Tài liệu Làm sạch nước thải từ xưởng mạ

Đề tài: Làm sạch nước thải từ xưởng mạ
Bộ Giáo dục và đào tạo Cộng ḥa xă hội chủ nghĩa Việt Nam
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Độc lập - tù do- hạnh phóc
******************************** ------------------o0o-----------------------


NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.

Họ và tên: Nguyễn Duy Hanh.
Khóa: . 43, Ngành học Ngành Điện hóa ,Hệ: Chính quy.

1. Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế phân xưởng mạ thiết bị, dụng cô y tế năng suất 100.000 m[SUP]2[/SUP] / năm.
2.Các số liệu ban đầu:

· Thiết bị , dụng cô y tế tự chọn bao gồm 10 chi tiết.
· Phân xưởng mạ thiết bị, dụng cô y tế năng suất 100.000 m[SUP]2[/SUP] / năm.
· Chất lượng cao.
· Giá thành hợp lư.
· Phế phẩm < 5%.

3.Nội dung tính toán:

· Tiêu hao hóa chất và anot.
· Tiêu hao hao điện năng, khí, nước rửa.
· Tiêu hao nhân công.
· Tổ chức sản xuất, vệ sinh công nghiệp và môi trường.

4.Bản vẽ, đồ thị (Ghi rơ loại bản vẽ và kích thước bản vẽ)

· Các bản vẽ chi tiết 10 chi tiết mạ.
· Bản vẽ bể mạ Ni.
· Bản vẽ bể mạ Cr.
· Bản vẽ bể mạ mặt bằng nhà xưởng và mặt cắt đứng nhà xưởng.
5.Cán bộ hướng dẫn: Họ và tờn cỏc bộ:
Phần:I PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:II PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:III PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:IV PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:V PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:VI PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần:VIIPGS TS Trần Minh Hoàng---------------------------------- PGS TS Trần Minh Hoàng

6.Ngày nhiệm vụ thiết kế: .

7.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: .

Ngày Thỏng Năm
CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Kư ghi rơ họ tên) (Kư ghi rơ họ tên)


KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SINH VIÊN ĐĂ HOÀN THÀNH
(và nép bản thiết kế cho khoa)
- Quá tŕnh thiết kế: . Ngày Thỏng Năm 200 .
- Điểm duyệt: (Kư tên)
- Bản thiết kế:
Ngày Thỏng Năm 200 .


CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Kư ghi rơ họ tên)

PHẦN I

MỞ ĐẦU
Chương I: Tính thiết thực của đề tài

Trải qua hàng trăm năm h́nh thành và phát triển ngành Hoá học nói chung và công nghệ Điện hoá nói riêng đó cú những bước tiến vượt bậc, đáp ứng phần nào đó nhu cầu đời sống kinh tế xă hội của loài người. Trong bối cảnh đó, ngành mạ điện cũng không ngừng phát triển và ngày càng cho ra đời các sản phẩm mạ tốt hơn, đẹp hơn, phong phó và bền hơn. Ngày nay người ta đă mạ được cỏc lớp hợp kim hai, ba nguyên Líp mạ phủ bằng phương pháp điện hoá vừa cho chất lượng tốt, đẹp, bền tính năng cơ học, hoá học và thẩm mĩ vượt trội lại dễ khống chế về mặt công nghệ cho nên đây là phương pháp ưu việt hơn cả và ngày càng được sử dông rộng răi trong các nghành công nghệ khác nhau. Ngày nay líp kim loại phủ mạ điện thường được dùng để làm líp bảo vệ chống ăn ṃn, làm líp phủ trang sức bề mặt, giảm ma sát ở các ổ trục, đôi khi là để mạ phục hồi các chi tiết và thiết bị máy móc cũ bị ṃn. Líp kim loại phủ mạ điện c̣n có thể đáp ứng được yêu cầu của líp mạ đa năng cho các chi tiết đ̣i hỏi chất lượng cao như tính năng bảo vệ chống ăn ṃn, tính thẩm mĩ, tính năng cơ học vượt trội hơn hẳn các líp mạ bằng các phương pháp khác .
Trong thực tế ngành y tế, thiết bị, dụng cô y tế đ̣i hỏi phải cú cỏc yêu cầu như không bị han rỉ, độ bóng bề mặt cao để tránh sự cư trú của vi khuẩn và đảm bảo sức khoẻ của bệnh nhân cho nên đây là lĩnh vực sử dụng nhiều sản phẩm của ngành công nghệ mạ. Lớp phủ bằng phương pháp mạ điên có lợi thể hơn thép không rỉ, inox ở chỗ cho sản phẩm giá rẻ, mặt khác một số thiết bị, dụng cụ đ̣i hỏi cơ tính lớn đé sắc cao thỡ thộp không rỉ, inox không đáp ứng được nhu các cầu này. Ngành công nghệ mạ có thể cho ra đời thiết bị và dụng cụ y tế có cả ưu việt của kim loại phủ và kim loại nền đó là chất lượng bề mặt cao (như độ bóng, độ kín lớn, tính bền hoá, cơ cao, lại không độc hại với người bệnh ) của các kim loại phủ và có cơ tính tốt của nền như (độ cứng, độ dẻo ) của các kim loại nền.
Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ cho một lượng dân số 80.000.000 dân là một nhiệm vụ cấp thiết mà đảng và nhà nước ta đang từng bước tiến hành. Việc phát triển công tác y tế không thể tánh rời việc nâng cao chất lượng của thiết bị, dụng cô y tế chớnh vỡ lư do này mà chúng ta phải cố gắng sản xuất ra các thiết bị, dụng cô y tế chất lượng cao để phục vụ cho công tác y tế .
Trong thực tế các thiết bị, dụng cụ y tế được tiêu dùng một lượng lớn ở nước ta nhưng chúng ta lại chỉ sản xuất được một phần nhỏ cho dù các thiết bị, dụng cụ y tế đa phần là khụng khú sản xuất nhưng ở nước ta lại bị bỏ ngỏ. Hiện tại thiết bị, dụng cụ y tế đa phần chúng ta nhập từ nước ngoài trong đó chủ yếu từ Trung Quốc. Chính v́ vậy mục tiêu của đồ án là góp phần vào công tác sản xuất thiết bị và dụng cụ y tế nhằm tự lực và chủ động về mặt hàng này.
Trong thực tế líp mạ trong thiết bị và dụng cụ y tế có chức năng chủ yếu như:
· Tạo ra các thiết bị và dụng cụ y tế giá rẻ nhưng lại có đầy đủ các tính năng chăm sóc sức khoẻ người bệnh như đối với các thiết bị và dụng cụ y tế chế tạo bằng các vật liệu đặc biệt nhưng giá cao như inox, thộp khụng rỉ
· Tạo líp phủ chống rỉ cho kim loại nền v́ nếu để kim loại nền bị rỉ th́ rất có thể gây nhiễm trùng hoặc gây hại cho sức khoẻ bệnh nhân.
· Tạo líp phủ nhẵn, kín cơ tính tốt nhằm tránh sự cư trú của vi khuẩn trên các thiết bị và dụng cụ y tế.
Thông thường để đáp ứng được yêu cầu của líp mạ đa năng dùng trong y tế người ta thường sử dụng líp mạ 3 líp Cu-Ni-Cr hay Ni bóng - Ni mê - Cr, có thể sử dụng công nghệ tự động, bán tự động hay thủ công. Trong điều kiện nước ta nhân công rẻ, điều kiện áp dụng cơ giới hoá, tự động hoá chưa thuận lợi cho nên ta trong nội dung đũ ỏn của ta chóng ta sử dụng phương pháp mạ thủ công với líp mạ ba líp Ni bóng - Ni mê – Cr. Trong líp mạ 3 líp này chức năng như sau:
· Líp Ni độ kín lớn, ứng suất nhỏ lại bỏm dớnh tốt dễ mạ, khi mạ lại khá ổn định được dùng làm líp mạ lót. Líp mạ Ni mờ có tác dụng gắn kết với nền, tạo ra líp mạ kín, xít chặt nên không cho nền tiếp xúc với môi trường và bị phá huỷ
· Líp Ni búng cú ứng suất lớn nhưng cho độ bóng cao, nhẵn ,tính trang sức, thẩm mĩ ưu việt
· Líp mạ Cr làm cho thiết bị và dụng cụ y tế có mầu trắng xanh, đẹp cơ tính cao, Ưt mài ṃn bền hoá học.
Cả hai loại kim loại này lại hoàn toàn không độc,khụng có hại cho sức khoẻ con người và nó đang chứng tỏ được vai tṛ chủ đạo trong công nghệ phát triển líp mạ bảo vệ và trang sức cho thiết bị, dụng cô y tế.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Trần Minh Hoàng cùng các thầy cô trong bộ môn Điện hoá và bảo vệ kim loại trường đại học bách khoa Hà nội đă nhiệt t́nh giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Hà nội ngày 17/3/2003
Sinh viên: Nguyễn Duy Hanh
. o0o

PHẦN II

CƠ SỞ LƯ THUYẾT.

Chương I: Giới thiệu chung

I.1. Lịch sử phát triển của ngành mạ.
Công nghệ mạ đă ra đời, phát triển qua 2 thế kỷ và đang ngày càng hoàn thiện, ngay từ khi ra đời nú đó nhanh chóng trở thành một ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, phục vụ đắc lực cho nhiều ngành kỹ thuật và đời sống tiêu dùng. Líp mạ kim loại trên bề mặt các thiết bị máy móc, thiết bị, dụng cụ y tế, dụng cụ sinh hoạt, các đồ nữ trang đem lại cho các thiết bị và dụng cụ sinh hoạt hàng ngày khả năng bảo vệ, chống xâm thực của môi trường, tăng tính thẩm mỹ, tăng khả năng chịu mài ṃn để đạt được tính chất mài đó. Tuỳ theo mục đích của sản phẩm mà các khả năng trên được ưu tiên lùa chọn.
Lịch sử phát triển ngành mạ gắn liền với công nghệ mạ Niken. Ban đầu là líp mạ niken mê không ổn định, sau đó nhiều năm vào năm 1916, Watts cho ra đời một dung dịch mạ Niken mê có tính ổn định cao gồm: NiSO[SUB]4[/SUB], NiCl[SUB]2­­[/SUB], H[SUB]3[/SUB]BO[SUB]3[/SUB] và để tăng độ búng lớp mạ phải được đánh bóng cơ học. Từ đó công nghệ mạ niken được chú ư phát triển, hàng loạt các dung dịch mạ niken ra đời như dung dịch mạ niken bỏn búng, dung dịch mạ niken bóng, dung dịch mạ niken đen
Ngày nay, do sự đang dạng hoỏ cỏc sản phẩm tiêu dùng này phục vụ cho sản xuất công nghiệp, làm cho các vật dụng và trang thiết bị kim loại được sử dụng rất phổ biến, đó là đặc tính ưu việt của nó mà các vật liệu khác không thể thay thế được. Nhưng do đặc tính ăn ṃn của kim loại hàng năm một khối lượng rất lớn kim loại bị mất đi, ngoài ra khi ăn ṃn bề mặt trở lên xấu xí, không c̣n tính thẩm mỹ, giảm giá trị và thời gian sử dụng máy móc thiết bị đó. Do vậy việc chống ăn ṃn kim loại có ư nghĩa vô cùng quan trọng.
Có rất nhiều phương pháp chống ăn ṃn kim loại như: Sản xuất hợp kim chổng gỉ, xử lư môi trường ăn ṃn, bảo vệ điện hoá, làm cho kim loại ở nguồn catốt hay anốt thụ động hoỏ trong đó phương pháp mạ được dùng phổ biến nhất.
Bản đồ án thiết kế phân xưởng mạ thiết bị,dụng cụ y tế này đă kết hợp giữa lư luận và thực tế. Đồng thời đưa ra công nghệ mạ mới không độc hại về mạ.
I.2 Giới thiệu sản phẩm mạ.
Trong thực tế ngành y tế,thiết bị, dụng cô y tế đ̣i hỏi phải cú cỏc yêu cầu như không bị han rỉ, độ bóng bề mặt cao để tránh sự cư trú của vi khuẩn và đảm bảo sức khoẻ của bệnh nhân cho nên đây là lĩnh vực sử dụng nhiều sản phẩm của ngành công nghệ mạ. Líp phủ bằng phương pháp mạ điên có lợi thể hơn thép không rỉ, inox ở chỗ cho sản phẩm giá rẻ, mặt khác một số thiết bị, dụng cụ đ̣i hỏi cơ tính lớn độ sắc cao thỡ thộp khụng rỉ, inox không đáp ứng được nhu các cầu này. Ngành công nghệ mạ có thể cho ra đời thiết bị và dụng cụ y tế có cả ưu việt của kim loại phủ và kim loại nền đó là chất lượng bề mặt cao (như độ búng,độ kớn lớn, tính bền hoá, cơ cao, lại không độc hại với người bệnh ) của các kim loại phủ và có cơ tính tốt của nền như (độ cứng,độ dẻo ) của các kim loại nền.
Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ cho một lượng dơn số 80.000.000 dân là một nhiệm vụ cấp thiết mà đảng và nhà nước ta đang từng bước tiến hành. Việc phát triển công tác y tế không thể tánh rời việc nâng cao chất lượng của thiết bị, dụng cô y tế chớnh vỡ lư do này mà chúng ta phải cố gắng sản xuất ra các thiết bị ,dụng cụ y tế chất lượng cao để phục vụ cho công tác y tế .

+ Vai trũ líp mạ.
Đối với thiết bị, dụng cô y tế ta chọn mạ 3 lớp vỡ nú bảo vệ kim loại nền tốt hơn mạ một lớp cú cựng chiều dầy. Do độ lỗ giảm, cân bằng ứng suất giữa líp mạ. Tuy nhiên việc mạ nhiều líp cũng làm quy tŕnh công nghệ phức tạp hơn.
- Líp mạ niken bỏn búng: Không chứa lưu huỳnh, có độ bền chống ăn ṃn cao, độ dẻo dai, độ gắn bám tốt.
- Líp mạ niken bóng: Cho líp mạ có độ nhẵn bóng cao, giảm khâu đánh bóng sau mạ.
- Líp mạ Crụm: Làm tăng tính trang sức cho sản phẩm, tăng khả năng chịu mài ṃn của thiết bị.
+ Chọn chiều dầy líp mạ.
Để bảo vệ kim loại nền tốt th́ ngoài số líp mạ, chiều dày líp mạ cũng là một vấn đề quan trọng. Nếu líp mạ mỏng, độ lỗ sẽ nhiều tạo ra những vi phin gây ăn ṃn kim loại. Nếu líp mạ dày quá th́ ứng suất tăng làm líp mạ sẽ bong và giá thành cao.
Do đó chọn chiều dày líp mạ sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của từng mặt hàng là vấn đề cần được xem xét cẩn thận.
Nước ta nằm trong ṿng khí hậu nhiệt đới Èm, điều kiện làm việc của hàng mạ là ngoài trời, chịu nắng, chịu mưa, chịu nhiệt độ cao, chịu sự rung động mạnh khi làm việc. Từ đó ta chọn chiều dày cỏc lớp mạ như sau:
Bảng 1: - Chiều dày líp mạ Ni – Cr cho thiết bị, dụng cô y tế.
[TABLE=width: 401, align: left]
[TR]
[TD]Líp mạ
[/TD]
[TD]Ni mê
[/TD]
[TD]Ni bóng
[/TD]
[TD]Cr
[/TD]
[TD]Zn
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Chiều dày, m
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[TD]0,3
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]




Chọn líp mạ Ni – Cr trên nền thép như vậy là khá dày so Với tiêu chuẩn (chiều dày líp mạ Ni mê: 20m, Ni bang 10m chiều dày líp mạ Crụm: 0,3m (Phụ lục 6 – 2) nhưng v́ thiết bị, dụng cô y tế là một mặt hàng có giá trị, cần được bảo vệ, trang trí tốt nhất trong điều kiện cho phép, mặc dù giá thành cao nhưng chất lượng tốt, thị trường vẫn dễ tiếp nhận.

II. Cơ sở thiết lập các bước quy tŕnh sản xuất.
Nguyên tắc chung nhất để thiết lập, xem xét một dây chuyền mạ phải bắt nguồn từ cấu trúc h́nh thái bề mặt, mức độ nhiễm bẩn bề mặt của vật liệu (h́nh 1) tiếp đến là các yêu cầu cảu sản xuất và thương mại nhằm đáp ứng các nhu cầu cần đ̣i hỏi của thị trường, đảm bảo tính lưu thông cao của sản phẩm làm ra.
ở đây ta chỉ nói về những nguyên tắc nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đầu ra. Để hiểu rơ điều này ta xem xét t́nh h́nh vẽ mô tả h́nh thái cấu trúc tấn thộp, lớp oxyt và tạp bẩn.





H́nh 1: - H́nh thái cấu trúc tấm thép và líp oxyt, tạp bẩn trên đó.

Theo đó, để đảm bảo líp mạ kim loại nào đó phủ đều và bỏm chớnh trờn nền thộp, cỏc lớp tạp bẩn và oxyt cần được loại bỏ trước tiên để có bề mặt thĐp sạch. Bề mặt đó cần được bảo vệ, giữ nguyên cho đến tận khi mạ phủ một lớp kim loại. Do đó dây chuyền công nghệ mạ cần phải có các công đoạn sau:
- Làm sạch bề mặt trước khi mạ.
- Mạ, điều chỉnh chiều dầy líp mạ.
- Sấy khô, kiểm tra đóng gói sản phẩm.
. o0o