Рациональное использование воды на автомойке является, пожалуй, одним из основных условий её эффективной эксплуатации. При этом качество подготовленной воды должно быть высокого уровня. Образующиеся сточные воды будут требовать утилизации. Для условий использования воды на автомойке можно организовать относительно простую и эффективную схему оборотного водоснабжения. Сточные воды после очистки можно использовать в качестве исходной воды для системы водоподготовки автомойки. При этом система очистки сточных вод и система водоподготовки смогут эффективно дополнять друг друга.
В организации системы оборотного водоснабжения необходимо использовать простые, понятные, наиболее распространённые технологические процессы.
Качество воды, требуемое для автомоек, рассмотрено в статье [1]. В статье показано, что наибольшая эффективность мойки достигается при использовании умягчённой воды совместно с частично обессоленной обратноосмотической водой. В результате использования воды на посту мойки автомобиля образуются сточные воды, которые относятся к категории промышленных сточных вод.
В таких водах показатель ХПК (химическое потребление кислорода) значительно превосходит показатель БПК (биохимическое потребление кислорода). В сточных водах автомоек прежде всего будет содержаться большое количество взвешенных веществ и поверхностно-активных веществ (ПАВ). Возможно также присутствие нефтепродуктов, масел, гуминовых веществ, щёлочи и т. п.
Поэтому для очистки промышленных сточных вод используются физико-химические, а не биологические методы очистки, ввиду сложности окисления присутствующих в воде загрязнений кислородом из воздуха.
Рис. 1. Схема оборотного водоснабжения автомойки
На рис. 1 представлена принципиальная схема оборотного водоснабжения автомойки. Сточные воды с поста мойки автомашин поступают в первичный отстойник. В первичном отстойнике происходит естественное осаждение взвешенных в воде веществ. Прежде всего в первичном отстойнике осаживаются песок и ил. После первичного отстойника вода направляется на стадию коагуляции. Перед осветителем-коагулятором в воду дозируется три реагента: гипохлорит натрия (Г), коагулянт (К) и флокулянт (Ф). Дозирование реагентов позволит провести разрушение (окисление) устойчивых органических соединений и произвести их коагуляцию. В результате в осветлителе образуется шлам, который осаживается. Осветлённая вода направляется во вторичный отстойник. В нём происходит окончательное осаждение коагулированных загрязнений, содержащихся в воде. После вторичного отстойника воду можно сбрасывать либо повторно использовать.
Необходимо добиться такого качества очищенной сточной воды после вторичного отстойника, которое, в случае сброса воды в источник водоснабжения, не будет оказывать негативного влияния на природные источники воды. Поэтому воду после вторичного отстойника можно использовать в качестве исходной воды для системы водоподготовки автомойки.
Данную воду необходимо подвергнуть дополнительной очистке, которая будет заключаться в последовательной фильтрации воды через фильтр с кварцевым песком и фильтр с активированным углём.
Это позволит исключить попадание в очищенную воду взвешенных и органических веществ, оставшихся после вторичного отстойника, и убрать излишнее количество гипохлорита натрия на активном угле. Затем предварительно подготовленная вода направляется на установку Na-катионитового умягчения. Умягчённая вода собирается в ёмкости. Из ёмкости умягчённая вода подаётся под высоким давлением на пост мойки и на смешение с автошампунем.
Автомойка, на которой применена патентованная система контроля качества умягчённой воды
Из той же ёмкости умягчённая вода поступает на установку обратноосмотического обессоливания (RO). Частично обессоленная вода (фильтрат) поступает в ёмкость и оттуда подаётся на пост мойки. Сточные воды после мойки поступают в первичный отстойник. Затем цикл водоочистки и водоподготовки повторяется.
В песчаном и угольном фильтрах будут образовываться сточные воды. Состав сточных вод позволяет направлять их сразу в первичный отстойник. Данные сточные воды будут заново подвержены коагуляции и осветлению и повторно будут использоваться в системе водоподготовки. Концентрат после установки обратного осмоса также можно направлять непосредственно в первичный отстойник. Поскольку фильтрат после поста мойки также сливается в первичный отстойник и будет растворять концентрат, увеличение солесодержания оборотной воды происходить не будет.
Сточные воды после установки Na-катионирования воды будут требовать отдельной утилизации [2] и их нельзя будет сливать в первичный отстойник (кроме стадии первичного взрыхления). Тем не менее, расход сточной воды после Na-катионирования будет минимум в десять раз меньше, чем при использовании её в системе прямого водоснабжения.
В результате работы подобной оборотной системы водоснабжения будут образовываться только сточные воды установки умягчения (в минимальном количестве), а также периодически удаляемый шлам с влажностью 80–90% из первичного отстойника и осветлителя-коагулятора.
Для восполнения потерь необходимо производить подпитку оборотной системы водоснабжения исходной водой. Подпитку необходимо производить перед системой водоподготовки (перед песчаным фильтром). Для большинства природных (пресных) вод (тем более воды из хозяйственно-питьевого водопровода) состав водоподготовки оборотной системы водоснабжения обеспечит необходимое качество подготовленной воды. Если источник подпиточной воды содержит специфические вещества-загрязнители, то необходимо предусмотреть системы дозирования коагулянта, флокулянта и гипохлорита натрия перед песчаным фильтром. При грамотной организации функционирования системы оборотного водоснабжения расход подпиточной воды будет составлять не более 10% от общего водопотребления постами автомойки.
Например, если расход подготовленной воды на пост мойки составляет 35 тонн в сутки, а общее содержание грубодисперсных, взвешенных и органических веществ составляет значительную величину в 100 г/л, то количество образующегося песка, ила и шлама составит 35000×0,1 = 3500 кг. Если исходить из влажности шлама 85%, то получаем 3500×0,85 = 2975 кг воды.
Получается, что потеря воды со шламом составит около трёх тонн. Соответственно, расход подпитки будет равен три тонны в сутки, что соответствует менее чем 10% от общего водопотребления автомойки. Установка Na-катионирования воды будет потреблять в десять раз меньше таблетированной соли, чем при прямом водоснабжении, потому что будет производиться умягчение только подпиточной воды.
Конечно, можно говорить о небольшом количестве бикарбоната кальция, который будет образовываться в сточных водах в результате мойки. Но это будет происходить только в случае кислотного растворения возможных известняковых загрязнений, присутствующих на автомобилях. Единственным источником воды с небольшой кислотной реакцией является фильтрат обратного осмоса. Но, исходя из условий его применения (финишное ополаскивание), фактически исключается его непосредственный контакт с возможными известняковыми частицами. В первичном отстойнике фильтрат уже будет смешан со слабощелочной (в результате аэрации в процессе бесконтактной мойки) умягчённой водой, а также щёлочью автошампуней, поэтому растворение известняковых частиц происходить не будет. Скорее наоборот, «проскок» жёсткости щёлочными стоками будет выведен в осадок в первичном отстойнике или осветлителе.
Все технологические установки системы водоподготовки автоматизированы и позволяют вести процесс полностью в автоматическом режиме. Будет требоваться только редкая периодическая загрузка таблетированной соли в бак-солерастворитель. Определённую сложность представляет организация процесса эксплуатации осветлителя-коагулятора. Сложность обусловлена неравномерным составом поступающих сточных вод.
Данный процесс можно автоматизировать (определять и дозировать оптимальные дозы реагентов в автоматическом режиме), используя контроль качества воды (датчики ОВП, рН, электропроводности).
Итак, применение системы оборотного водоснабжения в соответствии с предложенной схемой позволит практически прекратить сброс сточных вод. Необходимо будет только удалять шлам с определённым количеством воды. Расход подпитки составит в худшем случае не более 10% от общего водопотребления мойки.
