Современные методы очистки поверхностно-ливневых сточных вод автотранспортных предприятий

Очистка ливневых стоков применяется для защиты водных ресурсов от загрязнения нефтепродуктами и взвешенными веществами. Очистные соору­жения ливневых стоков удаляют нефтепродукты до требований, предъявляе­мых к их сбросу в водоемы различной категории.

В зависимости от предъявляемых требований, разработаны очистные со­оружения, использующие различные методы очистки: механическая, физико-химическая и д.р., позволяющие эффективно обезвреживать сточные воды от вредных примесей. Для удаления основной массы взвешенных веществ и нефтепродуктов поверхностного стока применяются различные конструкции отстойных сооружений: горизонтальные и радиальные отстойники, нефтеловушки, пруды-накопители и т.п. [11].

В последнее время у нас и за рубежом конструкции тонкослойных от­стойников нашли широкое применение для очистки самых разнообразных ка­тегорий сточных вод. Использование метода отстаивания в тонком слое по­зволяет значительно интенсифицировать процесс выделения механических примесей и обеспечить высокую степень осветления в сооружениях, требую­щих малых площадей и объемов. Эффективность работы тонкослойного отстойника торцевого типа на поверхностном стоке с концентрацией взвешен­ных веществ 800-3000мг/л и содержанием нефтепродуктов 20-80мг/л. Оста­точное содержание взвешенных веществ в очищенной воде колеблется от 8­10% (при скорости движения воды в межполочном пространстве 1мм/с) до 30-40% (при скорости 10мм/с) от начальной концентрации в поступающем поверхностном стоке [11, 12].

Для интенсификации осветления поверхностного стока и обеспечения более глубокой степени очистки, чем достигается в отстойных сооружениях, воду очищают способом фильтрования через различные загрузки из природ­ных и синтетических материалов, обрабатывают коагулянтами и флокулянта­ми. В настоящее время широко используются фильтры с загрузкой из песка, керамзита, пенополиуретана, пенополистирола, сипрона, древесной стружки и др.

Очистные сооружения ливневой канализации «Векса» предназначены для очистки ливневых и талых сточных вод, отводимых с загрязненных тер­риторий [13]. Установка представляет собой цилиндрический моноблочный резервуар-емкость, разделенный перегородками, образующими песколовку, тонкослойный отстойник, механический фильтр тонкой фильтрации, сорбци­онный фильтр первой ступени или двухступенчатый сорбционный фильтр (только для Векса-М). Степень очистки данной установки составляет: по взвешенным веществам 3-5мг/л, по нефтепродуктам 0,3 мг/л (0,05 мг/л для Векса-М).

Для очистки поверхностно-ливневых стоков загрязненных нефтепродук­тами применяются установки типа NGP [14]. На этой установке используются три основных технологических процесса, которые осуществляются в трех раздельных камерах. Поток сточной воды в первую очередь попадает в пер­вую камеру - отстойник-песколовку, где вода успокаивается, и осаждаются на дно частицы, имеющие высокую гидравлическую крупность. Из отстойника стоки попадают во вторую камеру, где с помощью коалесцентного фильтра эмульгированные нефтепродукты объединяются в более крупные капли, которые быстрее всплывают на поверхность воды. Коалесцентный фильтр более эффективно отделяет нефтепродукты, что позволяет уменьшить размеры очи­стной установки. Далее ливневые стоки попадают в третью камеру, в которой встроены дополнительные абсорбирующие фильтры FIBROIL. Сточные воды на установке NGP очищаются до 10 мг/л от взвешенных веществ и до 0,2 мг/л от нефтепродуктов, на установке NGP-S - до 5 мг/л от взвешенных веществ и до 0,05 мг/л от нефтепродуктов.

Сорбент FIBROIL применяется в сорбционных фильтрах типа SKI-В и SOR.II-S, предназначен для очистки воды при мойке техники, а также по­верхностных стоков от нефтепродуктов с концентрацией в воде до 5000мг/л. Также годится для ассенизации аварий, в том числе на поверхности водоемов и для сорбирования нефтепродуктов из объемно загрязненных вод. FIBROIL снижает излишнее содержание нефтяных веществ до уровня 0,05 мг/л (при применении в составе сорбционного фильтра SKI-..В). Сорбционные свойст­ва FIBROIL: для легкого масла 8,1г масла на 1г сорбента; для среднего масла 9,8 г масла на 1 г сорбента; для тяжелого масла 14,4 г масла на 1 г сорбента. Материал FIBROIL уничтожается сжиганием, причем технологические требования к сжиганию зависят от типа сорбционного загрязнителя.

Широкое распространение получили флотационные установки очистки сточных вод типа «АФ», предназначенные для очистки производственных, оборотных и ливневых стоков (дождевых и талых вод) от жиров, нефтепродуктов, взвесей и других загрязнителей, находящихся в стоках [15]. В процессе работы очистной установки типа «АФ» вода многократно циркулирует по контуру. Благодаря этому удается достичь максимальной степени водоочистки и исключить возможность «проскока» загрязняющих веществ (нефтешлама). После очистки промышленных и ливневых стоков на первой ступени системы очистки стоков методом флотации вода, при необходимости, может быть дополнительно очищена на адсорбционном фильтре, что позволяет про­изводить сброс очищенной воды в городской канализационный коллектор. Циркуляционная емкость позволяет организовать оборотный цикл использо­вания воды ("водооборотка") и свести до минимума сброс очищенной воды в канализацию. При организации системы водоотведения с оборотным циклом достаточно очистки методом флотации, что позволяет уйти от использования расходных материалов (фильтр-сорбентов), резко сокращает количество от­ходов. Степень очистки стоков: по нефтепродуктам не более 0,05мг/л, по взвешенным веществам не более 10 мг/л.

Зарубежными и отечественными учеными в последнее время проводятся исследования новых фильтрующих материалов, которые отличались бы большей грязеемкостью, обладали невысоким темпом прироста потерь напо­ра при загрязнении и относительно простой регенерацией. Целесообразность применения фильтрующих полимерных материалов, имеющих олеофильные свойства, обуславливается значительным поступлением на фильтры содер­жащихся в поверхностном стоке нефтепродуктов. В качестве таких фильтрующих материалов все большее распространение получают полимерные высокопористые полистирол и пенополиуретан. Применение синтетических материалов, обладающих высокой сорбционной емкостью, пористость которых достигает 95%, позволяет существенно повысить скорость фильтрования, увеличить продолжительность фильтроцикла и осуществлять процесс очист­ки с меньшими затратами по сравнению с обычными зернистыми фильтрами.

На основании проведенного анализа существующих методов очистки поверхностно-ливневого стока можно отметить, что, используя высокие сорбционные способности высокоэффективных полимерных материалов в качестве фильтрующих загрузок можно получить компактные очистные установки, а эластичность и упругость этих материалов позволит выполнить регенерацию фильтрующей загрузки механическим способом без использования промывных вод.

Многие производственные предприятия организовывают оборотное водо­снабжение после соответствующей очистки. Оборотное водоснабжение это зам­кнутая система водоснабжения и канализации, при которых исключается сброс каких - либо вод в водоемы. Такая система становится наиболее эффективной, когда необходимое качество оборотной воды достигается при использовании про­стых, но эффективных способов и средств очистки [16].

Для очистки воды используют самые различные аппараты, отличающиеся по принципу действия и по конструкции.

Наиболее просты и экономичны в эксплуатации отстойники гравитационного типа. Основными недостатками таких аппаратов является неэффективность отстоя загрязнений, т.к. не создаются гидродинамические условия для гравитаци­онного отстоя, и затрудненность отвода осадка из аппарата [17].

Целью данной работы является обеспечение оборотного водоснабжения на предприятиях, не подключенных к системе канализации, на объектах малых пред­приятий различных отраслей промышленности и сельского хозяйства.

Необходимо отметить, что очистка загрязненных вод является сложным и затратным технологическим процессом. При этом основным узлом в схеме техно­логического процесса является отстойник для разделения и удаления плавающих и оседающих загрязнений.

Задачей является повышение надежности технологического процесса очистки воды и эффективности работы аппарата с наименьшими затратами.

Такой аппарат разработан и запатентован (патентом РФ №102609) [18]. Пред­ложенное техническое решение позволяет повысить надежность технологического процесса очистки воды и эффективность работы аппарата с наименьшими затратами.

Корпус отстойного аппарата выполнен с наклонными боковыми стенками, а в нижней части установлены вертикальные перегородки разной высоты.

Наклонные боковые стенки обеспечивают удаление механических приме­сей в виде осадка через патрубок в нижней части корпуса.

Выполнение вертикальных перегородок разной высоты с учетом наклона боковых стенок обеспечивает организацию тонкослойного потока загрязненной воды в верхней части корпуса у верхних кромок вертикальных перегородок, соз­давая оптимальные условия для очищения загрязненной воды.

На рис. 2.1 приведена схема размещения узлов оборотного водоснабжения на объекте.

Рисунок 2.1 – Схема размещения узлов оборотного водоснабжения на объекте:

1 - корпус; 2 - наклонные боковые стенки; 3 - патрубок для ввода загрязненной воды; 4 - патрубок для ввода очищенной воды; 5 - патрубок для вывода плавающих загрязне­ний; 6 - патрубок для отвода мехпримесей; 7 - отбойник на входе загрязненной воды; 8 - промежуточные перегородки; 9 - перегородка разделяющая плавающие загрязнения и воду; 10 - емкость для очищенной воды; 11 - емкость для накопления легких загрязнений; 12 - объект использующий воду; 13 - насос для подачи очищенной воды на объект; 14 - насос для подачи загрязненной воды на очистку; 15 - емкость для накопления загрязненной воды; 16 - линия подачи загрязненной воды на повторную очистку; 17 - линия подачи загрязненной воды на очистку

Как видно из рисунка основным узлом очистки сточных вод является аппа­рат с перегородками, где загрязненная вода очищается при движении тонким сло­ем поверх перегородок.

Конструктивные особенности устройства создают более благоприятные ус­ловия для очистки воды по сравнению с существующими аналогами. Отсек для очистки от плавающих загрязнений и от механических примесей выполнен так, чтобы загрязненная вода двигалась тонким слоем выше вертикальных пластин, а промежутки между пластинами служат для долговременного отстоя загрязненной воды. Снижаются энергозатраты, облегчается удаление механических примесей, обеспечивается надежная работа устройства.

Данный аппарат предназначен для очистки промстоков с минимальными затратами, где очистка загрязнений воды от плавающих загрязнений (масляные включения) и механических примесей позволяет организовать оборотное водо­снабжение.

Данный аппарат может применяться на объектах малых предприятий в об­ласти металлообработки, машиностроения, на автомойках, на предприятиях, не подключенных к системе канализации.

Экономический эффект заключается в снижении забора пресной воды, при этом соответственно снижаются платы за забор чистой воды.

Экологическим эффектом является устранение сброса загрязненной воды, следовательно, аппарат позволяет исключить влияние загрязненных промстоков на окружающую среду.

При организации оборотного водоснабжения на многих производственных предприятиях может быть достаточным очистка только в таких отстойниках.

В рамках выполнения данной работы нами предлагается наиболее простой и эффективный вариант отстойника на основе использования принципа отстоя в тонком горизонтальном слое жидкости, который обеспечит очистку сточных вод на многих предприятиях для организации оборотного водоснабжения, а в каче­стве узла отстоя такой отстойник может быть использован в любой сложной тех­нологической схеме очистки загрязненных вод.