Пример за приложение на мониторинг на отпадъчни води в компания за производство на пружини

В процеса на повърхностна обработка на пружините се използва фосфатиране, за да се образува защитно покритие, което предотвратява корозията. Това включва потапяне на пружините във фосфатиращ разтвор, съдържащ метални йони като цинк, манган и никел. Чрез химични реакции върху повърхността на пружината се образува неразтворим филм от фосфатна сол.

Този процес генерира два основни вида отпадъчни води
1. Решение за фосфатираща отпадъчна вана: Фосфатиращата вана изисква периодична подмяна, което води до висока концентрация на отпадъчна течност. Основните замърсители включват цинк, манган, никел и фосфат.
2. Фосфатиране на вода за промиване: След фосфатирането се провеждат няколко етапа на промиване. Въпреки че концентрацията на замърсители е по-ниска от тази в отработената вана, обемът е значителен. Тази вода за промиване съдържа остатъчен цинк, манган, никел и общ фосфор, които представляват основния източник на отпадъчни води от фосфатиране в съоръженията за производство на пружини.

Подробен преглед на основните замърсители:
1. Желязо – основен метален замърсител
Източник: Произхожда предимно от процеса на киселинно ецване, при който пружинната стомана се обработва със солна или сярна киселина за отстраняване на железен оксид (ръжда). Това води до значително разтваряне на железни йони в отпадъчните води.
Обосновка за мониторинг и контрол:
- Визуално въздействие: При изпускане, железните йони се окисляват до железни йони, образувайки червеникаво-кафяви утайки от железен хидроксид, които причиняват мътност и промяна в цвета на водните басейни.
- Екологични ефекти: Натрупаният железен хидроксид може да се утаи по речните корита, задушавайки бентосните организми и нарушавайки водните екосистеми.
- Проблеми с инфраструктурата: Железните отлагания могат да доведат до запушване на тръбите и намалена ефективност на системата.
- Необходимост от третиране: Въпреки относително ниската си токсичност, желязото обикновено се среща във високи концентрации и може да бъде ефективно отстранено чрез регулиране на pH и утаяване. Предварителната обработка е от съществено значение, за да се предотврати смущение в процесите надолу по веригата.

2. Цинк и манган – „фосфатиращата двойка“
Източници: Тези елементи произхождат предимно от процеса на фосфатиране, който е от решаващо значение за подобряване на устойчивостта на ръжда и адхезията на покритието. Повечето производители на пружини използват фосфатиращи разтвори на основата на цинк или манган. Последващото изплакване с вода пренася цинкови и манганови йони в потока от отпадъчни води.
Обосновка за мониторинг и контрол:
- Водна токсичност: И двата метала проявяват значителна токсичност за рибите и други водни организми, дори при ниски концентрации, като засягат растежа, размножаването и оцеляването.
- Цинк: Уврежда функцията на хрилете на рибите, което компрометира дихателната ефективност.
- Манган: Хроничната експозиция води до биоакумулация и потенциални невротоксични ефекти.
- Съответствие с нормативните изисквания: Националните и международните стандарти за заустване налагат строги ограничения върху концентрациите на цинк и манган. Ефективното отстраняване обикновено изисква химическо утаяване с помощта на алкални реагенти за образуване на неразтворими хидроксиди.

3. Никел – високорисков тежък метал, изискващ строга регулация
Източници:
- Присъщо на суровините: Някои легирани стомани, включително неръждаемата стомана, съдържат никел, който се разтваря в киселината по време на ецване.
- Процеси на повърхностна обработка: Някои специализирани галванични или химически покрития включват никелови съединения.
Обосновка за мониторинг и контрол (критична важност):
- Опасности за здравето и околната среда: Никелът и някои никелови съединения са класифицирани като потенциални канцерогени. Те също така представляват рискове поради своята токсичност, алергенни свойства и способност за биоакумулиране, представлявайки дългосрочни заплахи както за човешкото здраве, така и за екосистемите.
- Строги ограничения за заустване: Регламенти като „Интегрирания стандарт за заустване на отпадъчни води“, определят едни от най-ниските допустими концентрации за никел (обикновено ≤0,5–1,0 mg/L), което отразява високото му ниво на опасност.
- Предизвикателства при третирането: Конвенционалното алкално утаяване може да не постигне нива на съответствие; за ефективно отстраняване на никел често са необходими усъвършенствани методи, като хелатиращи агенти или сулфидно утаяване.

Директното изпускане на непречистени отпадъчни води би довело до сериозно и трайно замърсяване на околната среда на водните басейни и почвата. Следователно, всички отпадъчни води трябва да преминат през подходящо пречистване и строги тестове, за да се гарантира съответствието им преди изпускане. Мониторингът в реално време на изпускателния отвор служи като критична мярка за предприятията, за да изпълняват екологичните си отговорности, да гарантират съответствие с регулаторните изисквания и да смекчат екологичните и правните рискове.