1.6.1. Установки для обработки сточных вод и фильтрующее оборудование нефтесодержащих вод2

Работают на принципиально разных физических и химических основах, Кроме того, они постоянно совершенствуются, появляются новые методы, основанные на последних достижениях науки. Достаточно полно такие установки рассмотрены в [14]. Внешняя, функциональная сторона установок практически не зависит от способов и методов очистки и определяется ПЭБ. Поэтому ниже рассматриваются широко применяемые на судах установки. Хотя они и не соответствуют передовому уровню науки в этой отрасли, но по функциональному построению будут меняться мало. В связи с этим, сами физические и химические принципы очистки здесь не рассматриваются.

Для увеличения автономности речных судов и уменьшения эксплуатационных расходов применяют станции подготовки питьевой воды(ППВ), которые очищают и обеззараживают забортную воду.

а.Установка для обработки сточных вод

В качестве примера рассматривается схема встраивания установки СТОК-30-М» в судовую сточную систему (рис.1.66).

Рис. 1.66. Схема установки для обработки сточных вод: 1- Основная сточная цистерна; 2- установка «СТОК»; 3- отсек реагентов; 4- реакторный отсек; 5 отсек очищенной воды; 6- перелив; 7- трубопровод забортной воды для промывки установки; 8-трубопровод сброса очищенной воды в цистерну; 9- воздушная труба; 10- грязевая коробка; 11- подающий насос; 12- шламовый насос; 13- насос выдачи чистой воды; 14- кран отбора проб чистой воды; 15- бортовой отливной клапан; 16 – кран запорный; 17-трехходовой кран; 18 – клапан; 19- уровень 80% наполнения цистерны; 20- КВЛ.

Содержимое цистерны закачивается в установку в ее реакторный отсек, где оно обрабатывается реагентами, поступающими из верхнего отсека. По мере очистки происходит выдавливание чистой воды в соответствующий отсек, откуда она насосом может сливаться за борт, или же при недостаточной очистке обратно в цистерну. Установка (в соответствии с требованием ПЭБ) работает в автоматическом режиме, но имеет возможность ручного управления. Образующийся плотный осадок –шлам, откачивается обратно в сточную цистерну, в которой выгорожено специальное отделение.

Степень очистки контролируется анализом воды отбираемой из специального крана. Важнейшей характеристикой загрязнения является «коли –индекс» – число кишечных палочек в 1 литре воды. Для сливаемой за борт воды он не должен превышать 1000. (для сравнения - в городской водопроводной воде не более 2-х).

Другая важная характеристика загрязненности менее наглядна –«биохимическое потребление кислорода» -БПК. Она численно равна количеству кислорода на единицу объема, необходимого для полного окисления бактериальных и органических загрязнений предельное значение 40 мг/л (водопроводная вода – 0). Кроме этого, ограничивается количество взвешенных частиц (мутность).

Установка запускается в действие в присутствии представителей санитарной инспекции. Качество очистки воды регулярно контролируется в процессе эксплуатации судна.

Производительность установки должна превышать суточное поступление сточных вод в цистерну. Так как на водных путях есть участки, где сбрасывать такую «чистую» воду запрещено, производительность должна быть достаточна для обработки накопившейся воды за время нахождения в разрешенных районах. По мере накопления, шлама он разводится сточной водой и сдается на судно- сборщик.

Установка перед постановкой на отстой, осушается с помощью шламового насоса, и насоса выдачи чистой воды. В установку по специальному трубопроводу подается забортная вода, и она промывается и обеззараживается как внутри, так и снаружи – в местах сальниковых уплотнений насосов и арматуры.

В последнее время, в связи с развитием технологий, основанных на мем­бранных фильтрах, разрабатываются установки, позволяющие отфильтровы­вать не только кишечные палочки, но и вирусы. Такие очистные установки используются на космических станциях, имеются сведения о применения ана­логичных и на судах.

Описанная выше установка применяется на судах внутреннего и смешанного плавания, когда удается сдавать шлам через 6суток. На морских судах, длительно находящихся вдали от портов применяются другие разновидности установок, в которых шлам высушивается и сжигается в специальных печах- инсенираторах.На японских судах уже несколько десятков лет шлам обеззараживается, брикетируется и продается как удобрение.

б.Фильтрующее оборудование для очистки нефтесодержащих вод

Подъем экономик ведущих стран после второй мировой войны вызвал резкий рост транспортировки морем нефти из стран Ближнего Востока. На обратном пути танки заполнялись балластом – морской водой, которая при подходе к порту загрузки вместе с остатками нефтепродуктов выкачивалась за борт. К началу 50-х годов прошлого века загрязнение морей нефтью приняло угрожающие масштабы, нанося урон рыбным запасам, зонам отдыха, приводя к массовой гибели птиц и животных прибрежной зоны. Поэтому в 1954 г были приняты первые международные договоры и правила предотвращения загрязнения морей нефтепродуктами. После этого регулярно происходило дальнейшее ужесточение таких правил и включение в них других видов загрязнения . В настоящее время сброс любых загрязнений с судов регламентируется правилами международной Конвенции МАРПОЛ 73/78 с дальнейшими дополнениями в последующие годы. Эти правила учтены в РМРС и РРР (ПЭБ) и изложены в РД 31.04.23-94.

Для морских судов вне прибрежных районов допустимое содержание нефтепродуктов в сливаемой за борт воде не должно превышать 15 мг/л, для речных, также вне запрещенных мест -8 мг/л. Несмотря на такую очистку, в воде все-таки остается характерный запах и вкус нефтепродуктов. Он окончательно исчезает при растворении отливной воды в большом количестве забортной. Следует отметить, что в начале борьбы за чистоту морей для очистки нефтесодержащих вод применялись сепараторы,основанные на механическом разделении двух жидкостей с разной плотностью за счет центробежных сил, аналогичные тем, в которых получают сливочное масло из молока. Однако с их помощью очень трудно получить воду с содержанием нефтепродуктов менее 100мг/л. Поэтому в дальнейшем появилоськоалесцирующие сепараторы, основанные на слипании (калеосценции) капель нефтяной эмульсии под действием специальных элементов установки. Степень очистки таких сепараторов (отечественные марки СК-2.5 и др.) находится в пределах 100-15 мг/л. Последнее значение получается (судя по мнению специалистов, выражаемом на соответствующем форуме в Интернете), только при тщательном соблюдении инструкции по эксплуатации.

Поэтому на речных судах применяется фильтрующее оборудование, дополнительно использующее флотациюнефтяных включений, при которой остатки нефтепродуктов под действием специальных реагентов скапливаются на поверхности очищаемой воды и сливаются в цистерну нефтесодержащих вод. Такие установки могут давать степень очистки до 0.2 мг/л.

В качестве примера рассмотрим установку на судне фильтрующего оборудования называемого «Станция очистки нефтесодержащих вод ОНВ-05М» (рис.1.67).

Станция производит двухступенчатую очистку воды. После грубой очистки вода с остатками нефтепродуктов подается в блок флотационной очистки, а концентрированные нефтепродукты – в цистерну нефтеостатков (шламовую). После флотационной очистки вода сливается за борт. Отделенная загрязненная вода с малым уровнем содержания нефтепродуктов поступает обратно в цистерну нефтесодержащих вод и вновь идет на очистку в первом блоке. Важнейшую роль играет сигнализатор, содержащий анализатор концентрации нефтепродуктов, через который постоянно проходит часть сливаемой за борт воды. При превышении заданной концентрации нефтепродуктов в воде сигнализатор подает световой и звуковой сигнал к месту несения вахты (ЦПУ, ходовой мостик) и отключает подающий насос.

Рис. 1.67. Схема станции очистки «ОНВ-05М»; 1- сборная цистерна нефтесодержащих вод; 2- цистерна нефтеостатков (шламовая); 3 подающий насос; 4-калеосцирующий сепаратор; 5- датчик наполнения сепаратора нефтепродуктами; 6- электромагнитный клапан сброса концентрированных нефтепродуктов в цистерну нефтеостатков; 7 блок флотационной очистки; 8- сигнализатор превышения допустимого уровня нефтепродуктов в отливаемой за борт воде; 9 подача сигнала о недопустимом загрязнении в ЦПУ или ходовой мостик; 10 – автомат остановки подающего насоса; 11- бортовой отливной клапан; 12- подача забортной воды на промывку флотационного блока; 13- подача питьевой воды на промывку сигнализатора; 14 – слив в трюм; 15- пробоотборный кран; 16 – наполнительный трубопровод цистерны сточных вод; 17- разъемные соединения внешних трубопроводов к станции

Для нормальной работы станции флотационный блок должен регулярно промываться забортной водой, а сигнализатор – питьевой водой. При сдаче станции в эксплуатацию представителями санитарной инспекции производится отбор проб загрязненной воды на входе в станцию и очищенной на выходе. При удовлетворительном качестве очистки и после проверки работы сигнализатора открывается опломбированный бортовой отливной клапан и закрывается клапан слива в трюм.