УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МОЙКИ АВТОТРАНСПОРТА

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МОЙКИ АВТОТРАНСПОРТА
Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод физико-химическими методами и может быть использована для создания оборотного водоснабжения на станциях мойки автотранспорта в городской черте.
Известна флотационная установка, реализующая известный способ флотации сточных вод, описанная в патенте Российской Федерации №2108974 (Опубликовано: 20.04.1998) Во флотоустановке известного способа, включающей напорный бак сатуратора с редукционным клапаном, циркуляционным насосом и компрессором, пеносборный лоток, во флотоотстойнике предусмотрена гидрофобная насадка фильтрующей гидрофобной поверхности сплошной или перфорированной, неподвижной или в состоянии движения, расположенная под зоной образования флотокомплексов частица-пузырек, под углом к потоку очищаемой воды 5-90°, с размером частиц или отверстий фильтрующей загрузки 0,01...0,1 мм, выполненных из угля или торфа в объемном соотношении от 1:1 до 1:10.
Недостатками известной флотоустановки являются загрязнение пенного слоя продукта флотации и пенного кека продуктами фильтрации, высокие потери напора воды в фильтрующей загрузке, невозможность обеспечения высокого качества очищенной воды.
Наиболее близким техническим решением является флотоустановка для очистки производственных сточных вод (Патент РФ на изобретение № 2299858, опубл. 27.05.2007, бюл.№ 15) включающая флотоотстойник, напорный бак сатуратора, компрессор и насос с коммуникациями высокого давления, редукционный клапан, удерживающий давление "до себя", пеносборный лоток, гидрофобную поверхность насадки внутри флотоотстойника для принудительной коалесценции микро- и макропузырьков газов в очищаемой сточной жидкости, а напорный бак сатуратора, редукционный клапан, компрессор и насос с коммуникациями выполнены для работы под давлением не ниже 15 МПа, ершовая насадка с гидрофобной поверхностью выполнена из капроновых волокнистых ершей, размещенных под впуском исходной сточной воды и воды с растворенным в ней под высоким давлением воздухом, флотоотстойник снабжен системой барботеров регенерации ершовой насадки, расположенных под кассетой, удерживающей в объеме флотоотстойника ершовую насадку, кассета с ершовой насадкой выполнена длиной не менее 1,5 м и с формой поперечного сечения, совпадающей с формой поперечного сечения флотоотстойника, ерши в кассете закреплены вертикально, с шагом, равным диаметру поперечного сечения ерша, по всему сечению кассеты, по внутреннему периметру флотоотстойника в горизонтальной плоскости на уровне впуска исходной сточной жидкости обечайка флотоотстойника оснащена соплами впусков рециркуляционной очищенной сточной воды из выходного патрубка флотоотстойника, сообщенными с низконапорным насосом, создающим вращательное движение очищаемой сточной воды внутри флотоотстойника.
Недостатком данной установки является невозможность максимально уменьшить продолжительность работы компрессора и насоса с коммуникациями высокого давления и обеспечить стабильную работу установки.
Задача полезной модели - увеличение стабильности работы флотоустановки и снижение энергоемкости установки, за счет гарантированного насыщения воды воздухом и сокращения времени его растворения в воде.
Решается поставленная задача тем, что установка для очистки сточных вод мойки автотранспорта включающая флотоотстойник, напорный бак сатуратора, компрессор и насос с коммуникациями высокого давления, редукционный клапан, удерживающий давление "до себя", пеносборный лоток, ершовую насадку с гидрофобной поверхностью внутри флотоотстойника на кассете принудительной коалесценции микро- и макропузырьков воздуха, расположенную под впуском исходной сточной воды, и воды с растворенным в ней под давлением не ниже 15 МПа воздухом, состоящую из капронового волокнистого материала, с диаметром волокон от 0,015 до 0,4 мм и длиной не менее 1,5 м в кассете и с формой поперечного сечения, совпадающей с формой поперечного сечения флотоотстойника, при этом ерши насадки установлены вертикально с шагом равным диаметру ершей по всему сечению кассеты, соплами впусков рециркулирующей очищенной сточной воды и насосом рециркуляции, при этом сопла находятся в горизонтальной плоскости на уровне впусков исходной сточной воды и водовоздушной смеси и установлены тангенциально для создания вращательного движения всего объема воды, находящейся внутри флотоотстойника, барботеры регенерации ершовой насадки причем напорный бак сатуратора оснащен миксером для насыщения воды воздухом.
Предлагаемое техническое решение представлено на фигуре в виде технологической схемы.
На технологической схеме имеются следующие позиции:
1. Приемная камера исходной сточной воды, стекающей с площадки помывки автотранспорта
2. Насос подачи исходной сточной воды из приемной камеры 1 во флотоотстойник 3, снабженный патрубком 4 впуска исходной сточной воды, патрубком 5 отвода очищенной сточной воды из флотоотстойника 3 к насосу 7 рециркуляции очищенной сточной воды, подающему воду к штуцерам 6 к соплам 8 впуска рециркуляционной очищенной сточной воды во внутренний периметр флотоотстойника 3 тангенциально в одной плоскости с патрубком 4 впуска исходной сточной воды для придания всему объему жидкости внутри флотоотстойника 3 вращательного движения
8. Сопла впуска рециркуляционной очищенной сточной воды
9. Патрубок впуска воды, насыщенной воздухом
10. Напорный бак сатуратора для насыщения воды воздухом
11. Компрессор, обеспечивающий давление воздуха не ниже 15 МПа
12. Выосоконапорный насос, подающий воду в сатуратор
13. Трубопровод подвода воды к сатуратору 10
14. Редукционный клапан, удерживающий давление "до себя"
14' Миксер
15. Кассета с ершовой насадкой 16 с гидрофобной поверхностью выполнена из капронового волокнистого материала высотой 1,5м
17. Пеносборный лоток
18. Пеноотводящая труба из пеносборного лотка 17
19. Барботеры регенерации ершовой насадки 16 от воздуходувки 20
21. Емкость сбора регенерационной жидкости
Работает установка очистки воды от помывки автотранспорта следующим образом. Исходная сточная вода, собранная в емкость приемной камеры 1 с помощью насоса 2 подачи исходной сточной воды по трубопроводу 4 подается во флотоотстойник 3. С противоположной стороны по патрубку 9 внутрь флотоотстойника 3 из сатуратора 10 поступает водовоздушная смесь, образованная в напорном баке сатуратора 10 с помощью компрессора 11, высоконапорного насоса 12 и доведенной трубопроводом 13 редукционного клапана 14, а затем до патрубка 9. В период работы компрессора 11 и высоконапорного насоса 12 в напорном баке сатуратора 10 вращается винт миксера 14' с числом оборотов - 3000 оборотов в минуту, создавая непрерывное перемешивание воды и воздуха в напорном баке сатуратора 10. Вследствие поступлениия через сопла 8 впуска рециркуляционной очищенной сточной воды с помощью насоса 7 рециркуляции во флотоотстойнике 3 сточной воды, забираемой со штуцера 6 патрубка 5 отвода очищенной сточной воды из флотоотстойника 3 на помывку автомобиля и рециркуляцию, внутри флотоотстойника 3 обеспечивается вращение воды вследствие тангенциально установленных сопел 8 впуска рециркуляционной очищенной сточной воды, расположенных равномерно по периметру оболочки флотоотстойника 3 в горизонтальной плоскости с патрубками 4 и 9 впуска исходной сточной воды и водовоздушной смеси.
Производительность и напор насоса 7 рециркуляции подобраны таким образом, чтобы количество движений, создаваемых струями из сопел 8 впуска рециркуляционной очищенной воды, было достаточно для обеспечения вращательного движения объема сточной воды внутри флотоотстойника 3, преодоления сопротивления трению воды о внутреннюю поверхность флотоотстойника 3 и ершовую насадку 16, закрепленную в кассете 15. Струи исходной сточной воды и водовоздушная смесь подхватываются вращающейся водой и размываются по всему поперечному сечению флотоотстойника 3. Вследствие коалесценции пузырьков воздуха из мелких пузырьков в более крупные и наличия центробежных и центростремительных сил, а также сил гравитации, действующих на микро- и макропузырьки воздуха, а также прилипания к гидрофобной поверхности ершовой насадки 16 и пузырьков частиц загрязнений (гидрофобных или гидрофобизированных) воздействием поверхностно-активных веществ, использованных для помывки транспортных средств происходит всплытие пенного продукта к пеносборному лотку 17. Периодически или постоянно пенный продукт отводится из пеносборного лотка 17 по трубопроводу 18 на утилизацию.
Поскольку очищаемая сточная вода выводится из флотоотстойника 3 вместе с циркулирующей сточной водой из нижней его части через патрубок 5 отвода очищенной сточной воды, то часть макропузырьков и частиц примесей, тех, которые слиплись с пузырьками воздуха, особенно имеющих объемный вес больший, чем объемный вес сточной воды, движутся не вверх, а вместе с потоком очищенной сточной воды. Установленная под патрубком 4 и 9 впусков исходной сточной воды и водовоздушной смеси кассета 15 с ершовой насадкой 16 находится на пути движения очищаемой сточной воды и создает фильтрационную завесу. Форма поперечного сечения кассеты 15, совпадает с формой поперечного сечения флотоотстойника 3, при этом ерши насадки установлены вертикально с шагом равным диаметру ершей по всему сечению кассеты 15. Поскольку ершовая насадка 16 выполнена из капронового волокнистого материала с гидрофобной поверхностью с положительным зарядом (диаметр волокон от 0,015 до 0,4 мм), то на поверхности волокон происходит и коалесценция микро- и макропузырьков воздуха и частиц взвесей и закрепление последних. Учитывая наличие высокоразвитой поверхности у ершовой насадки 16, низкое ее гидравлическое сопротивление протоку воды, гарантируется высокая эффективность улавливания волокнистым фильтром ершовой насадки 16 примесей сточной воды. По мере заиления ершовой насадки 16 загрязнениями сточной воды подачу исходной сточной воды и водовоздушной смеси прекращают, выключают насос 7 рециркуляции и помывки авторанспорта и производят регенерацию ершовой насадки 16 продувкой содержимого флотоотстойника 3 воздухом от воздуходувки 20 через барботеры 19 с одновременным опорожнением флотоотстойника 3 в фекальную канализацию. В период регенерации ершовой насадки 16 воздухом при открытом патрубке 5 выпуска очищенной сточной воды флотоотстойник 3 может опорожняться в специальную емкость 21 для предварительного расслоения на осадок и всплывающие примеси ( по типу песколовки-жироловки) с последующей утилизацией осевших и всплывших веществ. Использование высоконапорного насоса 12, компрессора 11 с давлением не ниже 15Мпа и миксера 14' в напорном баке сатуратора 10 обусловлено необходимостью и целесообразностью сокращения времени растворения воздуха в воде. Для флотации требуется 1,2 литра воздуха на 1 л сточной воды. Поэтому производительность высоконапорного насоса 12 и компрессора 11 небольшие, учитывая производительность установки для помывки автотранспорта не более 5.... 10 м/час. Для сжатия не ниже 15 МПа такого количества воды и воздуха требуется не более 10 квт-час электроэнергии. Но необходимо максимально уменьшить продолжительность их работы. Для этого в сатуратор 10 помещается миксер 14'.
Ограничение размеров длины кассеты 15 с ершовой насадкой 16 величиной не менее 1,5 м обусловлено низким гидравлическим ее сопротивлением ( мм на метре длины кассеты) и для исключения проскока очищаемой сточной воды и микро- и макропузырьков воздуха с прилипшими к ним частицами загрязнений через фильтрующую завесу из ершовой насадки 16 была установлена минимальная длина кассеты. Смесь волокон в ершовой насадке 16 подбирается экспериментально для каждого вида сточных вод и находящихся в них примесей. Промышленность выпускает насосы и компрессоры малой производительности, например, для аквалангистов есть компрессоры с давлением до 25 МПа, которыми можно оснащать флотоустановки.