Современные технологии и оборудование для очистки сточных вод после мойки автомобилей

В ОНТП-01–91 регламентированы основные виды и концентрации загрязнений, которые могут присутствовать в воде, прошедшей через автомойку, а также после ее очистки. Очищенная вода пригодна для повторного использования, если концентрации загрязнений не превышают следующие предельно допустимые значения: взвешенные вещества — 40 мг/л; БПК_полн — 80 мгО₂/л; нефтепродукты— 15 мг/л;железо (общ.) — 5 мг/л;рН— 6,5–8,5.Отсюда видно, что такую воду нельзя сливать ни на рельеф, ни в водоемы [3], ни в городскую канализацию [4]. Указанные нормативные параметры очищенной оборотной воды разработаны еще в те годы, когда не было ныне действующих требований к качеству мойки легковых автомобилей и сохранности поверхности кузова, не существовали широко применяемые сейчас разнообразные моющие средства и моечное оборудование. Современные моющие шампуни отличаются сложным составом, а их компоненты способны активно воздействовать на различные виды загрязнений. Загрязненность кузова и ходовой части автомобилей особенно увеличивается зимой, когда на улицах и автодорогах применяются противогололедные реагенты. Присутствие в сточной воде после мойки автомобилей большого числа растворенных химических веществ и разнообразных твердых частиц ведет к необходимости применения все более сложных технологий водоочистки и разработки новых технических решений. Для реализации эффективных технологий необходимо оборудование, оказывающее интенсивное физико-химическое воздействие на воду и загрязнения. Трудность решения задачи очистки оборотной моечной воды связана также с тем, что для оценки качественных характеристик такой воды СЭС использует и значительно более жесткие нормативы [5]: взвешенные вещества — 3 мг/л; БПК₅ — 3 мгО₂/л;ХПК— 30 мг О₂/л; общие колиформные бактерии — 20 (в 100 мл); термотолерантные колиформные бактерии — 10 (в 100 мл); колифаги — 10 (в 100 мл). Данные нормы в области бактериологической безопасности воды вполне оправданы и для их достижения не требуется сложное оборудование. Однако в случае применения высокопенных автошампуней и при соблюдении современных требований к процессу мойки автомобилей, значения других показателей данного норматива могут быть достигнуты только на сложном и дорогостоящем оборудовании. Автомобильные моющие средства обычно состоят из набора компонентов, как растворяющих различные виды загрязнений, так и улучшающих их отделение от поверхности кузова. Сюда входят щелочные соединения, поверхностно-активные вещества (ПАВ), дезинфицирующие добавки, душистые вещества и т.д. Важную роль играют вещества, предотвращающие повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность, а также вещества, улучшающие растворение в воде основных моющих компонентов. Для мойки кузова легковых автомобилей российские и зарубежные фирмы предлагают широкий выбор моющих средств: KARCHER (Германия) — RM 31,RM 81, RM 802,RM 803,RM 805, RM 806,RM 811,RM 812 и др.; FABE (Италия)— V-90, FM-94, Due,Antistatic; «Автобелла» (Италия); PINGO (Германия) — ТК-500; Россия — «Люкс» и т.д. Они применяются в виде водного раствора с величиной рН = 8–10 (щелочная реакция), а средства, которые используются для мойки дисков колес, дают слабокислую реакцию. Обычно шампунь и загрязнения удаляются с кузова щетками и смываются струями воды. Широкое распространение получил и так называемый «бесконтактный» способ мойки автомобилей, когда на кузов с помощью специального генератора наносится моющее средство, образующее пышную пену. Щетки и иные приспособления не применяются, а пена с растворенной грязью смывается сильной струей воды. Все шампуни для «бесконтактной» мойки содержат повышенные концентрации ПАВ и растворителей загрязнений. Присутствие этих веществ в сточной воде резко осложняет ее очистку, а высокие концентрации ПАВ приводят к значительному увеличению расхода коагулянта и снижают эффективность процессов отстаивания и фильтрации воды. Анализы воды после мойки автомобилей показывают, что содержание в ней твердых частиц обычно не менее 200 мг/л, концентрация ПАВ колеблется в пределах 5–15 мг/л, нефтепродуктов не более 3 мг/л, а БПК может быть от 50 до 200 мг О₂/л. Для мойки легковых автомобилей наибольшее распространение получили аппараты высокого давления (АВД) зарубежных фирм: KARCHER, KRANZLER (Германия),PORTOTECNICA, DELVIR,ALTO (Италия).Основное достоинство АВД— высокое качество мойки автомобиля небольшим количеством воды при минимальном механическом воздействии на поверхность кузова. Аппарат состоит из стационарного или передвижного нагнетателя, подключаемого к низконапорному источнику воды, и шланга с распылителем. Давление воды на выходе может изменяться в широких пределах, а его максимальная величина зависит от типа и предназначения аппарата (от 160 до 230 бар).Сменой форсунок распылителя можно изменять форму струи. Некоторые модели АВД оснащены устройством для нагрева воды. В аппаратах без нагрева воды ее температура на входе должна быть не более 60°С.Считается, что при мойке кузова легкового автомобиля максимальная температура воды в распылителе не должна превышать 70°С.Вода с максимальной температурой 140°С используется только для мойки деталей агрегатов. Мойка автомобилей может быть, как полной, так и частичной, когда без применения моющих средств смывается грязь только с днища, колесных арок и колес. Для этого применяются стационарно установленные распылители воды (форсунки), а при необходимости используется и передвижной моющий аппарат.В отработанной воде ПАВ и другие растворенные загрязнения присутствуют в небольших концентрациях, поэтому вода легче поддается очистке. Принципы и методы очистки воды от загрязнений На рис. 1 (стр. 25) показана общая схема замкнутой технологии очистки воды после мойки автомобилей. Степень очистки отработанной воды будет максимальной, если удаление различных видов загрязнений происходит на всех технологических этапах. Вода, очищенная в соответствии с требованиями норматива [5], возвращается на моечный пост, а удаленные из нее загрязнения накапливаются и должны вывозиться на утилизацию, в соответствии с требованиями норматива [6].Основными загрязняющими веществами в исходной сточной воде считаются: песок, легкие крупные частицы, тонкие взвеси, нефтепродукты (НП),ПАВ и ряд других химических соединений. На моечном посту отработанная вода с пола стекает в сборный лоток. Песок (более 0,3 мм) оседает на дно лотка, а крупные легкие частицы задерживаются фильтрующей сеткой. В накопительном резервуаре могут осесть частицы крупнее 0,1 мм, а эффективность их удаления во многом зависит от интенсивности перемешивания воды. Значительный эффект дает размещение в резервуаре тонкослойных блоков или иных конструкций, обеспечивающих спокойный гидродинамический режим. В лотке и сборном резервуаре может быть сконцентрировано и удалено до 80% (по массе) загрязнений. Очистка воды от твердых частиц еще не делает ее пригодной для повторного использования, т.к. в воде остаются наиболее трудноудалимые вещества — легкие взвеси, нефтепродукты, ПАВ и другие. Для их удаления необходим комплекс сложного оборудования, реализующего разнообразные гидродинамические, физические и химические процессы. Это оборудование — основная часть технологии. Нефтепродукты в сточной воде обычно находятся в растворенном состоянии и в виде эмульсии капель. Удаление НП— наиболее сложная и дорогостоящая задача, т.к. эмульсия может длительное время находиться в устойчивом состоянии благодаря присутствию в воде химических эмульгаторов (ПАВ). Для очистки воды от НП и ПАВ используются такие методы, как химическая и электрохимическая коагуляция, электролитическое и химическое окисление, деструкция озоном, напорная флотация, электрофлотация, поглощение сорбентами, фильтрация и т.д.Присутствие в воде ПАВ приводит к образованию устойчивой пышной пены в накопительном резервуаре и других аппаратах технологической цепочки. Пена нарушает работу датчиков уровня воды и затрудняет работу насосов. Тонкодисперсные твердые частицы (менее 0,1 мм) в сточной воде обычно представлены волокнами, глинистыми частицами и другими веществами. Они удаляются из воды флотацией, отстаиванием и фильтрацией, но данные методы становятся значительно более эффективными, если предварительно происходит обработка воды химическими коагулянтами или осуществляется электрокоагуляция. Практика показывает, что на общую эффективность очистки воды большое влияние оказывает работа вспомогательного оборудования — сборные лотки, промежуточные и накопительные резервуары, системы подготовки и дозирования реагентов, средства контроля и управления процессами. При этом, в общей стоимости технологического комплекса доля вспомогательного оборудования может доходить до 60%. Пройдя сложную технологическую цепочку, очищенная вода по основным химическим и бактериологическим параметрам может отвечать самым строгим требованиям. Однако если в отработанной воде присутствуют большие концентрации моющих средств (ПАВ), то и в очищенной воде наблюдается их высокая концентрация. Вместе с тем, остаточные моющие средства не теряют своей способности растворять загрязнения и поэтому, находясь в оборотной воде, позволяют значительно сократить расход шампуня для мойки автомобилей. Это явление используется в технологии мойки автомобилей и очистки стоков фирмой KARCHER (Германия), которая утверждает, что таким путем можно сэкономить до 70% дорогостоящего моющего средства. Технологии и оборудование для очистки оборотной воды автомойки В настоящее время многие фирмы предлагают разнообразные системы очистки оборотной воды автомоек (табл. 1).Анализ рекламных материалов показывает, что в большинстве предложений используются схожие технологические схемы, которые отличаются только более или менее удачным техническим исполнением. Объективно оценить преимущества и недостатки предлагаемых технологий и оборудования по рекламным материалам трудно. Такая оценка возможна только после ознакомления с подробной технической документацией всего комплекта оборудования: чертежами, инструкциями по эксплуатации, используемыми фильтрующими и сорбционными материалами, применяемыми реагентами и пр. При этом особенно важно ознакомиться с реальным опытом работы предлагаемого комплекса (используемые моющие средства, характеристики очищенной воды, удобство эксплуатации и обслуживания очистного оборудования, эксплуатационные затраты и т.д.). Опубликованная научно-техническая информация и собственный практический опыт дают основание утверждать, что процессами, в наибольшей степени способствующими достижению параметров очистки оборотной воды, установленных нормативом [5], являются: ❏ физико-химическое воздействие на загрязненную воду, приводящее к деструкции ПАВ и других растворенных веществ; ❏ фильтрация воды через зернистые и сорбционные материалы; ❏ обеззараживание воды химическими реагентами, УФ-облучением или иным способом. Наиболее эффективными методами деструкции растворенных веществ считаются электролитическое воздействие и окисление озоном. Если растворенные вещества не подверглись деструкции, то для их удаления применение электрофлотации или напорной флотации малоэффективно. Кроме того, эффективность работы напорного флотатора (а также электрофлотатора) во многом зависит от тщательности его научнотехнической и конструкторской проработки. К сожалению, иногда в предлагаемых системах водоочистки напорным флотатором называют аппарат, не соответствующий таковому по принципу работы. Существенный фактор, влияющий на эффективность всей системы водоочистки,— продолжительность фильтрации воды на зернистом и сорбционном фильтрах. Практика показывает, что продолжительность фильтрации на каждом из них должна быть не менее 20 мин.Отсюда по заданной производительности очистного оборудования определяется минимально необходимый объем фильтрующей загрузки. Так, если производительность очистного оборудования равна 1 м³/ч, то объем фильтрующей загрузки должен быть не менее 330 л, что соответствует стандартному фильтру Ø650 мм при высоте загрузки 1200 мм. Если объем зернистого фильтра существенно меньше оптимального, то его надо будет промывать несколько раз в сутки. Персонал, обслуживающий очистное оборудование, обычно этого не делает, в результате чего песчаный фильтр полностью забивается грязью, которая проникает в сорбционный фильтр и нарушает его работу. Все это приводит к необходимости преждевременной замены загрузки сорбционного фильтра. Система водоочистки считается достаточно удобной в эксплуатации, если зернистый фильтр необходимо промывать не чаще одного раза в сутки, но при этом должна фиксироваться предельная степень загрязненности зернистого фильтра. Тогда срок службы сорбционного фильтра, предназначенного для удаления из воды только растворенных веществ, будет максимально продолжительным. Обеззараживание воды раствором гипохлорита натрия или перекиси водорода дает надежный эффект и сравнительно недорого, но требует интенсивного проветривания моечного поста. Кроме того, эти вещества способствуют окислению некоторых загрязнений, растворенных в воде. Применение УФ-облучателя увеличивает стоимость очистного оборудования, но упрощает его эксплуатацию.

1. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта. ОНТП-01–91. «Росавтотранс». 2. СНиП 21-02–99. Стоянки автомобилей. 3. СанПиН 2.1.5.980–00 «2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. 4. Методические рекомендации по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов. Утверждены Приказом Госстроя России от 06.04.01 №75 (не утверждены Минюстом РФ). 5. МУ 2.1.5.1183–03. Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий. 6. Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации. Утверждено Приказом Госстроя России от 30.12.99 г. №168.