Экспериментальная часть
Настоящее исследование проводилось на станции технического обслуживания автомобилей в Калькутте, Западная Бенгалия, Индия. Владельцем станции технического обслуживания является Kolkata Municipal Corporation. Станция обычно работает с тяжелой техникой, такой как самосвалы и т.д. Они используются для перевозки твердых отходов из места расположения емкости или станции перегрузки. Имеется 40 единиц техники, включая эвакуатор, фургон, внедорожник. Деятельность станции технического обслуживания включает следующее:
- участок ремонта шин
- участок кузовных работ
- участок по ремонту двигателей
- участок текущего обслуживания автомобилей
- участок ремонта автомобилей
- участок мойки и обслуживания автомобилей
- вспомогательный участок
- магазин и
- точка закупки для сбора запасных частей автомобилей
Исследование сточных вод
Основным источником сточных вод является мойка автомобилей разных типов. В существующем порядке выполняется обслуживание 2-3 автомобилей на основе ротации. Мойка осуществляется струями воды под высоким давлением, поступающим через сопла, с подачей от двигателя компрессорной установки. Обычно ежедневно для мойки 2-3 автомобилей используется 2-3 тысячи литров воды.
Смазочный пистолет используется для внесения смазок в различные детали автомобилей в ходе стандартного обслуживания. Каждая мастерская станции оснащена одной мойкой. При мойке автомобилей, они устанавливаются на мойке с подачей струй воды под высоким давлением. Далее производственные сточные воды с моечного бассейна сливаются в муниципальную систему канализации. Моечный бассейн представляет собой платформу из бетона.
Использованная вода, содержащая грязь, масла и твердые частицы, сливается по канавкам и собирается в колодце. Все содержимое неочищенных стоков подается в муниципальную дренажную систему через переливную систему.
Сбор и подготовка образца сточных вод
Исследования включали отбор образцов из коллекторного колодца автомобильной мойки на станции обслуживания. Пятна были собраны в пластиковые сосуды емкостью 2 литра после осаждения в течение около 1 часа. Другой 2-литровый образец был отобран в другой сосуд во время мойки следующего автомобиля. Процесс продолжался для пяти последующих операций мойки автомобилей в тот же день, со сбором образцов объемом по 2 литра с 5 разных тяжелых единиц техники для первого этапа исследования. Образцы, отобранные с пяти последующих операций, были тщательно перемешаны в отдельном ведре емкостью 20 литров, с последующим осаждением в течение 24 часов. Верхняя часть этого составного образца объемом 10 литров была собрана для дальнейшего анализа и исследования. Такой процесс отбора проб применялся 12 раз в разные дни.
Характеристика сточных вод
Различные параметры, среди которых кислотность, общее содержание твердых частиц, общее содержание твердых частиц во взвешенном состоянии, COD, содержание в образцах масел и смазок исследовались в Экологической инженерной лаборатории Бенгальского университета инженерных наук, Шибпур. Результаты определения характеристик различных образцов, включая составные образцы, представлены в следующей таблице.
Источник образца | Уровень pH | Потребность в химическом кислороде (мг/л) | Всего твердых частиц (мг/л) | Всего твердых частиц во взвеш. состоянии (мг/л) | Содержание масел и смазок (мг/л) |
Тяжелые автомобили | 6.4–7.0 | 255–445 | 1200–6000 | 400–2000 | 400–800 |
Легковые автомобили | 7.1–7.6 | 227–378 | 800–1500 | 600–750 | 150–700 |
Составные образцы | 6.2–6.6 | 280–360 | 1800–2500 | 1500–2000 | 300 – 700 |
Экспериментальная процедура
Очистка сточных вод станции технического обслуживания от масел и смазок исследовалось химической очисткой процессами коагуляции и флокуляции с использованием различных химикатов и биологическим методом с использованием взвешенной активной биомассы. Метод коагуляции и флокуляции был реализован на стандартном аппарате поверхностного испытания Яса. В данной процедуре, пять образцов с различными дозами внесенного коагулянта могли обрабатываться одновременно или отдельно в зависимости от требований в мензурке емкостью 1000 мл. 500 мл составного образца в каждой мензурке были коагулированы отдельной мешалкой, вращавшейся общим приводным валом, соединенным с электродвигателем с переменной скоростью вращения.
Скорость и время смешивания регулировались с целью получения оптимального результата для определенной дозы коагулянта. Процесс очистки активированным илом (ASP) применялся для очистки масляных сточных вод с использованием хорошо акклиматизированной культуры биомассы при условии замедленного роста. Биологический реактор с действующим объемом около 2,5 литров работал в режиме партий с достаточной аэрацией и переменными периодами пребывания и концентрациями биомассы. Все параметры в ходе процедуры по определению параметров и исследования пригодности к очистке измерялись с использованием стандартных методов.
Для проведения исследований коагуляции и флокуляции использовались следующие химикаты:
- алюминиевые квасцы (Al₂(SO₄)₃.14H₂O)
- алюминиевые квасцы с порошковым бентонитом (грунтовый материал с высокой пластичностью)
- сульфат железа (FeSO₄, 7H₂O) и
- хлорид кальция (CaCl₂) с бентонитом
Оптимальная химическая доза, соответствующая максимальному устранению масла, определялась с использованием поверхностного испытания Яса. Температура образца сточных вод в резервуаре хранения и во время коагуляции-флокации регистрировалась термометром.
При биологическом методе, был выполнен отбор пробы бытовых сточных вод из находящегося поблизости слива с добавлением в составляющие микроорганизмы постепенно увеличивающейся дозы масляных сточных вод. Во время акклиматизации, величины кислотности, MLSS (взвешенные частицы в смеси активного ила и сточной воды, содержащей органические соединения - mixed liquor suspended solid), концентрации масла и смазок регулярно измерялись с целью определения степени акклиматизации.
Фаза акклиматизации считалась оконченной приблизительно через 40 дней, когда стал наблюдаться устойчивый рост биомассы при определенной величине устранения масел и смазок. После акклиматизации взвешенной биомассы, биологический реактор подвергался воздействию различных концентраций масла и смазки в диапазоне 2000 – 3000 мг/л и 300 – 600 мг/л соответственно с различными периодами партии 18 – 30 часов. Измерялись начальные и конечные значения всех параметров, измерявшихся во время фазы акклиматизации. Эффективность биологического реактора описывалась в процентных величинах устранения масла и смазки за определенный период времени.