Система оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий Российский патент 2020 года по МПК C02F9/02 

Изобретение относится к системам оборотного водоснабжения и может применяется преимущественно для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ производственных сточных вод на автотранспортных и промышленных предприятиях.

Известна система для очистки ливневых и технологических сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ, включающая зону отстаивания, зону коалесценции, двухуровневый цилиндрический механический фильтр с большой рабочей поверхностью из олеофильного сорбционного материала, фильтр с плавающей загрузкой, сорбционный фильтр с активированным углем. Слив очищенной воды из сорбционного фильтра с активированным углем происходит в верхней части [патент РФ №2489362 - аналог].

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность очистки ливневых сточных вод, так как для очистки в качестве сорбционного материала используются активированные угли, обладающие низкой сорбционной способностью по отношению к сточным водам, загрязненных нефтепродуктами.

Кроме того, активированные угли обладают повышенной горючестью, что также является недостатком.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по наибольшему числу общих существенных признаков и достигаемому техническому результату является система оборотного водоснабжения для мойки автомашин, содержащая технологическое оборудование, связанное системой трубопроводов с аппаратами очистки сточной воды, включающее в себя накопительную емкость, в которую самотеком поступают сточные воды, насос для подачи воды из накопительной емкости в реактор, компрессор для перемешивания среды в реакторе, насос-дозатор рабочего раствора коагулянта, флотатор, накопительную емкость для сбора очищенной воды после флотатора, фильтры грубой и тонкой очистки, накопительную емкость для сбора очищенной воды после фильтров грубой очистки, диафрагменный насос и сборник шлама [патент РФ №2523802 - прототип].

Недостатком прототипа является низкая эффективность работы системы оборотного водоснабжения для мойки автомашин, так как для очистки загрязненных сточных вод в качестве сорбционного материала используются активированные угли, обладающие низкой сорбционной емкостью по нефтепродуктам и повышенной горючестью.

Кроме того, использование в качестве сорбционного материала активированных углей повышает экономические затраты при использовании системы оборотного водоснабжения.

Помимо этого, недостатком системы оборотного водоснабжения для мойки автомашин и очистки загрязненных сточных вод является то, что система содержит отдельно фильтры грубой и тонкой очистки, повышая тем самым ее материалоемкость и экономические затраты на ее производство.

Технический результат - повышение эффективности работы системы оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий.

Техническая задача - повышение эффективности работы системы оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий, направленное на повышение эффективности очистки сточных вод за счет использования материалов с высокой сорбционной способностью при одновременном упрощении установки и сокращении экономических затрат на ее производство.

Решение технической задачи

Система оборотного водоснабжения для мойки автотранспорта, содержащая технологическое оборудование, связанное системой трубопроводов с аппаратом очистки сточной воды после мойки автотранспорта, включающая в себя накопительную емкость, в которую самотеком поступают сточные воды, сборник шлама, насос для подачи сточной воды в аппарат сорбционной очистки, накопительную емкость очищенной воды, насос для подачи из накопительной емкости очищенной воды при промывке в автоматическом режиме обратным током воды сорбционного фильтрующего материала, которая дополнительно содержит горизонтальный отстойник, снабженный скребковым механизмом для удаления шлама в шламонакопитель и соединенный трубопроводом с накопительной емкостью сточной воды, кроме этого, горизонтальный отстойник трубопроводом с регулирующим вентилем через подающий насос и трубопровод с регулирующим вентилем соединен с аппаратом очистки сточной воды в качестве которого используется адсорбер с сорбционным фильтрующим материалом, предназначенный для грубой и тонкой очистки нефтесодержащих сточных вод, поступающих из горизонтального отстойника, при этом адсорбер трубопроводом с регулирующим вентилем соединен с накопительной емкостью очищенной воды и трубопроводами с регулирующими вентилями соединена с насосом для подачи очищенной от нефтесодержащих веществ воды на мойку автотранспорта, помимо этого, накопительная емкость очищенной воды трубопроводами с регулирующими вентилями соединена с насосом, для подачи в адсорбер противотоком очищенной воды для промывки сорбционного материала, кроме этого трубопроводами с регулирующими вентилями через подающий насос адсорбер соединен с горизонтальным отстойником для сброса в него загрязненной после промывки сорбционного материала воды, при этом адсорбер выполнен в виде металлического цилиндрического корпуса с неподвижно закрепленными на корпусе верхним и нижним днищами с входным и выходным отверстиями, в днищах также выполнены люки, предназначенные для технического осмотра и ревизии внутри адсорбера, кроме этого корпус адсорбера снабжен тремя люками, расположенными в верхней, средней и нижней частях корпуса, и предназначенными для загрузки и осмотра сорбционного фильтрующего материала, внутри адсорбера жестко смонтированы три полочки в виде беспровальных решеток и предназначенных для размещения на них сорбционного фильтрующего материала, при чем на верхнюю полочку укладывается сорбент с фракцией диаметром 7 мм для грубой очистки загрязненных сточных вод от дисперсных частиц, на среднюю полочку укладывается сорбент фракцией - 5 мм, а на нижнюю полочку укладывается сорбент фракций - 1-3 мм для тонкой очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов, при этом полочки снабжены прижимными рамами для предотвращения размывки и уноса сорбционного материала в качестве которого используется природный алюмосиликатный сорбент.

Сущность изобретения.

В системе оборотного водоснабжения для очистки сточных вод от нефтепродуктов используется трех полочный адсорбер, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса, состоящего из сварной обечайки из листовой стали, с приварными эллиптическими верхним и нижним днищами с входным и выходным отверстиями, люками для технического осмотра и ревизии внутри адсорбера, в корпусе которого выполнены люки для загрузки сорбционного фильтрующего материала. Внутри адсорбера жестко смонтированы три полчки, снабженные прижимными рамами. Полочки выполнены в виде беспровальных решеток и предназначены для засыпки и укладки на них сорбционного материала. В качестве сорбционного материала используется природный алюмосиликатный сорбент различного фракционного состава. Экспериментально установлено, что оптимальным диаметром фракций для сорбционного извлечения нефтепродуктов из сточных вод автотранспортных предприятий являются фракции алюмосиликатного сорбента диаметром 7, 5 и 1-3 мм.

При этом на верхнюю полку загружают алюмосиликатный сорбент с диаметром фракций 7 мм, что позволяет очистить после отстойника загрязненную воду от мелкодисперсных взвешенных веществ и нефтепродуктов, после чего очищаемая вода, прошедшая первый этап сорбционной очистки, поступает на второй этап, проходя через слой сорбента, размещенный на средней полке, с диаметром фракций сорбента 5 мм, где происходит дальнейшая очистка загрязненных сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов, затем сточные поступают на окончательную доочистку от оставшихся эмульгированных нефтепродуктов, проходя через слой сорбента, размещенный на нижней полке, с диаметром фракций сорбента 1-3 мм.

Экспериментально установлено, что прошедшая через адсорбер сточная вода, загрязненная нефтепродуктами и взвешенными веществами соответствует требованиям МУ 2.1.5.1183-03 «Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий», ОНТП-01-91 «Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий для автомобильного транспорта», СНИП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.2001, 50 с.

Таким образом, применение в предлагаемой системе оборотного водоснабжения адсорбера, позволяющего осуществить три стадии очистки поступающей из отстойника загрязненной нефтепродуктами воды в трех полочном аппарате-адсорбере, с использованием природного алюмосиликатного сорбента с высокой сорбционной способностью, в сравнении с системой оборотного водоснабжения по прототипу с использованием в качестве сорбционного материала активированных углей, обеспечивает повышение эффективности работы заявляемой системы при одновременном ее упрощении, что и является новым техническим результатом.

Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом:

- на фиг. 1 схематично представлена система оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий;

- на фиг. 2 схематично представлен трехполочный адсорбер.

Устройство.

Система оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий содержит технологическое оборудование, связанное системой трубопроводов с оборудованием очистки сточной воды после мойки автотранспорта.

Система оборотного водоснабжения включает в себя накопительную емкость 1 с приямком, в которую самотеком поступают сточные воды после мойки автотранспорта, горизонтальный отстойник 2, трех полочный адсорбер 3 для очистки сточной воды, накопительную емкость 4 для сбора очищенной воды, соединенные между собой трубопроводами с регулирующими вентилями и с подающими насосами.

Накопительная емкость 1 с приямком со сточными водами после мойки автотранспорта трубопроводом 5 соединена с горизонтальным отстойником 2, снабженным скребковым механизмом 6 для удаления шлама из шламонакопителя 7. Отстойник 2 соединен трубопроводом 8, снабженным регулирующим вентилем 9 через подающий насос 10 и трубопровод 12 с регулирующим вентилем 11 с входным отверстием в трех полочный адсорбер 3, предназначенный для очистки нефтесодержащих сточных вод, поступающих из отстойника 2.

Выходное отверстие адсорбера 3 трубопроводом 13 через регулирующий вентиль 14, насос 15, регулирующий вентиль 16 трубопровод 17 соединено с накопительной емкостью 4 очищенной воды, которая в свою очередь трубопроводом 18 регулирующим вентилем 19 соединена с падающим насосом 20, который через регулирующий вентиль 21 соединен трубопроводом 22 с мойкой автотранспорта.

Кроме этого, накопительная емкость 4 очищенной воды трубопроводом 23 с регулирующим вентилем 24 соединена с подающим насосом 25, который через регулирующий вентиль 26 и трубопровод 27 соединен с трех полочным адсорбером 3 для подачи и промывки противотоком очищенной водой сорбционного материала внутри адсорбера 3 в автоматическом режиме, при этом входное отверстие адсорбера 3 через вентиль 28 трубопроводом 29 через подающий насос 30, регулирующий вентиль 31 и трубопровод 32 соединен с горизонтальным отстойником 2 для сброса в него загрязненной после промывки сорбционного материала воды.

Трехполочный адсорбер 3 выполнен в виде вертикального цилиндрическго корпуса 33 из сварной обечайка из листовой стали с приварными эллиптическими верхним и нижним днищами 34 и 35 соответственно, в которых выполнены люки 36 и 37, предназначенные для технического осмотра и ревизии внутри адсорбера. Кроме этого корпус 33 адсорбера 3 снабжен тремя люками 47, 48 и 49, расположенными в верхней, средней и нижней части корпуса, и предназначенными для загрузки и периодического осмотра состояния поверхностей сорбционного фильтрующего материала 41, 42, 43. Адсорбер 3 также снабжен пробоотборным устройством (на чертеже не показано). Внутри адсорбера 3 жестко смонтированы три полочки 38, 39 и 40, выполненные из беспровальных решеток, и предназначенные для засыпки и укладки на них сорбционного материала, в качестве которого используется природный алюмосиликатный материал - опока различного фракционного состава. Во избежание размывки и для предотвращения уноса сорбционного материала полочки 38, 39, 40 снабжены прижимными рамами 44, 45 и 46 соответственно.

Работа устройства.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Загрязненные производственные сточные воды из здания для мойки автотранспорта из накопительной емкости 1 с приямком для слива загрязненных вод самотеком по трубопроводу 5 поступают в зону отстаивания - горизонтальный отстойник 2, где на поверхности воды скапливается основная часть нерастворенных нефтепродуктов в виде пленки, а на дне отстойника 2 в шламонакопителе 7 скапливается осадок, состоящий из взвешенных веществ, с адсорбировавщимися в небольшом количестве (до 3%) нефтепродуктами. Образовавшийся осадок из отстойника 2 собирается с помощью скребкового механизма 6 и далее отправляется на нефтепереработку. Осветленный поток воды движется по трубопроводу 8, через регулирующие вентили 9 и 11 и подающим насосом 10 по трубопроводу 12 подается в трех полочный адсорбер 3. Загрязненная сточная вода в адсорбере 3 движется сверху вниз, проходя последовательно через три сорбционных слоя: верхний с диаметром фракций сорбционного материала - 7 мм, средний слой с диаметром фракций сорбционного материала - 5 мм и нижний слой с диаметром фракций сорбционного материала - 1-3 мм, проходя таким образом три стадии очистки: 1 этап - грубая очистка сточных вод от мелкодисперсных взвешенных частиц, 2 и 3 этапы - тонкая очистка сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов. Очищенная таким образом от нефтесодержащих продуктов вода из адсорбера 3 по трубопроводу 13 с регулирующим вентилем 14, насосом 15, регулирующим вентилем 16 по трубопроводу 17 подается в накопительную емкость 4 для сбора очищенной воды.

По мере загрязнения сорбционного материала нефтепродуктами и мелкодисперсными загрязняющими веществами, преимущественно мелкой пылью, осуществляют промывку сорбционного материала. Для этого из накопительной емкости 4, вода посредством насоса 25 подается по трубопроводам 23, 27 через регулирующие вентили 24, 25 в адсорбер 3 противотоком в автоматическом режиме. После промывки, загрязненная вода посредством насоса 30 по трубопроводам 29 и 32 через вентили 28 и 31 подается в горизонтальный отстойник 2.

Пройдя сорбционную очистку вода, отвечающая нормативам для оборотного водоснабжения, согласно МУ 2.1.5.1183-03 «Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий», трубопроводами 18 и 22 с регулирующими вентилями 19 и 21 насосом 20 снова подается на мойку автотранспорта. Таким образом, осуществляется цикл оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий.

Примеры конкретного исполнения.

Экспериментально были получены результаты очистки сточной воды автотранспортного предприятия, загрязненной нефтепродуктами и взвешенными веществами.

Пример 1. На очистку поступали сточные воды с участка мойки автобусов с содержанием нефтепродуктов 90 мг/л и взвешенных частиц 1700 мг/л. Сток очищали на непрерывно действующей пилотной установке. В результате очистки получали оборотную воду для мойки подвижного состава автобусов с содержанием нефтепродуктов 0.83 мг/л и взвешенных частиц до 2,0 мг/л.

Результаты испытаний и показатели очистки общего стока воды после мойки автобусов по стадиям и приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что использование в системе оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий предлагаемого трех полочного адсорбера с использованием в качестве сорбционного материала природного алюмосиликатного сорбента различного фракционного состава обеспечивает повышение эффективности работы системы очистки загрязненных нефтепродуктами сточных вод.

Пример 2. На очистку поступали сточные воды с участка мойки машин с содержанием нефтепродуктов 70 мг/л и взвешенных частиц 900 мг/л. Сток очищали на непрерывно действующей пилотной установке. В результате очистки получали оборотную воду для мойки машин с содержанием нефтепродуктов 0,3 мг/л и взвешенных частиц 0,5 мг/л.

Результаты испытаний и показатели очистки общего стока воды после мойки машин по стадиям приведены в таблице 2

Из таблицы 2 видно, что использование предлагаемой системы оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий удовлетворяет требованиям, предъявляемым к очистке сточных вод, подлежащих повторному использованию. Кроме этого, применение природного алюмосиликатного сорбционного материала различного фракционного состава показало, что данный материал сорбирует эмульгированные нефтепродукты со степенью очистки до 99%.

Согласно полученным значениям, приведенным в таблицах 1 и 2, система оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий позволяет очищать загрязненные сточные воды автопредприятий до показателей, позволяющих использовать очищенную воду в дальнейшем оборотном цикле водопользования. Исследуемые сорбционные материалы показали высокую степень очистки от преимущественно эмульгированных нефтепродуктов, содержание которых, как показали исследования, в моечных водах автотранспорта превышает требуемые показатели в несколько сотен раз.

Таким образом, использование предлагаемой системы оборотного водоснабжения, в сравнении с системой по прототипу, обеспечивает повышение эффективности работы заявляемой системы при осуществлении трех стадий очистки воды в трех полочном аппарате-адсорбере с использованием дешевого природного материала с высокой сорбционной способностью и получение оборотной воды, соответствующей требованиям санитарных норм и правил, очистки до норм ПДК, а также снизить эксплуатационные затраты на очистку сточных вод автотранспортных предприятий.

Изобретение относится к системам оборотного водоснабжения и может применяться преимущественно для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ производственных сточных вод на автотранспортных и промышленных предприятиях. Система оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий содержит оборудование, связанное системой трубопроводов с аппаратом очистки сточной воды после мойки автотранспорта. Система оборотного водоснабжения включает в себя накопительную емкость с приямком, в которую самотеком поступают сточные воды после мойки автотранспорта, горизонтальный отстойник, трехполочный адсорбер, накопительную емкость для сбора очищенной воды, соединенные между собой трубопроводами с регулирующими вентилями и с подающими насосами. Накопительная емкость с приямком со сточными водами после мойки автотранспорта трубопроводом соединена с горизонтальным отстойником, снабженным скребковым механизмом для удаления шлама из шламонакопителя. Отстойник соединен трубопроводом, снабженным регулирующим вентилем через подающий насос и трубопровод с регулирующим вентилем с входным отверстием в трехполочный адсорбер, предназначенный для очистки нефтесодержащих сточных вод, поступающих из отстойника. Выходное отверстие адсорбера трубопроводами через регулирующие вентили и насос соединено с накопительной емкостью очищенной воды, которая в свою очередь трубопроводом с регулирующим вентилем соединена с падающим насосом, который через регулирующий вентиль соединена трубопроводом с мойкой автотранспорта. Накопительная емкость очищенной воды трубопроводом с регулирующим вентилем соединена с подающим насосом, который через регулирующий вентиль и трубопровод соединена с адсорбером для подачи и промывки противотоком очищенной водой сорбционного материала внутри адсорбера в автоматическом режиме, при этом входное отверстие адсорбера через регулирующие вентили трубопроводами через подающий насос соединено с горизонтальным отстойником для подачи в него загрязненной воды после промывки сорбционного материала. Трехполочный адсорбер выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса из сварной обечайка из листовой стали с приварными эллиптическими верхним и нижним днищами, в которых выполнены люки, предназначенные для осмотра и ревизии адсорбера. Корпус адсорбера снабжен тремя люками, расположенными в верхней, средней и нижней частях корпуса и предназначенными для загрузки и периодического осмотра состояния поверхностей сорбционного фильтрующего материала. Адсорбер также снабжен пробоотборным устройством. Внутри адсорбера жестко смонтированы три полочки, выполненные из беспровальных решеток и предназначенные для засыпки и укладки на них сорбционного материала, в качестве которого используется природный алюмосиликатный материал, опока различного фракционного состава: 7 мм, 5 мм, 1-3 мм. Во избежание размывки и для предотвращения уноса сорбционного материала полочки снабжены прижимными рамами. Технический результат - повышение эффективности работы системы оборотного водоснабжения для автотранспортных предприятий. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Система оборотного водоснабжения для мойки автотранспорта, содержащая технологическое оборудование, связанное системой трубопроводов с аппаратом очистки сточной воды после мойки автотранспорта, включающая в себя накопительную емкость сточной воды, в которую самотеком поступают сточные воды, сборник шлама, насос для подачи сточной воды в аппарат сорбционной очистки, накопительную емкость очищенной воды, насос для подачи из накопительной емкости очищенной воды при промывке в автоматическом режиме обратным током воды сорбционного материала, отличающаяся тем, что система оборотного водоснабжения дополнительно содержит горизонтальный отстойник, снабженный скребковым механизмом для удаления шлама в шламонакопитель и соединенный трубопроводом с накопительной емкостью сточной воды, помимо этого, горизонтальный отстойник трубопроводом с регулирующим вентилем через подающий насос и трубопровод с регулирующим вентилем соединен с аппаратом очистки сточной воды, в качестве которого используется адсорбер с сорбционным фильтрующим материалом, предназначенный для очистки нефтесодержащих сточных вод, поступающих из горизонтального отстойника, при этом адсорбер трубопроводом с регулирующим вентилем соединен с накопительной емкостью очищенной воды и трубопроводами с регулирующими вентилями соединен с подающим насосом, предназначенным для подачи очищенной от нефтесодержащих веществ воды на мойку автотранспорта, помимо этого, накопительная емкость очищенной воды трубопроводами с регулирующими вентилями соединена с насосом для подачи в адсорбер противотоком очищенной волы для промывки сорбционного материала, а трубопроводами с регулирующими вентилями через подающий насос адсорбер соединен с горизонтальным отстойником для сброса в него загрязненной после промывки сорбционного материала воды.

2. Система оборотного водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что адсорбер выполнен в виде металлического цилиндрического корпуса с неподвижно закрепленными на корпусе верхним и нижним днищами с входным и выходным отверстиями соответственно, в днищах также выполнены люки, предназначенные для технического осмотра и ревизии адсорбера, кроме этого, корпус адсорбера снабжен тремя люками, расположенными в верхней, средней и нижней частях корпуса и предназначенными для загрузки и осмотра сорбционного фильтрующего материала, внутри адсорбера жестко смонтированы три полочки в виде беспровальных решеток, предназначенных для укладки на них сорбционного материала, причем на верхнюю полочку укладывается сорбент диаметром 7 мм для грубой очистки загрязненных сточных вод от мелкодисперсных частиц, на среднюю полочку укладывается сорбент фракцией 5 мм, а на нижнюю - фракцией 1-3 мм для тонкой очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов, причем полочки снабжены прижимными рамами для предотвращения размывки и уноса сорбционного материала.

3. Система оборотного водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сорбционного материала используется природный алюмосиликатный сорбент.