تصفيه فاضلاب آبکاری كروم

اختراع حاضر به بهبود در دستگاه تصفیه محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول از آبکاری کروم و آب تمیز کننده اسید کرومیک در آبکاری کروم مربوط می شود.

2. شرح هنر مرتبط

روش های تصفیه محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول آبکاری کروم یا موارد مشابه به طور کلی به سه نوع زیر طبقه بندی می شوند:

^{(1) کروم شش ظرفیتی با انواع مختلف احیا کننده به کروم سه ظرفیتی (Cr 3 +} ) تبدیل می شود و سپس رسوب می کند تا همان هیدروکسید کروم توسط یک ماده شیمیایی قلیایی حذف شود.

(2) کرومات های با حلالیت کمتر، مانند نمک باریم (BaCrO ₄ ) یا نمک سرب ( PbCrO ₄ ) در کرومات های فلزی با رسوب تشکیل و حذف می شوند.

(3) اسید کرومیک با تکنیک های تبادل یونی، یعنی با استفاده از نوع باز آزاد یا رزین های تبادل آنیونی قوی بازیابی می شود.

در میان تکنیک های تصفیه که در بالا توضیح داده شد، روش دوم برای تشکیل کرومات های نامحلول در حال حاضر به سختی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا نمک باریم و نمک سرب گران و سمی هستند. همچنین، مقدار افزودنی دقیق از نظر استوکیومتری مورد نیاز است، که مقدار افزوده باید مطابق با نوسان مایع تخلیه شده، سرعت جریان و غلظت اسید کرومیک تغییر کند، در نتیجه مشکلات مختلفی از نظر کنترل عملیات ایجاد می‌شود.

سومین تکنیک استفاده از تبادل یونی مستلزم کنترل حد بالایی غلظت اسید کرومیک و دفع رزین تبادل آنیون قویاً بازی پس از تصفیه محلول اسید کرومیک تخلیه شده است. هنگامی که کروم شش ظرفیتی پس از تنظیم pH به کروم سه ظرفیتی تبدیل می شود و مواد شیمیایی به آن اضافه می شود، هیدروکسیدهای کروم تشکیل شده و رسوب داده می شود تا مواد زائد ایجاد شود که منجر به آلودگی عمومی می شود.

در هر یک از تکنیک های تصفیه که در بالا توضیح داده شد، کاهش و خنثی سازی برای تشکیل لجن اعمال می شود که به گونه ای تصفیه می شوند که مقررات قانونی تعریف سموم و مواد شیمیایی کشنده را نقض نکنند.

در چنین شرایطی، هزینه های مختلف از جمله هزینه های نصب، هزینه های شیمیایی برای تصفیه سم زدایی و هزینه های تصفیه آلودگی عمومی (هزینه های تصفیه لجن) بسیار زیاد است. علاوه بر این، تکنیک‌های بسیار ماهر برای کنترل عملیات مورد نیاز است، که اغلب فراتر از عملکرد متحمل هزینه و هیئت علمی شرکت‌های کوچک است.

بر این اساس، هدف از اختراع حاضر غلبه بر مشکلات فوق در هنر قبلی، فراهم کردن استفاده راحت و اقتصادی موثر از ضایعات مایع حاوی مواد سمی تشکیل شده در مقادیر زیاد، به عنوان مثال، در کارخانه‌های آبکاری کروم، برای ایجاد یک سیستم بازیافت بسته برای کل فرآیند آبکاری کروم از طریق حذف آلودگی عمومی و صرفه جویی در منابع و انرژی و جلوگیری از تشکیل مواد منجر به آلودگی عمومی.

هدف فوق را می توان مطابق با اختراع حاضر با ارائه در یک محفظه آبکاری کروم برای انجام عملیات آبکاری کروم، یک ظرف بازیابی که محلول آبکاری کروم را تخلیه نمی کند، ضایعات محلول از آبکاری کروم و آب پاک کننده اسید کرومیک از خارج به دست آورد. محفظه آبکاری کروم، یک ظرف آبکاری کروم برای اعمال آبکاری کروم بر روی کاری که قرار است آبکاری شود، یک دستگاه فیلتر در ارتباط با مخزن بازیابی مورد استفاده برای محلول آبکاری کروم با قدرت اکسیداسیون قوی، یک ظرف الکترولیز بازیابی ناخالصی در ارتباط با کروم ظرف آبکاری و دستگاه فیلتراسیون به ترتیب برای رسوب یون های آهن به صورت ناخالصی به شکل هیدروکسید آهن با احیاء و تبدیل کروم سه ظرفیتی به کروم شش ظرفیتی اسید کرومیک با اکسیداسیون و ارائه یک دستگاه بازیابی مه اسید کرومیک در ارتباطات به محفظه آبکاری کروم. با مخزن آبکاری کروم برای بازیابی و مایع کردن مه اسید کرومیک که بر روی آبکاری کروم تشکیل شده است، و یک برج تمیز کننده مه اسید کرومیک در ارتباط با دستگاه بازیابی غبار اسید کرومیک و ظرف بازیابی برای تمیز کردن مه اسید کرومیک که از دستگاه بازیابی غبار اسید کرومیک جریان می یابد. .

برای ایجاد یک سیستم بازیافت بسته، ساخت مخزن بازیابی در زیر زمین محفظه آبکاری کروم و تهیه مخزن آبکاری کروم در داخل ظرف بازیابی ترجیح داده می شود.

شکل. 1 یک نمای توضیحی برای یک سیستم بازیافت بسته برای استفاده در محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول از آبکاری کروم و آب تمیز کردن اسید کرومیک مطابق با اختراع حاضر است.

شکل. 2 یک نمای توضیحی برای یک سیستم بازیافت بسته با کنترل دما برای محلول آبکاری کروم است.

شکل. 3 یک نمای شماتیک توضیحی برای داخل یک ظرف الکترولیز بازیابی ناخالصی است.

شکل. 4 یک نمای پلان توضیحی شماتیک برای داخل دستگاه بازیابی غبار اسید کرومیک است. و

شکل. 5 نمای مقطعی است که در امتداد خط (5)–(5) در شکل. 4.

تجسم های ترجیحی اختراع حاضر با ارجاع به شکل توضیح داده خواهد شد. 1.

آمحفظه آبکاری کروم1 برای انجام عملیات آبکاری کروم دارای امکانات مختلفی است که برای آبکاری کروم مورد نیاز است، مانند مخزن بازیابی 2،ظرف آبکاری کروم3، یک دستگاه تصفیه 4، یک ناخالصی بهبود می یابدظرف الکترولیز5، یک اسید کرومیکدستگاه بازیابی مه6 و یک برج تمیز کردن مه اسید کرومیک 7 که در آن دستگاه فیلتر 4، اسید کرومیکدستگاه بازیابی مه6، برج تمیز کردن مه اسید کرومیک 7 و موارد مشابه با مخزن بازیابی 2 در ارتباط هستند و ناخالصی ها بازیابی می شوند.ظرف الکترولیز5 در ارتباط باظرف آبکاری کروم3. علاوه بر این،ظرف آبکاری کروم3 در ظرف بازیابی 2 ریخته می شود، به طوری که محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول از آبکاری کروم و آب تمیز کننده اسید کرومیک به طور کامل توسط ظرف بازیابی 2 بازیابی می شوند تا یک سیستم بازیافت بسته ایجاد شود که آنها را از کروم خارج نمی کند. محفظه آبکاری

ظرف بازیابی 2 محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول از آبکاری کروم و آب تمیز کننده اسید کرومیک را به طور کامل بازیابی می کند و به هیچ وجه آنها را به بیرون تخلیه نمی کند.محفظه آبکاری کروم1. یک اتاق زیرزمینی ساخته شده بهمحفظه آبکاری کروم1 به عنوان مخزن بازیابی 2 استفاده می شود.

ظرف بازیابی 2 دارای یک درب 8 قابل نفوذ به آب (به عنوان مثال، گریتینگ) در یک قسمت باز است به طوری که محلول آبکاری کروم، محلول ضایعات حاصل از آبکاری کروم و آب تمیز کننده اسید کرومیک به داخل نشت می کند.محفظه آبکاری کروم1 بازیابی شدند.

راظرف آبکاری کروم3 که در مخزن بازیابی 2 دفع می شود، برای اعمال آبکاری کروم بر روی ماده “الف” که قرار است آبکاری شود (که از این پس به عنوان ماده آبکاری شده “A” نامیده می شود) که در ظرف بازیابی 2 دفع می شود، ارائه شده است. در مخزن بازیابی 2، اگر حادثه نشتی محلول آبکاری کروم رخ دهد، محلول نشت شده را می توان در ظرف بازیابی 2 بازیابی کرد. همچنین، اسید کرومیک آبی که پس از بالا آمدن ماده کروم اندود A در آبکاری کروم ایجاد می شود.کشتی3 و شستشو با دوش، می تواند به رگ بازیابی 2 بازیابی شود.

راظرف آبکاری کروم3 در مخزن بازیابی 2 در یک موقعیت پایین تر قرار می گیرد تا بتوان یک ماده آبکاری شده با اندازه بزرگ “a”، یک ماده آبکاری شده با وزن سنگین “a” یا یک ماده آبکاری شده با وزن سنگین و بزرگ “a” را به راحتی در آن قرار داد و بردارد. بیرون ازظرف آبکاری کروم3، در مقایسه باظرف آبکاری کروم3 در بالای زمین فراهم شده است. همچنین، اپراتورها می توانند عملیات آبکاری کروم را با خیال راحت بر روی زمین بدون بالا رفتن از مکان های مرتفع برای دستیابی به آبکاری کروم انجام دهند، در نتیجه به تضمین ایمنی در عملیات آبکاری کمک می کنند.

از آنجایی که آبکاری کروم توسط الکترولیز انجام می شود، آبکاری کروم با قرار دادن یک آند در قسمت مخالف خالی در فضای روکش کروم انجام می شود.کشتی3 و قرار دادن ماده آبکاری شده “a” بین الکترودها.

دستگاه تصفیه 4 برای جداسازی مواد معلق جامد (اندازه دانه 1.7 تا 7.0μ) که به عنوان مثال در محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول حاصل از آبکاری کروم و آب تمیز کننده اسید کرومیک در ظرف بازیابی وجود دارد، از طریق فیلتراسیون استفاده می شود. دستگاه محلول آبکاری کروم، آب تمیزکننده اسید کرومیک، ضایعات محلول حاصل از آبکاری کروم و موارد مشابه را در ظرف بازیابی 2 از طریق لوله مکش 9 می مکد، مواد معلق جامد را از طریق یک سیلندر فیلتراسیون که در داخل قرار دارد فیلتر می کند (نشان داده شده است). ) و سپس آنها را برای زدودن ناخالصی ها به داخل نجاست بازیابی می فرستدظرف الکترولیز5.

بهبودی ناخالصیظرف الکترولیز5 عمدتاً برای کاهش و رسوب برای حذف ناخالصی ها (به عنوان مثال یون های فلزات مانند آهن، مس یا روی و کروم سه ظرفیتی) استفاده می شود. ساختاری دارد که در شکل نشان داده شده است. 3 که در آن الفکشتی22 خود به عنوان یک ظرف دو جداره تشکیل شده است که از یک ظرف بیرونی و یک ظرف داخلی تشکیل شده است. ظرف بیرونی از آهن ساخته شده و با ورقه جلویی پوشانده شده است، در حالی که ظرف داخلی از رزین وینیل کلرید سفت و سخت ساخته شده است. داخل ظرف داخلی با یک تقسیم می شودغشای پارتیشن23 به یکمحفظه آند24 و الفمحفظه کاتد25.

بهبودی ناخالصیظرف الکترولیز5 دارای گذرگاه های مثبت و منفی در قسمت بالایی استکشتی22 خود، که از آن الفآند آلیاژ سرب26 وکاتد آهن27 معلق و مخالف یکدیگر از طریقغشای پارتیشن23.

مایعات پس از جداسازی مات های معلق جامد توسط فیلتراسیون، از جمله محلول آبکاری کروم، ضایعات محلول از آبکاری کروم و/یا آب تمیز کردن اسید کرومیک، از مخزن فیلتر 4 منتقل می شوند.محفظه آند24 ومحفظه کاتد25 به ترتیب. هنگامی که الکترولیز شروع می شود، سه نوع واکنش به صورت موازی با یکدیگر انجام می شود تا محلول بازسازی اسید کرومیک (کروم شش ظرفیتی) با ناخالصی کمتر و با غلظت بالا تشکیل شود.

یعنی زمانی که الکترولیز درمحفظه آند24 ومحفظه کاتد25، الکترواسمز یا الکترودیالیز اسید کرومیک ازمحفظه کاتد25 بهمحفظه آند24 عبور ازغشای نفوذ23، که در آن دیالیز کرومیک اسید و اکسیداسیون الکترولیتی یا کروم سه ظرفیتی (Cr ^{3 +} ) به کرومیک اسید (Cr ^{3 +} → CrO ₃ ) درمحفظه آند24 و در نتیجه غلظت اسید کرومیک درمحفظه آند24 افزایش و مقدار کروم سه ظرفیتی کاهش می یابد. بنابراین، یک محلول بازسازی شده که می تواند به عنوان محلول آبکاری کروم استفاده شود، پس از اتمام الکترولیز به دست می آید.

از سوی دیگر، درمحفظه کاتد25 از نجاست بهبودیظرف الکترولیز5، یون های فلزی ناخالصی ها (یون های فلزی مانند آهن، مس و روی) به صورت هیدروکسید رسوب کرده و حذف می شوند.

اسید کرومدستگاه بازیابی مه6 دستگاهی از نوع خشک است که برای بازیابی و مایع کردن مه های اسید کرومیک تشکیل شده با اکسیژن و هیدروژن تولید شده بر اثر الکترولیز آبکاری کروم و انتقال مه ها به مخزن بازیابی 2 در نظر گرفته شده است.

در ساختار داخلی اسید کرومیک خشکدستگاه بازیابی مه6، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 4 و 5، چند غبار اسید کرومیکصفحات مایع سازی27 هر کدام در 45 درجه نسبت به جهت جریان مه های اسید کرومیک در جهت عمودی مرتب شده اند. هنگامی که مه های اسید کرومیک با اینرسی و نیروی چرخشی با صفحات برخورد می کنند، مه ها مایع شده و رسوب می کنند و در امتداد صفحه مایع جریان می یابند و توسط جمع کننده جمع می شوند.شیارها28 و سپس به عنوان محلول اسید کرومیک از دریافت کننده مایع بازیابی جریان می یابدکشتی29 از طریق جریانلوله11 به رگ بازیابی 2.

اندازه اسید کرومیکدستگاه بازیابی مه6، و همچنین اندازه و تعداد غبار اسید کرومیکصفحات مایع سازی27 ممکن است بسته به میزان مه ها تغییر کند.

غبار اسید کرومیکصفحه مایع سازی27 نه با قرار دادن یک صفحه مسطح در زاویه 45 درجه نسبت به جهت جریان مه های اسید کرومیک، بلکه با خم کردن یک انتهای یک عضو صفحه به شکل U شکل، و خم کردن انتهای دیگر در یک زاویه ایجاد می شود. 45 درجه و خمش بیشتر در زاویه 45 درجه بطور قابل ملاحظه ای به موازات قسمت U شکل. اعضای صفحه ای که بدین ترتیب ساخته شده اند، هر کدام به تعداد مساوی روی ورودی مه (بخشی از دستگاه بازیابی غبار اسید کرومیک که مواد را از ظرف آبکاری کروم دریافت می کند) و خروجی مه (بخشی از دستگاه بازیابی مه اسید کرومیک که مواد را به دستگاه بازیابی مه کرومیک ارسال می کند) قرار می گیرند. برج تمیز کردن مه اسید کرومیک) و در جهت های عمودی مخالف در بدنه اصلی دستگاه.

برج تمیز کننده مه اسید کرومیک 7 دارای چنین ساختاری است که در آن دوش 12 در قسمت بالایی برج قرار گرفته است، یک اندازه گیری غلظت اسید کرومیک /سوراخ بازرسی13 در قسمت میانی مجرای بالای دوش سوراخ شده و aدمنده تخلیه14 در بالای سوراخ بازرسی قرار می گیرد و aپنجره تخلیه15 بالای تخلیه باز می شود.

هنگامی که برج تمیز کردن مه اسید کرومیک 7 به شرح فوق ساخته می شود ودمنده تخلیه14 عمل می کند، اسید کرومیک مه می شود که نمی تواند توسط کرومیک خشک مایع شود.دستگاه بازیافت اسید6 به داخل برج غبار اسید کرومیک مکیده شده و توسط آب تمیز کننده تزریق شده از دوش 12 تمیز شده و در ظرف بازیابی 2 خارج می شوند.

با اشاره به آب تمیز کننده دوش 12 برج تمیز کننده مه اسید کرومیک 7، غلظت اسید کرومیک در هوای تخلیه شده از برج تمیز کننده با اندازه گیری غلظت اسید کرومیک تخلیه شده اندازه گیری می شود.سوراخ بازرسی13 و سپس آب تمیز کننده قدیمی به مخزن بازیافت 2 تخلیه می شود و قبل از اینکه مقدار اندازه گیری شده مقدار استاندارد تعیین شده توسط معیار محیطی را نشان دهد با آب تمیز کننده تازه جایگزین می شود تا راندمان تمیز کردن و حذف برای مه های اسید کرومیک کاهش نیابد.

غلظت اسید کرومیک با استفاده از اندازه گیری غلظت اسید کرومیک تخلیه شده اندازه گیری می شودسوراخ بازرسی13 با گرفتن مایعی در هوای مکیده شده توسطدمنده14 در یک دستگاه جمع آوری (زمان جمع آوری حدود 20 دقیقه، سرعت مکش 3.0 لیتر در دقیقه) و توسط یک نورسنج جذب اتمی بررسی می شود.

از طرفی هوای سم زدایی شده پس از پاکسازی و از بین بردن مه های اسید کرومیک، از بدن خارج می شود.پنجره تخلیه15.

همانطور که در بالا توضیح داده شد، غبارهای اسید کرومیک تولید شده در طول آبکاری کروم با استفاده ترکیبی از یک دستگاه حذف کننده نوع خشک و بازیافت آب تمیز توسط دستگاه حذف مرطوب، در ظرف بازیابی 2 بازیابی می شوند، در حالی که مقدار آب مصرفی را به حداقل می رساند و در مقدار عددی تعیین شده توسط معیار محیطی.

محصول آبکاری کروم “A” که با استفاده از آبکاری کروم بر روی کار “a” تهیه شده است، از قسمت بالا کشیده می شود.ظرف آبکاری کروم3 پس از پایان آبکاری کروم، با دوش در بالای ظرف آبکاری شسته شده، با الکترودها و پوشش در ظرف برداشته می شود.محفظه آبکاری کروم1، دوباره با دوش شسته شد تا محلول آبکاری کروم از بین برود و سپس به بیرون تحویل داده شودمحفظه آبکاری کروم1. اسید کرومیک آبی که با شستشوی آب در بالای سطح تشکیل می شودظرف آبکاری کروم3 توسط دوش به رگ بازیابی 2 بازیابی می شود.

توضیحات برای یک سیستم بازیافت بسته کنترل دما برای محلول آبکاری کروم مورد استفاده در آبکاری کروم که در بالا توضیح داده شد با اشاره به شکل انجام می شود. 2.

در سیستم بازیافت، گرمایش از نوع گردشی/لوله خنک کننده16 و یک سنسور دما 17، که برای کنترل دمای محلول آبکاری کروم استفاده می شود، درظرف آبکاری کروم3. گرمایش/لوله خنک کننده16 از طریق دو شیر برقی سوئیچینگ جهت 18-1، 18-2 به چاه متصل می شود.پمپ حرارتی شناخته شده19 مخزن آب خنک کننده 20 و الفمخزن انباشت گرما21. یک خط لوله از تشکیل شده استپمپ حرارتی19 از طریق پمپ P1 به مخزن آب خنک کننده 20، در حالی که یک خط لوله از طریق پمپ P2 دیگر به سمتمخزن انباشت گرما21. همچنین، یک تجمع گرماسنسور دمای ظرف30 برایپمپ حرارتی19 ومخزن انباشت گرما21.

دمای مایع در آبکاری کروم توسط سنسور دما 17 تشخیص داده می شود که روی دمای بهینه مورد نیاز برای آبکاری کروم تنظیم شده است و شیر برقی تغییر جهت 18-1 یا 18-2 جریان را به آب سرد یا آب گرم تغییر می دهد. درجه حرارت. عملکرد سولونوئید سوئیچینگ جهت 18-1 یا 18-2 توسط سیگنالی از سنسور دما 17 انجام می شود که دمای محلول آبکاری کروم را تشخیص می دهد.

هنگامی که دمای محلول آبکاری کروم از دمای از پیش تعیین شده بالا می رود، آب سرد (در دمای 15 درجه سانتیگراد) با تحریک پمپ P1 از مخزن آب سرد 20 از طریق تغییر جهت شیر ​​برقی 18-1 به جریان می یابد. لوله گرمایش/خنک کننده 16 (به خط نقطه چین و زنجیره نقطه چین در شکل 2 مراجعه کنید). آب گرم شده از آب خنک کننده که توسط محلول آبکاری کروم گرم شده و برگشت داده شده است از طریق آبکاری ارسال می شود.پمپ حرارتی19 به دمای تنظیم شده از پیش تعیین شده آب سرد (15 درجه سانتیگراد) و توسط پمپ P1 به مخزن آب سرد 20 ارسال می شود و آب گرم و گرمای جدا شده توسط پمپ P2 درمخزن انباشت گرما21.

اگر دمای محلول آبکاری کروم کمتر از دمای تنظیم شده باشد، آب گرم به سمت گرمایش جریان می یابد/لوله خنک کننده16 به آب گرم ازمخزن انباشت گرما21 ارسال شده از مخزن آب سرد 20 توسط شیر برقی تغییر جهت 18-1 توسط تشخیص سنسور دما 17، جریان آب گرم در گرمایش /لوله خنک کننده16 برای افزایش دمای محلول آبکاری کروم. سپس، با شیر برقی سوئیچینگ جهت دیگر 18-2، مدار آب سرد به مدار پمپ حرارتی برگشت دهنده آب گرم برای ارسال آب گرم بهپمپ حرارتی19.

پس از تشریح تجسم‌های ترجیحی خاص اختراع با اشاره به نقشه‌های همراه، قدردانی می‌شود که اختراع حاضر به آن تجسم‌های دقیق محدود نمی‌شود و می‌توان تغییرات و اصلاحات مختلفی را توسط یکی از افراد دارای مهارت معمولی در این هنر انجام داد. انحراف از دامنه و روح اختراع که توسط ادعاهای ضمیمه تعریف شده است.