Приклад застосування моніторингу стічних вод у компанії Spring Manufacturing

У процесі обробки поверхні пружин фосфатування використовується для формування захисного покриття, що запобігає корозії. Це передбачає занурення пружин у фосфатуючий розчин, що містить іони металів, такі як цинк, марганець та нікель. Внаслідок хімічних реакцій на поверхні пружини утворюється нерозчинна плівка фосфатної солі.

Цей процес утворює два основні типи стічних вод
1. Розчин для ванни для фосфатування відходів: Ванна для фосфатування потребує періодичної заміни, що призводить до утворення висококонцентрованої рідини для відходів. Основні забруднювачі включають цинк, марганець, нікель та фосфат.
2. Фосфатування промивної води: Після фосфатування проводиться кілька етапів промивання. Хоча концентрація забруднюючих речовин нижча, ніж у відпрацьованій ванні, її об'єм є значним. Ця промивна вода містить залишковий цинк, марганець, нікель та загальний фосфор, що є основним джерелом стічних вод від фосфатування на заводах з виробництва пружин.

Детальний огляд основних забруднювачів:
1. Залізо – основний металевий забруднювач
Джерело: В основному походить від процесу кислотного травлення, коли пружинну сталь обробляють соляною або сірчаною кислотою для видалення окалини оксиду заліза (іржі). Це призводить до значного розчинення іонів заліза у стічних водах.
Обґрунтування моніторингу та контролю:
- Візуальний вплив: Після скидання іони заліза окислюються до іонів заліза(III), утворюючи червонувато-коричневі осади гідроксиду заліза, які викликають помутніння та зміну кольору водойм.
- Екологічний вплив: Накопичений гідроксид заліза може осідати на руслах річок, задушуючи бентосні організми та порушуючи водні екосистеми.
- Проблеми з інфраструктурою: Відкладення заліза можуть призвести до засмічення труб та зниження ефективності системи.
- Необхідність обробки: Незважаючи на відносно низьку токсичність, залізо зазвичай існує у високих концентраціях і може бути ефективно видалено шляхом регулювання pH та осадження. Попередня обробка є важливою для запобігання втручанню в подальші процеси.

2. Цинк і марганець – «фосфатуюча пара»
Джерела: Ці елементи переважно походять з процесу фосфатування, який є критично важливим для підвищення стійкості до іржі та адгезії покриття. Більшість виробників пружин використовують розчини для фосфатування на основі цинку або марганцю. Подальше промивання водою переносить іони цинку та марганцю у потік стічних вод.
Обґрунтування моніторингу та контролю:
- Токсичність для водних організмів: Обидва метали виявляють значну токсичність для риб та інших водних організмів, навіть у низьких концентраціях, впливаючи на ріст, розмноження та виживання.
- Цинк: Погіршує функцію зябер риб, знижуючи ефективність дихання.
- Марганець: Хронічний вплив призводить до біоакумуляції та потенційних нейротоксичних ефектів.
- Відповідність нормативним вимогам: Національні та міжнародні стандарти скидів встановлюють суворі обмеження на концентрацію цинку та марганцю. Ефективне видалення зазвичай вимагає хімічного осадження з використанням лужних реагентів для утворення нерозчинних гідроксидів.

3. Нікель – важкий метал високого ризику, що потребує суворого регулювання
Джерела:
- Входить до складу сировини: деякі леговані сталі, включаючи нержавіючу сталь, містять нікель, який розчиняється в кислоті під час травлення.
- Процеси обробки поверхні: Деякі спеціалізовані гальванічні або хімічні покриття містять сполуки нікелю.
Обґрунтування моніторингу та контролю (критична важливість):
- Небезпека для здоров'я та навколишнього середовища: Нікель та деякі сполуки нікелю класифікуються як потенційні канцерогени. Вони також становлять ризик через свою токсичність, алергенні властивості та здатність до біоакумуляції, створюючи довгострокові загрози як для здоров'я людини, так і для екосистем.
- Суворі обмеження на скидання: такі нормативні акти, як «Комплексний стандарт скидання стічних вод», встановлюють одні з найнижчих допустимих концентрацій нікелю (зазвичай ≤0,5–1,0 мг/л), що відображає його високий рівень небезпеки.
- Проблеми з очищенням: Традиційне лужне осадження може не досягти рівня відповідності; для ефективного видалення нікелю часто потрібні передові методи, такі як хелатні агенти або осадження сульфідами.

Прямий скид неочищених стічних вод призведе до серйозного та стійкого забруднення навколишнього середовища водойм та ґрунту. Тому всі стічні води повинні пройти належне очищення та ретельне тестування для забезпечення відповідності вимогам перед скиданням. Моніторинг у режимі реального часу на місці скидання є критично важливим заходом для підприємств, що дозволяє їм виконувати екологічні зобов'язання, гарантувати дотримання нормативних вимог та пом'якшувати екологічні та правові ризики.