Anvendelseseksempel på spildevandsovervågning hos Spring Manufacturing Company

I overfladebehandlingsprocessen af ​​fjedre anvendes fosfatering til at danne en beskyttende belægning, der forhindrer korrosion. Dette indebærer at nedsænke fjedre i en fosfateringsopløsning, der indeholder metalioner såsom zink, mangan og nikkel. Gennem kemiske reaktioner dannes en uopløselig fosfatsaltfilm på fjederens overflade.

Denne proces genererer to primære typer spildevand
1. Fosfateringsbadopløsning: Fosfateringsbadet kræver periodisk udskiftning, hvilket resulterer i spildevand med høj koncentration. Vigtigste forurenende stoffer omfatter zink, mangan, nikkel og fosfat.
2. Fosfatering af skyllevand: Efter fosfatering udføres flere skylletrin. Selvom koncentrationen af ​​forurenende stoffer er lavere end i det brugte bad, er mængden betydelig. Dette skyllevand indeholder resterende zink, mangan, nikkel og total fosfor, som udgør den primære kilde til fosfatering af spildevand i kildeproduktionsanlæg.

Detaljeret oversigt over de vigtigste forurenende stoffer:
1. Jern – Primært metallisk forurenende stof
Kilde: Stammer primært fra syrebejdsningsprocessen, hvor fjederstål behandles med saltsyre eller svovlsyre for at fjerne jernoxid (rust). Dette resulterer i en betydelig opløsning af jernioner i spildevandet.
Begrundelse for overvågning og kontrol:
- Visuel påvirkning: Ved udledning oxiderer jernholdige ioner til jern(III)-ioner, der danner rødbrune jern(III)hydroxidudfældninger, der forårsager uklarhed og misfarvning af vandmasser.
- Økologiske effekter: Akkumuleret jernhydroxid kan bundfælde sig på flodlejer, kvæle bentiske organismer og forstyrre akvatiske økosystemer.
- Infrastrukturproblemer: Jernaflejringer kan føre til tilstopning af rør og reduceret systemeffektivitet.
- Behandlingsnødvendighed: Trods sin relativt lave toksicitet findes jern typisk i høje koncentrationer og kan effektivt fjernes gennem pH-justering og udfældning. Forbehandling er afgørende for at forhindre interferens med efterfølgende processer.

2. Zink og mangan – "fosfateringsparret"
Kilder: Disse elementer stammer primært fra fosfateringsprocessen, som er afgørende for at forbedre rustbestandigheden og belægningens vedhæftning. De fleste fjederproducenter bruger zink- eller manganbaserede fosfateringsopløsninger. Efterfølgende skylning med vand fører zink- og manganioner ud i spildevandsstrømmen.
Begrundelse for overvågning og kontrol:
- Akvatisk toksicitet: Begge metaller udviser betydelig toksicitet for fisk og andre vandlevende organismer, selv ved lave koncentrationer, hvilket påvirker vækst, reproduktion og overlevelse.
- Zink: Forringer fiskens gællefunktion og kompromitterer respirationsevnen.
- Mangan: Kronisk eksponering fører til bioakkumulering og potentielle neurotoksiske virkninger.
- Overholdelse af regler: Nationale og internationale udledningsstandarder pålægger strenge grænser for zink- og mangankoncentrationer. Effektiv fjernelse kræver typisk kemisk udfældning ved hjælp af alkaliske reagenser for at danne uopløselige hydroxider.

3. Nikkel – et højrisikotungmetal, der kræver streng regulering
Kilder:
- Iboende i råmaterialer: Visse legeringsstål, herunder rustfrit stål, indeholder nikkel, som opløses i syren under bejdsning.
- Overfladebehandlingsprocesser: Nogle specialiserede galvaniserings- eller kemiske belægninger inkorporerer nikkelforbindelser.
Begrundelse for overvågning og kontrol (afgørende betydning):
- Sundheds- og miljøfarer: Nikkel og visse nikkelforbindelser er klassificeret som potentielle kræftfremkaldende stoffer. De udgør også risici på grund af deres toksicitet, allergifremkaldende egenskaber og evne til bioakkumulering, hvilket udgør en langsigtet trussel mod både menneskers sundhed og økosystemer.
- Strenge udledningsgrænser: Regler som f.eks. den "Integrerede Spildevandsudledningsstandard" fastsætter en af ​​de lavest tilladte koncentrationer for nikkel (typisk ≤0,5-1,0 mg/L), hvilket afspejler dets høje fareniveau.
- Behandlingsudfordringer: Konventionel alkaliudfældning opnår muligvis ikke overholdelsesniveauer; avancerede metoder såsom chelateringsmidler eller sulfidudfældning er ofte nødvendige for effektiv fjernelse af nikkel.

Direkte udledning af ubehandlet spildevand vil resultere i alvorlig og vedvarende miljøforurening af vandløb og jord. Derfor skal alt spildevand gennemgå korrekt behandling og grundig testning for at sikre overholdelse af reglerne før udledning. Realtidsovervågning ved udledningsåbningen fungerer som en kritisk foranstaltning for virksomheder til at opfylde miljøansvar, garantere overholdelse af lovgivningen og afbøde økologiske og juridiske risici.