Реферат: Разработка способов обезвреживания и утилизации сточных вод ОАО "Автотранс"

2.3.4. Описание технологического процесса очистки сточных вод установки мойки автомобилей.

Установка мойки автомобилей показана на рисунке 2.2. Загрязненные сточные воды из бака грязной воды (1) поступают на прием насоса (2). Очистка сточной воды производится последовательно и раздельно в 2 ступени:

1 ступень очистки – очистка стоков в гидроциклоце (3) и низконапорном флотаторе с флокулянтом (4).

2 ступень очистки – очистка стоков в фильтре с текстильно-волокнистой загрузкой (8) и адсорбере с активированным углем (10) с бактерицидной обработкой гипохлоритом натрия.

Очистка сточных вод производится после прекращения операций по мойке машин и осуществляется раздельно по ступеням до достижения необходимого качества.

Загрязненная при мойке автомобилей вода с механическими примесями, взвесями и нефтепродуктами насосом (2) подается на напорный гидроциклон (3). Гидроциклон предназначен для очистки от грубодисперсных примесей и взвесей. Для обеспечения надежной работы гидроциклона должен быть обеспечен напор не менее 0.3 мПа и расход воды на очистку не менее 8м3/час. Шлам из гидроциклона поступает в бак для шлама (13), откуда эвакуируется по мере накопления и вывозится на место складирования отходов, согласованное с местными организациями по охране окружающей среды.

Очищенная от грубодисперсных примесей вода поступает во флотатор (4). В системе используется низконапорный флотатор с пневматическими аэраторами ПА-1 (ПА-2). Низконапорная флотация характеризуется малыми энергетическими затратами на подачу воздуха, а за счет диспергаторов происходит максимальное насыщение воздухом очищаемой водой.

Во флотаторе происходит очистка воды от тонкодисперсных взвесей и нефтепродуктов соответственно до 20 мг/л и 5 мг/л (при условии подачи флокулянта ВПК-402 в количестве от 2 до 5 мг/л) в зависимости от загрязненности воды. Подача флокулянта ВПК-402 в концентрации 2 – 2.5% производится в отсек флотатора в зону поступления очищаемых стоков. Флокулянт готовится в растворном баке, затем в необходимом количестве перепускается в расходный бак (5) на весь цикл очистки воды.

Флотатор рассчитан на 30-и минутное пребывание в нем очищаемой воды и разделен на 3 секции: две секции флотации и одна секция отстоя. Пеношлам, образующийся на поверхности флотатора, сдувается сжатым воздухом, лопастным пеносъемником сбрасывается в карман для пены, где пена гасится за счет контакта с теплонагревательным элементом, и далее поступает в бак для шлама (13). Очищенная вода поступает через слив в емкость грязной воды и далее вновь возвращается на очистку через гидроциклон во флотатор. Достигнув необходимого качества, вода из бака насосом (16) направляется на вторую ступень очистки.

Флотация осуществляется подачей воздуха от компрессора типа МК-06 в количестве от 20 до 35 нм3/час и зависит от характера загрязнений и режима флотации.

Переход на вторую ступень очистки производится после исчезновения устойчивого пенного слоя на поверхности воды.

При включении в работу 2-й ступени очистки, насос (16) подает воду, предварительно очищенную на 1-й ступени, из бака грязной воды (1) на текстильно-волокнистый фильтр в количестве до 4.5 м3/час, миную флотатор. Вода, пройдя очитку в фильтре с текстильно-волокнистой загрузкой, поступает самотеком в адсорбер с загрузкой из активированного угля (10). На линии подачи воды в адсорбер установлен дозирующий бачок (9) с гипохлоритом натрия для бактерицидной обработки очищаемого стока в количестве до 3 мг/л. После текстильно-волокнистого фильтра и адсорбера с активированным углем достигаются следующие показатели:

-    взвешенные вещества – до 3 мг/л;

-    нефтепродукты – 0.05 – 0.1 мг/л.

Для удаления хлорного запаха (дехлорирования) при ошибках в дозировке гипохлорита натрия слой активированного угля укладывается на слой дробленого антрацита марки АС.

Очищенная вода после адсорбера самотеком поступает в бак чистой воды (11), откуда бытовым насосом подается в напорный бак, где происходит ее подогрев до температуры 20 – 40 °С. Из напорного бака вода поступает в блок-модуль мойки. Для экономии воды и более эффективной мойки предусмотрена врезка воздуха от компрессора в линию подачи воды на мойку.

Регенерация фильтра с текстильно-волокнистой загрузкой предусмотрена через 4 – 5 суток при проскоке взвешенных частиц и нефтепродуктов выше заданных значений.

Для регенерации используется вода из бака грязной воды, подаваемая насосом (16) с интенсивностью 15 м3/час, и подача воздуха в нижний барботер фильтра в объеме около 35 нм3/час в течение 1 – 1.5 часов. При этом трубопровод слива чистой воды закрывается, а сброс промывной воды производится в бак грязной воды через верхний боковой патрубок и рукав.

Регенерация адсорбера с активированным углем не предусмотрена. Ориентировочно через полгода эксплуатации, а также при проскоке органики выше допустимых параметров производится замена угольной и антрацитовой загрузок. По мере расходования воды за счет испарения и уноса с автомобилями производится периодическая дозаправка мойки (1 – 2 раза в месяц) водопроводной водой бойлером через крышки на баке в блоке-модуле мойки.

2.3.5. Достоинства и недостатки.

Достоинства:

-    экономия водопроводной воды 96 – 98%;

-    очень высокое качество очищенной воды;

-    возможность установки моек с одним или несколькими постами, то есть с разной производительностью.

Недостатки:

-    использование дорогостоящих реагентов (флокулянт ВПК 402, гипохлорит натрия);

-    использование адсорбера с активированным углем экономически не выгодно;

-    способ очистки включает в себя энергоемкие процессы (флотация);

-    установка мойки занимает большую площадь, в результате чего ее установка возможна только на свободной территории.

2.4. Мойка автомобилей с оборотным водоснабжением, предлагаемая фирмой СамараАВТОтех.

Конструкция очистных сооружений, предлагаемая фирмой СамараАВТОтех, обеспечивает полную механизацию удаления и сбора грязевых осадков, автоматизацию процесса очистки воды, регенерацию фильтров без их разборки (рисунок 2.3).

Принцип работы заключается в следующем. Сточные воды от мойки поступают в песколовку с пневмовыбросом, расположенную в приямке размером не более 2´2´2 м. Основная часть взвешенных веществ оседает в песколовке и, сжатым воздухом по мере накопления, выбрасывается в грязевой бункер, из которого после обеззараживания выгружается в кузов самосвала. Песколовка способна собирать и удалять взвешенные вещества размером до 20 – 25 мм, обеспечивая надежную и долговечную работу насосов.

Из приямка вода, прошедшая песколовку, подается в циклон с пневмовыбросом. Циклон обеспечивает сбор и удаление более тонкой взвеси и нефтепродуктов. После циклона вода очищается сначала в фильтре с плавающей гранулированной загрузкой, затем в фильтре с волокнистым синтетическим наполнителем. После второго фильтра вода собирается в емкость очищенной воды и вновь используется для мойки.

Первый фильтр грубой очистки заполнен гранулами пенопропилена. Промывка фильтра желательна после каждого рабочего дня. Второй фильтр тонкой очистки содержит фильтрующий материал сепрон. Этот фильтр желательно промывать один раз в неделю. Менять загрузку из не тканого материала в фильтре тонкой очистки необходимо один раз в 2 – 3 года.

Данная система оборотного водоснабжения требует добавления в нее чистой воды в количестве 15% от всей используемой воды, как любая другая система оборотного водоснабжения. Основным достоинством данной системы является то, что способ очистки не требует добавления в воду дорогостоящих реагентов. В фильтрах так же не используются дорогостоящие загрузки. Фильтр тонкой очистки заполнен обрезками волокнистого нетканого материала сепрона. Только для профилактического обеззараживания оборудования, особенно после длительного пребывания системы без работы, добавляют специальный реагент.

Основными техническими характеристиками системы являются:

В процессе мойки автомобилей можно использовать аппарат высокого давления фирмы Karcher, так как нашей промышленностью подобное оборудование не выпускается. Аппарат высокого давления стоит от 600$ до 3000$. Более дорогие – с подогревом, менее дорогие – без подогрева.

Очистные сооружения фирмы СамараАВТОтех успешно эксплуатируются в Самаре – ПАТП-5 (ул. Пугачевская, 71), в фирме “Водолей” (ул. Народная, 3), в гараже областной налоговой инспекции (ул. Мичурина, 3), Тольяттинском ПАТП-1 (Южное шоссе, 28), а так же во многих других городах страны.

Еще одно немаловажное достоинство данных очистных сооружений состоит в том, что они занимают небольшую площадь и могут быть размещены практически в любом помещении, например, в гараже.

3. Выбор технологической схемы

3.1. Общие требования к схеме.

Выбор схемы очистки стоков мойки автомобилей зависит от следующих факторов:

-    количество, состав и свойства сточных вод;

-    возможность их достаточной очистки для повторного использования;

-    схема очистки стоков мойки должна обеспечивать полный водооборот очищаемых стоков и исключать сброс воды на грунт и в окружающую среду;

-    извлечение поступающих примесей или их нейтрализация с целью полного использования воды в оборотном водоснабжении, исключая накопления нежелательных для мойки легковых автомобилей солей, механических примесей, запахов, нефтепродуктов, то есть песка, илистых и глинистых частиц, масла, солидола, нигрола, керосина и бензина.

3.2. Образование сточных вод.

На мойке легковых автомобилей образуются стоки, содержащие следующие виды загрязнений:

-    коллоидные и взвешенные вещества минерального и органического происхождения;

-    загрязнения нефтяного и масляного происхождения от мойки автомобилей.

3.3. Необходимая степень очистки сточных вод.

Состав сточных вод и их свойства зависят от времени года, состояния дорог, технического состояния автомобиля, а также качества и продолжительности мойки. При заданном количестве воды на мойку одного автомобиля в 50 л состав стоков может значительно колебаться по взвешенным веществам, эфирорастворимым, цветности и жесткости.

Учитывая данное положение, система очистки должна обладать большими резервами для достижения необходимого качества при экстремальных значениях загрязнения стоков. Нормативные требования к качеству воды, используемой для мытья легковых автомобилей в системе автотранспортных предприятий по «Укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности» указаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Нормативные требования к качеству воды.

Необходимая степень очистки:

1.   Взвешенные вещества, не более 40 мг/л.

2.   Нефтепродукты, не более 15 мг/л.

3.   Вода не должна иметь на поверхности пленку нефтепродуктов и масел.

4.   Вода не должна оставлять солевых пятен на поверхности автомобиля после обдува вентилятором с целью сушки корпуса.

5.   Вода не должна содержать абразивных веществ, вызывающих повреждение лакокрасочного покрытия автомобиля и стекол.

3.4. Выбор способа очистки и технологического оборудования для сточных вод, образующихся на АТП ОАО «Автотранс».

На предприятии имеются пятикаскадные очистные сооружения, представляющие собой бетонные резервуары общей емкостью 800 м3. Неудобство такого способа очистки заключается в следующем: отстойники занимают большие площади, степень очистки воды очень низкая, большое количество испарений с поверхности воды. Водооборот на предприятии отсутствует. Шлам со дна отстойников выгружается вручную в кузов самосвала и вывозится на полигон промышленных отходов в Зубчаниновке. Как видно, при использовании такого способа очистки возникает множество проблем. Основная проблема – это нерациональное использование воды.

Основная часть сточных вод предприятия образуется в результате мойки автомобилей. В силу специфики своего рода деятельности предприятие имеет в основном грузовые автомобили. Всего на предприятии 50 машин.

На предприятии необходимо установить очистные сооружения с замкнутым водооборотом, обеспечивающими высокое качество воды, механизацию удаления и сбора грязевых осадков, автоматизацию процесса очистки воды. Поскольку вода от мойки грузовых автомобилей загрязнена значительно больше, чем вода от мойки легковых автомобилей, то целесообразно будет выбрать схему очистки, включающую в себя первичную механическую очистку сточной воды в песколовке. В связи с этим для очистки стоков ОАО «Автотранс» выбираем схему очистки воды, предложенную фирмой «СамараАВТОтех» (рисунок 3.1.). Обоснование выбора этой схемы будет приведено в технико-экономическом расчете.

Установка очистки сточной вод фирмы «СамараАВТОтех»

Рисунок 3.1

3.5. Расчет показателей очистки воды для выбранной схемы.

Масса извлеченного загрязнителя определяется по формуле:

M = Q×(Сн-Ск), где

Q – расход воды в год, м3.

Q = 730 м3

Сн – концентрация загрязнителя в сточной воде, г/ м3

Для нефтепродуктов Сн=188 г/ м3.

Для взвешенных веществ Сн=1954 г/ м3.

Ск – концентрация загрязнителя в очищенной воде, г/ м3

Для нефтепродуктов Ск=0.5 г/ м3.

Для взвешенных веществ Ск=15 г/ м3.

Масса извлеченных взвешенных веществ

Мв.в. = 730×(1954-15) = 0.14 т

4. РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Описание схемы.

Производительность выбранной установки от 3 до 40 м3/час. Поскольку на предприятии всего 50 машин, достаточно будет производительности 3м3/час.

Схема содержит следующие элементы:

1.   Емкость для сточной воды.

2.   Вертикальная песколовка с пневмовыбросом.

3.   Многоярусный гидроциклон.

4.   Фильтр грубой очистки с плавающей загрузкой из пенопропилена.

5.   Фильтр тонкой очистки с загрузкой из сепрона.

6.   Емкость чистой воды.

4.2. Вертикальная песколовка.

В вертикальной песколовке (рисунок 4.1) длина пути воды равна высоте цилиндрической части от места ввода сточных вод внизу до уровня, с которого отводится вода из песколовки. Длительность протекания воды через эту зону составляет 2 – 2.5 минуты. Скорость восходящего 0.02 – 0.05 м/с. Днище песколовки должно иметь угол конусности больше 60° для обеспечения самопроизвольного сползания осевшего песка. Осевший песок удаляют без остановки песколовки гидроэлеватором, эрлифтом или грейфером. Время пребывания воды в песколовке составляет 2 – 3.5 минуты.

Диаметр цилиндрической части D=1000 мм.

Соотношение длины и диаметра L:D » 1:1.

Длина цилиндрической части L=1020 мм.

Угол конусности цилиндрической части a=60°.

Глубина цилиндрической части H=470 мм.

Схема вертикальной песколовки

Рисунок 4.1

4.3. Расчет многоярусного гидроциклона.

Многоярусные гидроциклоны используют для интенсификации процесса очистки. В них рабочий объем разделен на отдельные ярусы свободно вставленными коническими диафрагмами. Вследствие этого высота слоя отстаивания уменьшается. Вращательное движение позволяет полнее использовать объем яруса и способствует агломерации взвешенных частиц. Каждый ярус гидроциклона работает самостоятельно. Гидроциклон (рисунок 4.2) имеет устройство для удаления всплывающих примесей.

Расход сточных вод до 3 м3/час. Циклон установлен на второй ступени очистки, концентрация взвесей в исходной воде составляет 800 – 1200 мг/л. В очищенной воде содержание примесей не должно превышать 150 мг/л. Гидроциклон должен задерживать частицы гидравлической крупностью 0.2мм/с.

Принимаем многоярусный гидроциклон с периферийным отбором очищенной воды.

Многоярусный гидроциклон

Рисунок 4.2

Задаемся следующими параметрами гидроциклона D=2м; диаметр центрального отверстия верхней диафрагмы прямоточного яруса dd = 0.6м; высота ярусов hti = 0.1м.

Рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку, приходящуюся на 1 ярус гидроциклона. b – ширина периферийной щели для отвода очищенной воды; b = 0.1м. k – коэффициент использования объема яруса; k = 0.4.

Определим расход воды, которая может подаваться на 1 ярус.

Определим количество ярусов.

Высоту цилиндрической части определим, исходя из количества ярусов.

H = 2000×h×n+400 = 2000×0.1×2+400 = 800мм

По таблице назначаем остальные размеры:

-    количество впусков – 3;

-    угол конической части – 60°;

-    угол конуса диафрагмы – 50°;

-    диаметр центрального отверстия – dd = 0.6м;

-    высота ярусов h = 0.1м;

-    зазор между корпусом и диафрагмой – DD = 0.1м;

-    скорость потока на входе – v = 0.3 м/с;

-    высота водосливной стенки – H2=0.5м.

4.4. Расчет фильтра грубой очистки.

Расчет фильтров выполняют, исходя из производительности.

Общая площадь фильтрования F, м2, приближенно определяется по формуле

.

Q – производительность фильтра по осветленной воде, м3/ч.

Q=3 м3/ч

a - коэффициент, учитывающий расход осветленной воды на промывку, a принимает значения от 1.03 до 1.1 в зависимости от числа промывок в сутки (1 – 2 раза). Промывка фильтра грубой очистки осуществляется 1 раз в день. Принимаем a=1.03.

wн – скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтра, м/ч, принимаем по таблице wн=10 м/ч.

Подставляя указанные значения в формулу для F, получим

.

Скорость фильтрования при нормальном режиме работы фильтров определяется по формуле

.

q – среднечасовой расход воды на промывку фильтра, м3/ч.

f – площадь фильтрования стандартного фильтра, м2. Принимается по таблице.

Среднечасовой расход воды на промывку определяется по формуле

, где

d – расход воды на одну промывку фильтра, м3; r – число промывок в сутки.

Расход воды на одну промывку фильтра определяется по формуле

, где

i – интенсивность взрыхления, ;

t – продолжительность взрыхляющей промывки, принимается по таблице.

Расход воды на одну промывку

.

Среднечасовой расход воды на промывку

.

Скорость фильтрования

.

Скорость фильтрования не превышает допустимую (10 – 12 м/ч), следовательно выбираем фильтр с площадью фильтрования f=0.29 м2 и диаметром Dу=700 мм.

Схема работы фильтра указана на рисунке 4.3.

Схема работы фильтра грубой очистки.

Рисунок 4.3

5. Технико-экономический расчет

5.1. Цели и задачи технико-экономического расчета.

В последнее время резко возросла численность автомобильного транспорта, особенно в крупных городах, что привело к увеличению объемов сточных вод от мойки автомашин.

Известно множество способов очистки сточных вод от мойки автомобилей, поэтому целью работы был не поиск технического решения данной проблемы, а оценка экономической эффективности уже существующих схем очистки.

Расчет сводится к сравнению трех схем очистки воды, используемых в Самаре и Самарской области по следующим показателям:

Страницы: 1, 2, 3