Установка очистки оборотной воды на участке мойки автомобилей (флотационный метод)

Для реализации максимальной степенинасыщениядо95% используются напорный бак и инжектор насыщения. Такая оптимизированная система позволяет снизить расход напорной воды исоответственноэнергопотребление присохранениивысокойэффективности работы установки.
Высокую степень очистки дает использование технологии разработанной инженерно-консультационным центром STZMeschedeсовместно с ООО «Водако» [9].
Технологическая схема очистки данного стока может включать следующие этапы:
 механическую очистку и усреднение расхода;
 физико-химическую обработку и установки напорной флотации;
 адсорбцию на активных углях.
На первом этапе сточная вода из приемной камеры насосом подается в компактную установку механической очистки для удаления крупных загрязнений, песка и нефтепродуктов. Установка состоит из ...

1. Патентный поиск 3
2. Описание технической схемы 4
3. Расчет напорного флотатора 7
4. Подбор вспомогательного оборудования 12
5. Литературный обзор 13
Список использованной литературы 17

1. Патентный поиск
В работе рассматриваются технологии очистки оборотной воды на участке мойки автомобилей. Для определения наиболее эффективного и приемлемого метода проведем патентный и литературный обзор.
Основными загрязнителями образующихся от мойки автомобилей сточных вод являются нефтепродукты, взвешенные вещества и ПАВ.
Наиболее простым способом очистки сточных вод от мойки автотранспорта является устройство описанное в заявке 94023911/26 от 27.06.1994[1].
Установка оборотного водоснабжения, включающая тонкослойный отстойник, коалисцирующий и осветлительный фильтры, резервуар чистой воды и насос для ее подачи потребителю. Особенностью является то, что она дополнительно оснащена комбинированным устройством предочистки, выполненным в виде наружного цилиндрического корпуса с коническ им днищем и тангенциальным подводом воды. Внутри последнего коаксиально расположен опрокинутый второй цилиндр с конической крышкой вверху и раструбом внизу, поворотной трубой со щелями для сбора и удаления нефтепродуктов, размещенной в верхней части корпуса устройства, и размещенной внутри внутреннего цилиндра вертикальной трубой с раструбом для отвода частично очищенной воды на отстойник. При этом между устройством для предочистки и тонкослойным отстойником с фильтром размещен резервуар очищенной воды, внутри которого смонтирован насос электротэны и система для равномерного распределения моющих растворов. Фильтр выполнен из комбинированной коалисцирующей волокнистой загрузки с пучками нитей на нижнем конце волокон и закрепленных верхними канцами к удерживающей решетке и расположенной внутри плавающего гранулированного осветлительного слоя загрузки. Над резервуаром чистой воды расположены емкости для моющих растворов и реагентов, а в нижней части устройства предочистки и тонкослойного отстойника дырчатые трубы для сбора и отвода осадка и промывной воды.

Второй трубопровод со встроенным вторым насосом, всасывающая линия которого соединена с камерой коагуляции, а нагнетательная - с камерой флотации; вторую емкость - для технической воды, очищенной в камерах коагуляции и флотации. Третий трубопровод со встроенным третьим насосом, всасывающая линия которого подсоединена к камере флотации выше ее донной части, а нагнетательная линия через фильтр грубой очистки воды соединена со второй емкостью; третью емкость – для чистой воды; четвертый трубопровод со встроенным в нее четвертым насосом, всасывающая линия которого подсоединена ко второй емкости выше ее донной части, а нагнетательная линия через фильтр тонкой очистки соединена с третьей емкостью. Насос высокого давления, всасывающая линия которого подсоединена через трехходовой кран ко второйс третьей емкостям, а нагнетательная линия – к гидромонитору, отличающаяся тем, что нагнетательная линия второго трубопровода соединена с камерой флотации выше ее донной части через управляемый кран; донная часть камеры коагуляции соединена с первой емкостью трубопроводом со встроенным в него управляемым краном; к камере флотации подсоединена всасывающая линия пятого трубопровода со встроенным в него насосом, нагнетательная линия которого подсоединена выше донной части камеры флотации, при этом в нагнетательной линии пятого трубопровода встроен, по меньшей мере, один эжектор с патрубком для подвода атмосферного воздуха и сатуратор; вторая емкость соединена с верхней частью камеры флотации шестым трубопроводом со встроенным насосом, обеспечивающим поддержание в камере флотации заданного уровня воды и пены.Как видно из патентного поиска, наиболее приемлемым методом очистки является флотация, которая позволяет получить высокие показатели степени очистки по основным загрязняющим веществам.2. Описание технической схемы Сточные воды, образующиеся от мойки автотранспорта являются высококонцентрированными и содержат загрязняющие вещества в высоких концентрациях при относительно небольших объемах образующихся вод. На основании норм природоохранного законодательства не допускается не только сбрасывать загрязненные сточные воды без очистки в водные объекты и в городскую канализационную с концентрациями загрязняющих веществ выше допустимых для сброса норм, но рекомендует активно внедрять ресурсосберегающие технологии и мероприятия. Наиболее доступными мероприятиями ресурсосбережения является организация замкнутой оборотной системы водоочистки, которая заключается в устройстве локальных очистных сооружений на территории предприятия, позволяющих очищать производственные сточные нормы до требований, предъявляемых к оборотной воде и использовать их повторно в качестве технической воды как самостоятельно так и в разбавлении с водопроводной водой, позволяя снизить объемы забираемой питьевой воды.Из всех вариантов флотации для отделения твердой фазы наиболее оптимальна напорная флотация. Установка состоит из флотационной камеры, оборудованной специальным скребком, позволяющим снимать предварительно сгущенный флотошлам с концентрацией твердой фазы до 10%. Необходимые для процесса флотации пузырьки воздуха образуются при насыщении воздухом части потока очищенной воды (рисунок 2.1) [4]. Рисунок 2.1 – Схема напорной флотацииСмесь воды и ила поступает в приточную камеру флотационной установки, откуда по всей ширине флотационного отсека через отверстие достаточного размера направляется в зону контакта и перемешивания, где производится ввод напорной воды. Для подготовки последней часть потока очищенной воды с помощью насоса подается через инжектор в резервуар напорной воды. При этом напорная вода насыщается воздухом при избыточном давлении около 4–5 бар.Вода из резервуара напорной воды направляется во флотатор и подается снизу в зону контакта и перемешивания, где практически сразу при вводе через специальные насадки происходит разрежение до давления окружающей среды. В результате такого внезапного понижения давления находившийся в растворенном состоянии воздух высвобождается, и напорная вода из-за мелких пузырьков приобретает «молочную» мутность. Турбулентность, создаваемая введением смеси воды и ила, а также восходящим потоком пузырьков, приводит к внутреннему перемешиванию. При этом пузырьки воздуха захватывают частицы ила.Сточные воды поднимаются в зоне контакта и перемешивания и через отверстие в переливной стенке поступает во флотационный объем, в котором и происходит разделение загрязнений и воды. Сконцентрированный на поверхности флотошлам с содержанием твердой фазы 3–5% снимается с помощью скребкового устройства.Очищенная от нерастворимых частиц вода под погружной перегородкой переливается в камеру очищенной воды, а оттуда через настраиваемый по высоте перелив поступает в лоток очищенной воды.3. Расчет напорного флотатораРисунок 3.1 – Флотатор – отстойник 1 – подводящий трубопровод; 2 – водораспределитель; 3 – механизм для сгребания пены и сбора осадка; 4 – отводяий трубопровод; 5 – трубопровод отвода осадка; 6 – привод механизма; 7 – пеносборный лоток; 8 – трубопровод отвода пены; 9 – отвод конденсата; 10 – подача воды на дождевание пены; 11 – подача пара; 12 – флотационная камера; 13 – отстойная зона; 14 – кольцевой водосборный лоток.Расход сточных вод подлежащих очистки определятся исходя из норм водоотведения на один автомобиль. Так рассматриваемая станция мойки автомобилей способна пропустить 200 автомобилей в сутки, при норме водоотведения 300 л/авт. Суммарный расход сточных вод Qсв, составит 60 м3/сут.Состав сточных вод, подлежащих очистке принимаем следующим:Содержание загрязняющих веществ: Взвешенные частицы- 1500 мг/лНефтепродукты- 300 мг/л ПАВ - 50 мг/л Расход сжатого воздуха принимается равным:qair=40∙(1Р+1)∙10-3QсвР – принимаем давление в воздуховоде, принимаем 0,55 Мпа,qair=40∙10,55+1∙10-37,5=0,84 м3/чДиаметр флотационной камеры определяется по формуле:Dк=4Qфπvк ,где Qф - расход сточных вод, поступающих на флотатор, м3/ч.vк - скорость движения воды во флотационной камере, равная 10,8 м/ч [5].Dк=2∙Qфπ∙vк=2∙60/83,14∙10,8=0,67=1,0 мДиаметр флотатора-отстойника определяем по формуле:Dф=4Qфπv0+Dк2где v0 – скорость движения воды в отстойной зоне, равная 4,7 м/ч [6];Dф=2∙7,53,14∙4,7+1,02=1,4 мПринимаем высоту флотационной камеры Нк = 1,5 м [7]Строительная высота сооружения:Н = Нк + Нп + Δ + Нmudгде Нп – толщина слоя пены, Нп = 0,1 м,;Δ – высота от поверхности пены до борта камеры, Δ=0,5 м;Нmud – толщина осадка, мНmud = Qсвt2(0,1·Снефт+ Э1Свзв)/γmud·(1-Pmud)106Снефт – концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде, мг/л;Свзв - концентрация взвешенных веществ в очищаемой воде, мг/л;Э1 – эффект очистки по взвешенным веществам;γmud – удельный вес осадка, принимается 1,2 г/м3;Pmud – влажность осадка, принимается 0,87.Нmud = 7,5·0,25(0,1·300+ 0,65·1500)/1,2·(1-0,87)106 = 0,01 мН = 1,5 + 0,1 + 0,5 + 0,01Расчет сатуратораРасход подаваемый на эжектор определяется по формуле:Qэж=0,5Qчас1,1 ,где Qчас - часовой расход поступающий в эжектор.Qэж=0,5∙7,5∙1,1=4,13 м3/чПлощадь сечения сатуратора определяем по формуле:Fсат=Qэжqсат ,где qсат – гидравлическая нагрузка, принимается 8 м3м2ч.Fсат=4,138=0,51 м2,Принимаем Fсат=0,55 м2 Диаметр сатуратора определяется по формуле:Dсат=2Fсатπ=2∙0,553,14=0,59 , принимаем Dсат=0,6 мОбъем сатуратора равен:Wсат=t60Qэж ,где t – время пребывания в сатураторе, принимается 1 – 2 мин.Wсат=1,060∙4,13=0,07=1,0 м3,Расчет эжектораДиаметр сопла определяем по формуле:dс=4Qэж2H1 ,H1 – располагаемый напор перед элеватором, м, принимаем равным 30 м.dс=44,13230=0,87 см=0,09 м ,Принимая абсолютное давление pp=0,09 МПа, pс=0,12 МПа, u0=1 (коэффициент смешения), определим необходимое для обеспечения заданного режима отношения по формуле:∆pр∆pс=1,4∙1+u02=1,4∙1+12=5,6Необходимое для осуществления оптимальной работы эжектора отношение диаметров камеры смешения и сопла вычислим по формуле:dрdс=∆pр∆pс=5,6=2,4Из этого соотношения находим диаметр горловины:dг=2,4∙dс=2,4∙0,09=0,216 м4. Подбор вспомогательного оборудования К вспомогательному оборудования относится напорный бак, циркуляционный насос и компрессор.Объем напорного бака:Vбака = Qсвt = 7,5·0,25 = 1,9 м3Принимаем один напорный бак размерами 1х2х1,5 м.Подача циркуляционного насоса составляет:Qц.н. = Qсв 1,1Где 1,1 – коэффициент запаса.Qц.н. = 7,5 1,1 = 8,3 м3/чНапор принимаем равным располагаемый напор перед элеватором, м, принимаем равным 30 м. Принимаем насос К 50-32-200.Для образования пузырьков воздуха подбираем компрессор С412М, передвижной, производительностью 0,16 м3/мин.5.