Анализ процессов гальванического никелирования корпусов транзисторов на примере завода "Микрон"

Физико-химические процессы, имеющие место в электрофлотационных аппаратах очистки воды, включают в себя электролитическую генерацию газовых пузырьков, адгезию газовых пузырьков и частиц загрязнений, транспортирование образовавшихся агрегатов "пузырек газа-частица загрязнения" на поверхность обрабатываемой жидкости.

Важной и часто определяющей стадией электрофлотационного процесса является адгезия газовых пузырьков и частиц загрязнений, которая происходит на молекулярном уровне. Сближение пузырька и частицы осуществляется под действием внешних гидродинамических сил, а когда расстояние между ними уменьшается до 10^-6 мм, начинают действовать молекулярные силы. При этом акт прилипания частицы к пузырьку сопровождается резким уменьшением поверхностной энергии пограничных слоев и возникновением сил, стремящихся уменьшить поверхность смачивания.

Процесс флотации протекает тем успешнее, чем больше общая поверхность газовых пузырьков и чем больше площадь контакта их с флотируемыми частицами. В системах с одинаковой степенью газонаполнения жидкости суммарная поверхность более мелких пузырьков будет больше, а расстояние между частицами и пузырьками меньше, что повышает вероятность их столкновения.

Основную роль в процессе электрофлотации выполняют пузырьки водорода, выделяющегося на катоде. Размер и интенсивность образования пузырьков водорода зависят от состава и температуры обрабатываемой жидкости, поверхностного натяжения на границе раздела фаз "электрод-раствор", материала электродов, их формы и шероховатости, плотности тока. Изменяя перечисленные параметры, можно регулировать размер и интенсивность выделения пузырьков газов при электролизе, т.е. корректировать в зависимости от характера загрязнений технологический процесс очистки воды.

Размер пузырьков газа, выделяющихся на электродах, зависит от соотношения сил, воздействующих на пузырьки в момент их образования и роста: поверхностного натяжения и гидростатических сил. Чем больший размер пузырька, тем больший размер периметра, по которому пузырек удерживается на поверхности электрода, в тоже время тем больше выталкивающая сила, пропорциональная в основном объему пузырьку. Отрыв пузырька от поверхности электрода происходит тогда, когда сила гидростатического поднятия превышает удерживающую силу поверхностного натяжения.

Избыток ионов ОН^- в прикатодном слое за счет придания пузырькам водорода отрицательного заряда способствует отталкиванию пузырьков от поверхности электрода. Чем выше напряженность электрического поля и величина заряда электрода, тем больше силы, отрывающие пузырек от электрода, и тем мельче пузырьки. Чем больше неравномерность поверхности электрода, тем больше неравномерность электрического поля - на выступах, углах проволоки с малым радиусом наблюдается большая напряженность поля, повышенная плотность тока, что обеспечивает быстрый рост и отрыв мелких пузырьков. Степень насыщения жидкости пузырьками водорода прямо пропорциональна катодной плотности тока и обратно пропорциональна плотности пузырьков водорода и их радиусу (а значит и скорости их подъема):

С_n=[]

Где: С_n- концентрация пузырьков водорода в электрофлотационной установке;

А_э - электрохимический эквивалент водорода

t_э - продожительность электролиза;

i_к - катодная плотность тока;

r_п - средний радиус пузырька водорода;

с_п- плотность пузырька водорода;

Нф - высота слоя обрабатываемой жидкости над электродным блоком.

Однако при плотности тока, превышающей оптимальное значение, эффект флотации может снижаться, что объясняется нарушения оптимального гидродинамического режима всплывания флотокомплексов при избытке газовых пузырьков. Вследствие этого происходит разрушение пенного слоя и «вторичное загрязнение» очищенной воды. Оптимальная плотность тока зависит от физико-химических свойств системы и обычно при очистке сточных вод от нерастворимых примесей не превышает 3 А/дм².

Оптимальной плотности тока соответствует оптимальная высота слоя обрабатываемой жидкости. Если в электрофлотационном аппарате жидкость обрабатывается в слое, высота которого меньше оптимальной, то соответственно возрастает удельный расход электроэнергии. Увеличение высоты слоя сверх оптимальной не влияет на удельный расход электроэнергии, а приводит к тому, что в установке возникает дополнительный объем, расположенный между пеной и оптимальным уровнем. Этот объем не может рационально использоваться, так как прилипание газовых пузырьков к частицам происходит главным образом в слое жидкости оптимальной высоты. Таким образом, общая рабочая высота электрофлотационной установки должна определяться как сумма двух величин: оптимальной высоты слоя обрабатываемой жидкости и высоты слоя пены.

Скорость электрофлотации в значительной степени зависит от температуры обрабатываемой жидкости. Повышение температуры способствует уменьшению перенапряжения выделения водорода примерно на 2 - 3 мВ на каждый градус, с повышением температуры от 20 до 70-80С оно снижается для большинства металлов на 30- 40%. При этом уменьшается вязкость жидкости и поверхностное напряжение на границе фаз, что интенсифицирует процесс электрофлотации.

В РХТУ им. Д.И. Менделеева разработаны электрофлотационные аппараты с нерастворимыми анодами для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, жиров, масел, дисперсных органических веществ. Электрофлотационные аппараты выпускаются двух типов: безреагентный электрохимический модуль очистки и электрохимический модуль глубокой доочистки сточных вод.

Безреагентный электрохимический модуль предназначен для очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов. Модуль состоит из электрокорректора рН, двухсекционного электрофлотатора, вспомогательных емкостей для промывной и очищенной воды, дозирующих насосов.

Работа модуля основана на процессах образования дисперсной фазы нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов и их электрофлотации.

Промывная вода, содержащая ионы Cu²⁺, Ni²⁺,Zn²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Cd²⁺ индивидуально или в смеси, подается в катодную камеру электрокорректора рН, где за счет электролиза воды выделяется водород и происходит подщелачивание среды до рН гидратообразования тяжелых металлов. В анодной камере, отделенной от катодной мембраной, происходит накапливание анионов SO₄^2-, CI^- и других, за счет чего происходит обессоливание воды.

•

В электрофлотационной камере происходит электрофлотация гидроксидов металлов в виде флотошлама.

Очистка от ионов Cr⁶⁺ производится после восстановления до Сг³⁺. Очистка циансодержащих стоков осуществляется после окисления циана.

Установка работает в непрерывном режиме и обеспечивает извлечение ионов металла в виде гидроксида, доведение рН до оптимальных значений, получение анолита для переработки флотошлама. Флотошлам удаляется из электрофлотатора пеносборным устройством. При локальной очистке сточных вод возможно повторное использование извлеченного гидроксида металла на корректировку и приготовление электролита основной ванны или для переработки электролизом на металл.

С помощью модуля очищают сточные воды с начальной концентрацией ионов тяжелых металлов не более 300 мг/л до конечной концентрации не более 1,0 мг/л. Использование модуля позволяет отказаться от реагентного хозяйства, включающего реакторы, отстойники, фильтры. Модуль легко сочетается с любым другим очистным оборудованием.

Электрохимический модуль глубокой доочистки предназначен для глубокой доочистки сточных вод (после реагентного, электрокоагуляционного и других методов предварительной очистки сточных вод гальванических производств и производств печатных плат) от ионов Сu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, Al³⁺ и др. из при любом соотношении компонентов в присутствии различных анионов.

Работа модуля основана на электрофлотационном извлечении малорастворимых соединений тяжелых цветных металлов в основном в виде фосфатов индивидуально или в смеси при рН 7-10 за счет их флотации пузырьками водорода и кислорода. Использование нерастворимых анодов из титана с оксидным покрытием обеспечивает высокое качество очистки и не приводит к вторичному загрязнению воды. Флотошлам удаляется из электрофлотатора пеносборным устройством.

Модуль включает в себя двухсекционный электрофлотационный аппарат, вспомогательные емкости для флокулянта и реагента, дозирующие насосы.

Остаточная концентрация по ионам тяжелых цветных металлов составляет не более 0,01 мг/л (при начальной - не более 1,0 мг/л), дисперсным веществам-0,5-1,0 мг/л.

На рис.7 представлена принципиальная схема двухступенчатой электрофлотационной очистки (использовано оба модуля). Такая схема обеспечивает очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов до ПКД, дополнительное удаление ионов Са2+,Mg2+ и анионов S042-, CO32-, CI- на 15-20 %, а также эффективно удаляет жиры, масла, дисперсные частицы органической природы, снижая ХПК до 50-80 мг О₂/л.

Рис.7 Принципиальная схема двухступенчатой электрофлотационной очистки сточных вод: 1-сборник-усреднитель,2-насос,3-электрокорректор рН,4-сборник кислотного растора,5-электрофлотатор,6-смеситель,7-емкость с раствором фосфата,9-выпрямитель,

2.1.4 Ионообменная очистка

При ионообменной очистке из сточных вод гальванических производств удаляют соли тяжелых, щелочных и щелочноземельных металлов, свободные минеральные кислоты и щелочи, а также некоторые органические вещества.

Очистку сточных вод производят с помощью синтетических ионообменных смол (ионитов), представляющих собой практически нерастворимые в воде полимерные материалы, выпускаемые в виде гранул величиной 0,2-2 мм. В составе молекулы ионита имеется подвижный ион (катион или анион), способный в определенных условиях вступать в реакцию обмена с ионитами аналогичного знака заряда, находящимися в водном растворе (сточной воде).

Ионный обмен происходит в эквивалентных отношениях и в большинстве случаев является обратным. Реакции ионного обмена протекают вследствие разности химических потенциалов обменивающихся ионов. В общем виде эти реакции можно представить следующем образом:



mA+R_mB-mRA+B

Реакция идет до установления ионообменного равновесия. Скорость установления равновесия зависит от внешних и внутренних факторов:

-гидродинамического режима жидкости;

-концентрации обменивающихся ионов;

-структуры зерен ионита;

-его проницаемости для ионов;

Процесс переноса вещества может быть представлен в виде нескольких стадий:

1)перенос ионов А из глубины потока жидкости к внешней поверхности пограничной жидкой пленки, окружающей зерно ионита;

2) диффузия ионов через пограничный слой;

3) переход иона через границу раздела фаз в зерно смолы;

4) диффузия ионов А внутри зерна смолы к ионообменным функциональным группам;

5)собственно химическая реакция двойного обмена ионов А и В;

6)диффузия ионов В внутри зерна ионита к границе раздела фаз;

7)переход ионов В через границу раздела фаз на внутреннюю поверхность пленки жидкости;

8)диффузия ионов В через пленку;

9)диффузия ионов В в глубь потока жидкости.

Скорость ионного обмена определяется самой медленной из этих стадий - диффузией в пленке жидкости либо диффузией в зерне ионита Химическая реакция ионного обмена происходит быстро и не определяет суммарную скорость процесса.

В соответствии со способностью обменивать свои подвижные ионы на катионы или анионы все иониты делятся на две группы: катиониты и аниониты. Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н⁺ - или Na⁺ -форме), сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН^- или солевой форме),а также иониты смешанного типа.

Иониты выпускают в виде порошка (размер частиц 0,04-0,07 мм), зерен (0,3-2,0 мм), волокнистого материала, листов и плиток. Их загружают в фильтры различных конструкций.

Ионообменную очистку сточных вод обычно осуществляют путем их последовательного фильтрования через катиониты (в Н⁺-форме).

В прцессе очистки сточных вод происходит насыщение ионитов катионами и анионами по следующим реакциям:

Фильтр катионитовый:

nR-H + Meⁿ⁺>R_n-Me + nH⁺ сорбция

R_n-Me + nH⁺> nR-H + Meⁿ⁺ регенерация

Фильтр анионитовый:

nR-OH + An^n->R_n-An + nOH^- сорбция

R_n-An + nNaOH> nR-OH + Na_nAn регенерация

Растворы, образующиеся при регенерации ионитов (элюаты), подвергают дальнейшей переработке с целью утилизации содержащихся в них ценных химических продуктов или нейтрализации.

Ионы никеля извлекают из воды на катионите КУ-2-8,динамическая объемная емкость которого равна 2,1-2,4 г-экв/кг катионита. Скорость фильтрования сточных вод 12-15 м/ч. Регенерацию проводят 20%-ым раствором серной кислоты со скоростью 0,5 м/ч. Полученные элюаты содержат 95 г/л никеля и их можно возвращать в ванну никелирования.

Ионообменный метод применим в основном для очистки сточных вод с общим солесодержанием до 3 г/л. Увеличение солесодержания воды снижает экономичность способа из-за снижения продолжительности межрегенерационного цикла работы ионитов и повышения расхода химикатов на их регенерацию.

2.2 Воздействие компонентов растворов и электролитов гальванического никелирования на окружающую среду

В крупных городах и промышленных центрах вредные вещества поступают в водоемы в виде различных соединений, оказывающих совместное, или так называемое комбинированное действие на организм человека, теплокровных рвотных, флору и фауну водоемов, на микрофлору очистных сооружений канализаций. Примером такого воздействия может быть:

1) синергизм (или потенционирование), когда эффект от совместного влияния нескольких факторов больше простого суммирования воздействий, оказываемых каждым фактором в отдельности;

2) антагонизм, когда одновременное действие нескольких ядов бывает меньше арифметической суммы воздействий каждого яда;

3) аддитивное или простое суммирование воздействий.

Так, например, кадмий в сочетании с цинком и цианидами в воде усиливает их действие, а мышьяк, в свою очередь, является антагонистом селена.

Наибольшую опасность для биосферы представляют собой ионные, в том числе комплексные формы тяжелых металлов. При этом комплексообразование в отдельных случаях может, как снижать, так и повышать токсичность «свободных» ионов. В сточных водах гальванических цехов содержатся такие вредные и опасные химические вещества, как:

-ионные примеси катионов (Сu, Ni, Zn и др.) и их гидроксиды (в виде суспензии и коллоидных частиц), входящие в состав всех электролитов гальванопокрытий и многих пассивирующих растворов;

- ионы Сl^- , SO^2- , РО₄^2- , входящие в состав сернокислых электролитов;

-ионы аммония и цианид - ионы, входящие в состав комплексных аммиакатных и цианистых электролитов соответственно;

-синтетические ПАВ, входящие в состав технических, моющих и обезжиривающих средств;

-фенолы, амины и некоторые другие органические соединения, входящие в состав блескообразующих добавок к электролитам.

Эти вещества могут попадать в почвенные воды в результате эмиссии из шламов, при этом большинство токсикантов не подвергается в природе каким- либо изменениям, устраняющим их вредное воздействие.

Характер и степень воздействия данных веществ на окружающую среду Достаточно разнообразны. Многие химические вещества, поступающие в окружающую среду, в том числе и в водоемы, а через питьевую воду в организм человека, помимо токсического действия обладают канцерогенным (способны вызвать злокачественные опухоли), мутагенным (могут вызвать изменения наследственности) и тератогенным действием (способны вызвать уродства у рождающихся детей). Тератогенное действие на животных в экспериментальных условиях оказывают кадмий, свинец, мышьяк, кобальт, алюминий и литий. Также описано мутагенное действие сульфида цинка, т.е. изменения в генах, которые могут проявляться не только в том поколении, когда возник новый признак, но и в последующих. Некоторые неорганические соединения, например соединения хрома (IV), могут оказывать на людей аллергенное действие.

Многие неорганические соединения даже в очень малых концентрациях оказывают вредное воздействие на рыб и их кормовые ресурсы. Токсичные металлы в водоемах не подвергаются самоочищению, а наоборот, губительно действуют на флору и фауну и тормозят процессы самоочищения водоемов. Некоторые рыбы уходят из районов с повышенной концентрацией металлов еще до их накопления в опасной концентрации, другие остаются и осваивают относительно высокие концентрации токсикантов, создавая угрозу отравления людей, употребляющих такую пищу. Переходя в раствор или образуя коллоидные системы, тяжелые металлы аккумулируются в водных организмах в весьма высоких значениях и участвуют во всех стадиях гидрологического цикла, включаясь также в пищевую цепь от планктона до свободно плавающих организмов. Попадая в водоемы, тяжелые металлы длительное время находятся в наиболее опасной ионной форме и, даже переходя в связанное состояние (коллоидную форму, донные осадки или другие малорастворимые соединения), продолжают представлять потенциальную угрозу, реализующуюся, например, при понижении рН (во время выпадения "кислотных" дождей), в появлении комплексообразователей и изменении некоторых других показателей.

При поливе цветные металлы выносятся из водоемов на поля и концентрируются там в гумусосодержащем слое почвы, что приводит к снижению его азотофиксирующей способности и урожайности, накоплению металлов выше допустимой нормы в кормах и продуктах питания. Содержание металлов в растениях оказывается зачастую в сотни, а иногда и в тысячи раз выше, чем в почвенных растворах.

Являясь одним из тяжелых металлов и присутствуя в том или ином виде в составе промышленных стоков гальванопроизводства, никель также оказывает достаточно неблагоприятное воздействие на организм человека, а также на животных и растительность.

В настоящее время в реках России никель содержится в концентрациях порядка 0,0008-0,0056 мг/л. В источниках водоснабжения он обнаружен в количестве в среднем 0,0117 мг/л.

Сульфат и хлорид никеля сообщают воде металлический привкус в концентрации 50 мг/л, окрашивают воду в концентрации 1000мг/л, при этом на запах не ощущаются. В концентрации 1 мг/л никель заметно увеличивает мутность воды.

Влияние никеля на человека и теплокровных животных

Никель оказывает вредное влияние на организм людей даже в концентрациях, значительно меньших 1 мг/л. Смертельная доза для теплокровных животных составляет 34 мг/кг массы, для собак -10-20 мг/кг массы.

Также никель способен вызывать аллергические реакции ("никелевая чесотка", экзема), всасываться кожей и оказывать общетоксическое действие. Кроме того, по некоторым данным, никель обладает определенным канцерогенным и мутагенным действием.

Влияние на водные организмы

Нахождение в воде, загрязненной никелем в концентрациях, указанных ниже, в течение 96 часов приводит к гибели следующих водных организмов: комаров - 8,6 мг/л, моллюсков - 11,4 мг/л, щетинкового червя - 14,1 мг/л, улиток - 14,3 мг/л. Токсическое действие проявляется на гольяна при концентрации 0,38 мг/л, на бокоплава - при 2,5 мг/л, на радужную форель - при 25,0 мг/л, на карпа - при 45,0 мг/л.

Начиная с концентрации 1,0 мг/л, никель снижает эффективность биологической очистки сточных вод, ослабляет интенсивность процессов нитрификации активного ила, значительно снижает аэробное окисление сточных вод на биологических фильтрах; при концентрации 2,0 мг/л никель оказывает токсическое действие на микрофлору метантанков и тормозит сбраживание осадка.

Влияние на сельскохозяйственные культуры. Вредное действие на растения при поливе вызывает никель при концентрации уже 0,5 мг/л, при концентрации 1 мг/л вызывает хлороз овса, а при концентрации 2,5 мг/л - задержку роста. Сульфат никеля в концентрации 2,5 мг/л ведет к гибели растений. Допустимые концентрации с учетом фона 20 мг/кг для песчаных и супесчаных почв, 40 мг/кг для кислых (суглинистых и глинистых) почв, 80 мг/кг для близких к нейтральным и нейтральных (суглинистых и глинистых) почв.

Таким образом, воздействие компонентов растворов и электролитов гальванического производства (в частности никелирования) представляет серьезную опасность для окружающей среды.

2.2.1. Источники поступления соединений никеля в сточные воды

Сточные воды гальванического производства составляют от 30 до 50% общего количества сточных вод, которые образуются на предприятиях. Средний объем гальванических сточных вод, образующихся на одном гальваническом производстве, составляет 600-800 м3/сутки. Гальваническое производство относится к числу наиболее неэкономичных, отличается вредными условиями труда, большим количеством отходов. Ежегодно сбрасывается до 1 км3 токсичных сточных вод, содержащих до 50 тыс. тонн тяжелых металлов, 25-30% этих сточных вод попадает в водные бассейны.

В результате экономический ущерб, причиняемый гальваникой народному хозяйству, оценивается в миллиарды рублей. Проведенные эксперименты и исследования показывают, что даже при незначительной толщине покрытия в проточно-промывные воды, в несколько раз превышает расход металла на покрытие.

Ежегодно при промывке изделий теряется более 2,4 тыс. тонн никеля и ограниченное количество воды - 3,2 км3 /год.

Сточные воды гальванического производства, содержащие ионы тяжелых металлов, наносят огромный экономический и экологический ущерб. Он связан с потерей дефицитных материалов и разрушением окружающей среды и здоровья человека.

2.2.2. Основные правила использования никелевых электролитов

Во всех отраслях промышленности этот вид электролитов получил достаточно широкое применение, в том числе и при осуществлении никелирования. Вследствие этого он в настоящее время является одним из наиболее изученных.

Электролиты весьма чувствительны к отклонениям от принятого режима и наличию посторонних примесей. Поэтому при эксплуатации никелевых электролитов, особенно сернокислых, необходимо соблюдать следующие правила:

1) ванны никелирования к моменту загрузки деталей должны быть полностью подготовлены; катодные и анодные штанги должны быть тщательно вычищены, проверена исправность реостатов и амперметров и включены системы перемешивания и фильтрования, если таковые имеются;

2) воспрещается корректирование электролитов по составу и величине рН во время процесса покрытия;

3) загрузку деталей следует производить быстро, при включенном токе с постепенным повышением силы тока до заданной величины;

4) не допускается выключение тока в процессе никелирования или изъятие подвесок из ванны для осмотра, так как это приводит к отслаиванию покрытия;

5) поворачивание деталей в приспособлениях для перемещения точек контакта и прочие исправления в расположении деталей в ванне следует производить только в резиновых перчатках, так как если касаться деталей незащищенными руками, в местах касания образуются непокрытые участки;

6) необходимо оборудовать ванны автоматическим устройством для удаления налета масел, ворсинок и прочих посторонних частиц с поверхности никелевого электролита или периодически снимать налет сеткой из марли или листом фильтровальной бумаги;

7) аноды должны быть предварительно очищены от шлама стальными щетками, заключены в чехлы из льняной ткани и погружены в электролит так, чтобы их подвесные крюки не касались электролита даже при перемешивании;

8) внутренние аноды должны быть в чехлах из льняной ткани, а места их электрического контакта с проводником не должны касаться электролита;

9) для подвесных крюков к анодам и проводников к внутренним анодам не следует применять медь, так как при анодном растворении медь загрязняет электролит, в данном случае более пригодно железо, электроизолированное пластмассой;

10)нормальное соотношение площади анодов к площади покрываемых деталей должно быть не менее 2:1.



3. Социо-эколого-экономический эффект процессов гальванического никелирования корпусов транзисторов на примере предприятия «Микрон»

3.1 Нормативно-правовое обоснование внедрения химико-технологической инновации на предприятии «Микрон»

1) Конституция Российской Федерации 12.12.1993 (ст.41)

2) Федеральный закон Российской Федерации от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

3) Водный кодекс Российской Федерации от 16.11.1995 № 167-ФЗ

4) Уголовный кодекс Российской Федерации от 13.06.1996 № 63-ФЗ

5) Кодекс Российской Федерации «Об административных правонарушениях» от 30.12.2001 № 195-ФЗ

6) Федеральный закон Российской Федерации от 06.05.1998 № 71-ФЗ «О плате за пользование водными объектами»

7) Постановление Правительства Российской Федерации от 12.06.2003 № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления»

8) Постановление Правительства Российской Федерации от 28.08.1992 № 632 «Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещения отходов, другие виды вредного воздействия»

9) Федеральный закон Российской Федерации от 30.03.1999 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»

10) Федеральный закон РФ от 24.06.1998 №89-ФЗ (ред. От 29.12.2004) об отходах производства и потребления

11) Федеральный закон РФ от 21.07.1997 №117-ФЗ (ред. От 22.08.2004) О безопасности гидротехнических сооружений

12) Федеральный закон РФ от 20.12.2004 №166-ФЗ «О рыболовстве и сохранении водных биологических ресурсов»

13) Постановление Госкомстата РФ от 13 ноября 2000 года №110 «Об утверждении статистического инструментария для организации МПР России статистического наблюдения за запасами полезных ископаемых геологоразведочными работами и их финансированием, использованием воды и начисленными платежами за загрязнение окружающей среды»

14) ГОСТ 17.1.1.01.-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения.

15) Федеральный закон «Об общих принципах организации местного самоуправления в РФ» (Закон о МСУ) от 06.10.2003 № 131-ФЗ

Статья 32. Обращения граждан в органы местного самоуправления

Граждане имеют право на индивидуальные и коллективные обращения в органы местного самоуправления.

Обращения граждан подлежат рассмотрению в порядке и сроки, установленные Федеральным законом от 02.07.2006 г. №59-ФЗ «О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации».

За нарушение порядка и сроков рассмотрения обращений граждан должностные лица местного самоуправления несут ответственность в соответствии с законодательством российской Федерации.



3.2 Схема субъект-объектный отношений при внедрении природоохранной химико-технологической инновации по очистке сточных вод предприятия «Микрон» г.Зеленоград

- Объекты возможного негативного воздействия сбросов гальванических вод завода «Микрон»:

1-население города Зеленоград

2-фауна (животные, птицы) города Зеленограда, находящиеся вблизи завода «Микрон»

3-флора (парки, скверы, зоны отдыха) города Зеленоград

4-поверхностные и подземные воды

-Субъекты, потенциально способные содействовать внедрению химико-технологической инновации по сокращению загрязнения вод поступающих с территории завода «Микрон»:

6-санитарно-эпидимиологический надзор

7-экологическая полиция

8-общественные организации местного нгаселения по защите окружающей среды города Зеленоград

9-средства массовой информации

10-департамент по охране окружающей среды

3.3 Определение социо-эколого-эконномического эффекта химико - технологической инновации на завод «Микрон»

В данной работе представлены превентивные меры, позволяющие снизить техногенную нагрузку на окружающую среду.

Для доказательства эколого-экономического эффекта природоохранных мероприятий и внедрения химико-технологической инновации нужно произвести расчеты.

Приведем расчеты эколого-экономического эффекта внедрения на завод «Микрон» варианта очистки сточных вод с помощью электролизера и ионообменной очистки. Эколого-экономический эффект состоит в том, что данный метод позволяет повторно использовать почти 92% забираемой предприятием воды, что в свою очередь уменьшает объем воды, забираемой из водопровода.

Для того, чтобы рассчитать экономическую эффективность данной инновации нам нужно посчитать доходы и расходы предприятия.

Объем сточных вод, поступающих в оборотный цикл очистки составляет 10000м^3.

Сначала, рассчитаем прибыль от продажи никеля, извлекаемого из электролизера:

10000000 л•44 мг/л=440 кг

440 кг никеля мы извлекаем в год на продажу.

1тонна никеля стоит 616 000 руб., следовательно, 440 кг будет стоить 271 040 руб.С учетом того что никель уже использовался устанавливается цена на 10% ниже установленной стоимости, то есть никель будет продаваться за 243 936руб.

Затем нужно рассчитать предотвращенный ущерб при использовании электролизера:

Предотвращенный экологический ущерб водным ресурсам, в результате сбрасывания сточных вод, содержащих никель, рассчитывается по формуле:

У^в_прт=УУ^в_удrj•ДM^в_r•К^в_эr•J_д

У^в_прт - предотвращенный экологический ущерб водным ресурсам, тыс. руб.;

У^в_удr - показатель удельного ущерба (цены загрязнения) водным ресурсам, наносимого

единицей (условная тонна) приведенной массы загрязняющих веществ (руб./усл.т) (в Зеленограде У^в_удr = 9480,1)

ДM^в_r - приведенная масса загрязняющих веществ, не поступивших (не допущенных к сбросу) в водный источник, тыс. усл.т;

К^в_эr -коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов по бассейнам основных рек (Квэr = 1,41);

Jд - индекс-дефлятор по отраслям промышленности, устанавливаемый Минэкономикой России до территориальных природоохранных органов (принимаем равным 1,04);

ДMвr = М1-М2



Приведенная масса загрязняющих веществ рассчитана по следующей формуле:

Мвк=Уmвj•Kвэi

mвj - масса фактического сброса i-го загрязняющего вещества

K^в_эi-коэффициент относительной эколого-экономической опасности для i-го загрязняющего вещества (для никеля=90)

М₁=440•90=39600

М₂=26,4•90=2376

Увпрт =9,4801•(39600-2376)•1,41•1,04=517473,9 тыс.руб/год

Эффективность электролизера составляет 94 %.

Получаем, что 26,4 кг никеля идет на ионный обмен.

Рассчитываем предотвращенный ущерб при использовании ионообменной очистки:

Предотвращенный экологический ущерб водным ресурсам, в результате сбрасывания сточных вод, содержащих никель, рассчитывается по формуле:

Увпрт=УУвудrj•ДMвr•Квэr•Jд

Эффективность ионообменной очистки составляет 99%.

Получаем, что на ионообменную очистку идет 26,14 кг никеля.

М1=26,4•90 =2376

М2=26,14•90=2352,6

Увпрт =9,4801•(2376-2352,6)•1,41•1,04=325,3 тыс.руб/год

Рассчитываем стоимость сэкономленной очищенной воды, идущей в оборот:

Стоимость 1м3 воды составляет 22 руб., с учетом того,что эффективность возврата воды составляет 93 %, 9300 м3 стоят 204600 руб.

Теперь рассчитываем расходы завода «Микрон»:

Стоимость электролизера составляет 300000 руб.

Ионообменная очистка - 260000 руб.

Электроэнергия:

1 кВт стоит 3,38 руб., следовательно 5 000 кВт будут стоить 16900 руб.

Закупка ионообменных смол стоит 12000 руб.

Зарплата рабочего за месяц составляет 12000 руб., а за год -14400руб.

Суммируем прибыль и расходы и рассчитываем экономическую эффективность данной инновации:

Прибыль:966336,2 руб.

Расходы:603300 руб.

Экономическая эффективность: Э_к=966336,2/603300 =1,6

Период окупаемости: Т_ок=1/Э_к=1/1,6 =0,6 год

Размещено на Allbest.ru