1 - колодец; 2 – труба; 3 – лоток  с щелью

       Рисунок 7.1 – Песколовка щелевая 
 

       Скорость  движения сточной воды в горизонтальных песколовках принимают в пределах 0,1—0,3 м/с, а в вертикальных — 0,02—0,05 м/с при времени пребывания воды в отстойнике 30—60 с. Постоянная скорость потока жидкости обеспечивается конструктивными особенностями песколовок.

       Горизонтальная  песколовка задерживает 15—20% минеральных  примесей из сточных вод. Вертикальная песколовка — отстойник из сборного железобетона — по эффективности работы аналогична горизонтальным песколовкам. Отстойники (нефтеловушки) применяют в качестве первой ступени очистных сооружений для удаления из сточных вод основной массы взвешенных веществ и нефтепродуктов. По направлению движения воды они разделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные (рисунок 7.2 а, б, в).

       Горизонтальный  отстойник (рисунок 7.2 а) представляет собой прямоугольный резервуар, имеющий два или более одновременно работающих отделения. Вода движется от одного конца отстойника к другому. Равномерное распределение сточной воды достигается с помощью поперечного лотка. Горизонтальные отстойники рекомендуется применять при расходе сточных вод свыше 15 000 м3/сут. Эффективность отстаивания достигает 60%. Горизонтальная скорость движения воды в отстойнике не превышает 0,01 м/с. Продолжительность отстаивания составляет 1—3 часа. Вертикальный отстойник (рисунок 7.2 6) представляет собой цилиндрический или квадратный резервуар с коническим днищем. Сточная вода подводится по центральной трубе и движется снизу вверх по желобу. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость движения которого составляет 0,5—0,6 мм/с. Высота зоны осаждения 4—5 мм. Эффективность осаждения в вертикальных отстойниках меньше, чем в горизонтальных на 10—20%. Радиальный отстойник (рисунок. 7.2 в) представляет собой круглый в плане резервуар. Вода в нем движется от центра к периферии. Такой отстойник применяется при расходе сточных вод свыше 20 000 м3/сут. Его эффективность достигает 60%. 

       

       а – горизонтальный. 1 – входной лоток; 2 – отстойная камера; 3 – выходной лоток; 4 – приямок.

       б – вертикальный. 1 – цилиндрическая часть; 2 – центральная труба; 3 –  желоб; 4 – коническая часть.

       в – радиальный. 1 – корпус; 2 – желоб; 3 – распределительное устройство; 4 – успокоительная камера; 5 – скребковый механизм.

       Рисунок 7.2 - Отстойники 

       Для очистки сточных вод от основной массы нефтепродуктов (более 100 мг/л) применяются нефтеловушки преимущественно  горизонтального типа (рисунок 7.3).

       

       1 – скребковый механизм; 2 – нефтесборная труба; 3 – гидроэлеватор

       Рисунок 7.3 - Рисунок 7.3 - Нефтеловушка 

       Принцип их работы основан на различии в  плотности нефтепродуктов и механических примесей. Всплывающую нефть собирают щелевыми поворотными трубами, а  твердый осадок удаляют через донный клапан или гидроэжектором. Для обогрева всплывающего слоя нефтепродуктов в зимнее время предусмотрен паровой подогреватель. Эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов в горизонтальных нефтеловушках составляет 60—70%, а в многополочных достигает 98%.

       Осветлители (рисунок 7.4) применяют для очистки  сточной воды, содержащей органические загрязнения, путем предварительной ее аэрации, флокуляции и отстаивания с последующей фильтрацией через образующийся слой взвешенного осадка в восходящем потоке.

       

       1 – осветлитель; 2 – желоб; 3 – осадкоуплотнитель

       Рисунок 7.4 – Блок осветлителя 

       Воду  с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются  восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока (сечение I — I). Выше этого сечелия образуется слой осадка, через который фильтруется осветленная вода. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная вода поступает в желоб, из которого направляется на дальнейшую очистку. Эффективность осветления сточных вод, способных к флокуляции, составляет 70%, в то время как в вертикальных отстойниках она не превышает 40%. Конструкции осветлителей разнообразны и различаются по форме рабочей камеры, наличию или отсутствию дырчатого днища под слоем взвешенного осадка, способу удаления избыточного осадка, конструкции и месту расположения осадкоуплотнителей.

       Для выделения из сточных вод тонкодисперсных  или жидких веществ, удаление которых  отстаиванием затруднительно, применяют фильтрование через фильтры с сетчатыми элементами (микрофильтры, барабанные сетки) и фильтры с фильтрующим зернистым слоем. Фильтры с зернистым слоем получили большое распространение. Они подразделяются на медленные и скоростные (скорые), открытые и закрытые. Высота слоя в открытых фильтрах равна 1—2 м, в закрытых — 0,5—1 м. Напор воды в закрытых фильтрах создается насосами.

       Медленные фильтры используют для фильтрования некоагулированных сточных вод. Скорость фильтрования в них зависит от концентрации взвешенных частиц. При содержании взвешенных примесей в сточных водах до 25 мг/л принимают скорость фильтрования 0,2—0,3 м3/ч; при 25— 50 мг/л 0,1—0,2 м3/ч. Достоинством таких фильтров является высокая степень очистки, недостатком — большие размеры, высокая стоимость и сложность удаления осадков.

       Скоростные  фильтры (рисунок 7.5) могут быть двух типов: однослойные и многослойные. У однослойных фильтров фильтрующий  слой состоит из однородного материала, у многослойных — из смеси различных материалов (песок, антрацит и др.).

       

       1 – корпус; 2 – система удаления  промывных вод; 3 – система подачи  сточных вод; 4 – система подачи  промывных вод; 5 – пористый дренаж; 6 – фильтрующий материал.

       Рисунок 7.5 – Скоростной контактный фильтр 

       Сточная вода проходит через фильтрующий материал и удаляется из фильтра. После засорения фильтрующего материала проводят его промывку, подавая промывную воду снизу вверх. Общая высота слоя загрузки составляет 1,5—2,0 м. Скорость фильтрования принимается равной 12—20 м/ч. Для более эффективной очистки фильтров используют водо-воздушную промывку, при которой зернистый слой сначала продувается воздухом для взрыхления, а затем подается вода. Интенсивность подачи воздуха изменяется в пределах от 18 до 22 л (м2/с), а воды — от 6 до 7л (м2/с).

       После отстаивания сточные воды содержат тонкодиспергированные нефтепродукты, которые можно выделить фильтрованием. В качестве фильтрующего материала  применяют кварцевый песок, керамзит, графит, кокс, полимерные материалы. При фильтровании сточных вод, содержащих нефть, через песчаный фильтр адгезия гидрофильных зерен песка и гидрофобных нефтяных частиц происходит в результате неодинаковых гидрофильных свойств отдельных участков поверхности зерен песка. Сила адгезии частиц нефтепродуктов зависит от энергии поверхностного натяжения и размера частиц нефтепродуктов. Для нормальной работы фильтра исходное содержание нефтепродуктов в сточной воде не должно превышать 60—80 мг/л, а механических примесей — 50 мг/л.

       Для механической очистки сточных вод от нефтепродуктов применяются также гидроциклоны и центрифуги. Используются напорные и открытые низконапорные гидроциклоны. Первые применяются доя осаждения твердых примесей, вторые — для удаления осаждающихся и всплывающих примесей. Эти циклоны характеризуются высокой производительностью и небольшой стоимостью.

       Гидроциклоны  рекомендуется применять взамен песколовок или отстойников при недостатке площади для их размещения (около моечных машин для грубой очистки моющего раствора, установок наружной обмывки вагонов и т.п.), а также для концентрирования и отмывки от нефти осадка из отстойных сооружений. В гидроциклонах действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока. При высокой скорости вращения центробежные силы значительно больше сил тяжести. Из напорных гидроциклонов наибольшее распространение получил аппарат конической формы (рис. 7.6).

       

       Рисунок 7.6 – Гидроциклон напорный 

       Сточная вода подается внутрь гидроциклона. При  вращении воды под действием центробежной силы внутри гидроциклона образуется ряд потоков. Жидкость, войдя в цилиндрическую часть, приобретает вращательное движение и движется около стенок по винтовой спирали вниз к сливу. Часть ее крупными частицами удаляется из гидроциклона. Другая, осветленная часть, поворачивает и движется вверх по оси гидроциклона. В центре образуется воздушный столб, давление которого меньше атмосферного. Он оказывает влияние на эффективность работы гидроциклонов.

       Напорные  гидроциклоны применяют для выделения из воды грубодисперсных минеральных примесей с плотностью 2—3 г/см3 (песка, частиц кирпича, шлака) при размерах частиц свыше 0,05—0,1 мм и гидравлической крупности 2—5 мм/с. Эффект очистки от взвешенных веществ в напорных гидроциклонах для щелочных моющих растворов составляет 40—50%, а для стоков от промывки грузовых вагонов — 30—40%. Открытые безнапорные гидроциклоны применяют для грубой очистки сточных вод от крупных примесей (более 5 мм/с) и нефтепродуктов. От напорных гидроциклонов они отличаются большей производительностью и меньшим гидравлическим сопротивлением. Эффект очистки в открытых гидроциклонах составляет 50—60%.

       Для удаления осадков из сточных вод  могут быть использованы фильтрующие и отстойные центрифуги. Фильтрующие центрифуги применяют для разделения суспензий, когда требуется высокая степень обезвоживания осадка и эффективная его промывка, а также в тех случаях, когда используется обезвоженный осадок и достаточно чистый фильтрат. Из отстойных центрифуг непрерывного действия. В системах очистки сточных вод наибольшее распространение получили горизонтальные шнековые центрифуги типа ОГШ. Их используют для выделения частиц гидравлической крупностью примерно 0,2 мм/с (противоточные) и 0,05 мм/с (прямоточные).

 

       

       8 Экономическая часть. Расчет экономического эффекта от технического перевооружения колесно-роликового участка.

       8.1 Расчет капитальных  вложений

       Общая сумма капитальных вложений определяется по формуле:

        ,  (8.1)

       где К – общая сумма капитальных  затрат, руб.;

       К_ОБ – затраты на приобретение основного производственного, силового, энергетического и транспортного оборудования, руб.;

       К_МР – затраты на монтаж основного оборудования, требующего выполнения монтажных работ, руб.;

       К_ТР – транспортные расходы, руб.;

       К_ПИ – затраты на производственный инвентарь и оборудование малой механизации сроком службы более одного года, руб.;

       К_ТИ – затраты на технологический инструмент, приспособления и оснастку, руб.;

       К_ПР – прочие работы и затраты, руб.

       Расчет  затрат на приобретение основного производственного, силового, энергетического и транспортного оборудования сводим в таблицу 8.1.

       Таблица 8.1 – Затраты на приобретение основного  производственного, силового, энергетического  и транспортного оборудования