3.5.7. Очистка поверхностных сточных вод предприятий энергетики и транспорта

Для исключения возможных экологических ката­строф и уменьшения загрязнения почв, грунтов и подземного водоносного горизонта на территории промышленных предприятий, в том числе предпри­ятий энергетики (ТЭЦ, ГРЭС и т.п.) и транспорта (авторемонтные и автотранспортные подразделения, мойки автомобилей, автозаправочные станции и др.), должны быть в обязательном порядке соору­жены локальные очистные установки поверхност­ных сточных вод. Такие установки, как правило, состоят из приемной решетки, песколовки, отстойника, флотатора, коалесцентных и сорбционных фильтров доочистки. Разработчики локальных очистных установок (сооружений) поверхностных сточных вод утверждают, что их использование по­зволяет получать очищенную сточную воду с норма­тивными показателями. Однако на практике в большинстве случаев не удается достичь норматив­ных показателей по разным причинам, в том числе из-за неправильной эксплуатации, а также из-за низкого технического уровня разработок. Как было установлено, эффективность работы локальных очистных сооружений поверхностных сточных вод во многом зависит от технического уровня устройств, с помо­щью которых происходит извлечение нефтепродук­тов, в частности флотатора и фильтров доочистки. В этой связи был разработан комбинирован­ный флотатор усовершенствованной конструкции, позволяющий извлекать до 95 % содержащихся в воде нефтепродуктов.

Рассмотрим более подробно предлагаемую схему очистки поверхностных сточных вод. Поверхност­ные сточные воды с производственной территории, проходя через решетку, собираются в емкости-от­стойнике (рис. 23).

Рис. 23. Принципиальная схема очистки поверхностных сточных вод

1  Резервуар грязной воды; 2 и 6  насосы; 3  флотаци­онная машина; 4  емкость для сбора пенопродукта; 5  ре­зервуар чистой воды; 7  фильтры

Сточная вода из резервуара гряз­ной воды 1 откачивается насосом 2 и подается в пневматическую флотационную машину 3 типа ПФМ-0,5 с тонкослойным блоком осветления. В указанной флотационной машине оригинальной конст­рукции происходит извлечение тонкодисперсных ка­пель нефтепродуктов при всплывании их вместе с пузырьками воздуха, образующимися при диспер­гировании воздуха путем подачи его под давлением через пористые аэраторы, выполненные из специаль­ной резины. Двенадцать аэраторов устанавли­ваются по три в каждой из четырех камер указанной флотационной машины. В дополнительной пятой ка­мере флотационной машины установлен блок тон­кослойного осветления для доизвлечения тонкодис­персных капель нефтепродуктов. Очищаемая сточ­ная вода последовательно проходит все указанные камеры, при этом улавливаемые нефтезагрянения в виде пенного продукта собираются в верхней части слоя очищаемой воды. Всплывающие нефтепродук­ты вместе с пузырьками воздуха создают пенный слой, который самотеком удаляется в сборник пенно­го продукта 4 (поставляется вместе с флотационной машиной). После отстоя пенного продукта, представ­ляющего собой смесь воды и уловленных нефтепро­дуктов, декантированная вода сливается в заглублен­ный резервуар грязной воды 1. Очищенная жидкость выводится из флотационной машины путем последовательного прохождения через блок тонкослойного осветления и устройство поддержания заданного уровня очищаемой жидкости во флотационной ма­шине и самотеком поступает в промежуточный ре­зервуар чистой воды (сборник) 5 с рабочим объемом не менее 3 м³. Промежуточный резервуар 5 выполня­ют из монолитного или сборного железобетона.

С помощью поверхностного насоса 6 предвари­тельно очищенная вода подается на доочистку в сорбционные фильтры 7. Первый по ходу движе­ния жидкости фильтр имеет комбинированную за­грузку, состоящую из слоя керамзита (нижний слой) и слоя активированного угля, а второй фильтр полно­стью загружен активированным углем. В этих фильт­рах напорного типа используется уголь, близкий по своим свойствам к марке угля АГ-3. Это позволяет проводить глубокую доочистку поверхностных сточ­ных вод до остаточного содержания нефтепродуктов не более 0,05 мг/л. С учетом сезонной специфики ра­боты очистной установки предлагается не регенери­ровать угольную загрузку, а использовать ее только в течение одного сезона. Отработанную загрузку це­лесообразно ликвидировать сжиганием, например, в котельной или в специальной печи, где в качестве топлива используется уголь. Очищенная сточная во­да с содержанием нефтепродуктов не более 0,05 мг/л может быть сброшена на рельеф или в расположен­ный рядом водоем.

Пневматическая флотационная машина (рис. 24) состоит из корпуса 2, разделенного на шесть камер перегородками 3. В первых четырех (по ходу очи­щаемой воды) камерах 4 установлены в нижней час­ти пористые аэраторы 12, выполненные из деформи­руемого (например, резины или полиэтилена) или недеформируемого (например, керамики или металла) материала. В опытном образце пневматической флота­ционной машины в качестве материала для аэраторов использовалась специальная пористая резина с раз­мерами пор 0,5 мм. Изготовление такой резины про­водилось на специальной установке, принцип работы которой похож на принцип действия обычной швей­ной машины.

Рис. 24. Схема пневматической флотационной машины

В пятой камере 5 установлен блок тонкослойного осветления воды 6, а в шестой камере 8 расположено устройство регулирования уровня очищенной воды 9. На внешней стороне корпуса флотационной маши­ны установлены входной 1 и выходной 10 патрубки соответственно для ввода и вывода сточной воды, а также пенный желоб 7 с выходным патрубком 13 для вывода уловленных загрязнений в виде эмульсии. Патрубок 11 предназначен для слива воды при остановке флотационной машины для проведения ремонта или по другим причинам.

Принцип работы пневматической флотационной машины заключается в следующем. Исходную (гряз­ную) воду 14 подают через входной патрубок 1, и да­лее она движется в горизонтальном направлении че­рез камеры 4 с пористыми аэраторами 12 и дополни­тельную камеру 5 с блоком тонкослойного осветле­ния и выводится из машины через устройство регу­лирования уровня 9 и выходной патрубок 10. При движении воды через первые четыре камеры проис­ходит ее аэрация (барботирование) пузырями возду­ха, подаваемого под давлением через пористые аэра­торы. При этом пузырьки воздуха слипаются с гид­рофобными загрязнениями и всплывают в виде фло-токомплексов капельки нефтепродуктов  пузырьки воздуха. Уловленные загрязнения в виде пенного продукта (эмульсия с концентрацией нефтепродук­тов 10  20 %) самотеком удаляются через желоб 7 и выходной патрубок 13.

Известно, что эффективность работы флотацион­ной машины во многом зависит от типа и конструк­ции аэраторов. В этой связи следует более подробно рассмотреть устройство и принцип действия приме­няемых в этих машинах аэраторов.

Во флотационных машинах пневматического ти­па применяются преимущественно трубчатые аэрато­ры, которые обычно представляют собой сварную конструкцию из труб, состоящую из каркаса с цен­тральным коллектором, на котором установлены подводящий и конденсатный патрубки. При этом на каркасе равномерно распределены штуцеры, на которые устанавливаются и закрепляются манже­тами диспергирующие элементы из перфорирован­ных резиновых трубок.

Аэратор работает следующим образом. При пода­че сжатого воздуха в центральный коллектор проис­ходит его равномерное распределение по всем диспергирующим элементам. Отверстия в резиновых трубках раскрываются, и при этом происходит выход воздуха в воду в виде пузырьков. Расход воздуха че­рез такие аэраторы определяется давлением на вхо­де, размером диспергирующих элементов, их количе­ством, а также размером пор на диспергаторе.

При прекращении подачи воздуха в аэратор поры на диспергирующем элементе закрываются и предот­вращают попадание воды с находящимися в ней за­грязнениями в каркас аэратора. Такие трубчатые аэраторы обеспечивают равномерность аэрации, хо­рошую дисперсность воздушных пузырьков и надеж­ность в работе. Рабочее давление на входе в аэратор в зависимости от глубины его погружения во флота­ционной машине составляет 0,15  0,25 МПа.

Флотомашина указанного типа была внедрена на различных предприятиях, и в этой связи технологи­ческая схема очистки сточных вод в отдельных слу­чаях отличалась от описанной выше (см. рис. 22). Установки для очистки сточных вод, включающие в себя флотационную машину, схема которой пред­ставлена на рис. 23, были внедрены на различных предприятиях энергетики и транспорта, в частности в ОАО «Мосэнерго» (Подольские электросети), фир­ме «Диоскан» (г. Луховицы Московской обл.), авто­комбинате № 11 (Москва) и т.д.

Для снижения нагрузки на очистные сооружения поверхностного стока из-за присутствия загрязненных нефтепродуктами участков почвы в последнее время начали использовать биологические методы обезвре­живания почв и грунтов. Суть этих методов состоит во внесении на загрязненные нефтепродуктами участки почвы микроорганизмов, например дрожжей рода Кандида, бактерий рода Псевдомонас и других штам­мов микроорганизмов. Такие испытания были прове­дены на различных объектах Московской и Воронеж­ской областей, на объектах Ленэнерго. Следует особо отметить, что для эффективного использования биоло­гических способов, несмотря на их кажущуюся про­стоту, необходимы высококвалифицированный персо­нал и неукоснительное соблюдение требований техно­логий их применения.

Таким образом, во втором модуле подробно изложены основы образования выбросов оксидов азота, диоксида серы, ванадия и бенз(а)пирена и методы снижения этих выбросов; охраны водного бассейна от сбросов ТЭС и методы очистки сточных вод.