Защита окружающей среды при окрасочных работах
При получении и хранении сырья и полуфабрикатов для лакокрасочных материалов, изготовлении готовых красок, обработок их после длительного хранения, использовании сиккативов, отвердителей, инициаторов, растворителей в воздух попадают комитенты, оказывающие неблагоприятное влияние на окружающею среду. Поэтому участки хранения сырья и полуфабрикатов, приготовления и раздачи красок, сбора отработанных растворов, очистки краскораспылителей, кистей и другого оборудования должны находиться в специальных краскозаготовительных отделениях, отвечающих санитарным требованиям.
Краскозаготовительное отделение оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей 10—15-кратный воздухообмен в час. В зонах наибольшего загрязнения парами дополнительно удаляют воздух, с помощью которого концентрация паров растворителя в помещении поддерживается на уровне 50— 100 мг/м3. Необходимо следить за тем, чтобы в приземной зоне не создавалась концентрация паров выше предельно допустимых значений.
Емкости для приготовления лакокрасочных материалов, бачки для раздачи красок, фильтры, мерники и другое оборудование должны устанавливаться на поддон, на дне которого наливают 10—15 мм воды. Это устраняет засыхание пролитого материала и облегчает его сбор. Если лакокрасочный материал попадает на пол, последний посыпают опилками, затем скребками из металла, не образующего искр, собирают в металлические закрывающиеся емкости. Отходы вывозят в места захоронения или так же, как обводненные отходы (содержащие до 65 % воды), сжигают на установках «Вихрь» (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Стационарная установка «Вихрь» для бездымного сжигания обводненных отходов: 1 — гомогенизатор; 2 — насос; 3 — труба; 4 — горелка; 5 — вентилятор.
Работы на открытых площадках, достроечных набережных, в открытых доках могут влиять на окружающую среду. Для ее защиты все технологические процессы должны разрабатываться с использованием при очистке установок гидродинамических или с замкнутым циклом. Необходимо применять покрытия с пониженным содержанием растворителей и наносить краски способами, обеспечивающими минимальные их потери.
В красочных цехах организуют участки для окрашивания крупногабаритных или крупных серий деталей, оборудованных поточными линиями, напольными конвейерами и сушильными установками, с устройствами, обеспечивающими минимальные выводы нежелательных компонентов в окружающую среду.
Загрязненный воздух, поступающий из окрасочных камер и сушильных установок, необходимо тщательно очищать от аэрозолей и паров растворителей. Для этого предназначены гидрофильтры форсуночные, каскадные, турбулентные и др. Наиболее эффективны скоростные фильтры с принципом действия на основе сопла «Вентури». С их Помощью из воздуха удается удалить 99,9 % аэрозолей и уменьшить на 35—50 % содержание в нем растворителей.
Наиболее эффективна окончательная очистка воздуха термическим сжиганием остатков загрязнений в термокаталитических реакторах типа ТКР при 700—800 °С. Такие реакторы (рис. 8.5) позволяют окислять до 96 % загрязнений, содержащихся в удаляемом воздухе. Применение этого способа не только устраняет неблагоприятное влияние загрязнений на окружающую среду, но и снижает пожаро- и взрывоопасность вентиляционных установок окрасочных цехов.
Рис. 8.5. Реактор ТКР-3,15, используемый для дожигания остатков паров растворителей в воздухе, удаляемом из окрасочных или сушильных камер.
1 — корпус;
2 — катализатор;
3 — предохранительная мембрана;
4 — отверстие для термопары;
5 — запальная свеча;
6 — контрольный электрод;
7 — смотровое устройство.
В процессе эксплуатации в окрасочных цехах образуются сточные воды, которые требуется обязательно очищать перед сбросом в канализационную систему. Сточные воды имеют различные загрязнения: остатки обрастаний, ржавчину, мелкую окалину, песок, химические пасты, растворы для обезжиривания, фосфатирования, пассивирования, грязные растворители, минеральные масла и т. п.
Существует три основных вида сооружений для очистки сточных вод: локальные, заводские и районные. На применяемых в цехах окрашивания локальных сооружениях очищают воды, которые нельзя направить в системы повторного и оборотного использования или сбросить в заводские канализационные коллекторы. В этом случае применяют отстаивание, фильтрование, центрифугирование или ультрафильтрацию.
При отстаивании удается удалить 50—60 % неорганических загрязнений и 60—70 % нефтепродуктов. Наиболее распространены отстойники горизонтального типа. Очистка от частиц размером 5 мкм и более производится путем фильтрования грязной воды через керамзит, пенополистирольную крошку, уголь и другие материалы; способ обеспечивает только предварительную очистку. Необходима последующая очистка центрофугированием.
Ультрафильтрация — наиболее эффективный способ очистки как отработавших водных растворов, так и водорастворимых лакокрасочных материалов. Очистка производится в специальных трубчатых секциях установки, в которой помещены мембраны из ацетата целлюлозы или химически стойких полимеров (рис. 8.6). Первые используют для обработки растворов с рН = 4,5 — 7, мембраны из полимеров применяют при значениях рН— 1 — 14. В первом случае мембраны должны обеспечить отделение воды и солевых растворов от минеральных масел, во втором — удалять воду, способствуя повышению концентрации водоразбавляемых красок.
Рис. 8.6. Ультрафильтрационная установка для очистки сточных вод.
1 — приборы контроля работы установки; 2 — секция очистки грязной воды ультрафильтрацией; 3 — каркас; 4, 5 — насосы; 6 — баки для очищенной воды или лакокрасочных материалов.
Ручное или механизированное окрашивание в камерах сопровождается потерями материалов, оседающих в ваннах, через которые удаляется загрязненный воздух. Цепной конвейер в ванне обеспечивает сбор красок с поверхности воды. Более быстрому их удалению способствует введение в ванну 3,0—3,5 г/л коагулянта для окрасочных камер. Если рН воды составляет 10,5—12,2, то степень очистки достигает 80 %, а это позволяет использовать воду в ваннах не менее 30 сут.
При большом количестве улавливаемых лакокрасочных материалов, которые в зависимости от длительности хранения могут быть сметанообразными, полусухими или пастообразными, создают специальные отделения регенерации краски.
В качестве технологического оборудования используют серийные смесители, диспергаторы, фильтры и фасовочные машины. На рис. 8.7 показана принципиальная компоновка отделения регенерации отходов. Технологические линии этого назначения экономически выгодны, обслуживаются двумя-четырьмя рабочими, затраты на создание отделения окупаются в короткий срок.
Рис. 8.7. Отделение регенерации отходов лакокрасочных материалов.
I, 13 — смесители; 2, 14 — мерники; 3 — сборник с фильтром грубой очистки; 4, 12 — смеситель ГАРТ-ПрМ; 5 — стенд; 6, 19 — рольганги; 7, 10 — насосы; 8 — тележка; 9 — фильтр тонкой очистки; 11 — вертикальные аппараты с мешалками; 15 — насосы; 16 — тали; 17 — опоры для слива; 18 — контейнер; 20 — подъемный кран.
Собранные лакокрасочные материалы после переработки пригодны для использования. При смешении исходной краски с переработанной в соотношении 30:70 получается материал, приближающийся по качеству к первоначальному.
В установках пневматического окрашивания одновременно с улавливанием красок происходит накопление растворителей. Очистка от них может осуществляться отдувкой сжатым воздухом, озонированием, фильтрацией через активированный уголь. Загрязненная вода собирается в накопитель, отстаивается и покупает на фильтр. Толщина слоя угля с размером зерен 1—7 мм в пределах 100—120 мм, скорость фильтрации 3—5 ч·м2. Очищенная вода возвращается в систему или удаляется в канализацию. Уголь сжигается.