5.5. Очистка рабочей атмосферы в процессе эксплуатации и ремонта цистерн

Для очистки атмосферы применяют сухие и мокрые пылеуловители, электрофильтры, механические фильтры, туманоуловители. В сухих пылеуловителях отделение примесей происходит механически за счет сил гравитации, инерции, кориолисовых сил.

Конструктивно они разделяются на циклоны, ротационные, вихревые, радиальные, жалюзийные и др. Цилиндрические циклоны серии ЦН обеспечивают эффективность очистки от 0,83 до 0,975 для пыли размером частиц более 10 мкм.

Ротационные пылеуловители очищают воздух от частиц размером более 5-8 мкм, они более экономичны и компактны. Особенно эффективными являются пылеотделители системы ЦРП. Очистку от тончайших фракций пыли размером 3-5 мкм обеспечивают вихревые пылеуловители.

Жалюзийные и радиальные пылеуловители применяются редко и имеют более низкие показатели, чем вышеперечисленные.

Аппараты мокрой очистки высокоэффективны при очистке мелкодисперсной пыли размером 0,3÷1 мкм, от пыли горячих и взрывоопасных газов, однако требуют подачи воды, больше засоряются шламовыми отложениями. Конструктивно мокрые пылеуловители разделяют на скрубберы Вентури, форсуночные и центробежные скрубберы, аппараты ударно-инерционного типа, барботажно-пенные аппараты и пр. Во всех аппаратах применяется принцип смешивания распыленного потока жидкости и газа с последующим улавливанием жидкости, адсорбирующей засорители.

Электрофильтры работают на принципе ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицами примесей и осаждения последних на осадительных и коронирующих электродах. Электрофильтры используют для тонкой очистки газов от масляных туманов, смолы и пыли в разных отраслях промышленности. Применяются электрофильтры типов ФЭ, «Рион», УПП.

Для очистки атмосферы применяют различные фильтры: с зернистыми слоями, гибкими пористыми, полужесткими (типа вязанной металлической сетки) и жесткими пористыми перегородками. Особое внимание уделяется фильтрам из синтетических тканей, которые менее дороги, чем фильтрующие ткани из естественного волокна.

Все описанные аппараты и материалы для очистки атмосферы получили широкое распространение в основных технологических процессах предприятий, однако применение их в системах погрузки-выгрузки цистерн пока еще недостаточно. Но в каждом конкретном случае использование систем очистки в рабочих зонах эксплуатации и ремонта цистерн они требуют экономического обоснования и специального проектирования. Для очистки воздушного бассейна от вредного воздействия паров, газов и аэрозолей вредных веществ, должны в первую очередь быть внедрены мероприятия по внедрению герметичных систем погрузки и выгрузки, мойки и очистки, исключению его перелива, соблюдению технологических параметров эксплуатации цистерн согласно инструкциям.

5.6. Очистка производственных сточных вод в зонах обработки цистерн

Основным источником загрязнения водной среды являются зоны очистки и мойки цистерн и, в меньшей степени, зоны погрузки – выгрузки, ремонта. Количество производственных стоков из указанных зон относительно невелико и составляет от 500 до 2000 м³/сут.

Основными видами загрязнений являются нефтепродукты, механические примеси, кислоты, щелочи, хлориды, сульфаты, другие химикаты (130 компонентов), в т.ч. весьма ядовитые: фенол, аммиак, хлористый цинк, тетраэтилсвинец и др. Очистку стоков от механических примесей производят в песколовках, отстойниках, гидроциклонах. Нефтяные примеси выделяют в нефтеловушках и флотационных установках, кислоты и щелочи подвергают нейтрализации. При необходимости сброса части воды из замкнутых оборотных систем в водоемы их следует дополнительно очищать на фильтрах с загрузкой из песка, керамзита, кокса, либо обрабатывать озоном. При расчете производственных стоков исходят из определенной нормы потребления ресурсов (Таблица 27).

Таблица 27

Нормативные данные для расчета расхода материалов и времени при обработке цистерн

Вид груза в 4-осной цистерне	Время обработки, мин.	Расход пара, кг		Расход
		Зимой	Летом	Воды, м3	Сжатого воздуха, м3
Светлые нефтепродукты	30	50	35	1,5	4
Темные нефтепродукты	40	200	145	5	5
Мазут марок М-100, М-80	60	290	190	10	6
Битум	90	480	315	10	4
Химикаты	70	380	230	4	5
Этилированный бензин	20	50	25	3	6

Для железнодорожных объектов установлены классификация сточных вод (СВ) и объединение их в группы по степени загрязнения (Таблица 28).

Таблица 28

Классификация СВ для производственных предприятий железнодорожного транспорта

Группа СВ	Состав и степень основных загрязнений	Источники загрязнений
I	Термическое загрязнение	Компрессоры
II	Термическое загрязнение и повышенное содержание солей	Химическая чистка паросиловых установок
III	Щелочи до 3%, взвешенные вещества и эмульгированная нефть.	Машинная обмывка узлов и деталей
IV	Нефтепродукты 50-400 мг/л, взвешенных веществ до 20 000 мг/л	Наружная обмывка вагонов
V	Нефтепродукты до 50 000 мг/л	Промывка цистерн
VI	Кислые или щелочные стоки	Аккумуляторные цехи
VII	Ионы тяжелых металлов в кислой или щелочной среде	Гальванические цехи
VII	Масла, смолы, фенолы.	Пропитка материалов

Сточные воды I группы имеют повышенную температуру, но являются условно чистыми. Перед сбросом они должны быть охлаждены. Сточные воды II группы – продукт паросиловых котельных установок, оборудованных известково-содовыми или ионообменными водоумягчителями. Они принадлежат к условно чистым, имеют термальное загрязнение и содержат соли NaCl, CaCl₂ и MgCl₂. Последующее их использование в технологических процессах проводится с учетом солевого загрязнения. Стоки III группы – грязные воды, состоящие из отработанного щелочного раствора. Подавляющее число моечных установок работает на щелочном растворе. Сброс состоит из растворенных едкого натра до 3%, взвешенных частиц до 4 г/л и эмульгированных нефтепродуктов до 10 г/л. СВ IV группы содержат примеси в размерах от 100 мг/л до нескольких тысяч. Стоки V группы содержат 20 000 – 100 000 мг/л. Промывочно-пропарочные станции отводят нефтесодержащие СВ, наиболее опасные для ОС в очистные сооружения.

При расчете проводится количественное и качественное определение стоков каждого вида. Это необходимо для выбора комплекса очистных сооружений и последующего контроля качества очищаемых стоков.

С целью предупреждения загрязнения СВ водоемов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения и для рыбохозяйственных целей, установлены единые общеобязательные правила и порядок согласования по устройству и реконструкции водозаборных сооружений по очистке СВ и выпуску в водоемы.

Потребление воды должно быть максимально сокращено путем применения оборотных систем, использования забора поверхностных вод. Использование подземных вод надо ограничить или исключить. Проекты канализации рассматриваются органами охраны водных ресурсов, в первую очередь с позиции уменьшения количества стоков и концентрации загрязнений за счет многократного использования воды и применения рациональных технологических процессов. Производственные стоки при отведении их за пределы предприятий и включении в коллектор бытовых стоков не должны содержать взвешенных веществ и примесей, отлагающихся на стенках труб, взрывоопасных и горючих соединений. Смешенные производственные и бытовые СВ, подаваемые на биологические очистные сооружения, должны иметь температуру в диапазоне 6-30^оС и концентрацию водородных ионов (рН) в пределах 6,5-8,5. Концентрации вредных веществ в смеси с бытовыми стоками не должны превышать допустимых норм (Таблица 29).

Таблица 29

Допустимые концентрации основных вредных веществ в СВ, поступающих на сооружения биологической очистки

Вредные вещества (ВВ)	Концентрация ВВ, мг/л	Вредные вещества (ВВ)	Концентрация ВВ, мг/л
Нефть и нефтепродукты	25	Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ)	20
Медь	0,5	Никель	0,5
Формальдегид	25	Сульфиды	1
Кадмий	0,1	Хром (трехвалентный)	2,5
Цинк	1,5	Сернистые и синтетические вещества	25
Мышьяк	0,1	Ртуть	0,005
Цианиды (кроме ферроцианидов)	1,5	Свинец	0,1
Кобальт	1

Концентрация растворенных солей не должна превышать 10 г/л. Необходимо иметь в виду, что биологические очистные сооружения могут работать при достаточном количестве биогенных элементов в стоках. До смешения бытовых и производственных стоков целесообразно устраивать для последних локальные очистные сооружения на предприятиях возможно ближе к источнику их загрязнения.

Все проекты, предусматривающие строительство новых и реконструкцию старых очистных сооружений, предъявляются для согласования в органы водного хозяйства. В проектно-сметной документации прилагаются согласования санитарного и рыбного надзора и карточка регистрации проекта очистных сооружений.

Карточка служит паспортом очистных сооружений, на основании которой дается разрешение на строительство и эксплуатацию. В проекте должна быть предусмотрена организация лаборатории с соответствующим штатом и приборным оснащением, контролирующей СВ. Очистные сооружения должны располагаться на определенном расстоянии приближенно к жилым зонам (Таблица 30).

Таблица 26

Санитарно-защитные зоны для канализационных очистных сооружений

Тип сооружений	Расстояние, м, при расчетной производительности, м3/сут
	до 50	до 100	до 200	200-500	500-5000
Установки механической и биологической очистки с силовыми площадками	150	150	150	200	200
Установки механической и биологической очистки с термомеханической обработкой осадка в закрытых помещениях	100	100	100	150	150
Насосные станции	15	15	15	20	20
Биологические пруды	-	-	200	200	200
Поля орошения	150	150	150	200	200
Поля фильтрации	100	200	200	300	300
Поля подземной фильтрации	15	-	-	-	-
Фильтрующие траншеи	20	-	-	-	-
Септики	5	-	-	-	-
Фильтрующие колодцы	8	-	-	-	-
Аэрационные установки на полное очищение	50	50	50	50	50

Санитарная защитная зона уменьшается на 25-30% при благоприятных ветрах. Расположение локальных очистных устройств внутри предприятия не регламентируется нормами, но устанавливается инспекцией водоохраны. Выбор места любого очистного сооружения осуществляется комиссией в составе назначенных лиц и обязательно контролирующих организаций. Очистные сооружения проектируются и рассчитываются таким образом, чтобы не превышались установленные нормы водопотребления (Таблицы 31 и 32).

Таблица 31

Нормы водоотведения для предприятий и объектов железнодорожного транспорта

Операции	Единица измерения	Норма водоотведения, м3	Коэффициент часовой неравномерности, К2
Локомотивное депо Обмывка локомотивов	Локомотив	3,7	1,4
Ремонт локомотивов с экипировкой	Стойло	10-14	1,4
Реостатные испытания тепловозов	Секция	5-16	3
Вагонное депо. Обмывка пассажирских вагонов.	Вагон	2	1,2
Обмывка грузовых вагонов.	Вагон	1-1,6	1,2
Обмывка цистерн	Цистерна	4-6	1,2
Ремонт вагонов	Вагон	2	1,0
Промывочно-пропарочные предприятия. Промывка цистерн из под светлых нефтепродуктов.	Цистерна	8	1,2
Наружная обмывка цистерн	То же	4	1,2

Таблица 32

Нормы водоотведения установок и агрегатов предприятий железнодорожного транспорта

Установка или агрегат	Расход СВ, м3/г	Установка или агрегат	Расход СВ, м3/г
Локомотивное депо и заводы Моечные машины ММД – 125, ММД-13	0,4	Реостаты испытаний тепловозов	13-24
Установка для обмывки картеров	1,0	Моечная машина А-238	5
Установка для обмывки секций холодильников	2,4	Моечная машина С-5376	2,7
Моечная машина для роликовых подшипников	5-13	Вагонное депо и заводы Моечная головка ММ-16м	3
Стенд для испытания терморегулирующей аппаратуры	6	То же ММД-6	1,5
Камеры малярных цехов	0,5	То же ММД-12	0,4
Установка для обмывки цистерн при заводском ремонте	90	Компрессорное охлаждение компрессоров с подачей воздуха 10 м3/ч	3
		То же, 20 м3/ч	6
		Котельные технологические стоки при паропроизводительности 10т/ч	7
		То же, 20 т/ч	12

На производственных предприятиях, кроме промышленных стоков, образуются бытовые СВ. Расход СВ на одного работающего в смену 25 л, а в горячих цехах 45 л. Коэффициент часовой неравномерности (т.е. отношение максимального суточного расхода к среднему за определенные период, например, месяц) равен 3 и 2,5 соответственно.

Часть работающих, занятых на загрязненных производствах, пользуются душем, а нормы потребления для вышеназванных категорий соответственно увеличиваются и составляют 40 и 60 л/час.

Далее рассчитывают расходы СВ от бытовых, производственных и общественно-бытовых зданий. Сумма всех перечисленных расходов является характеристикой стока. Расчетный расход – это максимальный расход СВ, на основании которого строится расчет сетей и очистных сооружений. Для него определяют средний и максимальный суточные, часовые и секундные расходы. Полный расчет расхода сточных вод предприятий железнодорожного транспорта приведен в [13].