Tillämpningsfall för avloppsövervakning på Spring Manufacturing Company

I ytbehandlingsprocessen av fjädrar används fosfatering för att bilda en skyddande beläggning som förhindrar korrosion. Detta innebär att fjädrarna doppas i en fosfateringslösning som innehåller metalljoner som zink, mangan och nickel. Genom kemiska reaktioner bildas en olöslig fosfatsaltfilm på fjäderns yta.

Denna process genererar två huvudsakliga typer av avloppsvatten
1. Fosfateringslösning för avfallsbad: Fosfateringsbadet kräver regelbundet byte, vilket resulterar i högkoncentrerad avfallsvätska. Viktiga föroreningar inkluderar zink, mangan, nickel och fosfat.
2. Fosfaterande sköljvatten: Efter fosfateringen genomförs flera sköljningssteg. Även om föroreningskoncentrationen är lägre än i det använda badet, är volymen betydande. Detta sköljvatten innehåller rester av zink, mangan, nickel och totalt fosfor, vilket utgör den huvudsakliga källan till fosfaterande avloppsvatten i källornas tillverkningsanläggningar.

Detaljerad översikt över viktiga föroreningar:
1. Järn – Primär metallisk förorening
Källa: Härstammar huvudsakligen från syrabetningsprocessen, där fjäderstål behandlas med saltsyra eller svavelsyra för att avlägsna järnoxidbeläggningar (rost). Detta resulterar i betydande upplösning av järnjoner i avloppsvattnet.
Motivering för övervakning och kontroll:
- Visuell påverkan: Vid utsläpp oxiderar järnjoner till järnjoner, vilket bildar rödbruna järnhydroxidutfällningar som orsakar grumlighet och missfärgning av vattendrag.
- Ekologiska effekter: Ackumulerad järnhydroxid kan avsättas på flodbäddar, kväva bottenlevande organismer och störa akvatiska ekosystem.
- Infrastrukturproblem: Järnavlagringar kan leda till igensättning av rör och minskad systemeffektivitet.
- Behandlingsbehov: Trots sin relativt låga toxicitet förekommer järn vanligtvis i höga koncentrationer och kan effektivt avlägsnas genom pH-justering och utfällning. Förbehandling är avgörande för att förhindra störningar i nedströmsprocesser.

2. Zink och mangan – "Fosfateringsparet"
Källor: Dessa element kommer huvudsakligen från fosfateringsprocessen, vilken är avgörande för att förbättra rostbeständigheten och beläggningens vidhäftning. De flesta fjädertillverkare använder zink- eller manganbaserade fosfateringslösningar. Efterföljande vattensköljning transporterar zink- och manganjoner till avloppsvattnet.
Motivering för övervakning och kontroll:
- Akvatisk toxicitet: Båda metallerna uppvisar betydande toxicitet för fisk och andra vattenlevande organismer, även vid låga koncentrationer, vilket påverkar tillväxt, reproduktion och överlevnad.
- Zink: Försämrar fiskars gälfunktion och försämrar andningsförmågan.
- Mangan: Kronisk exponering leder till bioackumulering och potentiella neurotoxiska effekter.
- Regelefterlevnad: Nationella och internationella utsläppsstandarder har strikta gränser för zink- och manganhalter. Effektiv borttagning kräver vanligtvis kemisk utfällning med alkaliska reagenser för att bilda olösliga hydroxider.

3. Nickel – En högrisktungmetall som kräver strikt reglering
Källor:
- Innehåller råmaterial: Vissa legeringsstål, inklusive rostfritt stål, innehåller nickel, som löses upp i syran under betning.
- Ytbehandlingsprocesser: Vissa specialiserade elektropläterings- eller kemiska beläggningar innehåller nickelföreningar.
Motivering för övervakning och kontroll (avgörande betydelse):
- Hälso- och miljörisker: Nickel och vissa nickelföreningar klassificeras som potentiella cancerframkallande ämnen. De utgör också risker på grund av sin toxicitet, allergiframkallande egenskaper och förmåga att bioackumuleras, vilket utgör långsiktiga hot mot både människors hälsa och ekosystem.
- Stränga utsläppsgränser: Föreskrifter som "Integrated Wastewater Discharge Standard" anger bland de lägsta tillåtna koncentrationerna för nickel (vanligtvis ≤0,5–1,0 mg/L), vilket återspeglar dess höga risknivå.
- Behandlingsutmaningar: Konventionell alkaliutfällning uppnår eventuellt inte överensstämmelsenivåer; avancerade metoder som kelatbildare eller sulfidutfällning krävs ofta för effektiv nickelborttagning.

Direkt utsläpp av obehandlat avloppsvatten skulle resultera i allvarlig och ihållande miljöförorening av vattendrag och mark. Därför måste allt avloppsvatten genomgå korrekt behandling och rigorösa tester för att säkerställa att det uppfyller kraven innan det släpps ut. Realtidsövervakning vid utloppet fungerar som en avgörande åtgärd för företag att uppfylla miljöansvar, garantera regelefterlevnad och minska ekologiska och juridiska risker.