Очистка производственных сточных вод предприятий железнодорожных станций

На железнодорожном транспорте имеется большое количество локомотивных и вагонных депо, ремонтных заводов, промывочно-пропарочных станций и других предприятий, на которых образуются производственные сточные воды.

Производственные стоки образуются в результате обмывки локомотивов и вагонов, очистки и промывки деталей и узлов в моечных машинах, от мытья полов и смотровых канав, при реостатных испытаниях локомотивов и других рабочих процессов.

Основными видами загрязнений производственных сточных вод являются нефтепродукты, взвешенные вещества, механические примеси различного характера, кислоты, щелочи. Концентрация нефтепродуктов в стоках депо и ремонтных заводов составляет 200…8000 мг/л, взвешенных веществ 600…1400 мг/л.

В целях защиты водоемов от загрязнения производственные стоки должны подвергаться очистке на местных очистных сооружениях. После очистки производственные сточные воды рекомендуется направлять в оборотную систему водоснабжения для повторного их использования в технологических процессах или сбрасывать в водоем [ 1 ].

Очистку стоков от механических примесей производят в песколовках, отстойниках, гидроциклонах, от нефтепродуктов – в нефтеуловителях и на флотационных установках.

На предприятиях железнодорожного транспорта для очистки стоков от тяжелых механических примесей широко применяют гидроциклоны.

Напорный гидроциклон(рис30) представляет собой конический сосуд 1 с цилиндрической частью 5 вверху, закрытый крышкой 3. Сточная вода подается в гидроциклон через входной патрубок 2 по касательной к цилиндрической части со скоростью 6…8 м/с. Благодаря этому стоки приобретают вращательное движение, а тяжелые примеси под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам гидроциклона и опускаются по ним вниз. Через грязевой насадок 6 примеси удаляются из гидроциклона. Очищенная вода поднимается восходящим потоком вверх и отводится через выходной патрубок 4.

Безнапорный гидроциклон в отличие от напорного имеет открытый верх.

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов на предприятиях железнодорожного транспорта нашли применение нефтеуловители.

Нефтеуловитель (рис. 31) представляет собой горизонтальный отстойник, состоящий из одной, двух и более секций глубиной до 2 м. Сточная вода по трубе 1 подается в лоток 2, из которого поступает в приемное отделение. Из приемного отделения через вертикальные щели в распределительной перегородке 4 стоки попадают в отстойную зону 5 и движутся со скоростью не более 4…6 мм/с около 2 ч. Затем сточные воды проходят под полупогруженной нефтеудерживающей стенкой 7, переливаются в сборный лоток 8 и отводятся из нефтеуловителя. При этом тяжелая взвесь оседает на дно сооружения, а легкие нефтепродукты всплывают на поверхность воды. Выпавший на дно осадок скребком 9, приводимым в движение от лебедки 3, периодически сгребается в приямок 10, откуда удаляется гидроэлеватором или насосом. Всплывшие на поверхность нефтепродукты сливаются через щели в поворотные нефтесборные трубы 6 и отводятся в сборные резервуары.

Хорошо работающие проточные нефтеуловители задерживают из стоков до 60…70% грубодиспергированных нефтепродуктов. Эмульгированные нефтепродукты в них не задерживаются. Остаточное содержание нефти в очищенных стоках составляет в среднем 30…50 мг/л, иногда до 100 мг/л.

 

Рис. 30. Схема устройства напорного гидроциклона:

1 - конический сосуд; 2 – входной патрубок; 3 – крышка; 4 – выходной патрубок; 5 – цилиндрическая часть; 6 – грязевой насадок.

 

 

 

Рис. 31. Схема устройства нефтеуловителя:

1 - трубопровод подачи стоков в нефтеуловитель; 2 – лоток; 3 – лебедка; 4 – распределительная перегородка; 5 – отстойная зона; 6 – поворотные нефтесборные трубы; 7 – нефтеудерживающая стенка; 8 – сборный лоток; 9 – скребок; 10 – приямок.

Для эффективности очистки производственных и атмосферных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ широкое применение получили полочные отстойники-нефтеуловители, работающие по принципу тонкослойного отстаивания. Особенностью таких нефтеуловителей является наличие в отстойной зоне полочных блоков, состоящих из стальных, алюминиевых, асбестоцементных или пластмассовых листов, расположенных на расстоянии 25…50 мм друг от друга под углом к горизонту. Установка полочных блоков позволяет значительно интенсифицировать процесс удаления нефтепродуктов и взешенных веществ, а также повысить эффект задержания нефтепродуктов на 30…40% по сравнению с обычными нефтеуловителями.

Для очистки производственных стоков от плавающих и эмульгированных нефтепродуктов, смол, масел, поступающих от депо, ремонтных заводов, промывочно-пропарочных станций используют флотационные установки. В этих установках использован метод напорной флотации, который обеспечивает более высокий эффект очистки производственных стоков по сравнению с очисткой в нефтеуловителях и отстойниках.

Во флотационной установке типа ЦНИИ-5 (рис. 32) использован многокамерный флотатор, который представляет собой открытый прямоугольный металлический бак, разделенный направляющими перегородками на четыре последовательно расположенные камеры, в каждой из которых сточная вода находится 4…6 мин.

Принцип работы установки состоит в следующем. Сточная вода из приемного резервуара 1 подается гидроэлеватором или насосом 2 в безнапорный гидроциклон 3, расположенный в камере грубой очистки. Благодаря вращательному движению воды в гидроциклоне тяжелые примеси отбрасываются к его станкам, сползают по ним вниз и проваливаются в осадочную часть камеры 4, откуда удаляются. Легкие плавающие нефтепродукты собираются в центре открытого гидроциклона и всплывают на поверхность. Для лучшей очистки стоков из бака 6 в гидроциклон добавляют коагулянт (глинозем), а в ряде случаев и флокулянт (полиакриламид).

Из камеры грубой очистки сточная вода проходит между направляющими перегородками и поступает сначала в первую, а затем во вторую камеру флотации 8, смешиваясь по пути движения с насыщенной воздухом рециркулирующей водой, подаваемой по перфорированным трубам 15 из напорного бака 13. В результате уменьшения давления в камерах флотации из воды выделяются пузырьки воздуха, которые, поднимаясь вверх, увлекают за собой хлопья коагулянта с адсорбированными на их поверхности частицами загрязнений. В результате этого на поверхности флотатора образуется пена. Движущиеся скребки собирают пену в нефтесборный карман 5, откуда она удаляется в разделочные резервуары.

Сточная вода, очищенная в камерах флотации от эмульгированных нефтепродуктов и мелкой взвеси, поступает в отстойную зону 9, где окончательно освобождается от воздуха и загрязнений и направляется в сборный карман 10, откуда по трубе 11 направляется в оборотную систему или сбрасывается в канализацию.

Часть очищенной сточной воды 30…50% забирается из кармана 10 рециркуляционным насосом 14, насыщается при помощи эжектора 12 атмосферным воздухом и подается в напорный бак 13. Выходящая из напорного бака вода, насыщенная воздухом, делится на две части и вводится в камеры флотации и в подводящий патрубок гидроциклона.

 

 

 

Рис. 32. Схема устройства флотационной установки типа ЦНИИ-5:

1 – приемный резервуар; 2 – насос; 3 – гидроциклон; 4 – осадочная часть камеры; 5 – нефтесборный карман; 6 – бак с раствором коагулянта; 7 – скребки; 8 – камеры флотации; 9 – отстойная зона; 10 - сборный карман; 11- трубопровод подачи очищенной воды в оборотную систему; 12 – эжектор; 13 – напорный бак; 14 – рециркуляционный насос; 15 -перфорированные трубы.

 

Поскольку флотация высокощелочных и высококислых стоков не дает положительных результатов, то для получения более высокого эффекта очистки стоки, подаваемые на флотационные установки, подвергают предварительной нейтрализации с доведением их рН до 7…8.

Нейтрализация кислот и щелочей, содержащихся в стоках предприятий железнодорожного транспорта, обычно производится в контактных или проточных резервуарах-нейтрализаторах, где при смешивании кислых и щелочных стоков происходит их взаимная нейтрализация. При показаниях рН-метра более 8,5 в сточную воду добавляют кислоту, при рН менее 7 – добавляют щелочь.

 

 

Библиографический список

 

1. Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж-д транспорта / В.С. Дикаревский, П.П.Якубчик , В.Г. Иванов, Е.Г. Петров. М.: Издательская группа «Вариант», 1999. – 440 с.

2. Водоотведение и очистка сточных вод / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, В.И. Калицун. – М.: Стройиздат, 1996. – 438 с.

3. Водный кодекс Российской Федерации. Принят Государственной Думой 18.10.1995 г.

4. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1986. – 128 с.

5. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1987. – 165 с.

6. Насосные станции в системах водоотведения: Методические указания / В.Г. Иванов, П.П. Якубчик, Т.Б. Шумейко. – ПГУПС, 2006. - 63 с.

7. Расчет сооружений для очистки сточных вод. Часть I: Учебное пособие / В.Г. Иванов, Н.Н.Павлова, О.Г. Капинос. – ПГУПС, 2007. – 77 с.

8. Смирнов Ю.А., Постнова Е.В. Расчет системы водоотведения населенного пункта: Методические указания. – ПГУПС, 1996. – 37 с.