Разработка системы очистки сточных вод гальванического производства от ионов никеля

Введение

Гальваническое покрытие металлов и неметаллических материалов
представляет собой электрохимическое осаждение катионов металлов из
раствора на изделии (катоде). Его основное назначение ‒ нанесение
покрытий на металлы и пластики с целью придания поверхностям
определённых характеристик: износостойкости, коррозионной устойчивости,
заданной шероховатости/гладкости, повышенной адгезии перед крашением,
блеска, декоративных свойств и других [Михайлов].
Гальваническая обработка не является единственно возможным
методом нанесения защитных и декоративных покрытий на поверхности.
Кроме неё используют также: диффузия в твердом состоянии, покрытие
материалом в расплавленном состоянии, контактная металлизация,
вакуумное испарение, распылением или ионным внедрением, химическое
нанесение, комбинированные способы покрытия. Каждый из перечисленных
методов имеет свои ограничения: контактная металлизация и методы с
плавлением металлов чрезвычайно энергоёмки и позволяют обрабатывать
ограниченное число материалов; покрытие диффузией ‒ плакирование ‒
позволяет получать детали только простой формы и только из металлов,
полимерные материалы не могут быть так модифицированы. Методы
испарения, распыления и ионного внедрения в вакуумной технике часто
энергоёмки, имеют сложное аппаратурное оформление, требуют тщательного
очищения поверхности и её нагрева, не всегда позволяют получить
одинаковую толщину покрытия на деталях сложной формы и имеют низкий
коэффициент использования металла. Химические покрытия не требуют
нагревания материалов, позволяют эффективно наносить на любые
поверхности тугоплавкие металлы и получать равномерное покрытие деталей
сложной формы, но покрытие имеет более низкое качество, чем при
гальваническом нанесении [Синани, Зенин].
Таким образом, к преимуществам гальванического покрытия
поверхностей, определяющим его широкое распространение, относится

отсутствие необходимости нагрева поверхностей, высокое качество
покрытий на деталях любой формы и материала при относительно низких
энергозатратах. Однако гальваническая модификации поверхности приводит
к образованию больших объемов сложных в обработке сильнотоксичных
сточных вод и выбросов газов, которые требуют предварительной очистки
даже перед сбросом в канализацию на локальных очистных сооружениях
[Кузнецова].
Гальваническое производство не являются отдельной отраслью
промышленности, оно входит сразу в несколько различных отраслей
производства, в первую очередь ‒ в отрасли машиностроения: тяжёлую,
автомобилестроение, авиастроение, точное машиностроение
(приборостроение, электротехника, электроника), станко-инструментальное
машиностроение, а также в строительстве [Гарднер]. На
машиностроительных предприятиях доля гальваностоков составляет от 30
до 50% общего количества сточных вод. В результате ежегодно в
окружающую среду выбрасывается до 1 км 3 токсичных гальваностоков,
содержащих 50 тыс. т. тяжелых металлов, 100 тыс. т. кислот и щелочей, 25-
30% этих стоков попадает в водные бассейны [Кузнецова].
Таким образом, цель данной курсовой работы: разработка системы
очистки сточных вод гальванического производства от ионов никеля. Задачи
работы:
1. Изучить технологию нанесения покрытия;
2. Изучить состав сточных вод гальванопроизводства;
3. Изучить наилучшие доступные технологии очистки сточных вод
гальванических производств, выбрать наиболее подходящую для заданных
условий;
4. Разработать технологическую линию для очистки сточных вод от
никеля;
5. Произвести расчёт электрокоагуляции.