Primjer primjene monitoringa efluenta u kompaniji Spring Manufacturing

U procesu površinske obrade opruga, fosfatiranje se koristi za formiranje zaštitnog premaza koji sprječava koroziju. To uključuje uranjanje opruga u otopinu za fosfatiranje koja sadrži metalne ione poput cinka, mangana i nikla. Kroz hemijske reakcije, na površini opruge se formira nerastvorljivi film fosfatne soli.

Ovaj proces generira dvije glavne vrste otpadnih voda
1. Rješenje za fosfatirajuću otpadnu kadu: Fosfatirajuća kada zahtijeva periodičnu zamjenu, što rezultira visokom koncentracijom otpadne tekućine. Ključni zagađivači uključuju cink, mangan, nikl i fosfat.
2. Voda za ispiranje fosfatiranjem: Nakon fosfatiranja provodi se više faza ispiranja. Iako je koncentracija zagađivača niža od one u istrošenoj kadi, količina je značajna. Ova voda za ispiranje sadrži rezidualni cink, mangan, nikl i ukupni fosfor, što predstavlja glavni izvor otpadnih voda od fosfatiranja u pogonima za proizvodnju izvora.

Detaljan pregled ključnih zagađivača:
1. Željezo – primarni metalni zagađivač
Izvor: Prvenstveno potiče iz procesa kiseljenja kiselinom, gdje se opružni čelik tretira hlorovodičnom ili sumpornom kiselinom kako bi se uklonio kamenac željeznog oksida (rđa). To rezultira značajnim rastvaranjem željeznih iona u otpadnim vodama.
Obrazloženje za praćenje i kontrolu:
- Vizualni utjecaj: Nakon ispuštanja, željezni ioni oksidiraju do željeznih iona, formirajući crvenkasto-smeđe taloge željeznog hidroksida koji uzrokuju zamućenost i promjenu boje vodenih površina.
- Ekološki efekti: Akumulirani željezni hidroksid može se taložiti na riječnim koritima, gušeći bentoske organizme i poremeteći vodene ekosisteme.
- Problemi s infrastrukturom: Naslage željeza mogu dovesti do začepljenja cijevi i smanjene efikasnosti sistema.
- Potreba za tretmanom: Uprkos relativno niskoj toksičnosti, željezo se obično nalazi u visokim koncentracijama i može se efikasno ukloniti podešavanjem pH vrijednosti i taloženjem. Prethodni tretman je neophodan kako bi se spriječilo ometanje nizvodnih procesa.

2. Cink i mangan – "fosfatni par"
Izvori: Ovi elementi prvenstveno potiču iz procesa fosfatiranja, koji je ključan za poboljšanje otpornosti na hrđu i prianjanja premaza. Većina proizvođača opruga koristi otopine za fosfatiranje na bazi cinka ili mangana. Naknadno ispiranje vodom prenosi ione cinka i mangana u tok otpadnih voda.
Obrazloženje za praćenje i kontrolu:
- Toksičnost za vodene organizme: Oba metala pokazuju značajnu toksičnost za ribe i druge vodene organizme, čak i pri niskim koncentracijama, utičući na rast, reprodukciju i preživljavanje.
- Cink: Oštećuje funkciju škrga kod riba, što ugrožava efikasnost disanja.
- Mangan: Hronična izloženost dovodi do bioakumulacije i potencijalnih neurotoksičnih efekata.
- Usklađenost s propisima: Nacionalni i međunarodni standardi ispuštanja nameću stroga ograničenja na koncentracije cinka i mangana. Učinkovito uklanjanje obično zahtijeva hemijsko taloženje korištenjem alkalnih reagensa za formiranje nerastvorljivih hidroksida.

3. Nikl – visokorizični teški metal koji zahtijeva strogu regulaciju
Izvori:
- Sadrži se u sirovinama: Određeni legirani čelici, uključujući nehrđajući čelik, sadrže nikl, koji se rastvara u kiselini tokom kiseljenja.
- Procesi površinske obrade: Neki specijalizirani postupci galvanizacije ili kemijski premazi sadrže spojeve nikla.
Obrazloženje za praćenje i kontrolu (kritična važnost):
- Opasnosti po zdravlje i okoliš: Nikl i određena jedinjenja nikla klasifikovani su kao potencijalni kancerogeni. Oni također predstavljaju rizik zbog svoje toksičnosti, alergenih svojstava i sposobnosti bioakumulacije, predstavljajući dugoročne prijetnje i ljudskom zdravlju i ekosistemima.
- Stroga ograničenja ispuštanja: Propisi poput "Integriranog standarda ispuštanja otpadnih voda" postavljaju među najniže dozvoljene koncentracije nikla (obično ≤0,5–1,0 mg/L), što odražava njegov visok nivo opasnosti.
- Izazovi tretmana: Konvencionalna alkalna taloženja možda neće postići nivoe usklađenosti; za efikasno uklanjanje nikla često su potrebne napredne metode poput kelirajućih sredstava ili taloženja sulfida.

Direktno ispuštanje netretiranih otpadnih voda rezultiralo bi ozbiljnim i trajnim zagađenjem okoliša vodenim tijelima i tlu. Stoga, sve otpadne vode moraju proći odgovarajući tretman i rigorozno testiranje kako bi se osigurala usklađenost prije ispuštanja. Praćenje u stvarnom vremenu na ispusnom otvoru služi kao ključna mjera za preduzeća kako bi ispunila ekološke odgovornosti, garantirala usklađenost s propisima i ublažila ekološke i pravne rizike.