Оборотное водоснабжение

Рассмотрено оборотное водоснабжение для автомоек и промышленных предприятий. Разобраны особенности систем оборотного водоснабжения, приведены схемы замкнутого использования воды, перечислено необходимое очистное оборудование.

Многие технологические процессы требуют большого расхода воды, а использованные воды требуют дополнительных расходов по очистке и неизбежно влияют на ухудшение экологической ситуации. Поэтому закономерно встал вопрос о возможности сокращения расхода воды и уменьшения загрязнения водоемов. Поставленной цели вполне отвечает оборотное водоснабжение, которое уменьшает в несколько раз расход свежей воды и резко сокращает объемы сточных вод. (См. также: Промышленное водоснабжение предприятий)

Автомойка

Замкнутый цикл водоснабжения для автомоек

В режиме замкнутого круга, когда вода в процессе использования не теряет своих качеств и не требует специальных методов очистки, сточную воду можно использовать для автомоек на заправочных станциях, автотранспортных предприятий, гаражах и СТО. Возможность неоднократного использования воды в автомойках обеспечивается за счет нескольких ступеней очистки технической воды состоящих из флотации, механической фильтрации, а также дополнительной очистке реагентами и микроорганизмами, содержащимися в активном иле.

Схема очистного сооружения для автомоек

С помощью механического фильтра удаляются частицы грязи больших размеров. Затем, во флотационном отсеке пена, образующаяся из воздуха, подаваемого под высоким давлением, с последующим его снижением, абсорбирует масла, шампуни, бензин и нефть. Образовавшаяся смесь сбрасывается по шламовому лотку в шламосборник. Химическая реакция по переводу растворимых веществ в осадочный материал, проводится с помощью добавления реагента, а образовавшийся осадок отделяется. Окончательная очистка воды от следов грязи проводится в процессе сложного взаимодействия различных форм микроорганизмов, так называемая биологическая очистка.

Система оборотного водоснабжения

Процесс очистки использованной для технической цели воды проводится в довольно простой по устройству системе. Пройдя процесс фильтрации, вода поступает в накопительную емкость, где происходит обеззараживание ультрафиолетовой лампой, а затем через аппарат высокого давления доставляется непосредственно на мойку машин. (См. также: Водоснабжение предприятия)

Исходя из функционального предназначения, система оборотного водоснабжения автомоек обеспечивается комплексом очистного оборудования, включающего блок емкостей для первичного отстаивания усреднения стоков, нефтеловушку, биокаогулятор, саму очистную установку, бак для очищенной воды и фильтр доочистки. Туда же входят насос для забора воды и насосная станция, подающая очищенную воду на моечные аппараты, работающие под высоким давлением.

Оборудование для водоснабжения автомоек

Как работает система

В цельной емкости данной системы, разделенной перегородками на четыре отсека, происходит выделение взвешенных осадков плотностью выше 1500кг/м3, затем в бензомаслоотделителе нефтепродукты оседают на наклонных коалесцентных модулях. В третьем отсеке на сорбционном фильтре происходит окончательная очистка сточных вод. В следующем накопительном отсеке очищенные стоки накапливаются, для дальнейшего использования. Схема оборотного водоснабжения автомоек состоит из трех элементов:

Блок первичной очистки

Основной технологический блок

Двухступенчатый сорбционный блок.

Преимущества оборотного водоснабжения

Основными преимуществами неоднократного использования воды для технических целей наряду с 70-ти процентной экономией потребления воды является ее использование по замкнутому циклу. При этом нет необходимости по установке дополнительных емкостей, отстойников и слива в канализационную сеть. Такой комплекс вместе с прочным стеклопластиковым корпусом обеспечивает длительный срок эксплуатации и возможность быстрого монтажа даже в зимний период. (См. также: Наружные сети водоснабжения)

Важно! В процессе технического обслуживания необходимо периодически откачивать ассенизатором накопившейся осадок песка и нефтепродуктов и заменять сорбент не реже одного раза в три года. Также при этом не нужно платить за водоотведение и отсутствуют штрафы за превышение предельно допустимых концентрацией вредных веществ.

Оборотное водоснабжение автомойки

Замкнутый цикл обеспечения водой на промышленных предприятиях

Промышленные предприятия, в особенности, работающие в металлообрабатывающей и машиностроительной отрасли, являются мощными потребителями воды в технологических процессах. В процессе производства возможно формирование сточных вод, которые содержат тяжелые металлы, различные органические соединения и другие загрязнения. Поэтому так актуально стоит вопрос неоднократного использования воды для технологических процессов, которое значительно уменьшает количество сточных вод, поступающих в источники воды.

Оборотное водоснабжение на предприятии

Совет! Если внедрить оборотное водоснабжение промышленных предприятий, то можно использовать сточные воды повторно, при условии проведения процесса их очистки на очистном сооружении предприятия.

(См. также: Наружные сети водоснабжения)
В этом случае водопотребление предприятия снижается на 85-90 процентов, до минимума сокращаются потери ценных компонентов со сточными водами.

Минимизация сброса сточных вод в водоемы или в общую канализационную сеть, кроме того, уменьшает плату за пользование водными ресурсами в связи с тем, что не нужно платить за водоотведение и отсутствуют штрафы за превышение предельно допустимых концентрацией вредных веществ.

Оборотное водоснабжение на гальваническом предприятии

Особенно важно применение современных технологий по очистке сточных вод в гальваническом производстве. Поэтому в настоящее время замкнутая система водоснабжения основана на комбинированном взаимодействии электрофлотации, микро-, ультрафильтрации, оборотного осмоса и вакуумного выпаривания. (См. также: Карта сайта)

Схема оборотного водоснабжения предприятия

Как видно из схемы сточные воды из гальванической линии поступают через нейтрализацию на электрофлотатор, где происходит первичное выделение и удаление шлама. Затем методом микро- и ультрафильтрации сточная вода очищается от остаточных веществ, находящихся во взвешенном состоянии и коллоидов, а затем подается на установку обратного осмоса.

Завершающим этапом является упаривание солевого концентрата и направление его на переработку твердых отходов. Такое техническое решение позволяет получить из стоков две возможности использования очищенной воды. Первая категория направляется для повторного использования на промывке деталей, а вторая категория используется для приготовления электролитических растворов.

Электрофлотатор

Что такое электрофлотатор и где его применяют?

Самым важным объектом в организации оборотного водоснабжения представляется агрегат, представляющий собой электрофлотатор, блок нерастворимых электродов, пеносборник и источник питания с энергосберегающими свойствами. Принцип работы модуля основан на флотационном эффекте в процессе выделения при электролизе воды электролитических газов.

Электрофлотация сточных вод обеспечивает удаление из них, загрязняющих химических веществ, а также взвешенных веществ — от 95 до 99%, очистка от нефтепродуктов — от 70 до 90%, а ПВА – на 50-70%.

Представляя собой достаточно компактное, высокопроизводительное оборудование, электрофлотационный модуль способствует значительному упрощению технологии очистки воды, а сам процесс управления и обслуживания легко автоматизируется. Положительным является и фактор стабильного солевого (анионного) состава очищенной воды. Образующийся шлам небольшой степени влажности довольно легко обезвоживается на дешевых, но качественных фильтр прессах отечественного производителя.

Оборотное водоснабжение на предприятии

Система оборотного водоснабжения для автомойки: устройство и технологические этапы

Из «душа» автомобиль выйдет как новенький

Вряд ли бы хозяева автомоек могли получать прибыль со своего мини-предприятия, если бы отработанная вода не использовалась вторично, а просто сливалась бы в канализацию. Система оборотного водоснабжения для автомойки, работающая по циркуляционному принципу, помогает делать такой бизнес доходным и сберегать водные ресурсы.

Как всё это работает, вы узнаете, посмотрев видео в этой статье, но немного теории тоже не помешает.

Как устроена система

Оборотные системы водоснабжения автомоек работают в замкнутом цикле. Главным их элементом являются очистные сооружения, благодаря которым и появляется возможность повторного использования воды.

Их работа минимизирует образование отходов, что в свою очередь сводит к нулю возможность сброса неочищенных стоков в естественные водоёмы. Отработанная вода сливается в герметичный резервуар под полом мойки, из которого погружным насосом подаётся на очистную систему.

На фото схематично показано оборотное водоснабжение мойки автотранспорта

В чём преимущества системы

Вот в чём состоит эффективность системы оборотного водоснабжения для моек:

1. Водопотребление снижается до 90%, остальные 10% — это безвозвратные потери, которые восполняются в процессе работы.
2. Исключена возможность загрязнения сточными водами почвы и водоёмов, а соответственно, не наносится вреда окружающей среде.
3. Системы оборотного водоснабжения на автомойках позволяют минимизировать плату за водопользование, уберечься от штрафов, которые предъявляются предприятиям за превышение в стоках концентрации вредных веществ. Именно в этом и заключается экономический эффект.
4. Использованная вода, прошедшая через установку оборотного водоснабжения автомойки, готова к повторному применению и не требует дополнительной очистки. Хотя, при большом потоке транспорта — особенно грузового и сельскохозяйственного, может производиться биологическая или реагентная доочистка. Ведь такое оборудование используется не только для легкового авто, но и в гаражах транспортных предприятий.

Мойка автомашин для грузового транспорта — оборотное водоснабжение

Этапы осветления воды

Вот из каких этапов состоит цикл системы оборотного водоснабжения мойки автотранспорта:

• Сначала производится механическая фильтрация воды, которая удаляет из неё крупнофракционный мусор.
• Начинается процесс флотации, при котором в стоки под давлением нагнетается воздух. Когда его давление с высокого снижается до нормального атмосферного, образуется пена. Она является абсорбентом для нефтепродуктов и моющих средств.
• Шлам отделяется и сбрасывается в отдельную ёмкость, после чего подвергается очистке реагентами. Её суть заключается в переведении в нерастворимое состояние растворённых веществ, затем эти примеси осаждаются и удаляются из воды.
• При необходимости дополнительно производится биологическая очистка, принцип которой заключается в способности аэробных и анаэробных микроорганизмов окислять воду.

Система очистки автомойки с оборотным водоснабжением

Чтобы чистая вода не смешивалась с загрязнённой, в помещении автомойки монтируется два контура водоснабжения, подключаемых к аппаратам высокого давления. Все основные операции при мойке машины, будь то первая смывка грязи, намыливание или удаление пены, производятся оборотной водой.

И только на завершающее ополаскивание идёт первичная вода из городского водопровода, которая и составляет те самые 10% восполняемого объёма.

В целом, на мойку одного легкового автомобиля требуется 100 л воды. Соответственно, если бы она не использовалась повторно, на мойку всего десятка машин затрачивался бы кубометр воды.

Установки оборотного водоснабжения для автомоек позволяют 1 м3 чистой воды затратить на помывку 55-60 единиц автотранспорта — так что, экономическая выгода очевидна.

Оборудование для очистки

Какие этапы очистки проходит загрязнённая вода, мы рассказали выше. Теперь рассмотрим, какое именно оборудование для этой цели используется.

• Мы уже выяснили, что оборотное водоснабжение для моек включает в себя этап предварительной механической очистки. Для этой цели применяют пескоуловители, на дне которых осаждаются твёрдые взвешенные частицы. Принцип их действия заключается в том, что взвесь в состоянии покоя осаждается на дно резервуара и там накапливается.
• По такому принципу производится первичное осветление воды в любой канализационной системе. Недостаток отстойника заключается в существенной площади, но тут уж никуда не денешься. Качество гравитационной очистки тоже не на высоте, именно поэтому и предусматриваются дополнительные этапы очистки.

Оборотное водоснабжение для мойки автомобилей включает в себя гравитационные отстойники – пескоуловители

• Для отделения нефтепродуктов (масел, бензина, дизтоплива) используют тонкослойные блочные системы, имеющие трубчатую или пластинчатую структуру. Чем меньший слой загрязнённой жидкости на них попадает, тем эффективнее всплывают примеси. Данный этап так же относится к первичной очистке, и в некоторых системах нефтеуловители соседствуют с гравитационными камерами в одном корпусе, разделённые перегородкой.

Оборудование ступенчатой очистки системой оборотного водоснабжения для мойки

Примечание: гораздо лучшую эффективность показывает метод флотации — он позволяет очистить стоки до нормативных показателей для систем, повторно использующих отработанную воду. Однако если необходимо сбросить подвергшуюся флотации жидкость в почву, то она должна ещё пройти очистку на сорбционном фильтре.

• Как уже было отмечено, при флотационной очистке в накопитель с грязной водой подаётся воздух, под давлением до 6 атмосфер. Насыщенная воздухом вода направляется в специальный отстойник, в котором за счёт пузырьков активно образуется пена. Вода приобретает молочный оттенок, а имеющиеся в ней примеси выносятся на поверхность.
• Для более интенсивной флотации в стоки добавляется специальный флотореагент. Это расходный материал, использование которого является дополнительной статьёй расходов, но без него невозможно достичь требуемого качества воды и пришлось бы дополнительно тратиться на утилизацию большего объёма твёрдых отходов.

Особенности электрокоагуляции

Некоторые производители систем оборотного водоснабжения моек предлагают другие, весьма перспективные методы восстановления качества воды. Один из них – электрокоагуляция с электрофлотацией.

Этот способ не требует ни дополнительной, ни даже предварительной гравитационной очистки, но при этом в стоках должно быть взвешенных частиц не более 50 мг на литр.

Оборотное водоснабжение на мойке автомобилей может функционировать с оборудованием для электрокоагуляции

Вот в чём преимущества и недостатки такого метода:

Преимущества электрокоагуляции	Минусы метода
Воду от мойки автомашин можно очистить сразу до установленных норм.	Затрачивается большое количество электроэнергии.
Система компактна.	Приходится часто менять растворимые электроды.
Установка проста в обслуживании.	Чтобы степень загрязнения стоков не превышала 50 г/1 л взвешенных веществ, их приходится либо разбавлять чистой водой, либо применять предварительную очистку в гидроциклонах.
На автомойку не требуется никаких химических реагентов.	Образуется осадок, который необходимо утилизировать.
Процесс очистки высокоэффективен и экономичен.	Нужно укладываться в лимит расхода воды.
Если пространство между электродами забито шламом или они неправильно установлены, эффективность очистки снижается до нуля.

Наиболее эффективной очистки можно было бы достичь путём сочетания реагентного способа с электрокоагуляционным, но тогда затраты тоже вырастут вдвое. Поэтому выбирать приходится что-то одно.

Если это будет электрокоагуляционная установка для автомойки, то необходимо уделять должное внимание её техническому обслуживанию.

Нужно регулярно отслеживать состояние растворимых электродов из алюминия. Они имеют пластинчатую форму и собираются в виде блока.

Для усиления их активности, электроды нужно каждые полчаса переплюсовывать. С целью снижения энергозатрат в систему необходимо включать автоматический блок регулировки силы тока.

Примечание: если постоянного тока нет, электрокоагулятор должен быть снабжен устройством для его реверсирования.

Кроме того, в составе установки присутствуют устройства для выгрузки шлама, пены, а так же чистой воды с прибором для контроля её уровня.

Фильтровальная загрузка

При очистке вод в процессе электрофлотокоагуляции примеси образуют хлопья. Большинство из них оседает в отстойнике, но часть с потоком воды проходит дальше него.

Поэтому в данной системе применяется доочистка через зернистую (песчаную или полистирольную) фильтровальную загрузку.

Фильтр с зернистой засыпкой

Такие фильтры могут быть напорными или безнапорными, в том числе и с плавающей загрузкой.

Их преимущества заключаются в том, что:

• они просты и конструктивно, и в эксплуатации;
• на выходе получается вода достаточно высокого качества очистки;
• объём фильтра используется по максимуму;
• такой фильтр служит до 10 лет и не требует замены, при этом загрузка сама сортируется по уменьшающейся фракции гранул;
• в системе отсутствуют промывные ёмкости и насосы.

Примечание: в системах с плавающей загрузкой вместо песка используются гранулы пенополистирола. Такие фильтры могут работать с более грязной водой и скорость фильтрования, которая определяется напором водяного потока, гораздо выше. При этом вода движется снизу вверх.

Заключение

В зависимости от режима работы автомойки, определяющей частоту взятия проб воды на анализ, осуществляется контроль качества очистки. Перед очисткой определяется количество взвешенных частиц, ПАВ и нефтепродуктов.

Каким бы ни был результат, в стоках, прошедших через гидроциклон, должно остаться не более 50 мг/л взвешенных частиц. После основной очистки эта цифра уменьшается до 40 мг/л, нефтепродуктов должно содержаться не более 20 мг/л, ПАВ – всего 2мг/л.

Установка для утилизации нефтешлама

В результате полного цикла очистки образуются такие отходы: эмульсии из нефтепродуктов, плёнка нефтепродуктов и шлам. Все они имеют III класс опасности и инструкция по их утилизации проста.

Шлам подлежит захоронению в котлованах, вырытых на полигонах со слабофильтрующим грунтом и уровнем грунтовой воды не менее 20 м, куда он вывозится специальным автотранспортом. Смеси нефтепродуктов утилизируют путём сжигания и таким образом, оборотное водоснабжение для автомоек не наносит никакого ущерба окружающей среде.