Стоки автомоек

Установки «ЛВХ», предназначенные для очистки сточной воды, получаемой на
мойках автомобилей. Q = 0,5 ÷ 15 (м3/ч).
Технологическое описание.
В настоящее время, стоки, получаемые в процессе мойки автомобилей, очищаются с
помощью простейших фильтрационных систем. Данные системы состоят из следующих
последовательно подключенных засыпных фильтров:
 I ступень – засыпной фильтр с загрузкой кварцевым песком, гранитной крошкой,
гравием и т.д., предназначен только для очистки от механических включений
(взвешенных веществ). Снижение нефтепродуктов и ПАВ на первой ступени не
происходит, т.к. указанные загрузки не обладают коалесцирующими* свойствами
относительно названных загрязнений. Коалесцентами являются гидрофобные*
материалы, такие как: поролон, нитрон, фторопласт и т.д. Однако, фильтры с
коалесцирующей загрузкой практически не способны удерживать взвешенные
вещества. [ ПРИМЕЧАНИЕ *. Коалесценция – эффект прилипания загрязнений к
поверхности фильтрационного материала, обладающего сродством с
поверхностями выделяемых загрязнений. Гидрофобный материал – несмачиваемый
водой, водоотталкивающий; водоотталкивающий материал обладает сродством с
нефтепродуктами, жирами и прочими гидрофобными (плохо растворяемыми в
воде) веществами. Песок и др. смачиваются водой, т.е. обладают гидрофильными
свойствами, поэтому относительно нефтепродуктов коалесцирующим эффектом
не обладают.];
 II ступень – засыпной фильтр с загрузкой активированным углем,
предназначенный для очистки воды от нефтепродуктов, ПАВ и прочих
органических загрязнений методом сорбции*. Любой сорбент способен поглотить
определенной количество загрязнений, т.е. обладает конечной сорбционной
емкостью. Один килограмм качественного активированного зернистого угля
способен сорбировать (поглощать) около 0,35 килограмма загрязнений.
Сток автомоек после предварительного отстаивания в приемном резервуаре имеет
следующие среднестатистические величины загрязнений:
ПАВ – 50 (мг/л) или 0,05 (кг/м3)
Нефтепродукты – 50 (мг/л) или 0,05 (кг/м3)
Итого: необходимое снижение на 0,1 (кг/м3) общих загрязнений.
Производительность очистной системы 15 (м3/час), т.е. активированный уголь
должен поглотить 0,1 • (0,5 ÷ 15) = 0,05 ÷ 1,5 (кг/час) нефтепродуктов и ПАВ.
Режим работы автомоек 16 (час/сут), 365 (сут/год). Нетрудно подсчитать, что для
очистки сточной воды автомоек потребуется [ 0,05 ÷ 1,5 (кг загрязнений/час) • 16
(час/сут) • 365 (сут/год) ] / 0,35 (кг загрязнений/кг угля) ≈ 800 ÷ 25 000 (кг) = 0,8 ÷
25 (т) активированного угля в год. Или с учетом насыпной плотности 0,8 (т/м3) –
(0,8 ÷ 25) / 0,8 ≈ 1 ÷ 31 (м3) активированного угля в год.
[ ПРИМЕЧАНИЕ*. Сорбция (адсорбция) – это процесс поглощения вещества из
окружающей среды некоторым твердым, жидким или газообразным телом.
Поглощающее тело называется сорбентом.]
Отметим что, перезагрузка угольных фильтров является весьма трудоемкой
операцией, а сам сорбент имеет значительную стоимость (30 ÷ 80 тыс. руб. за 1
м3).
Потребители названных очистных систем указывают на то, что повторно используемая
очищенная вода (оборотный цикл) имеет неприятный, затхлый запах, который не исчезает
даже после перезагрузки сорбционного фильтра свежим углем. Кроме того,
обеззараживание очищенной воды УФ-облучением, в данном случае, неэффективно, т.к.
УФ-обеззараживание не обладает последействием (консервационным эффектом) и
поэтому не препятствует биообрастанию поверхностей трубопроводов и емкостного
оборудования. Это является одной из причин наличия неприятного запаха у очищенной
воды.
На основании выше изложенных соображений, специалистами нашей организации
разработана и внедрена очистная установка «ЛВХ», технологическая схема которой
исключает перечисленные недостатки.
Технологическая схема установки «ЛВХ»
Взв.вещ. – 100
Н/продукты –
50
ПАВ - 50
Q = 0,5 ÷ 15
(м3/ч)
Отстойник*
автомойки (2 ÷ 20 м3)
«про
мыв
ная
вода
»
Приемный*
(накопительный)
резервуар (3 ÷ 40 м3)
ПН
ПГ
Н
Взв.вещ. – 5
Н/продукты –
1
ПАВ - 5
Q = 0,35 ÷
На мойку
12,5 (м3/ч)
ПС
ВД
ФА
ФА
Д
ГПХ
Взв.вещ. – 30
Н/продукты –
2,5
ПАВ - 5
Q = 0,5 ÷ 15
(м3/ч)
ФС
ФМ
К
Взв.вещ. – 2
Н/продукты –
0,05
ПАВ – 0,1
Q = 0,15 ÷
2,5 (м3/ч)
ФМ
ФМ
НП
Емкость* воды
для основной
промывки (0,5 ÷
10 м3)
На мойку
Емкость*
воды для
финишной
обмывки (0,25
Сброс
÷ 5 м3)
избытков в
канализацию
Компенсаци
я уноса воды
подачей из
водопровода
ПРИМЕЧАНИЕ. Оборудование, помеченное знаком (*) в состав установки не входит.
Рис. 1
ПН – погружной насос; ПС – пенный сепаратор; ПГ – пеногаситель; ВД –
воздуходувка;
Д – диспергаторы газа; Н – насос; К – компрессор; ГПХ – устройство получения
гипохлорита
натрия;
НП – насос промывки фильтров; ФА – фильтр засыпной с загрузкой фильтроагрегатом;
ФС – фильтр засыпной с загрузкой активированным углем; ФМ – фильтр мешочный.
Принцип работы.
Сточная вода поступает в отстойник автомойки, откуда самотеком подается в
приемный резервуар. Названные элементы предназначены для первичного отстаивания с
целью выделения из стока крупных тяжелых механических включений (осадок) и грубых
нефтяных пленок. Приемный резервуар используется также для аккумулирования
загрязнений, отделенных на последующих этапах очистки.
После первичного отстаивания, вода подается погружным насосом ПН (см.рис.1)
из приемного резервуара на вход в пенный сепаратор ПС, где производится ее очистка от
ПАВ, нефтепродуктов и мелкодисперсных взвешенных веществ методом адсорбционнопузырькового разделения (подробнее см. «Технологическое описание»). Загрязнения,
выделенные в виде пены, поступают в пеногаситель и после сжатия возвращаются в
приемный резервуар.
Осветленная в ПС вода с помощью насоса Н подается в верхнюю часть фильтров
загруженных фильтроагрегатом (ФА) в объеме которого производится очистка от
взвешенных веществ. При снижении производительности фильтров осуществляется
промывка их загрузки обратным потоком чистой водо-воздушной смеси. Водо-воздушная
смесь создается насосом НП и компрессором К. Отработанная смесь возвращается в
приемный резервуар.
После очистки на ФА вода делится на два потока:
 Первый поток производительностью ~ 0,35 ÷ 12,5 (м3/ч), после
дополнительной фильтрации на пористом тканном материале мешочного
фильтра (ФМ) с целью гарантированного удаления твердых механических
включений крупностью свыше 5 мкм, поступает в накопительную емкость
0,5 ÷ 10 м3. Данный поток используется на этапе основной промывки
автомобилей в качестве технической воды;
 Второй поток производительностью ~ 0,15 ÷ 2,5 (м3/ч) подается в верхнюю
часть фильтра загруженного активированным углем (ФС), где производится
его конечная очистка от остаточного загрязнения нефтепродуктами и ПАВ
методом сорбции. Чистая вода, после дополнительной фильтрации на
пористом тканном материале мешочного фильтра (ФМ) с целью
гарантированного удаления твердых механических включений крупностью
свыше 5 мкм, поступает в чистовую секцию накопительной емкости (0,25 ÷
5 м3). Данный поток используется на этапе финишной обмывки автомобилей
в качестве чистой воды. Сорбционная загрузка подвергается периодической
промывке обратным потоком водо-воздушной смеси для получения новых
сорбционных зон.
В состав установки входит устройство получения раствора гипохлорита натрия
(ГПХ), который периодически используется для дезинфекции и предотвращения
биообрастания поверхностей емкостного оборудования, трубопроводов и загрузок
засыпных фильтров.
Технологическое описание.
С целью экономии дорогостоящего сорбента и осуществления дезодорирования воды, в
установках «ЛВХ» на первом этапе очистки применяется пенный сепаратор (см.рис.2).
Исходная вода
П
А
Н
На фильтры
«газ»
Вид А
Пена
Пена в
пеногаситель,
далее в приемный
резервуар
«газ»
Рис 2
Наиболее эффективным методом очистки сточных вод от ПАВ является пенная
сепарация. Пенная сепарация заключается в интенсивной продувке через слой
очищаемой воды диспергированных пузырьков газа (атмосферного воздуха). На
поверхности газовых пузырьков селективно адсорбируются одно или несколько
растворенных веществ. Газовые пузырьки, вынесенные на поверхность обрабатываемой
воды, образуют дисперсию типа «жидкость в газе» - пену. Образующаяся пена
обогащается адсорбированным веществом, что и обеспечивает парциальное разделение
компонентов раствора «вода – ПАВ». Пенная сепарация (отдувка) является одной из
разновидностей метода адсорбционно-пузырькового разделения.
В процессе пенной сепарации происходит не только извлечение ПАВ, но и
одновременное удаление из воды суспендированных (мелкодисперсные взвешенные
вещества) и эмульгированных (нефтепродукты) загрязнений, а также частичное удаление
растворенных веществ. Кроме того, в процессе отдувки осуществляется дезодорирование,
т.е. устранение неприятного запаха очищенной воды.
Пенный сепаратор (см.рис.2) представляет собой длинный узкий бак разделенный
продольной перегородкой, образующей карман для приема пены. Снизу бака
размещаются диспергаторы газа, сверху бак закрыт крышкой. При подаче пузырьков газа
через слой обрабатываемой воды на ее поверхности образуется пена, которая затем
переваливается через продольную перегородку и попадает в карман. Отделенная пена
подхватывается потоком газа и подается в устройство пеногашения и после сжатия
возвращается в приемный резервуар.
Приемный резервуар, а так же отстойник автомойки подлежат периодической зачистке с
целью извлечения накопительного осадка и слоя отделенных нефтепродуктов и ПАВ.
Удаленные загрязнения (нефтесодержащие отходы) вывозятся на спецполигоны для их
дальнейшей утилизации.
Среднее время отстаивания исходной воды в отстойнике автомойки и приемном
резервуаре составляет ~ 3 часа, поэтому крупность веществ находится в диапазоне 10 ÷50
мкм. Концентрация взвешенных веществ на входе в сепаратор не превышает 100 (мг/л).
Концентрации ПАВ и нефтепродуктов составляют по 50 (мг/л) каждого вида загрязнения.
Эффективность очистки стока с помощью пенного сепаратора:
Взвешенные вещества – со 100 до 30 (мг/л);
Нефтепродукты – с 50 до 1 ÷ 2,5 (мг/л);
ПАВ – с 50 до 3 ÷ 5 (мг/л).
Итак, основная масса загрязнений сточной воды удаляется на пенном сепараторе
методом адсорбционно-пузырькового разделения, после чего обработанная (отдутая) вода
подается на засыпные механические фильтры (ФА; см.рис.1). Фильтры подключаются
параллельно и представляют собой два пластиковых корпуса Ø 0,33 ÷ 0,91 (м) и высотой
1,2 ÷ 1,9 (м) - каждый.
Корпус фильтра частично загружен фильтроагрегатом на основе дегидратированного
алюмосиликата (марка AG). В настоящее время фильтроагрегат является наиболее
эффективным загрузочным материалом, отличаясь от других зернистых загрузок
относительно малой плотностью, повышенной грязеемкостью и механической
прочностью, поэтому в процессе промывки обратным потоком воды, материал
эффективно освобождается от загрязнений, выделенных в его объеме, тем самым
практически полностью восстанавливает свою гидропроницаемость и грязеемкость.
Суммарный объем загрузки составляет ~ 0,2 ÷ 2 (м3).
Отработанная промывная вода возвращается в приемный резервуар. Обратная
промывка производится чистой водо-воздушной смесью посредством промывного насоса
(ПН; см.рис.1) и компрессора (К). Восстановление гидропроницаемости механической
загрузки водо-воздушной смесью является более быстрым и эффективным способом, чем
простая промывка обратным потоком воды.
Эффективность очистки после засыпных механических фильтров:
 Взвешенные вещества – с 30 до 5 (мг/л);
 Нефтепродукты – с 2,5 до 1 (мг/л) [ Снижение показателя нефтепродуктов на
механическом фильтре проистекает за счет отделения замасленных взвешенных
частиц.];
 ПАВ – с 3 ÷ 5 до 3 ÷ 5 (мг/л) [ Снижения концентрации ПАВ на механическом
фильтре не наблюдается, т.к. ПАВ являются коллоидными растворами.];
Таким образом, вода, после ее очистки на механическом фильтре, вполне может
быть
использована в качестве технической на этапе основной промывки автомобилей, поэтому
ее поток частично направляется в накопительную емкость объемом 0,5 ÷ 10 (м3)
(см.рис.1).
Перед подачей в накопительную емкость, вода проходит дополнительную
фильтрацию на мешочном фильтре (ФМ). Фильтрующий элемент данного устройства
представляет собой пористую ткань, изготовленную в виде мешка. Величина пор
тканного материала составляет 5 мкм. Названный фильтр предназначен для
гарантированного отделения твердых механических включений крупностью свыше 5
мкм, т.е. данный элемент выполняет защитную функцию. Отсутствие твердых частиц,
крупностью свыше 5 мкм, является основным требованием для воды, используемой в
моечных агрегатах высокого давления.
Однако, при использовании любых зернистых загрузок наблюдается, так
называемый, эффект выноса зернистого материала, когда твердые мелкодисперсные
частицы (мелочь), имеющиеся в составе самой загрузки, вымываются потоком очищенной
воды. Причем крупность данных включений может быть гораздо более 5 мкм, поэтому
после зернистых фильтров, как правило, размещают мелкопористые фильтрационные
элементы для очистки от выносимых механических частиц, в нашем случае, это
мешочный фильтр. У конкурирующих очистных систем защитные устройства от выноса
зернистой загрузки почему-то не предусмотрены.
Во избежание получения разводов на корпусе автомобиля после его высыхания,
технология мойки предусматривает финишную обмывку автомобиля чистой водой.
Количество чистой воды используемой для финишной обмывки составляет ~ 15% от
общего объема воды затрачиваемой на промывку, поэтому часть потока (~ 0,15 ÷ 2,5 м3/ч)
после механических засыпных фильтров направляется на засыпной фильтр с загрузкой
активированным углем (ФС, см.рис.1). ФС периодически промывается обратным потоком
водо-воздушной смеси с целью получения новых сорбционных зон.
Объем активированного угля составляет ~ 0,1 ÷ 1 (м3) (80 ÷ 800 кг), марка 207 С.
Сорбент поглощает оставшиеся после механической фильтрации нефтепродукты и
ПАВ.
Эффективность очистки после засыпного сорбционного фильтра:
 Взвешенные вещества – с 5 до 2 (мг/л);
 Нефтепродукты – с 1 до 0,05 (мг/л);
 ПАВ – с 5 до 0,1 (мг/л).
Итого: необходимое снижение на 0,006 (кг/м3) общих загрязнений.
Вода, полученная после обработки сорбентом, направляется в чистовую секцию
накопительной емкости 0,25 ÷ 5 (м3). Перед подачей в накопительную емкость
осуществляется дополнительная фильтрация через пористый тканный материал (ФМ) для
обеспечения гарантированного отсутствия в чистой воде твердых механических
включений крупностью свыше 5 мкм (защитный элемент). Данный поток используется
для финишной обмывки автомобилей в качестве чистой воды.
Теоретическая периодичность замены сорбента составляет:
Т = [0,35 (кг загрузки/кг угля) • 80 ÷ 800 (кг угля)]/ [0,006 (кг/м3, выдел.загрязнений.) •
0,15 ÷ 2,5 (м3/ч, производительность системы по чистой воде) • 16 (час/сут)] ≈ 1900 ÷ 1100
(сут).
На самом деле срок годности любого активированного угля не превышает 1 года
непрерывной эксплуатации, т.к. в течении года любой сорбент теряет механическую
прочность и представляет собой кашеобразную массу, поэтому даже если теоретическая
периодичность замены значительно превышает 1 год, все равно сорбент должен быть
заменен не реже, чем 1 раз в год.
Итак, расход по сорбенту составляет 0,1 ÷ 1 (м3 сорбента/год) или 80 ÷ 800 (кг/год).
В процессе эксплуатации автомойки существует, так называемый, унос
промывочной воды автотранспортом. Коэффициент уноса ~ 10% от общего объема воды в
сутки, т.е. через каждые 10 суток оборотная вода полностью обновляется, поэтому
никакого засоления стока не наблюдается. Компенсация уноса осуществляется путем
регулярной добавки водопроводной воды в чистовую секцию накопительной емкости.
Установка «Универсал» комплектуется дополнительным устройством получения
раствора гипохлорита натрия (ГПХ). Гипохлорит натрия является высокоэффективным
обеззараживающим средством, которое обладает эффектом консервации (последействия).
Полученный раствор в определенных количествах периодически (1 раз за 3 сут)
добавляется в отстойник автомойки, на вход и выход пенного сепаратора и в
накопительную емкость очищенной воды. Периодическая подача раствора ГПХ
преследует профилактические цели и необходима для предотвращения биообрастания
поверхностей емкостного оборудования, трубопроводов и зернистых загрузок засыпных
фильтров.
Расходные материалы:
Активированный уголь 207 С – замена 0,1 ÷ 1 (м3) (80 ÷ 800 кг) в год (~ 5000 ÷ 50000 руб).
Фильтроагрегат (годовой вынос загрузки составляет ~ 15% от ее объема в год) – досыпка
0,03 ÷ 0,3 (м3) в год (~ 1000 ÷ 10000 руб).
Электроэнергия - ~ 0,7 (кВт/м3 очищенной воды) (~ 1,4 руб/м3 очищ.воды)
Стоимость очистки по расходным материалам составляет:
[6000 ÷ 60000/0,5 ÷ 15 (м3/ч) • 16 (час/сут) • 365 (сут/год)] + 1,4 (руб/м3, электроэнергия) ≈
3,5 ÷ 2,1 (руб/м3 очищ.воды).







Преимущества установок «ЛВХ»:
Более 90% всех загрязнений выделяются из воды физико-химическими методами
без использования дорогостоящих сорбционных материалов, за счет чего
достигается предельно низкая стоимость очистки;
Фильтрационное оборудование изготовлено из коррозионностойких материалов
(пластик, нержавеющая сталь);
Используются современные загрузочные материалы (AG; 207 С);
Наличие защитных устройств (мешочных фильтров) гарантирует отсутствие в
очищенной воде твердых механических включений крупностью более 5 мкм;
Использование гипохлорита натрия в качестве обеззараживающего агента
препятствует биообрастанию поверхностей емкостного оборудования,
трубопроводов и зернистых загрузок засыпных фильтров;
Обязательная финишная обмывка только свежей водопроводной водой не
требуется;
Установка проста в эксплуатации и не предполагает каких-либо дополнительных
настроек.
Габаритные размеры установок:
– Длина – 3 ÷ 12 (м);
– Ширина – 2,44 (м);
– Высота – 2,5 (м);
Примечание. Габаритные размеры даны с учетом зон обслуживания.