Для мойки автомобиль устанавливают на специально оборудованные посты (канавы, эстакады и подъемники), которые обеспечиваются грязеотстойниками, масло- и бензоуловителями. Спускать масло и бензин в канализационную систему запрещается, так как они загрязняют водоемы. Так, наличие 1 мг/л тетраэтилсвинца в сбрасываемой воде полностью убивает все живое в окружающей водной среде.
По санитарным нормам концентрация загрязнений в воде, подаваемой для мойки автомобилей системами оборотного водоснабжения после ее очистки, не должна превышать: взвешенных веществ … 70 мг/л при мойке грузовых и 40 мг/л при мойке легковых автомобилей и автобусов; нефтепродуктов соответственно 40 и 15 мг/л и тетраэтилсвинца не более 0,001 мг/л. При сливе в канализацию или естественные водоемы в сточной воде допускается содержание не более 0,25…0,75 мг/л взвешенных веществ и 0,05… 0,3 мг/л нефтепродуктов.
Известно, что из-за несовершенства методов очистки автотранспортные предприятия являются не только крупными потребителями воды, но и загрязнителями водоемов. При эксплуатации одного легкового автомобиля за сутки образуется в среднем 250…600 л загрязненной воды, а грузового или автобуса — 600…1800 л. Такая вода содержит 800…3000 мг/л взвешенных веществ, 50…900 мг/л нефтепродуктов, 0,1…15 мг/л тетраэтилсвинца. При этом 80…85 % всего суточного расхода воды в АТП приходится на уборочно-моечные работы и при прямоточной системе водопотребления повторно не используется.
Для снижения загрязненности воды после мойки автомобилей необходимо использовать очистные сооружения. Самые простейшие из них включают грязеотстойники и маслобензоуловители (рис. 4.14). Их работа основана на разности удельных весов воды, взвешенных частиц грязи и нефтепродуктов.
Вода сразу после мойки поступает в грязеотстойник, в котором тяжелые взвешенные частицы оседают на дно, а вода и нефтепродукты поступают в емкость с маслобензоуловителем. Так как нефтепродукты легче воды, то они накапливаются под конусным колпаком 5 и далее через трубопровод отводятся в специальную емкость 6. После этого очищенная вода может поступать на слив в систему канализации. Осадки из очистных сооружений грязеотстойника и собранные нефтепродукты удаляются по мере накопления и должны захораниваться на специальных полигонах в соответствии с классами опасности.
Организация замкнутых циклов водопользования на АТО — один из прогрессивных способов борьбы с загрязнением окружающей среды. Однако он требует значительных средств на реконструкцию старых и строительство новых очистных сооружений. В современных крупных АТО перспективным является сочетание локальной очистки сточных вод отдельных технологических участков, оснащенных комплексом малогабаритных очистных установок, с повторным использованием воды и частичной или полной последующей доочисткой ее в очистных сооружениях предприятия. Для организации локальной очистки производственных стоков на каждом предприятии могут применяться механические, химические и физико-химические методы.
К основным механическим методам очистки относятся: отстаивание, центробежное осветление, флотация и фильтрация.
В качестве примера рассмотрим механический метод очистки производственных стоков от взвешенных веществ и нефтепродуктов, основанный на их отстаивании и фильтрации в песколовках и отстойниках. Производственные сточные воды отдельно или вместе с дождевыми водами направляются в очистные сооружения (рис. 4.15).
Объем регулирующей емкости определяется условиями сбора загрязненных стоков, поступающих в первые 20 мин с учетом добегания дождевых вод от самой удаленной решетки.
В отстойнике взвешенные вещества осаждаются, а нефтепродукты всплывают наверх. Продолжительность отстоя равна 1…1,5 ч при максимальном притоке сточных вод. Удаление осадка из отстойника осуществляется скребковым механизмом, который представляет собой цепь с укрепленными на ней ковшами. Выгрузка осадка производится в контейнеры. После уплотнения в них осадка вода сливается, а осадок вывозится.
Камера доочистки 9 оборудована фильтром, в котором применяются вместо древесной стружки гранулы полипропилена.
Собранные нефтепродукты перекачиваются насосом в емкость и вывозятся на уничтожение или утилизацию.
Чтобы выбрать метод и режим химической обработки воды, необходимо предварительно определить загрязненность ее кислотность, щелочность, необходимость нейтрализации, состав и концентрацию примесей. Окончательный выбор того или иного метода очистки определяется в зависимости от конкретных условий эксплуатации автомобилей. Самый простой метод, дающий 100 %-ю эффективность очистки, сводится к длительному хранению (20…30 дней) загрязненной воды в открытых водоемах. При этом глубина слоя очищаемой воды в водоеме не должна превышать 3 м, боковые поверхности и дно водоема выполняются с антифильтрационным покрытием.
Флотационный метод широко применяется для очистки от взвешенных веществ и замутненных нефтесодержащими примесями моечных вод. Он основан на коагулировании загрязненных жидкостей с барботажем воздухом и добавлением химических веществ-коагулянтов (железный купорос, сернокислый алюминий, сернокислое железо, хлористое железо и др.), ускоряющих осадок примесей. Для подщелачивания воды применяют известь. При этом методе частицы нефтепродуктов прилипают к пузырькам воздуха, которым искусственно насыщаются сточные воды, всплывают на поверхность и удаляются.
После введения коагулянта в условиях интенсивного перемешивания наблюдаются быстрое образование хлопьев и интенсивное осаждение коагулированной смеси. В статических условиях осаждение практически заканчивается через 20…30 мин в зависимости от дозы коагулянта и его свойств. Степень очистки сточных вод достигает 90…95 %.
В качестве коагулянта используется гидроксохлорид алюминия AI2O3. Это — однокомпонентный коагулянт, получаемый из отходов химико-фармацевтической и анилино-красочной промышленности. Он в 2…3 раза дешевле применяемых традиционных коагулянтов.
Эффективными и рациональными очистными сооружениями, которые используют на АТО при очистке сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ для повторного использования очищенной воды являются установка «Кристалл» (рис. 4.16) и очистные сооружения с безнапорными гидроциклонами.
Очистка воды от взвешенных частиц на установке «Кристалл» производится в виброфильтре 3 с фильтрующей мелкой сеткой и кассетами с гранулами полистирола. Фильтр очищается вибратором, а осадок периодически сливается в передвижной бункер 4. Нефтепродукты отделяются от воды в блоке 6 грубой очистки с маслотопливоуловителем и в блоке 7 тонкой очистки, где остатки ГСМ адсорбируются на синтетических пластинах из сипрона, возопрона и т. п. Кроме того, в блоки 6 и 7 подаются легковсплывающие вещества, на которые налипают остатки ГСМ. Нефтеотходы по трубопроводу подаются в сборник 8 и по трубопроводу 9 в емкость для вывоза или сжигания. Используемые фильтрующие материалы очищаются от нефтепродуктов на специальной центрифуге.
Эти сооружения обеспечивают хорошее качество очистки сточных вод от нефтепродуктов. Хуже обстоит дело с очисткой сточных вод от взвешенных веществ. Нормы предельно допустимой концентрации взвешенных веществ после очистки не выдерживаются из-за технологической и конструктивной недоработки очистных сооружений.
В некоторых странах, например, в Германии, очистка сточных вод производится с помощью непрерывно движущегося песка, который абсорбирует частички грязи, содержащиеся в воде. Вода при этом очищается на 90 %.
Распространен также метод озонирования. Для этой цели используют трубчатые озонаторы (ПО-2, ПО-3, ПО-5 и др.) производительностью от 250 до 1000 г озона в час. Такие установки в сутки могут очистить от 100 до 1000 м загрязненной воды, что полностью соответствует расходам современных АТП. Этот метод обеспечивает высокое качество очистки и повторное использование воды.
Для небольших моек с использованием установок высокого давления используется система оборотного снабжения, показанная на рис. 4.17
Грязная вода после мойки аппаратом высокого давления 11 скапливается в отстойнике 1, где оседают крупные частицы грязевых отложений. С помощью погружного насоса 2 вода поступает в бак-смеситель. Встроенная в бак дозирующая система добавляет в воду определённое количество реагента антибактериального вещества 4 и специального реагента для отделения нефтепродуктов 3. После интенсивного перемешивания смесителем 5 происходит отделение грязевых отложений и масел. При этом тяжелые частички оседают на дне, а минеральные вещества собираются сверху. Очищенная вода накапливается в буферном баке 6, а затем проходит через специальные фильтры 7 в резервуар 8, откуда через клапан 9 снова подается в аппарат высокого давления. Через трубопровод 10 в аппарат поступает из водопроводной сети чистая вода (до 15 %). После определенного периода (до 50 циклов) отработанная вода должна утилизироваться. Фильтры, применяемые в системах очистки воды, как правило, сменные, что увеличивает стоимость системы. Поэтому некоторые фирмы предлагают в качестве фильтра емкость, заполненную песком. Недостатком такого фильтра является необходимость его ежедневной промывки. Для этого воду один раз в сутки прогоняют через фильтр в обратном направлении. Одной загрузки песка достаточно для работы установки в течение года.
Для оборотного водоснабжения может применяться комплекс очистных сооружений (рис. 4.18).
В зависимости от требований к ПДК (предельно допустимая концентрация) очистка поверхностных и производственных стоков от нефтепродуктов происходит в три этапа (при ПДК 0,3 мг/л) или в четыре этапа (при ПДК 0,05 мг/л):
I этап — сточная вода попадает в камеру задержания осадка (песколовка). В этой камере сточные воды «успокаиваются» и гомогенизируются, происходит отделение тяжелых частиц.
II этап — камера коалисцентного фильтра. При прохождении стоков через коалисцентный фильтр происходит сбивание нефтепродукта в капельки, которые поднимаются на поверхность, где и накапливаются. Коалисцентный фильтр наиболее эффективно отделяет нефтепродукты, что позволяет уменьшить размеры очистной установки. По своей природе на коалисцен-тном фильтре можно достигнуть очистки до 5 мг/л. Кассета коалисцентного фильтра имеет весьма длительный срок службы, т.к. она легко подвергается промывке водой с любым моющим средством от скопившегося на его стенках нефтепродукта и ила методом противотока.
III этап – камера сорбционного фильтра. В этой камере устанавливаются сорбционные фильтры. Конструктивно эти фильтры выполнены в виде решеточных цилиндров, на которые намотаны маты из сорбционного материала. Здесь степень очистки сточной воды достигает 0,3 мг/л.
IV этап – камера угольных фильтров. Фильтры состоят из двух слоев фильтрующего материала: первый слой -сорбционный гидрофобный материал, способный пропускать воду, не создавая заметного гидравлического сопротивления и в тоже время взять на себя те фракции нефтепродукта, которые не были отделены в предыдущей камере; второй слой — маты из сорбционно-активного активированного угольного материала с очень высокими сорбционными способностями. Маты из сорбционно-активного активированного угольного материала применяются при ПДК 0,3-0,05 мг/л, т.к. эмульгированные и растворенные в воде нефтепродукты другими фильтрами отделить невозможно.
Оборудование имеет две защитные системы: автоматическую сигнализацию, которая сигнализирует о максимальной толщине собранного нефтепродукта в ловушке; прибор автоматической блокировки, который предупреждает случайную утечку собранного нефтепродукта.
В УП «Полимерконструкция» г. Витебска, Беларусь разработан комплекс очистки стоков автомоек «CRYSTAL-T» рис. 4.19.
Очищенная после мойки автомобилей вода может снова использоваться для работы моющими аппаратами высокого давления, что позволяет экономить до 80% воды и значительно (в 5 раз) снизить расход моющих средств.
Очистка сточных вод обеспечивается применением комбинированной безреагентной технологии, включающей механическую, электрохимическую и физико-химическую очистку. Качество очищенной воды позволяет использовать ее в системе оборотного водоснабжения мойки или сбрасывать в канализационные сети.
Сущность технологии очистки воды после мойки осуществляется по следующей схеме: — сточная вода после мойки автотранспорта поступает в резервуар-отстойник 1 (рис. 4.20). В нем происходит первичное осаждение грубых механических примесей и задержание сбросов нефтепродуктов.
Из отстойника насосом 2 стоки подаются на водоочистный комплекс «CRYSTAL-T», в блок электрореактора 3 где в результате растворения алюминиевых электродов под действием постоянного электрического тока обеспечивается коагуляция микро- и коллоидных частиц твердых примесей, а также эмульгированных частиц нефтепродуктов т.е. образование хлопьев гидрооксида алюминия и сорбция ими частиц примесей.
Далее нисходящим потоком вода поступает в камеру осветлителя 4 где происходит укрупнение взвеси примесей и их гравитационное осаждение. Осадок собирается в нижней конусной части осветлителя и периодически, раз в неделю, удаляется в резервуар-отстойник путем открытия шарового крана.
Из осветлителя вода поступает на фильтр 5 с плавающей фильтрующей загрузкой, где происходит контактное доосветление в процессе коагуляции и фильтрации в слое синтетического материала, который собирает примеси из очищаемой воды. Регенерация фильтрующей загрузки происходит путем обратной промывки нисходящим потоком запаса воды в надфильтровом пространстве. Промывная вода через распределительную систему 9 отводится в отстойник 1.
Очищенная вода после фильтра поступает в емкость очищенной воды 6 «CRYSTAL-T», откуда самотеком подается на моечную установку 10.
В связи с тем, что «CRYSTAL-T» работает в системе оборотного водоснабжения, необходимо пополнение системы свежей водой для восполнения естественных потерь. Как правило пополнение происходит водой из водопровода, используемой на заключительной операции мойки автомобилей.
В настоящее время все большее распространение находят б и о л о г и — ч е с к и е с и с т е м ы о ч и с т к и в о д ы, предназначенные для того, чтобы разлагать углеводородные соединения специально адаптированными к ним микроорганизмами. Очистка воды в биологической системе производится в несколько этапов. Первоначально она очищается от нефтепродуктов и песка в отстойнике, после этого минерализуется колонией бактерий и через определенное время подается в отделитель, из которого с помощью погружного насоса откачивается в специальную установку, куда нагнетается воздух, благодаря чему происходит интенсивное окисление кислородом сточной воды. Подача воздуха приводит к образованию в воде мелких пузырьков диаметром 0,2…1 мм. На поверхности пузырьков оседают находящиеся во взвешенном состоянии частички загрязнений. В результате действия подъемной силы они поднимаются, и через возвратный трубопровод насыщенная кислородом вода подается снова в отделитель. Такая циркуляция насыщенной кислородом воды необходима для поддержания активности бактерий в отделителе. В результате этого внутри системы очистки сточной воды происходит интенсивный рост колонии бактерий.
Дополнительно см. учебный фильм
Система очистки сточных вод: