Зниження токсичності автомобілів в експлуатаційних умовах (стр. 6 из 7)

7. Очищення води та повторне її використання

На автопідприємствах при експлуатації одного автомобіля утворюється в середньому 700... 1200 л забрудненої води за добу. Вона містить 800...3000 мг/л завислих речовин, 50...900 мг/л нафтопродуктів, ОДО... 15 мг/л тетраетил свинцю. Скидання у водойми або каналізацію рідин, які містять тетраетил свинець, абсолютно недопустиме, бо наявність 1 мг/л тетраетил свинцю у воді повністю вбиває все живе в навколишньому водному середовищі. За санітарними нормами в стічній воді допускається не більше 0,25...0,75 мг/л завислих речовин і 0,05...0,3 мг/л нафтопродуктів. В Україні нагромаджений багатий досвід з конструювання водоочисних сантехнічних і технологічних установок та організації реагентного очисного господарства.

Щоб вибрати метод хімічної обробки води та конструкції водоочисних сантехнічних установок, попередньо визначають забрудненість води тетраетил свинцем (ТЕС), потім кислотність, лужність рідини, необхідність нейтралізації, склад і концентрацію домішок. Остаточний метод очищення визначають залежно від конкретних умов експлуатації автомобілів. Сьогодні відомо більше 15 методів очищення забруднених вод від тетраетил свинцю. Розглянемо деякі з них. Тривале зберігання (20-30 днів) забрудненої води у відкритих водоймах — найпростіший метод, який дає 100%-й ефект очищення води та руйнування ТЕС. При цьому глибина шару води у водоймі, що очищується, не повинна перевищувати 3 м, обвалування і дно водойми забезпечують антифільтраційним покриттям.

Метод озонування — один із найпоширеніших. Вітчизняні заводи з цією метою випускають трубчасті озонатори (ПО = 2, ПО = 3, ПО = 5 та ін.) продуктивністю від 250 до 1000 г озону на годину. Такі установки за добу можуть очистити 100... 1000 м³ забрудненої води, що повністю відповідає витратам сучасних автопідприємств. Цей метод забезпечує високу якість очищення і повторне використання води. Скидання у водойми очищеної води зберігає життєдіяльність фауни та флори.

Флотаційний метод широко застосовують для очищення від завислих речовин і замутнених нафто насиченими сумішами мийно-стічних вод. Він ґрунтується на коагулюванні забруднених рідин з емульсованим повітрям і додаванням хімічних речовин-коагулянтів (залізний купорос, сірчанокислий амоній, хлористе залізо та ін.), які пришвидшують осідання домішок. Для підлуговування води додають вапно.

При проектуванні нових і реконструюванні діючих автопідприємств закладають очисні сантехнічні споруди механізованого миття автомобілів з гідроелеваторними та гідро циклонними установками і зворотним водопостачанням та частковою коагуляцією стоків. Принципова схема таких споруд зображена на рис. 7. 1 і 7.2. Забруднена вода після миття автомобілів надходить у приймальну камеру — брудоуловлювач, де відбувається випадання найбільших частинок і змішування з коагулянтом. З брудоуловлювача вода надходить у брудовідстійник, де випадають в осад найдрібніші завислі частинки і починається збирання нафтопродуктів саморегулюючими лотками бензо-, маслоуловлювачів. Завершується збирання нафтопродуктів у камері бензо-, маслоуловлювача після проходження пластинчастих контейнерів. Відстояна вода потрапляє в камеру об'ємом приблизно 26...38 м³, звідки насосами по зворотній системі трубопроводів подається на миття автомобілів для повторного використання. Поповнення зворотної системи водопостачання свіжою водою становить близько 10% загальних витрат. Гідроелеватори захоплюють осад із брудовловлювача, пропускають пульпу через гідроциклони, де відбувається зневоднення осаду до 30...60% вологості. Досвід експлуатації таких установок свідчить, що вони сприяють зменшенню у 10-15 разів потреби у свіжій воді.

Рис. 7.1. Водоочисна установка для повторного використання води:

І — приймальна камера; ІІ — брудовідстійник; III— бензомасловловлювач; IV— камера доочищення 1 — уловлювач; 2 — подавальна труба; 3 — труба до елеватора; 4 — гідроциклони; 5 — труби до гідроциклонів; 6 — бак дозатора коагулянта; 7 — масловивідна труба; 8 — лоток; 9 — водовідвідна труба; 10, 15 — перегородки; 11 — фільтр; 12 — шланг; 13 — пластинчастий конвеєр; 14, 16 — гідроелеватори

Все більш поширеним стає очищення стічних вод у системах зворотного водопостачання мийних установок зон чи постів щоденного(щозмінного) обслуговування шляхом заміни традиційних реагентів однокомпонентним коагулянтом, який отримують з відходів хіміко-фармацевтичної та анілінофарбової промисловості. В якості такого коагулянту використовують гідроксохлориди амонію (ГОХА), які можна вводити у стічні води безпосередньо через відстійники очисних споруд після незначних конструктивних удосконалень. Після оброблення ГОХА в умовах інтенсивного перемішування спостерігається швидке утворення пластівців та інтенсивне осідання коагульованої суміші. В статичних умовах осідання закінчується через 20...30 хв. залежно від дози коагулянту і його властивостей. Оптимальні дози коагулянту А1₂О₃ становлять 50... 10 мг на 2 м³ стічної води. Ступінь очищення стічних вод — 95...99,5%. Вартість ГОХА, що виготовляється з відходів виробництва, в 2-3 разу нижча вартості традиційних коагулянтів (солей полівалентних металів, солей алюмінію або заліза,сульфату алюмінію у сполуці з поліакриламідом), що застосовуються.

Заслуговують особливої уваги різні малогабаритні автоматизовані очисні установки, виконані у вигляді одного блока (рис. 7. 3). Практика їх експлуатації свідчить про доцільність ширшого використання установок, які ґрунтуються на фізико-хімічному (реагентному) методі очищення із застосуванням коагулянтів. Стічна вода потрапляє в попередню камеру /, обладнану двома фільтрами грубого очищення з розміром комірки 0,7 мм, де відбувається частковий розподіл нафтопродуктів і великих домішок. Масла збираються в камері 1, а потім перекачуються в маслозбірник, а нафтопродукти у вигляді завислих частинок надходять разом з залишковими водами в реактор 2. Там вони поєднуються з необхідною дозою коагулянту, витісненого стисненим повітрям з місткості 3, і залишаються в стані спокою до відокремлення домішок від очищеної фракції. Місткість З є порційною і щоразу вміщує рівно стільки коагулянту, скільки необхідно для очищення об'єму стоків, що знаходиться в реакторі 2. Після розподілу шлам, що осів на дно, надходить у шламозбірник, а очищена фракція — на повторне використання.

Рис. 7.2. Схема установки для очищення стічних вод:

1 — камера попереднього очищення; 2 — реактор; 3 — електролізер для отримання коагулянту; 4 — джерело постійного струму

Застосовуються й інші конструкції установки, де місткість 3 є електролізером з пластинчастими алюмінієвими або сталевими електродами. В електролізері, оснащеному джерелом постійного струму 4 (випрямлячем для підзарядку акумуляторних батарей), відбувається напрацювання коагулянту із 5-7% розчину кухонної солі. Час електролізу залежить від необхідної дози коагулянту та визначається експериментально під час пусконалагоджування.

Для тих випадків, коли стоки містять додаткові домішки, які потребують обробки стічних вод дезінфектантами, матеріалом однієї з пластин електролізера, підключених до позитивної клеми випрямляча, є графіт. Газоподібний хлор, що виділяється під час напрацювання коагулянту, із герметично закупореного електролізера 3 пропускається через стоки в реакторі 2, а потім гіпохлор або коагулянт подається в камеру реакції. Відокремлення домішок від чистої фракції відбувається негайно, і домішки піднімаються у верхню частину реактора. Простота конструкції таких установок дає змогу встановлювати їх безпосередньо на автопідприємствах. Реагенти, які використовуються, дешеві та недефіцитні, тому ці установки є доступними навіть для невеликих автопідприємств. Ефективними та раціональними очисними спорудами, які застосовуються на автопідприємствах при очищенні стічних вод нафтопродуктів і завислих частин для повторного використання очищеної води, є очисні споруди з безнапірними гідроциклонами. Такі очисні споруди забезпечують добру якість очищення стічних вод від нафтопродуктів. Менш ефективним є очищення стічних вод від завислих частинок, тому такі очисні споруди вимагають удосконалення.

Розглянемо очисні споруди, зображені на рис. 7. 3. Забруднена вода після миття автомобіля потрапляє в канаву.

Рис. 7.3. Схеми очисних споруд: 1 — приймальний резервуар; 2 — насос; 3 — компресор;4 — відстійник-погасник; 5 — відстійник першого ступеня; 6 — відстійник другого ступеня; 7 — насос; 8 — фільтр першого ступеня; 9 — касетний фільтр; 10 — резервуар для чистої води; 11 — насос подачі води

В її заглибленні є приямок з металевим бункером (кюбель) для збирання щебеню, скла, металевих предметів. Кюбель зі сміттям в міру його нагромадження вивозить автонавантажувач. Вода самопливом через ґратки потрапляє у резервуар 1. При заповненні його вмикається барботер (на 4-5хв) і насос 2, який перекачує брудну воду у вертикальний відстійник -погасник 4. Далі по переливних трубах вода надходить у відстійники першого 5 і другого 6 ступенів. Нафтопродукти, що накопичуються у верхній частині відстійника 6, скидаються через перегородку у накопичувальний бак. При максимальному заповненні відстійника 6 вмикається насос 7, який перекачує воду у фільтр першого ступеня 8. Потім вона самопливом через касетний фільтр (вторинне очищення від завислих частинок) потрапляє в резервуар для чистої води 10. З цього резервуара при необхідності воду подають насосом 11 па. миття автомобілів або для регенерації фільтра першого ступеня 8. В зимовий період воду в резервуарі підігрівають парою або іншим теплоносієм до температури 18°С. В міру заповнення конічних частин відстійників відкриваються клапани, і осад стікає в баки. Потім клапани закриваються, а осад стисненим повітрям, отриманим за допомогою компресора 3, переміщується трубами в бункер, з якого вивантажується в платформу кузова автомобіля-самоскида. Пневматична система очищення відстійників має достатньо високу продуктивність: за 15...25 с в бункер переміщується 1 т осаду. Експлуатація таких очисних споруд в автопідприємствах засвідчила їх високу ефективність і надійність у роботі. Практично можна уникнути шкідливих викидів у навколишнє середовище. Вміст завислих частинок у воді зменшується з 3000 мг/л до 15...40 мг/л і нафтопродуктів з 900 мг/л до 3...10 мг/л відповідно.