Системы оборотного водоснабжения

Автотранспортныхпредприятий

По данным научно-исследовательского и проектно-изыскательского института Мосводканалниипроект, только на мойку автомобилей в Москве ежесуточно расходуется 50 тыс. м³ питьевой воды, прошедшей дорогостоящую обработку на водопроводных станциях или подаваемой из артезианских скважин. За год расход воды по всем московским дорожно-транспортным предприятиям составляет 15 млн. м³ [9,23 ].

За последнее время в крупных промышленных центрах страны, и прежде всего, в Москве, наряду с локальными сооружениями по очистке сточных вод отдельных предприятий, возводятся групповые очистные сооружения, на которых очищают промышленные сточные и ливневые воды, поступающие от нескольких предприятия, что обеспечивает снижение как первоначальных затрат на возведение очистных сооружений, так и на их содержание.

Система оборотного водоснабжения, как правило, включает в себя сборник-резервуар сточной воды, откуда она насосами подается в фильтры очистки от взвешенных частиц и нефтепродуктов. После фильтрации очищенная вода поступает в сборник-резервуар чистой воды, из которого она забирается насосами для расхода на промышленные цели и для мойки автомобилей.

В данной схеме оборотного водоснабжения повторное использование воды для мойки можно производить, минуя сборник-резервуар чистой воды, и прямо подаваться насосом к моечной машине.

Основными загрязнителями производственных сточных вод:,автотранс-портных предприятий являются нефтепродукты и взвешенные частицы; других каких-либо химических веществ в них содержится ничтожно малое количество, что упрощает процесс очистки. Существующие очистные сооружения для улавливания взвешенных частиц и остатков нефтепродуктов, в основном действующие по методу флотационной очистки (основанному на прилипании частиц нефти или других загрязнений к пузырькам воздуха, которыми искусственно насыщают сточные воды, и всплывании образующегося комплекса), сложны, требуют реагентной обработки воды с применением коагулянтов (сернокислого алюминия или сернокислого железа и др.), не обеспечивают надежного качества очистки, воды.

Для размещения таких очистных сооружений требуются значительные территории, выделить которые в условиях действующего автотранспортного предприятия не всегда возможно.

В связи с указанными недостатками таких очистных сооружений нецелесообразно на их основе создавать систему оборотного водоснабжения. При организации оборотного водоснабжения исходят из следующих основных требований:

●достаточно высокое и надежное качество очистки сточных вод без повседневного лабораторного контроля;

●компактность очистных сооружений - возможность размещения их на сравнительно небольшой площади;

●возможность серийного заводского изготовления всех агрегатов очистных сооружений и простота в эксплуатации;

●широкий диапазон производительности установок (путем их комплектации из унифицированных узлов) на различную производственную мощность АТП.

Указанным требованиям отвечает разработанная институтом Мосводканалниипроект установка для очистки производственных сточных вод, получившая название «Кристалл»

Принцип действия установки «Кристалл» основан на последовательной фильтрации через устройства для задержания взвешенных частиц к дальнейшем извлечении нефтепродуктов по замкнутому циклу.

Высокое качество и эффективность очистки сточных вод на установке

«Кристалл» достигают за счет вибрационного фильтра и применения в качестве фильтрующих элементов загрузок синтетических нетканых материалов (таких, как сипрон, возопрон, синтепрон и др.), имеющих наиболее высокую адсорбционную и адгезионную способность к нефтепродуктам и являющихся отходами легкой промышленности. Невысокая стоимость этих материалов и возможность многократной их регенерации ставят эти материалы на первое место по сравнению с другими фильтрующими загрузками по очистке сточных вод.

Показатели качества очистки сточных вод на выходе установки «Кристалл»

приведены в табл.2.8. В результате очистки вода может быть повторно использована для мойки автомобилей и других технических целей при оборотном водоснабжении, сброшена в ливневую канализацию или в открытые водоемы без нарушения нормального состояния биологической среды.

Следует особо отметить компактность установки «Кристалл»(достаточная площадь помещения - 100 м²).

Применение установок «Кристалл» также эффективно не только в тех автотранспортных предприятиях, где еще нет очистных сооружений и где они возводятся впервые, но и в тех, где они уже действуют. Разработаны проекты установок «Кристалл»с батареями производительностью 10, 30, 60, 90 и 120 м³/ч, различных по своей конфигурации, применительно к имеющимся в автотранспортных предприятиях помещениям. Управление работой установками и контроль качества очистки сточных вод автоматизированы.

Таблица 2.8. Качество очистки сточных вод

На установке«Кристалл»

Регенерацию фильтрующей загрузки, насыщенной нефтепродуктами, осуществляют путем отжатия в стиральной центрифуге. Кратность регенерации фильтрующих нетканых материалов более 60 при восстановительной способности 94-97% по адсорбционной емкости материала к нефтепродуктам.

Изготовление установки несложно, причем требуется небольшое количество материалов. Например, для установки производительностью 30 м³/ч необходимо:

●черных металлов 3700 кг,

●нержавеющей стали 247 кг,

●цветных металлов 13 кг,

●чугуна 7 кг,

●стеклопластика 130 кг.

Ниже приведены характеристики и принцип работы: установки «Кристалл»производительностью 30 м³/ч как наиболее распространенной в системе оборотного водоснабжения. При этом объектом являются промышленные сточные и ливневые воды, загрязненные взвешенными веществами и нефтепродуктами, что соответствует характеру сточных вод автотранспортного предприятия[9,23].

Установка «Кристалл»(рис.2.30) содержит приемный резервуар 1 сточной воды, насос 2 подачи сточной воды, виброфильтр 3, бункер-сборник 4 осадка, блок очистки сточных вод от нефтепродуктов, имеющий камеру 6 грубой (первичной) очистки воды, камеру 7 для окончательной очистки сточных вод, сборник 5 чистой очищенной воды, насос 11 подачи чистой воды с патрубком 12, соединяющим насос с моечной установкой, сборник 8 нефтеотходов с патрубком 9 отвода нефтепродуктов и патрубком 10 слива воды в осадок.

Одним из главных агрегатов установки является виброфильтр, предназначенный для очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ - песка, ила и т. п.(рис.2.31 и табл.2.9).

Виброфильтр выполнен в виде металлического цилиндрического корпуса 5, переходящего в нижней части на конус и опирающегося на трубчатое основание; внутри корпуса размещены тринадцать кассет 6, обтянутых мелкой металлической сеткой; сверху корпуса имеется кассетодержатель 3, на трубе которого крепится вибратор 1.

Рис. 2.30. Схема очистки сточных вод по замкнутому циклу

На установке «Кристалл»

Рис. 2.31. Виброфильтр установки «Кристалл»

Промежутки между кассетами заполняютсягранулами полистирола. Для приема и подачи в установку сточной воды имеется входной патрубок 4, а для. выхода воды, очищенной от взвешенных веществ, в верхней части корпуса есть выходной патрубок 2; для спуска осадка в нижнейчасти корпуса имеется переливная труба 7, соединяющая корпус с элеватором. Для контроля за давлением в виброфильтре имеется манометр.

В описываемой установке оригинально решена конструкция блока вторичной очистки сточных вод от нефтепродуктов, в котором осущест-вляется окончательная очистка воды. Основными узлами блока (рис.2.32) являются камера 16 грубой (первичной) очистки с крышкой 11, кассеты 18 каскадного фильтра окончательной очистки воды, расположенные в средней части блока, и сборник 20 чистой воды.

Камера грубой очистки воды от нефтепродуктов имеет патрубок 13, через который поступает вода из виброфильтра, очищенная от взвешенных частиц; в камере имеются две рамки 12 с коалесцирующими фильтрами, перегородка 9 с желобом 10, патрубок 7 слива нефтепродуктов, заслонка 8 с электромагнитным приводом и распределительный коллектор 6.

Рис. 2.32. Блок вторичной очистки сточных вод от нефтепродуктов

(установка «Кристалл»)

Расположенные в средней части кассеты 18 размещены в трех горизонтальных рядах и выполнены подвижными на роликах по направляющим каркаса камеры. Кассета состоит из наружного и внутреннего корпусов 4, двух металлических сеток 5, лотка 17 и переливной трубы 1телескопического типа; внутренний корпус кассеты заполнен фильтрующим синтетическим волокном 21 (например, сипрон) для окончательной очистки воды от нефтепродуктов.Слив чистой воды осуществляют через сливной патрубок 2, Кроме того, имеются патрубок 3 перелива и патрубок 19 для слива отстоя. В верхней части камеры смонтированы воздушные коллекторы 14 для удаления (с помощьювоздуха)

слоя нефтеотходов с поверхности воды; для наблюдения за процессом очистки воды имеется смотровое окно 15.

Загрязненная вода поступает в резервуар 1 сточных вод (см. рис. 2.30); когда уровень воды в резервуаре достигнет среднего датчика сигнализатора уровня, автоматически включается насос 2, далее вода под давлением 2-2,5 кгс/см² поступает по трубопроводам в виброфильтр 3; после фильтрации из виброфильтра вода поступает в блок вторичной очистки от нефтепродуктов сначала в камеру 6 грубой (первичной) очистки, а затем в камеру 7 для окончательной (вторичной) очистки, откуда она направляется в сборник 5 чистой воды.

Осадок в виде песка, ила и т. п. оседает в конусной части виброфильтра 3, из которого он периодически удаляется в бункер-сборник 4 осадка.

В камере грубой очистки воды происходит коалесценция (укрупнение частиц) эмульсии и образование слоя нефтеотходов. Ускорение сброса нефтеотходов с поверхности воды осуществляется путем подачи сжатого воздуха; далее нефтеотходы самотеком поступают в сборник 8, а оттуда через патрубок 9 на установку «Вихрь» для сжигания.

Очищенная от нефтепродуктов вода из камеры 6 грубой (первичной) очистки поступает в камеру 7 окончательной (вторичной) очистки воды; пройдя окончательную очистку, вода сливается в сборник 5 чистой воды; когда уровень воды в сборнике 5 достигнет среднего датчика сигнализатора уровня воды (на рисунке не показано), включается насос 11 чистой воды,, подающий очищенную воду в систему оборотного водоснабжения.

Высокое качество очистки воды от взвешенных частиц достигается в виброфильтреблагодаря применению кассет, обтянутых сеткой с размером ячейки 40 мкм, на которой задерживаются частицы размером 40 мкм и выше, создающие рабочий слой, через который фильтруется вода. Встряхивание кассет е помощью вибратора обеспечивает интенсивное удаление осевших взвешенных частиц, а благодаря автоматизации процесса встряхивания, которое осуществляется при возрастании гидравлического сопротивления воды до определенного предела,обеспечивается поддержание оптимальной толщины рабочего слоя. ила, гарантирующего эффективность очистки.

Электрическая схема установки «Кристалл» включает в себя электроприводы трех насосов загрязненной воды, двух виброфильтров, четырех камер для окончательной (вторичной) очистки воды и трех насосов чистой воды, а также водо- и воздухоприводы с сигнализаторами, электровентилями и электроклапанами.

Технические характеристики установки «Кристалл» обобщены в табл.2.9.

Таблица 2.9. Технические характеристики установки «Кристалл»

В работе очистных сооружений установки предусматривают следующий объем автоматизации:

●включение основного насоса подачи сточных вод при достижении необходимого уровня в резервуаре сточных вод;

●аварийное отключение основного насоса (при загрязнения всасывающей магистрали или в случае срабатывания световой или звуковой сигнализации) и включение резервного насоса;

●включение третьего (резервного) насоса загрязненной воды при увеличении притока сточных вод в отстойник;

●включение вибратора ИВ-38 и перекрытие трубопровода подачи сточных вод при загрязнении основного виброфильтра. Происходит автоматическое переключение подачи сточных вод в резервный виброфильтр, причем включаются аварийная световая и звуковая сигнализация;

●включение и отключение насоса очищенной воды (на 2-3 мин каждого часа работы) для промывки фильтра гидроэлеватора;

●слежение за накоплением слоя нефти на поверхности приемного резервуара в камере окончательной (вторичной) очистки воды. При уровне, достаточном для срабатывания фотоэлемента, выдается сигнал на электромагнитный клапан перелива и на клапан подачи воздуха сброса нефтепродуктов, установленный в воздухопроводе;

●включение сигнальной лампы при загрязнении одного из верхних фильтров камеры окончательной (вторичной) очистки воды;

●включение звуковой и световой сигнализации в случае загрязнения всех трех верхних фильтров;

●включение насоса откачки чистой воды при достижении установленного уровня в сборнике чистой воды;

●включение резервного насоса, а также звуковой и световой сигнализации при нарушении штатного режима.