Водно-химический режим автомойки. Оборотное водоснабжение.

Тихонов И. А.

В статье рассматривается система оборотного водоснабжения автомойки. Описаны основные стадии подготовки воды, а также очистки сточных вод. Рассмотрено каким образом можно сконфигурировать систему оборотного водоснабжения, чтобы получить максимальную эффективность эксплуатации автомоечного комплекса при условии постоянного высокого качества подготовленной воды и практически полного отсутствия сточных вод.

Рациональное использование воды на автомойке является, пожалуй, одним из основных условий ее эффективной эксплуатации. При этом качество подготовленной воды должно быть высокого уровня. Образующиеся сточные воды будут требовать утилизации. Для условий использования воды на автомойке можно организовать относительно простую и эффективную схему оборотного водоснабжения. Сточные воды после очистки можно использовать в качестве исходной воды для системы водоподготовки автомойки. При этом система очистки сточных вод и система водоподготовки смогут эффективно дополнять друг друга.

В организации системы оборотного водоснабжения необходимо использовать простые, понятные, наиболее распространенные технологические процессы.

Качество воды, требуемое для автомоек рассмотрено в статье [1].  В статье показано, что наибольшая эффективность мойки достигается при использовании умягченной воды совместно с частично обессоленной обратноосмотической водой. В результате использования воды на посту мойки автомобиля образуются сточные воды, которые относятся к категории промышленных сточных вод. В таких водах показатель ХПК (химическое потребление кислорода) значительно превосходит показатель БПК (биохимическое потребление кислорода). В сточных водах автомоек прежде всего будет содержаться большое количество взвешенных веществ и ПАВ (поверхностно-активные вещества). Возможно присутствие нефтепродуктов, масел, гуминовых веществ, щелочь и т.п. Поэтому для очистки промышленных сточных вод используются физико-химические, а не биологические методы очистки, ввиду сложности окисления присутствующих загрязнений в воде кислородом из воздуха.

На рисунке 1 представлена принципиальная схема оборотного водоснабжения автомойки. Сточные воды с поста мойки автомашин поступают в первичный отстойник. В первичном отстойнике происходит естественное осаждение взвешенных в воде веществ. Прежде всего в первичном отстойнике осаживаются песок и ил. После первичного отстойника вода направляется на стадию коагуляции. Перед осветителем – коагулятором в воду дозируется три реагента: гипохлорит натрия (Г), коагулянт (К) и флокулянт (Ф).  Дозирование реагентов позволит провести разрушение (окисление) устойчивых органических соединений и произвести их коагуляцию. В результате в осветлителе образуется шлам, который осаживается. Осветленная вода направляется во вторичный отстойник. Во вторичном отстойнике происходит окончательное осаждение коагулированных загрязнений, содержащихся в воде. После вторичного отстойника воду можно либо сбрасывать, либо повторно использовать.

Рисунок 1 Схема оборотного водоснабжения автомойки

Необходимо добиться такого качества очищенной сточной воды после вторичного отстойника, которое, в случае сброса в источник водоснабжения, не будет оказывать негативного влияния на природные источники воды. Поэтому воду после вторичного отстойника можно использовать в качестве исходной воды для системы водоподготовки автомойки. Данную воду необходимо подвергнуть дополнительной очистке, которая будет заключаться в последовательной фильтрации воды через фильтр с кварцевым песком и фильтр с активированным углем. Это позволит исключить попадание в очищенную воду взвешенных и органических веществ, оставшихся после вторичного отстойника и убрать излишнее количество гипохлорита натрия на активном угле. Затем предварительно подготовленная вода направляется на установку Na – катионитового умягчения. Умягченная вода собирается в емкости. Из емкости умягченная вода подается под высоким давлением на пост мойки и на смешение с автошампунем. Из той же емкости умягченная вода поступает на установку обратноосмотического обессоливания (RO).  Частично обессоленная вода (фильтрат) поступает в емкость и оттуда подается на пост мойки. Сточные воды после мойки поступают в первичный отстойник. Затем цикл водоочистки и водоподготовки повторяется.

В песчаном и угольном фильтре будут образовываться сточные воды. Состав сточных вод позволяет их направлять сразу в первичный отстойник. Данные сточные воды будут заново подвержены коагуляции и осветление и повторно будут использоваться в системе водоподготовки. Концентрат после установки обратного осмоса также можно направлять непосредственно в первичный отстойник. Т.к. фильтрат после поста мойки также сливается в первичный отстойник, и будет растворять концентрат, увеличение солесодержания оборотной воды происходить не будет.

Сточные воды после установки Na – катионирования воды будут требовать отдельной утилизации [2] и их нельзя будет сливать в первичный отстойник (кроме стадии первичного взрыхления). Тем не менее расход сточной воды после Na – катионирования будет минимум в 10 раз меньше, чем при использовании ее в системе прямого водоснабжения.

В результате работы подобной оборотной системы водоснабжения будут образовываться только сточные воды установки умягчения (в минимальном количестве), а также периодически удаляемый шлам с влажностью 80-90% из первичного отстойника и осветлителя-коагулятора.

Для восполнения потерь необходимо производить подпитку оборотной системы водоснабжения исходной водой. Подпитку необходимо производить перед системой водоподготовки (песочным фильтром).  Для большинства природных (пресных) вод (тем более воды из хоз-питьевого водопровода) состав водоподготовки оборотной системы водоснабжения обеспечит необходимое качество подготовленной воды. Если источник подпиточной воды содержит специфические вещества загрязнители, то необходимо предусмотреть системы дозирования коагулянта, флокулянта и гипохлорита натрия перед песчаным фильтром.

При грамотной организации функционирования системы оборотного водоснабжения расход подпиточной воды будет составлять не более 10 % от общего водопотребления постами автомойки.

К примеру, если расход подготовленной воды на пост мойки составляет 35 т/сутки и общее содержание грубодисперсных, взвешенных и органических веществ составляет значительную величину в 100 г/литр, то количество образующегося песка, ила и шлама составит: 35000*100=3 500 кг. Если исходить из важности шлама 85 %, то получаем: 3500*0,85=2975 кг воды.

Получается, что потеря воды со шламом составит около 3 тонн. Соответственно, расход подпитки будет равен 3 т/сутки, что соответствует менее чем 10 % от общего водопотребления автомойки. Таким образом, установка Na – катионирования воды будет потреблять в 10 раз меньше таблетированной соли, чем в случае с прямым водоснабжением, потому что будет производиться умягчение только подпиточной воды. Конечно можно говорить о небольшом количестве бикарбоната кальция, который будет образовываться в сточных водах в результате мойки. Но это будет происходить только в случае кислотного растворения возможных известняковых загрязнений присутствующих на автомобилях. Единственный источник воды с небольшой кислотной реакцией является фильтрат обратного осмоса. Но исходя из условий его применения (финишное ополаскивание) фактически исключается его непосредственный контакт с возможными известняковыми частицами. В первичном отстойнике фильтрат уже будет смешан со слабощелочной (в результате аэрации в процессе бесконтактной мойки) умягченной водой, а также щелочью автошампуней, поэтому растворение известняковых частиц происходить не будет. Скорее наоборот, проскок жесткости щелочными стоками будет выведен в осадок в первичном отстойнике или осветлителе.

Все технологические установки системы водоподготовки автоматизированы и позволяют вести процесс полностью в автоматическом режиме. Будет требоваться только редкая периодическая загрузка таблетированной соли в бак — солерастворитель. Представляет определенную сложность организация процесса эксплуатации осветлителя – коагулятора. Сложность обусловлена неравномерным составом поступающих сточных вод. Данный процесс можно автоматизировать (определять и дозировать оптимальные дозы реагентов в автоматическом режиме) используя датчики контроля качества воды, такие как датчики ОВП, рН, электропроводности.

Можно сказать, что применение системы оборотного водоснабжения в соответствии с предложенной схемой позволит практически прекратить сброс сточных вод. Необходимо будет только удалять шлам с определённым количеством воды.  Расход подпитки составит в худшем случае не более 10 % от общего водопотребления мойки. Потребление таблетированной соли уменьшиться минимум в 10 раз.

Список использованных источников

1. Тихонов И.А. Водно-химический режим автомойки// Журнал СОК, 2022, №5.
2. Тихонов И.А. Сточные воды установки Na – катионирования воды. Состав. Способ утилизации// Журнал СОК, 2021, №8, С. 12-15.