Телефон: +7 (383)-312-14-32

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 33(119)

Рубрика журнала: Биология

Секция: Экология

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2

Библиографическое описание:
Полякова А.Р. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЦИКЛОНОВ В СИСТЕМАХ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ АВТОМОЙКИ // Студенческий: электрон. научн. журн. 2020. № 33(119). URL: https://sibac.info/journal/student/119/189641 (дата обращения: 12.06.2021).

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЦИКЛОНОВ В СИСТЕМАХ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ АВТОМОЙКИ

Полякова Анна Руслановна

студент 2 курса, кафедра ЭБТС, Московский политехнический университет,

РФ, г. Москва

Научный руководитель Ермакова Лидия Сергеевна

канд. техн. наук, доц. ЦПД, Московский политехнический университет,

РФ, г. Москва

Научный руководитель Кудрявцева Юлия Сергеевна

преподаватель ЦПД, Московский политехнический университет,

РФ, г. Москва

АННОТАЦИЯ

Цель исследования-рассматривается применение гидроциклонных установок для очистки сточных вод, образовавшихся на автомобильных мойках с оборотным водопользованием. Выбор и исследование технологий очистки вод обусловлены высокими требованиями к качеству очищенной воды. Внимания требуют гидроциклонные установки, которые отличаются эффективностью и экономичностью.

 

Ключевые слова: эффективность, очистка, напорные гидроциклоны, автомойка, сточные воды.

 

Введение: Основными факторами, влияющими на экологическое состояние мегаполиса, являются объекты городского хозяйства. Наибольший вклад в загрязнение вносит автотранспорт. В связи с увеличением количества городских автопарков растет и количество компаний по обслуживанию автомобилей. Такие автомойки очень негативно сказываются на экологическом состоянии города. В ходе работы автомоечных предприятий, образуются большие объемы сточных вод. В последствии участия в технологическом процессе, сточные воды меняют свои физико-химические свойства и требуют отведения, дальнейшей очистки и захоронения. Отработанная вода имеет взвешенные препараты, ПАВ и нефтепродукты в объемах, превосходящие допустимые нормы для слива в сточную канаву.

В соответствии со справочными данными среднегодовое количество загрязнений в сточных водах автомоек, приходящихся на один автомобиль длиной не более 6 м в длину и 2 м в ширину, при эксплуатации его на асфальтированном покрытии принимается: по взвешенным веществам 700 мг/л; по нефтепродуктам 75 мг/л.

Средний расход воды на одну машину (по данным ФГБОУ ВПО "МГСУ") составляет 100…200 л. Отработанная вода по трапу стекала в песколовку, далее в накопитель, перекачивалась на существующие сооружения ливневых стоков и далее отводилась в ливневую канализационную сеть. Эффект очистки составлял 10…20 %, что не удовлетворяло сбросу сточных вод в ливневую канализацию по всем показателям. В связи с этим остро встает вопрос о необходимом сооружении очистительных систем на автомоечные предприятия.

К сожалению, соблюдение нормативов качества воды на автопредприятиях является экономически невыгодным, ведь установка эксплуатация очистительных сооружений - мероприятие весьма затратное. Таким образом, нашей задачей является подбор и рассмотрение простых, но эффективных методов очистки сточных вод.

Сточные воды появившиеся в результате работы мойки легковых автомобилей загрязнены нефтепродуктами (бензин, дизельное топливо), жесткими взвешенными частицами и органическими соединениями. Для чистки сточных вод от мойки автомашин используются механические и физико–химические способы.

Одним из самых простых аппаратов для грубой очистки сточных вод являются гидроциклоны. Такое решение для автомоечных предприятий, имеет ряд преимуществ: большой ассортимент, низкую стоимость и высокую производительность.

Изложение основного материала:

Гидроциклоны применяются для выделения из обрабатываемой жидкости твердой фазы. Также, такие установки хорошо справляются и с очисткой от нефтепродуктов. При обработке нефтесодержащих стоков, под действием центробежных сил, происходит укрупнение капель, что в последующих этапах упрощает очистку сточных вод. Зачастую, гидроциклоны используют в системе как первостепенную (грубую) очистку.

Такие установки имеют ряд преимуществ, таких как:

  •  низкие расходы на эксплуатацию;
  •  компактность и простота установки;
  •  высокая удельная производительность.

Для очистки сточных вод от взвешенных частиц, рекомендовано использовать гидроциклоны с сечением от 50 до 250 мм. Эффект очистки сточных вод от взвешенных веществ составляет 47–71%, а от нефтепродуктов – 42÷68% (по данным справочника НДТ 2005).

Также известно, что наращивание поперечного сечения гидроциклона ведет к понижению эффекта очистки, поэтому для больших объемов очищаемых стоков часто применяют групповые и батарейные гидроциклонные установки. Подъем давления на входе в гидроциклон ведет к наращиванию производительности чистки сточных вод. Чем выше давление, тем дороже обходится эксплуатация установки (подразумевает использование мощных насосов). Наращивание противодавления на сливах гидроциклона приводит к понижению производительности.

Актуальность разработки и проектирования очистительных установок является следствием предъявления Государством строгих требований к воде, поступающей в городскую систему канализации. Поэтому на автотранспортные фирмы, имеющие автомойки рекомендуют устанавливать локальные очистные системы, которые эффективно очищают воду до требуемых нормативов. Подбор такого оснащения ведется с целью соблюдения Водного законодательства РФ, экономичного пользования водных ресурсов, за счет внедрения оборотной системы водоснабжения. Налог на такое водопользование автотранспортным предприятием ведется исходя из числа машин, обслуживаемых автомойкой и общепризнанных мерок водопотребления. В случае, если размер фактического числа сточных вод, возникающих в итоге мойки транспорта, выше нормированного, то круговое водоснабжение будет считаться необходимым. Нормативные запросы к качеству воды, применяемой для мытья легковых автомашин указаны в документе «Укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности».

Для оборотного водоснабжения, автомойки должны быть оснащены специальным оборудованием, важную роль в данной очистке играют именно гидроциклоны.

Очень наглядные показатели результатов исследований по очистке сточных вод от мойки легковых автомобилей в напорных гидроциклонах представлены в статье [5, с. 55].

Таблица 1.

Результаты испытаний гидроциклонов

Тип гидроциклона

Давление МПа

Концентрация взвеси, мг/л

эффект очистки от взвеси, %

Концентрация нефтепродуктов, мг/л

Эффект очистки от нефтепродуктов, %

На выходе в гидроциклон

Давление на сливах

В исходной воде

В очищенной вод

В исходной воде

В очищенной вод

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ГЦ-40-1

0,3

0,1

481

196

59

69

32

54

0,4

0,1

465

157

66

65

25

62

0,4

0,2

472

188

60

60

26

57

0,5

0,1

484

141

71

51

16

68

0,5

0,2

437

139

68

57

21

63

0,5

0,3

429

149

65

59

24

59

0,6

0,1

456

144

68

64

22

66

0,6

0,2

460

155

66

60

24

60

0,6

0,3

438

161

63

54

24

56

0,6

0,4

453

175

61

53

26

51

ГЦ-75-1

0,3

0,1

389

191

51

47

25

47

0,4

0,1

422

189

55

41

18

56

0,4

0,2

376

187

50

56

27

52

0,5

0,1

385

139

64

59

21

64

0,5

0,2

357

138

61

62

24

61

0,5

0,3

338

148

56

55

24

56

0,6

0,1

361

133

63

50

20

60

0,6

0,2

381

148

61

49

20

59

0,6

0,3

344

141

59

53

24

55

0,6

0,4

353

155

56

64

30

53

ГЦ-80-1

0,3

0,1

319

147

54

28

15

46

0,4

0,1

358

146

59

36

16

55

0,4

0,2

389

183

53

31

16

48

0,5

0,1

406

145

66

37

14

62

0,5

0,2

392

152

63

34

14

59

0,5

0,3

413

169

59

42

20

53

0,6

0,1

385

119

69

39

17

56

0,6

0,2

377

124

67

25

12

52

0,6

0,3

350

122

65

53

27

49

0,6

0,4

374

141

62

40

22

45

ГЦ-100-1

0,3

0,1

425

216

49

62

36

42

0,4

0,1

382

183

57

58

28

52

0,4

0,2

370

186

47

51

28

45

0,5

0,1

327

137

58

55

30

55

0,5

0,2

353

159

55

48

26

46

0,5

0,3

378

181

52

54

31

43

0,6

0,1

394

134

66

68

29

57

0,6

0,2

410

147

64

43

20

53

0,6

0,3

445

169

62

47

24

49

0,6

0,4

376

145

61

58

32

45

 

Принцип работы гидроциклона

Известно, чем тоньше частицы, тем меньше эффективность разделения в данном аппарате, но в нашем случае, присутствующие в стоке нефтесодержащие частицы, укрупняются, что существенно упрощает дальнейшую очистку от таких примесей.

Именно поэтому гидроциклон подходит для первостепенной очистки.

Стоит заметить, что преимуществом гидроциклона перед другими установками является его скорость осаждения частиц.

Для процесса очистки в гидроциклоне преобладают большие скорости жидкости (под давлением). За счет этого движение носит турбулентный характер, потому что имеет существенно превосходящую скорость в отличии от броуновского осаждения.

Сточная вода подает под насосом в гидроциклон через патрубок, который находится в цилиндрической части гидроциклона и начинает в нем вращаться, при этом, под действием центробежных сил, крупные частицы стремятся к стенкам аппарата и движутся по спиральной траектории к бункеру накопления. Менее крупные частицы, вместе с большей частью жидкости, движутся во внутреннем потоке по цилиндрической спирали вверх, направляясь к сливной насадке, с помощью которой он удаляется из аппарата.

 

Рисунок 1. Гидроциклон

 

Основными недостатками таких аппаратов можно назвать:

  •  высокий износ рабочих частей гидроциклона;
  •  энергозатратность работы насоса;
  •  отсутствие точного разделения на фракции;
  •  отсутствие возможности очистки аппарата, без остановки технологического процесса.

Общий вид гидроциклона

Основными частями напорного гидроциклона являются коническая и цилиндрическая части. Данный аппарат имеет неподвижный корпус. Чаще всего небольшие гидроциклоны отливаются целиком что позволяет изготовлять его из износоустойчивых материалов. Также, для повышения износоустойчивости аппарата, в песковых насадках устанавливают вкладыши из резины.

Гидроциклон в системе очистки

Устройство для фильтрации сточных вод с системой очистки обратноосмотических мембран содержит приемный резервуар, основной нагнетающий насос, гидроциклон, фильтр, входной быстродействующий клапан, мембранный блок, выходной быстродействующий клапан и резервуар со сточной водой, последовательно соединенные между собой трубопроводом для работы в режиме очистки стока. Для совершенствования данной установки очистки сточных вод от мойки легковых автомобилей необходимы исследования процессов их очистки в напорных гидроциклонах.

Таким образом, гидроциклоны являются очень эффективными для очистки сточных вод от мойки легковых автомобилей. Также, они сильно упрощают очистку нефтесодержащих стоков, за счет укрупнения капель в аппарате. Даже при небольших габаритах аппарата можно добиться высокой эффективности за счет центробежных сил. Гидроциклоны имеют ряд преимуществ перед другим очистительным оборудованием. Сильными сторонами этого аппарата являются: простота в эксплуатации, высокая экономичность и эффективность.

 

Список литературы:

  1. Завьялов С.Н. Мойка автомобилей: Технология и оборудование/С.Н. Завьялов. –М.: Транспорт, 1994. –176 с.
  2. Глубокая очистка сточных вод от мойки легковых автомобилей с применением адсорбционных фильтров / А.В. Бусарев [и др.] //Евразийское научное объединение.–2015.–№10.–С.48–49.
  3. Учебное пособие Под редакцией А.Г. Лаптева Казань 2012 УДК 66.063.62 ББК 35. Б Рецензенты: В.Л. Федяев – д.т.н., профессор М.И. Фарахов – д.т.н., профессор Б М.М. Башаров, О.А. Сергеева Устройство и расчет гидроциклонов: учебное пособие. Под ред. А.Г. Лаптева. – Казань: Вестфалика, 2012 – 92 с.
  4. Бусарев А.В. Интенсификация очистки нефтесодержащих сточных вод с применением гидроциклонов с противодавлением на сливах: диссертация канд. техн. наук: 05.23.04: защищена 13.05.97 г. –Казань, 1997 – 244 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом