завод" можно использовать в металлургическом производстве. При обезвреживании этим методом хромосодержащих промывных вод от таких процессов, как хроматирование, пассивирование и т. п., получается осадок, содержащий соединения цинка, меди и других металлов, который невозможно сразу использовать, например в той же металлургической промышленности. Однако, мы считаем, что по сравнению с реагентными методами экономически и экологически целесообразнее разработать технологию "разделения" такого осадка.

Исходя из вышесказанного, мы считаем, что электрокоагуляционный и гальванокоагуляционный методы очистки сточных вод (да и другие методы очистки) имеют право на существование лишь в случае возможности утилизации и регенерации всех образующихся компонентов, и в этом плане мы полностью поддерживаем мнение ув. профессора Кругликова С.С.

 

Альхамов П. - член научного общества учащихся, секция "Промышленная экология", учащийся 11 класса школы № 10 г. Златоуст, лауреат II степени конференции учащихся "Юность, наука, культура" - Урал, Сибирь 2007 г.

Фазлутдинов К. - студент III курса УГТУ - УПИ кафедра "электрохимия", лауреат I степени конференции учащихся "Юность, наука, культура" - Урал, Сибирь, секция "Экология" 2006 г.


 

Письмо Анопольского В.Н.

Уважаемый Владимир Николаевич!

Позвольте Вас поблагодарить за продолжение дискуссии по одной из важных проблем зкологии гальванических производств, а именно по проблеме гальванокоагуляции и электрокоагуляции. Очень важно, чтобы пользователи сайта получили объективную информацию по этой теме. Поэтому я позволил себе еще раз вступить в полемику с уважаемыми оппонентами. Буду Вам признателен, если Вы разместите мои суждения в соответствующих рубриках сайта.

С наступающим Новым годом и новых творческих достижений.

25.12.2008 г.

Анопольский В.Н. уважаемым участникам дискуссии

Проф. Кудрявцев В.Н. в своем комментарии совершенно прав. Действительно, существует несколько альтернативных точек зрения на проблему очистки жидких отходов гальванических производств. Подавляющее большинство предложений, безусловно, представляют как научный, так и практический интерес. В развернувшейся дискуссии рассматривается конкретный вопрос, касающийся особенностей двух получающих в последнее время широкое практическое применение процессов: гальванокоагуляции и электрокоагуляции. Поэтому важно не уходить от темы дискуссии, а приводить объективные, подтвержденные практикой, аргументы, обосновывающие положительные или негативные стороны рассматриваемых процессов. С этой точки зрения, образцовыми являются приведенный выше ответ проф. Виноградова С.С. на заданный вопрос и комментарий проф. Кудрявцева В.Н.

К сожалению, другие участники дискуссии наряду с вполне резонными замечаниями по теме непроизвольно переходят к проблемам, не относящимся непосредственно к гальванокоагуляции и электрокоагуляции. Уважая точку зрения оппонентов, тем не менее считаю необходимым обратить внимание на следующее.

1. Ранее уже отмечалось, что электрокоагуляция имеет свою оптимальную область применения (см. ответ от 16.04.2008). Видимо, уважаемый проф. Кругликов С.С. не обратил на это внимание, так как далее исходит из того, что концентрация Cr6+ в сточных водах может превышать 20 мг/л и необходимо подкисление стоков. Но такая концентрация, как уже аргументировалось, является предельной для процесса электрокоагуляции. По этой причине нет предмета для дальнейшей дискуссии о необходимости подкисления промывных вод гальванических производств перед обработкой в электрокоагуляторе. Подтверждением этому является практическое внедрение электрокоагуляционной очистки более чем на 100 предприятиях. Восстановление Cr6+ во всех случаях происходило эффективно, независимо от рН сточных вод. При этом первые установки работают беспрерывно уже более 30 лет. Естественно, известны случаи применения электрокоагуляции при высоких концентрациях Cr6+ с предварительным подкислением сточных вод, что нивелирует преимущества электрокоагуляции перед другими технологиями восстановления хрома. Но это происходит от того, что до последнего времени не были определены оптимальные условия применимости рассматриваемой технологии. Поэтому в каждом конкретном случае на основании исходных данных выбирается наиболее эффективная технология очистки и это не обязательно должна быть электрокоагуляция.

2. Отрицательное отношение ув. оппонента к необходимости избытка железа при низких концентрациях Cr6+ вполне понятно, но это же относится и к другим технологиям восстановления хрома. Специалистам в области очистки природных и сточных вод хорошо известно, что при низких концентрациях загрязняющих веществ эффективность их извлечения резко снижается. Поэтому затраты на глубокую доочистку стоков могут составлять 30-50% от всех расходов. К сожалению, до настоящего времени не разработаны экономичные процессы интенсификации восстановления низких концентраций Cr6+. Следовательно, необходимость избытка железа это не особенность электрокоагуляции, а присущий также всем альтернативным (гальванокоагуляция, химическое восстановление) технологиям недостаток.

3. Для стабильного функционирования станций нейтрализации, применяющих электрокоагуляционную технологию, достаточно иметь усреднитель-накопитель на 4-6 часов накопления. Это подтверждается практическими результатами. Автоматизация процесса отработана и не представляет особых сложностей, а эксплуатация значительно проще, чем реагентных схем очистки.

4. Видимо Сергей Сергеевич не обратил должное внимание на современные зарубежные технологии очистки промывных вод гальванических производств, которые обеспечивают более высокий эффект очистки по сравнению с традиционными технологиями. Суть этих технологий состоит в том, что сточные воды дополнительно обрабатываются коагулянтом - хлорным железом. Ранее отмечалось, что сточные воды гальваники являются многокомпонентными и для их полной очистки до требуемых показателей по всем компонентам необходимо иметь избыток железа. Это легко достигается при реализации электрокоагуляционной технологии очистки без вторичного загрязнения очищаемой воды хлоридами, как это происходит в случае применения хлорного железа. Поэтому то, что ув. оппонент считает отрицательной особенностью электрокоагуляции, на самом деле является ее весомым преимуществом. В тех редких случаях, когда железа от травильных операций в стоках достаточно, электрокоагуляцию можно и не применять.

5. Вывод о проблематичности создания водооборотных систем гальванических производств в случае применения электрокоагуляции совершенно не правомочен, так как полностью опровергается практическими результатами. Во-первых, как уже отмечалось, электрокоагуляцию не рекомендуется использовать при очистке сточных вод, содержащих высокие концентрации Cr6+ и других тяжелых металлов. Во-вторых, в процессе электрокоагуляционной очистки солесодержание очищенных вод не только не повышается, но снижается на 15-20% за счет образования сложных комплексных малорастворимых гидроксидных соединений железа с хлоридами, сульфатами, фосфатами, карбонатами и другими анионами (к слову, эти закономерности еще до конца не исследованы). Поэтому солесодержание очищенных вод, позволяет возвращать 50-90% их в гальваническое производство без дополнительного обессоливания. В третьих, уже десятилетия работают водооборотные системы гальванических производств с электрокоагуаляционной технологией очистки стоков. Теоретическое обоснование таких систем изложено в работах проф. Рогова В.М. и его учеников.

6. Можно согласиться с мнением ув. оппонента, что в результате применения электрокоагуляции образуются твердые отходы и их количество больше за счет растворения стальных электродов. Но этот недостаток не умаляет других существенных преимуществ рассматриваемого процесса. Поэтому электрокоагуляция, как процесс очистки сточных вод гальванических производств, завоевывает все больше почитателей среди практиков-технологов очистных сооружений, особенно тех, кто повседневно сталкивается со сложностями при эксплуатации реагентных очистных сооружений. Необходимость периодической замены растворившихся электродов в электрокоагуляторе не идет ни в какое сравнение с потребностью постоянного приготовления вредных для здоровья растворов реагентов, их хранения и дозирования.

7. Аргументы проф. Кругликова С.С. по поводу преимуществ создания замкнутых водооборотных циклов в гальванических производствах не вызывают никаких возражений, наоборот - это несомненно является весьма прогрессивным и многообещающим направлением развития малоотходных технологий. Но сегодня нужно все же исходить из возможностей действующих предприятий, для которых в настоящее время стоит проблема реконструкции станций нейтрализации. Из опыта известно, что руководство предприятий выбирает, как правило, одну из трех технологий: реагентную, гальванокоагуляционную или электрокоагуляционную. В связи с этим и возникла потребность подробно изложить аргументы в пользу одной из этих технологий, что ни в коей мере не запрещает отдать предпочтение альтернативному решению. Главное, чтобы при обсуждении темы практики не вводились в заблуждение не существующими проблемами.

8. Весьма эмоциональны в своих суждениях два молодых оппонента. Они считают, что мной была проигнорирована экологическая сторона вопроса, связанная с проблемой образующихся твердых отходов. Но в теоретическом и практическом плане эта проблема решена еще в 70-е годы прошлого столетия. Желательно молодым людям более тщательно познакомиться с работами прибалтийских и российских специалистов, разработавших эффективные технологии утилизации образующихся при электрокоагуляции шламов. Беда состоит совсем в ином: в нежелании работников очистных сооружений заниматься проблемой утилизации шламов, образующихся при очистке стоков. Поэтому, кроме обезвоживания, другие технологии обработки твердых отходов не получили должного практического распространения. Вопрос будет решен только тогда, когда появится возможность создать региональные центры по переработке твердых отходов гальванических производств. В противном случае эта проблема становится экономически убыточной. Что касается мнения "рабочих и инженеров" по поводу электрокоагуляции, то можно отметить следующее. Электрокоагуляция эффективно работает, если профессионально выполнено конструктивное оформление процесса. К большому сожалению, даже специалисты часто допускают значительные ошибки при разработке конструкций электрокоагуляторов, в результате чего дискредитируется эта очень эффективная технология. Кроме того, электрокоагуляцию во многих случаях пытаются применить при высоких концентрациях хрома и других тяжелых металлов, что оборачивается негативными результатами. В заключение хотелось бы пожелать молодым оппонентам успехов в их творчестве, а также научиться не спешить с экспертными оценками по тем проблемам, по которым они не сталкивались в практической деятельности и не имеют необходимого опыта.

С уважением ко всем участникам дискуссии,
Анопольский В.Н.

25.12.2008 г.


 

Письмо Кругликова С.С.

Можно понять желание каждого участника дискуссии оставить последнее слово за собой, хотя, казалось бы, все имевшиеся аргументы уже были использованы и обсуждены участниками. Поэтому в моем заключительном обращении в журнал мне хотелось бы, не повторяя технико-экономические и экологические аргументы за и против гальвано- и электрокоагуляции, просто объяснить субъективные мотивы моего скептического отношения к этим методам. В течение последних 10-15 лет мне приходилось неоднократно выслушивать жалобы природоохранных служб промышленных предприятий, использующих эту технологию, по поводу неприятностей, с которыми они сталкивались (штрафы, угрозы закрытия гальванических цехов). Приведу один пример. Для обезвреживания сточных вод гальванического цеха ОАО «Московский завод электроизмерительных приборов» («МЗЭП») использовался гальванокоагулятор.

Следует подчеркнуть, что на гальванокоагулятор поступали ионы шестивалентного хрома только из ванн проточной промывки после операций осветления и пассивации меди и ее сплавов. Отработанные технологические растворы на гальванокоагулятор не поступали, а вывозились в «Промотходы». Тем не менее, гальванокоагулятор не обеспечивал выполнение требований по ПДК. В итоге – штрафы за сброс стоков с превышением ПДК плюс платежи «Промотходам» за отработанные растворы и гальваношламы, а также расходы на закупку химикатов для приготовления новых технологических растворов.

Перечисленные проблемы были успешно решены лишь после установки в рабочую ванну нескольких погружных электрохимических модулей (ПЭМ): (а) для непрерывной регенерации хроматных растворов непосредственно в рабочих ваннах и (б) для извлечения ионов хромата из ванн улавливания и возвращения их из камер ПЭМ обратно в рабочие ванны. Итог внедрения ПЭМ: покончено с практикой периодической (1 раз в 7-14 дней) замены рабочих растворов и вывозом отработанных растворов. Прекратилась уплата штрафов за превышение ПДК по шестивалентному хрому. Приведенный пример не противоречит высказыванию нашего оппонента об эффективности коагуляционных методов доочистки хромсодержащих стоков, в которых концентрация хромата за счет использования каких-либо иных технических решений уже была снижена до уровня менее 20 мг/л. Естественно, что в случае удаления свыше 90% ионов хромата другими методами, например, с помощью ПЭМ, и расход железа на коагуляцию, и количество образующегося гальваношлама уже не будут неприемлемо большими. Пока водопроводная вода была практически бесплатной, требуемое коагуляционными методами предельное содержание хромата ниже 20 м/л легко достигалось путем многократного разбавления стоков чистой водой. Теперь при нынешних ценах такой путь будет разорительным для владельцев предприятий.

Кругликов С.С.

15.02.2009 г.


 

Письмо Селицкого Г.А.

Уважаемые коллеги! Дискуссия о том, какой из методов, "Электрокоагуляция" или "Гальванокоагуляция", целесообразнее применять для очистки сточных вод от хрома (6-валентного) и ионов тяжелых металлов, идет с 70-х годов прошлого века. Время, к сожалению, до сих пор не расставило все по местам, т.к. практика применения этих методов дает примерно один результат, на который ориентированы практики, работающие на производстве, а именно: глубокая очистка от хрома с использованием достаточно компактного и сравнительно недорогого устройства - будь то электрокоагулятор или гальванокоагулятор.

Меня, как одного из первых разработчиков метода электрокоагуляции применительно к очистке сточных вод от хрома (Г.А.Селицкий «Применение метода электрокоагуляционного восстановления для обезвреживания хромсодержащих сточных вод». Сборник «Очистка и повторное использование сточных вод на Урале». Средне-Уральское Книжное Издательство. Свердловск, 1968г) можно обвинить в необъективности, но это на совести оппонентов... Я полностью разделяю все высказывания, которые были сделаны В.Н. Анопольским (ООО НИЦ «Потенциал»). От себя хочу добавить следующее:

1.использование электрокоагуляции позволяет создавать компактные установки на базе флотатора, так как при электрокоагуляции образуются хлопья гидроксида насыщенные водородом, которые хорошо флотируются;

2.В советские времена была сделана попытка продать гальванокоагулятор немецкой компании из ФРГ. Они сказали: это кощунство так не рационально расходовать железо и кокс на очистку стоков... А вот электрокоагуляторы для очистки сточных вод выпускали целый ряд фирм в Канаде и Франции...

С уважением, Г.А. Селицкий,
советник ген.директора по техническим вопросам.
Группа компаний ЭКО-ПРОЕКТ

P.S. Для интересующихся направляю свои статьи, которые были опубликованы в различных журналах 2007-2008гг по вопросу «Электрокоагуляция»:

20.03.2009 г.


 

Ответ Фазлутдинова К.

Здравствуйте, уважаемая редакция журнала Гальванотехника. Мы бы хотели продолжить участие в дискуссии по методу электро и гальвано коагуляции, и направить на Ваше рассмотрение наш ответ уважаемому профессору Анопольскому В.Н.:

 

Уважаемый Владимир Николаевич!

Направляем на Ваше усмотрение наш ответ проф. Анопольскому В. Н. в плане продолжения дискуссии по проблеме электрокоагуляции и гальванокоагуляции.

Мы благодарим ув. профессора Анопольского В. Н. за комментарии и пожелания в наш адрес.

Тем не менее, экологическая сторона вопроса, как нам кажется, так и осталась без ответа.

Попытаемся более детально обьяснить свою позицию. Мы считаем, что любая технология обезвреживания гальваностоков в конечном итоге должна приводить к полному устранению экологической опасности от данного вида загрязнения, а в "идеале" и к возврату ценных компонентов в производство. Из ответа уважаемого оппонента следует, что вопрос утилизации гальваношламов будет решен только тогда, когда появится возможность создания региональных центров по переработке твёрдых отходов гальванических производств. Значит, "успешное" применение электрокоагуляционного и гальванокоагуляционного и т. п. методов обезвреживания сточных вод в течение 30 лет на деле означает "успешное" захоронение гальваношламов в лучшем случае на спец. полигонах превращая со временем нашу Землю в единый спец. полигон и оставляя, видимо, решение этой проблемы нашему поколению, в худшем - на близлежащие свалки и водные объекты.

На территории одного из предприятий нашего города, была пробурена артезианская скважина. Анализ воды из скважины показал содержание Cr+6 в кол - ве. 0,3 мг/л! Как выяснилось впоследствии недалеко от места бурения в 60-е годы прошлого столетия располагался полигон для захоронения твёрдых отходов и гальваношламов (реагентный метод очистки!) оборонного предприятия. Вот такие "гидрооксиды"....! Когда я (Фазлутдинов Константин) был на международной промышленной выставке в ноябре 2008 года в Екатеринбурге, то мне довелось услышать доклад об обезвреживании хромосодержащих сточных вод "особым" методом. Я видел участника конференции (профессора), который сидел в зале и на протяжении всего доклада просто не находил себе места от услышанного и желания задать один единственный вопрос: - "Что вы делаете с полученными гидрооксидами?" - Лучшего ответа, чем "захоронить" до тех пор, пока не появится должная технология их переработки, не нашлось. Вы, уважаемый оппонент, говорите, что эта проблема была в теоретическом и практическом плане решена ещё в 70 - е годы прошлого столетия прибалтийскими и российскими специалистами?! Так почему же практически никто (как вы утверждаете) не работает по этим технологиям? Исходя из вышесказанного и Вашего ответа, уважаемый оппонент, мы только укрепились во мнении, что электрокоагуляционный и гальванокоагуляционный и т. п. методы обезвреживания гальваностоков, на наш взгляд, должны иметь право на существование, в лучшем случае, когда будут созданы (как вы сами отметили) региональные центры по переработке твердых отходов гальванических производств.

К слову, не все специалисты, как мы считаем, поддерживают Ваше мнение о создании таких центров. Многие ученые считают, что лучше "устранять" экологическую опасность гальваностоков непосредственно на рабочих участках гальванических цехов, применяя локальные системы очистки с регенерацией (утилизацией) ценных компонентов. Что касается нас, то нам кажется (возможно, в силу своей неопытности) странными технологии, предусматривающие общий сбор и обезвреживание гальваностоков с получением твёрдых гальваношламов, затем их транспортировка в центр по переработке твёрдых отходов гальванических производств (заведомо экологически опасное производство) и вторичное выделение ценных компонентов.

Экологическая лаборатория, на базе которой мы выполняем свои научно - исследовательские работы, уже долгое время сотрудничает со Златоустовским часовым заводом, имеющим устаревшее гальванохимическоеское производство, изношенное оборудование и минимум дополнительных рабочих площадей (как и на многих предприятиях в России). Желание руководства завода и заинтересованность рабочего персонала позволили разработать и внедрить локальные системы очистки гальваностоков практически на всех основных гальванических "цепочках" с возвратом и утилизацией ценных химических материалов и на 70% сократить нагрузку на общие очистные сооружения завода. Работы продолжаются, и мы принимаем в этом посильное участие.

Если же доброго желания нет, то, несмотря на экономическую выгоду, предприятия не заинтересованы во внедрении экологически безопасных технологий. Им, видимо, лучше заплатить "копейки" за сверхлимитные загрязнения, чем что - либо делать, помимо основной работы. Проверка же предприятий, сбрасывающих гальваностоки, например, в канализацию, производится службами водоканализационного хозяйства один раз в квартал. Основной закон об охране окружающей среды - так же как и Федеральный закон "Об отходах производства и потребления" обязывает предприятия применять новейшие научно - технические достижения в целях реализации малоотходных и безотходных технологий.

А теперь основная причина и цель нашего ответа!

Не считаете ли Вы, наши старшие учителя, что эти статьи законов надо заставить работать, причём с экономической выгодой для предприятий?!

Что для этого надо? Дополнить законодательную базу, создать каталог "наилучших технологий" обезвреживания регенерации (утилизации) гальваностоков с возвратом всех ценных компонентов в производство, как предлагают некоторые учёные, или что - то другое решать пока Вам!

С наилучшими пожеланиями,
Костя Фазлутдинов

06.04.2009 г.


 

Мы готовы продолжить дискуссию по этому вопросу.

Приглашаем наших читателей задавать вопросы и высказывать свои точки зрения по любым проблемам гальванотехники.

Курсы повышения квалификации
во II полугодии 2017 года
Новые материалы на сайте
Книги по гальванике (скачать)
Тезисы докладов конференции «Покрытия и обработка поверхности» – 2015, 2014, 2013
«Вопросы – ответы»
О грибоустойчивости меди и покрытия олово-висмут
Чёрное блестящее покрытие
Покрытие титаном
Растрескивание и отслоение от стали цинкового покрытия с ЛКП на деталях с винтовым соединением
Вопрос о Курсах повышения квалификации по гальванике
Рекомендуемые книги по гальванике и гальванотехнике
Оксидирование алюминия и его сплавов. Скопинцев В.Д. (2015)
Никелирование. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. (2014)
Сборник практических материалов для работников гальванических цехов (2012)
Цинкование. Техника и технология. Окулов В.В. (2008)
Фосфатирование. Григорян Н.С., Акимова Е.Ф., Ваграмян Т.А. (2008)
Электролитическое хромирование. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. (2007)
Промывные операции в гальваническом производстве. Виноградов С.С. (2007)
Организация гальванического производства. Оборудование, расчёт производства, нормирование. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева (2005)
Экологически безопасное гальваническое производство. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева (2002)
ООО «Навиком» представляет выпрямители «Пульсар СМАРТ»

 

ООО «Точность» – пружины, шайбы, кольца из ленты и проволоки

© Российское общество гальванотехников - www.galvanicrus.ru, 2007—2017