MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2010
IVO DITTRICH
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Technologie mytí motorových vozidel Bakalářská práce
Vedoucí práce: doc. Ing.Vlastimil Chrást, CSc. Brno 2010
Vypracoval: Ivo Dittrich
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Technologie mytí motorových vozidel vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF Mendelovy Univerzity v Brně.
dne……………………………………….
podpis……………………….…….…….
Poděkování: Děkuji svému vedoucímu bakalářské práce Doc. Ing. Vlastimilovi Chrástovi, CSc. za odborné vedení a cenné připomínky při zpracování bakalářské práce.
Abstrakt Tématem této bakalářské práce je technologie mytí motorových vozidel. Cílem práce bylo zpracovat přehled metod mytí motorových vozidel, ukázat některé druhy a řazení jednotlivých aspektů mycích pracovišť, dále objasnit potřebu a způsoby zpracování kalů po mytí. Obecnou problematikou mytí motorových vozidel se zabývá kapitola IV. V páté a šesté kapitole jsou uvedeny některé konkrétní příklady zpracování odpadních vod. V kapitole III. jsou uvedeny zákony a předpisy týkající se mytí strojů. Práci uzavírá kapitola VII., zabývající se zpracováním odpadů po mytí. Klíčová slova: způsoby mytí, mycí pracoviště, odpadní vody
Abstract The subject of this bachelor work is the technology of washing motor vehicles. The aim was to enumerate methods of washing motor vehicles, show certain aspects of individual gear and washing facilities, to further clarify the need and ways of sludge after washing. General problems of washing motor vehicles is addressed in Chapter IV. In the fifth and sixth chapter provides some specific examples of waste water treatment. In Chapter III. are given laws and regulations relating to washing machines. The analysis concludes with Chapter VII. Dealing with waste after cleaning. Keywords: methods of washing, cleaning work, waste water
Obsah 1 Úvod .......................................................................................................................................... 7 2 Vnější čištění motorových vozidel........................................................................................... 7 2.1 Způsoby čištění ................................................................................................................... 8 2.1.1 Vhodnost tlaků a průtoku vody .................................................................................... 8 2.1.2 Organická rozpouštědla................................................................................................ 9 2.1.3 Emulzní odmašťovadla ................................................................................................ 9 3 Zákony a předpisy týkající se mytí strojů............................................................................ 10 4 Mycí pracoviště ...................................................................................................................... 10 4.1 Využití a potřeba vody...................................................................................................... 12 4.2 Uspořádání a funkce mycího pracoviště ........................................................................... 13 4.2.1 Vlastní mycí prostor................................................................................................... 13 4.2.2 Sedimentační jímka.................................................................................................... 14 4.2.3 Odlučování volného oleje .......................................................................................... 15 4.2.3.1 Gravitační odlučování volných ropných látek .................................................... 15 4.2.3.2 Gravitační odlučovače ropných látek.................................................................. 16 4.2.3.2.1 Teorie funkce gravitačního odlučovače ....................................................... 16 4.2.3.3 Kotoučový sběrač................................................................................................ 17 4.2.3.4 Vibrační plovoucí sběrač..................................................................................... 17 4.2.4 Reaktor ....................................................................................................................... 17 4.2.5 Flotace........................................................................................................................ 18 4.2.5.1 Kruhový flotátor.................................................................................................. 18 4.2.6 Filtr............................................................................................................................. 20 4.3 Příklad mycího zařízení..................................................................................................... 21 5 Čistírna odpadních vod z umývání osobních automobilů společnosti SVH...................... 21 6 Čistírna odpadních vod z umývání železničních lokomotiv společnosti SVH .................. 23 6.1 Popis ČOV ........................................................................................................................ 24 7 Recirkulační čistírna zaolejovaných odpadních vod zejména z autoumýváren od firmy Šebesta........................................................................................................................................ 25 8 Zneškodňování kalů po mytí ................................................................................................. 26 8.1 Likvidace odpadů po mytí................................................................................................. 27 8.1.1 Skládkování................................................................................................................ 27 8.1.2 Kompostování ............................................................................................................ 27 8.1.3 Přepracování............................................................................................................... 28 8.1.4 Spalování.................................................................................................................... 28 9 Závěr a diskuze....................................................................................................................... 29 Seznam použité literatury......................................................................................................... 30 Seznam obrázků ........................................................................................................................ 31
1 Úvod Mytí motorových vozidel je nejběžnějším a nejrozšířenějším způsobem jejich čištění. Je použitelný i pro čištění a odmašťování částečně nebo úplně demontovaných skupin a dalších součástí. Jsou tyto hlavní možnosti mytí: -
Mytí studenou beztlakovou vodou
-
Mytí horkou tlakovou vodou
-
Mytí párou
Účinky vody při mytí jsou jednak mechanické, tj. narušování a uvolňování nečistot, jednak odplavovací. Mechanické účinky vody rostou se zvyšujícím se tlakem vody (s rostoucí kinetickou energií vodního paprsku). Uvolňování nečistot, zejména některých druhů (rozpustných, těch, které s teplotou snižují viskozitu apod.) napomáhá zvýšená teplota vody. Odplavování nečistot se zhoršuje s klesajícím množstvím průtočné vody. [1]
2 Vnější čištění motorových vozidel Pomine–li se estetická stránka,i když v některých případ je pro majitele také velmi důležitá, je ještě řada dalších důvodů proč stroje čisti: • nečistoty spolu s dalšími faktory mohou způsobovat začátek koroze, protože zhoršují osychání povrchů, zadržují na povrchu vlhkost a další nečistoty podporující nebo vyvolávající korozi. • nečistoty mohou zhoršovat účinnost chlazení a tím zvyšuje tepelné namáhání. Zvýšená teplota působí negativně na mazání a tím nepřímo napomáhá opotřebení, zrychluje stárnutí materiálů vozidlových a strojních součástí i stárnutí povozních hmot, tj. zkracuje rapidně technickou životnost vozidel a strojů obecně. • nečistoty vnikají mezi funkční součásti a tím dochází k abrazivnímu opotřebení a ke korozi. • nečistoty zvyšují nebezpečí požáru (palivo olej organický prach apod.) • nečistoty často brání správné funkci mechanizmů tím, že mohou zanášet pracovní prostory (např. motorový prostor). • nečistoty zhoršují nebo znemožňují práci při údržbě tím, že zakrývají kontrolní místa. [1] 7
2.1 Způsoby čištění Způsoby čištění závisí především na druhu a také množství nečistot, které potřebujeme odstranit. Známe několik způsobů čištění: • mechanické setření, oškrábání, ometení silných vrstev nečistot. Všechny tyto způsoby jsou velice náročné na provedení (velká pracnost, malá produktivita malá účinnost). • ofoukání stlačeným vzduchem či vysátí vysavačem. Tyto způsoby jsou v hodné jen v některých případech. Jsou nebezpečné např. poranění očí nebo vdechnutí nečistot. • mytí strojů a motorových vozidel, které je nejpreferovanější a tudíž nejpoužívanější
2.1.1 Vhodnost tlaků a průtoku vody Je tedy zřejmé, že nejlepšího mycího účinku bude dosaženo při co možná nejvyšším tlaku, při současně protékajícím dostatečném množství vody. Na základě zjišťování se zdá, že nejlepší mycí účinek se pohybuje někde v oblasti tlaků 5 až 10 MPa při průtoku 10 až 25 l/min. V oblasti těchto hodnot a parametrů také pracuje většina moderních mycích zařízení, která mají různorodé použití, tj. hodí se nejen pro mytí motorových vozidel, ale i pro mytí a čištění podlah v dílnách, ve stájích, výrobnách potravin, pro mytí zvířat, staveb atd. Při použití vody předehřáté nad 100°C, tedy vlastně páry, se používají k desinfekci stájových, veterinárních a nemocničních prostorů, výroben potravin ale také k odmašťování součástí a dekonzervaci strojů a součástí. Standardně bývají vybavena možností ohřevu vody, obvykle pomocí naftového topení, až na teploty nad 100°C, a možností přisávání chemických přípravků pro odmašťování či desinfekci. U většiny moderních strojů je možnost proměnlivého nastavení průtočného množství těchto přípravků. S rostoucím tlakem nebo teplotou vody se začíná smývat i film ropných látek s kovových a lakovaných povrchů. Při tlaku 7 MPa a teplotě 90°C dochází k téměř dokonalému omytí ropného filmu. [1,2]
8
Kromě zvýšeného tlaku a teploty se pro zvýšení účinku při mytí motorových vozidel se mohou použít i různé chemické přípravky, které mají za úkol usnadnit a urychlit uvolňování nečistot s povrchů, bránit jejich opětovnému přilnutí na povrch a usnadnit jejich spláchnutí s povrchu. Tyto přípravky lze přibližně rozdělit na: • organická rozpouštědla • saponáty • emulzní odmašťovadla.
2.1.2 Organická rozpouštědla Jsou hořlavá (benzín, nafta, petrolej aj.) nebo nehořlavá (chlorované uhlovodíky) které jsou zakázané kvůli poškození životního prostředí. Všechna tato rozpouštědla patří mezi ropné látky, po použití jsou spláchnuta a dostávají se do vody, kterou znečišťují stejně jako ostatní ropné látky. Saponáty jsou chemicky neutrální, povrchově aktivní látky. Díky své povrchové aktivitě pronikají mezi pevné povrchy a nečistoty snaží se je narušovat. Tím je uvolňují od povrchů, pokrývají je a zabraňují jejich opětnému přilnutí k povrchu. Jsou vhodné především na uvolňování tenkých vrstev nečistot.
Problémy
jsou
s jejich
likvidací
v odpadních vodách. [1] Obr.1 Saponát firmy Car valet [4]
2.1.3 Emulzní odmašťovadla Jsou to chemické látky, které umožňují vznik emulzí ropných látek ve vodě. Tím je velmi účinně odstraňují z kovových i jiných povrchů a společně s nimi přecházejí do odpadních vod. Jsou vhodné i na rozsáhlé znečištění a tudíž i na tlusté až velmi tlusté, pevně přilepené vrstvy nečistot, jejich likvidace je velmi obtížná, ale jejich vlastnosti jsou při mytí nepostradatelné.
9
3 Zákony a předpisy týkající se mytí strojů Pro zneškodňování a zacházení s odpadními vodami platí řada zákonů a předpisů. K nejdůležitějším patří: • Zákon č. 254/2001 Sb. O vodách (vodní zákon) • Nařízení vlády č. 82/1999 Sb. Kterým se stanoví ukazatele a hodnoty přípustného stupně znečištění vod • Zákon č. 274/2001 Sb. O vodovodech a kanalizacích • Vyhláška Mze č. 428/2001 kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb. O vodách a kanalizacích • ČSN 75 3415 Ochrana vody před ropnými látka. Objekty pro manipulaci s ropnými látkami a jejich skladování. Účinnost: 1992.11.01 Harmonizován: NV č 178/1997 Sb. • ČSN 65 0201 Hořlavé kapaliny. Provozovny a sklady. Účinnost 1992.03.01 Harmonizována: NV č. 178/1997 Sb. Ze zmíněných i zde neuvedených předpisů plyne, že znečištěná voda ropnými látkami se smí vypouštět jen se stanovovaným obsahem těchto látek. To pro nás znamená, že ropné látky musí být z vypouštěné vody co nejlépe odstraněny, popřípadě musí být vypouštěná vody ředěna. [1]
4 Mycí pracoviště Mobilní stroje a motorová vozidla se obvykle myjí na mycím pracovišti, na které v případě rozsáhlého znečištění přijíždějí hrubě očištěny z místa jejich pracovního nasazení. Zdroj tlakové vody se pokládá u všech čistících a mycích pracovišť za samozřejmost. Samotná vodovodní síť je nevhodná kvůli nedostatečnému tlaku vody, takže základním vybavením pracoviště je většinou několikastupňové čerpadlo, kterým se dodává voda do hadice pro ruční mytí, nebo do jednoúčelového mycího zařízení. Ta jsou určena obvykle pro jeden druh či typ stroje, např. pro osobní automobily, pro autobusy, pro železniční osobní vagony apod. Tato zařízení jsou obvykle tvořena mycím rámem nebo mycím boxem, vybavenými tryskami, které jsou buď pevné, nebo pohyblivé. Při pomalém 10
průjezdu stroje rámem nebo při pomalém pohybu rámu kolem stroje ostřikují stroj postupně ze všech stran a z různých úhlů. Velmi často jsou doplněny i různě uspořádanými rotujícími kartáči, které v kombinaci s postřikem mechanicky uvolňují nečistoty. Takto vybavená pracoviště se mohou doplnit ještě sušícím rámem nebo boxem, kde je umytý stroj ofukován teplým vzduchem. Při mytí se provádějí v některých případech také kosmetické úpravy (leštění, voskování apod.), které se podle konkrétního provedení a použitých přípravků provádí buď přímo při mytí, nebo jako samostatná operace po spuštění stroje. [1]
Obr.2 Mycí pracoviště na mytí motorových vozidel „Christ“ [5]
Velkou výhodou těchto mycích pracovišť (myček) je vysoká produktivita (běžně myjí až 10 i více osobních vozů za hodinu na jeden mycí rám). Společnou nevýhodou těchto zařízení je, že kvalitně neomyjí hůře přístupná místa strojů. Proto se vždycky taková pracoviště doplňují ručním vysokotlakým agregátem, kterým se motorová vozidla podle potřeby domývají ručně. Vznikající odpadní vody pro mytí strojů je nutno v každém případě zachycovat, shromažďovat a zneškodňovat vhodným způsobem a zabránit vnikání ropných látek i dalších škodlivin po mytí strojů do půdy, povrchových i spodních vod i do ovzduší. Proto je nutné, aby plocha pro mytí strojů byla hladká, nenasákavá a nepropustná. 11
Rovněž všechny další části vodního hospodářství na pracovišti pro mytí vozidel musí být trvanlivé a nepropustné. Způsoby likvidace odpadních vod z mytí vozidel, různých výrobních procesů nebo z domácností se obecně liší v závislosti na tom, jakými nečistotami jsou tyto vody znečištěny. V případě mytí motorových vozidel a odmašťování součástí při servisní činnosti (při opravách strojů) vznikají odpadní vody, kde hlavní škodlivinou jsou ropné látky (uhlovodíky). Recyklace takových vod závisí na jejich původu. Odpadní vody po mytí vozidel jsou většinou neutrální až slabě kyselé. Odpadní vody z alkalických odmašťovacích procesů jsou velmi silně zásadité. Ze z níže zmíněných i z dalších zde neuvedených zákonů a předpisů vyplývá, že vypouštět vodu znečistěnou ropnými látkami lze je takovým způsobem, aby nebyly překročeny stanovené přípustné hodnoty. To znamená, že ropné látky musí být z vypouštěné vody odstraněny co možno nejdokonaleji, případně musí být vypouštěné vody rozředěny. Podle zdrojů vzniku zaolejovaných odpadních vod bývají koncentrace ropných látek řádově: u splachů ze stání vozidel 10 mg/l v odpadních vodách po mytí vozidel 102mg/l ve vodě po mytí sudů a nádrží na ropné látky 102 až 103mg/l u cirkulujících emulzí (řezné kapaliny) 103 až 104 mg/l [1]
4.1 Využití a potřeba vody Nutnost čistit odpadní vody po mytí strojů je zřejmá. Je také logická snaha šetřit vodou a snižovat produkované množství vody a ke vzniku tzv. uzavřeného okruhu vody. Ale uzavřený okruh to nikdy být nemůže, protože existují ztráty vody (odparem, rozstřikem, ulpěním na strojích, únikem do okolí, které je nutno doplňovat, jednak při chemických reakcích během čištění dochází k postupnému zasolování vody (zvyšování její tvrdosti), 12
kterou je nutno vyměňovat. Dalším důvodem pro výměnu vody v okruhu je její zapáchání v důsledku chemických procesů. [1]
4.2 Uspořádání a funkce mycího pracoviště Schéma uzavřeného okruhu vody na pracovišti pro mytí strojů
Mytí Sedimentace Odlučovač
Reaktor Zásobní
volného
nádrž
oleje
Filtr
Do přepadu
Obr.3 Uzavřený okruh mycího pracoviště [1]
4.2.1 Vlastní mycí prostor Mycí plocha musí být provedena jako vyspárovaná do sedimentační jímky nebo do sběrných kanálů, které ústí do sedimentační jímky. Nejčastěji se provádí jako betonová nebo vyasfaltovaná venkovní plocha, opatřená zvýšenými okraji (obrubníky) a jako vnitřní plocha, vydlážděná a obložená dlaždicemi. Pro snazší mytí podvozků vozidel je obvykle opatřena zvedákem. Vnitřní plocha se používá pro důkladné domytí v případě potřeby a pro mytí v zimním období. Pokud se nejedná o jednoúčelové mycí zařízení pro konkrétní typ strojů, bývá venkovní mycí plocha obvykle vybavena hadicí pro mytí nízkotlakou studenou vodou, vnitřní plocha pak navíc vysokotlakým agregátem pro ruční mytí, Hadice na venkovní ploše jsou zásobovány vodou ze zásobní nádrže
13
uzavřeného okruhu, vysokotlaký agregát je propojen na zdroj čisté vody (vodovod) a slouží zároveň pro doplňování úbytků vody z uzavřeného okruhu. [1]
Obr.4 Schéma mycí linky [7]
4.2.2 Sedimentační jímka V sedimentační jímce dochází k oddělení specificky těžších a lehčích příměsí. Aby k oddělení mohlo dojít, musí ustat proudění a víření vody. Toho se dosahuje buď dvojitou jímkou. První se říká záchytná a odtud se voda vede do sedimentační jímky, nebo použitím přepážek v jímce, které omezí proudění a víření pouze na vstupní část. Je zjištěno, že 80% těžších nečistot sedimentuje během prvních 30 sekund po uklidnění vody. Tedy během poměrně krátké doby dojde k rozvrstvení odpadní vody na vrstvu sedimentů, surovou vodu obsahující vznášející se částice a rozpuštěný a emulgovaný olej, volný odloučený olej a jiné plovoucí příměsi. [3]
14
4.2.3 Odlučování volného oleje K odloučení volného = neemulgovaného a nerozpuštěného, oleje dojde z větší části v sedimentační jímce. Koncentrace volného oleje v sedimentační jímce je „nízká“, tj. vrstva oleje na hladině je tenká. [3] Odloučení plovoucího volného oleje je možno provést: •
V gravitačním odlučovači
•
Kotoučovým sběračem
•
Vibračním plovoucím sběračem
4.2.3.1 Gravitační odlučování volných ropných látek Toto čistění patří mezi nejdéle používané čistírenské způsoby separace volných ropných látek. Volba vhodného typu odlučovače závisí na průtoku znečištěných vod, hustotě, koncentraci ropných látek v čisté vodě, velikostí ropných kapiček, na teplotě. Je též ovlivněna množstvím p dalších nečistot.
Při navrhování gravitačních odlučovačů rozhoduje forma ropných látek. Toto čištění nelze použít pro čištění odpadních vod s obsahem stálých emulzí. Volné olejovité a tukové látky se oddělují v nádržích, kterými čištěná voda pomalu protéká horizontálním směrem. Látky s menší hustotou vyplouvají na hladinu a vytvářejí plovoucí vrstvu. Pro stanovení rozměru nádrže je důležitá: a) vertikální vzestupná rychlost částice - na určení této rychlosti se používá graf, kde je znázorněn vliv teploty na hustotě ropných výrobků. b) průtočná rychlost nádrží [3]
wn =
V b*h
(m/s)
[1]
V ...... průtok vody s ropnou látkou (m3/s) b ........šířka odlučovacího prostoru (m) h ........výška vrstvy vody
(m).
c) délka účinné části odlučovače l = f * h * wn * wo
(m)
15
f ........součinitel vyjadřující lokální cirkulaci, turbulenci wo......rychlost vzestupu olejových částic (m/s) [2]. Dobrá účinnost odlučovače se získá, jestliže doba zdržení tv je větší než to
t o h * wn V = = t v l * wo S * wo
[2]
Vztahy platí pouze pro pravoúhlé podélné nádrže bez deskových lamel. Předpokladem dobré funkce odlučovačů je nepřítomnost usazovatelných a povrchově aktivních látek, které umožňují tvorbu stabilních emulzí. Účinnost odlučování se snižuje i intensivním mechanickým promícháváním bezprostředně před jejich vpuštěním do gravitačního odlučovače. Rychlost odlučování je ovlivněna velikostí kapiček ropných látek. Pro urychlení se používá kalescenčních filtrů (keramické nebo skleněné střepy, hutní koks, špony z ušlechtilé oceli). [3]
4.2.3.2 Gravitační odlučovače ropných látek
Konstrukce a velikost bývá podmíněna:
a) množstvím čištěných odpadních vod, přičemž se rozlišuje, zda jde o průmyslové odpadní vody nebo nárazově znečištěné vody b) množstvím odlučovaných ropných látek c) hustotou odlučovaných látek [3].
4.2.3.2.1 Teorie funkce gravitačního odlučovače Gravitační odlučovač má prostor (nádoba, jímka) do které se přivádí samotná horní vrstva ze sedimentační nádrže. V samotné nádobě se proud dělí do tenkých vrstev, ve které probíhá odlučování tekutin s rozdílnou hmotností. To znamená, že olej do horní části nádoby a olej do spodní části. Olej s horní části se odvádí do sběrací nádoby (např. sudu). Voda ze spodní části zpět do sedimentační jímky. Proudění musí být v odlučovači laminární nesmí být překročena kritická rychlost. Tyto odlučovače se hodí pouze tam, kde se nepoužívají mycí a odmašťovací prostředky. Pro zvýšení průtoku je možno zařadit odlučovače paralelně, pro zvýšení účinnosti sériově. Tento typ se osvědčil více než odlučovač (sběrač) kotoučový. [3]
16
4.2.3.3 Kotoučový sběrač Je tvořen kotoučem z ocelového nerezového plechu, který je částečně ponořen pod hladinu. Z této hladiny má být odloučen olej. Kotouč vykonává pomalý otáčivý pohyb, olej ulpívá na samotném povrchu kotouče a je vynášen. Na kotouči je umístěny stěrače, které vynášený olej stírají do sběrných žlábků, kterými odloučený olej vtéká do sběrací nádoby. Kotouče jsou většinou řazeny na jeden hřídel v sériích za sebou. Tím se dosahuje větší výkonnosti. Hřídel je poháněna přes převod elektromotorem.
4.2.3.4 Vibrační plovoucí sběrač Sběrač je umístěn na hladině, má plováky a je vyvážen tak aby byl ponořen do úrovně hladiny. Vibruje (stačí jen chvění vyvolané prací čerpadla), což způsobí mírné zvlnění hladiny a tím přetékání plovoucí olejové vrstvy do zařízení.
4.2.4 Reaktor
Reaktor slouží k odstranění vznášejících se nečistot a emulgovaného oleje. Konstrukčně je proveden jako válcová nádoba z ocelového plechu, dole opatřená kuželovitým dnem, nahoře volná nebo uzavřená víkem. Ne však jako tlaková nádoba. Pro čištění surové odpadní vody v reaktoru se využívá různých chemikálií, které mají za úkol jednak upravit pH vody na hodnotu neutrální nebo blízkou, jednak vést ke koagulaci nečistot a jejich oddělení emulgovaného oleje z vody. Chemikálie se dávkují dávkovacím čerpadlem do proudu surové vody čerpané ze sedimentační jímky do reaktoru. Nátok do reaktoru je umístěn tak, že při jeho napuštění dochází k promíchání obsahu. Vysrážené nečistoty chemikáliemi do vloček, klesají do spodní části reaktoru, odkud se periodicky odpouštějí zpět do sedimentační jímky. To se dělá ručně nebo somaticky. Dalším typem je reaktor, který má navíc zařazen plovoucí filtr, tvořený asi 0,5 tlustou vrstvou polystyrenových kuliček. Voda z reaktoru prostupuje touto vrstvou do horní části reaktoru, odkud je odváděna do zásobníku. Při zanesení filtrační vrstvy se zvýší rozdíl tlaků pod a nad filtrační vrstvou. Na to reaguje tlakové čidlo, které dá signál
17
k obrácení průtoků vody reaktorem tak, že se filtrační vrstva propláchne a poté se opět obnoví normální provoz reaktoru. Propláchnutí i obnovení provozu proběhne automaticky, bez nároku na obsluhu. Automaticky je rovněž v nastavených intervalech odpouštěn kal ze spodní části reaktoru. [3]
4.2.5 Flotace U moderních flotačních zařízení bývá proces čištění rozdělen obvykle do dvou nádrží. V pevné nádrži dochází k promíchávání vody s nadávkovanými chemikáliemi a začíná vlastní proces srážení nečistot, ve druhé (rotátoru) pak probíhá vlastní flotace. Proces je účinnější, zařízení pracující na tomto principu jsou schopna zneškodňovat i emulze ropných letek s vodou. Flotace je čištění vody provzdušňováním jemnými bublinkami vzduchu, které se zachycují na vločkách vysrážených nečistot a vynášející je na hladinu. Tam nečistoty tvoří flotační pěnu, která se mechanicky stírá z hladiny do žlábku, ve kterém se odvodní a potom se suchá pěna spaluje. Vyvolat flotaci je možno více způsoby (provzdušňováním
sloupce
vody
vzduchem
přicházejícím
pórovitým
dnem,
uvolňováním vzduchu rozpuštěného pod talkem ve vodě nebo elektrolytickým rozkladem vody. [3]
4.2.5.1 Kruhový flotátor
Funkce:
oddělování pevných látek od kapalných
tvorba zahuštěného čistírenského kalu
redukce olejů a tuků
Přednosti:
vysoká ekonomičnost provozu
žádná nebo malá spotřeba koagulantů a flokulantů 18
velká hustota odebíraného kalu
nízké investiční náklady
vysoká spolehlivost a dlouhá životnost
Variabilita:
různé velikosti podle výkonu flotátoru
optimalizace dle odebíraného materiálu
uzpůsobení konkrétním podmínkám [3]
Obr.5 Kruhový flotátor [7]
19
4.2.6 Filtr Pokud nestačí stupeň vyčištění vody, kterého se dosáhne na výstupu z reaktoru, zařazuje se ještě tlakový filtr, který dál snižuje obsah jemných nečistot a tím i obsah ropných látek na ně vázaných. Tento filtr je vhodný na dočištění vody ne na základní čištění (protože tam by se zanesl dříve než by byla vyčerpaná sorpční schopnost náplně). Vlastní talkový filtr je válcová nádoba, uzavřená polokulovými víky, připojenými k válcové části přírubou. Vtok a výtok je ve víkách. Ve filtru jsou dvě přepážky (zpravidla molitanové), prostor mezi nimi je vyplněn vapexem (je možno použít i aktivní uhlí), který tvoří vlastní filtrační náplň. Po zanesení filtru nebo vyčerpání sorpční schopnosti náplně se náplň vyměňuje. [3]
Obr.6 Filtr [3]
20
4.3 Příklad mycího zařízení
Obr.7 Mycí zařízení firmy Sekoss [7]
5 Čistírna odpadních vod z umývání osobních automobilů společnosti SVH Čistírna odpadních vod (ČOV) je určena pro čištění odpadních vod z umývání osobních automobilů v mycích linkách. Při umývání se používají běžné mycí prostředky – autošampony a vosky. ČOV není vhodná pro mycí linky, kde se umývají automobilové motory. Vyčištěná voda je recirkulována zpět k umývání. Poslední oplach povrchu automobilů může být prováděn čistou vodou. Kapacita mycí linky: 6 automobilů za hodinu. Kapacita ČOV : 1,8 m3.h-1 Technologie ČOV je založena na fyzikálně-chemických principech čištění. Hlavním
21
čistícím zařízením je reaktor R1 s chemickým hospodářstvím H1. V chemickém hospodářství jsou používány roztoky koagulantu Preflok, neutralizačního činidla louhu sodného. Pro zlepšení čistícího efektu je možno použít organický pomocný flokulant (PE). Chemické roztoky, Preflok a louh, se používají koncentrované. Provozní roztoky se dávkují dávkovacími mikročerpadly. V reaktoru R1 probíhá čištění ve vznášeném vločkovém mraku s následnou sedimentací kalu do kalového prostoru. Reaktor R1 obsahuje filtr s plovoucí filtrační náplní, kde se voda dočistí. Provoz čištění vody je automatizován. Automatizovány jsou funkce: • provoz hlavního čerpadla v čerpací jímce Z1 - na základě výšky hladiny vody v jímce • odkalování kalového prostoru reaktoru R1 - na základě časového režimu • praní filtru s plovoucí filtrační náplní - na základě tlakové ztráty náplně Čerstvá čistá voda se doplňuje do zásobní nádrže vyčištěné vody H2. Přebytečná voda z ČOV, která se vypouští do recipientu, se odebírá rovněž ze zásobní nádrže vyčištěné vody. Kal z čištění je zahušťován v zahušťovací nádrži U1. Odtud jej obsluha přečerpává na kalové pole F1, kde se kal odvodní. Odvodněný kal z kalového pole se ukládá do kontejneru. Provozovatelé mají obvykle smluvně zajištěn odvoz kalu u firem, které se zabývají konečnou likvidací kalu. Společně s kaly z chemického čištění se cca 2 x za rok odváží i tekuté kaly ze sedimentační nádrže Z1. ČOV je možné dodat kompletně smontovanou v monoblokovém provedení i po jednotlivých zařízeních. Pak se montáž všech potrubních větví provádí na místě. Sedimentační nádrž je zemní. [6] Parametry vyčištěné vody: pH 6,5 až 8,0 Nerozpuštěné látky 5 až 10 mg.l-1 Ropné látky do 0,5 mg.l-1, obvykle do 2 mg.l-1 Tenzidy do 10 mg.l-1 V případě vyšších požadavků na kvalitu vyčištěné vody je možné zařadit do čistící linky sorpční filtr. Pak se obsah ropných látek a tenzidů snižuje přibližně 10 x.
22
Obr.8 čistírna odpadních vod [6]
6 Čistírna odpadních vod z umývání železničních lokomotiv společnosti SVH Čistírna odpadních vod (ČOV) je projektována pro odpadní vody produkované v lokomotivních depech při mytí lokomotiv. Pro mytí skříní lokomotiv se používá tlakový teplovodní agregát. Při mytí podvozků a hnacích agregátů se navíc používá alkalický odmašťovací prostředek DEAL. Při mytí jsou produkovány alkalické odpadní vody s obsahem volných olejů i emulgovaných ropných látek. ČOV umožňuje recirkulaci vyčištěných vod. Kapacita ČOV : 6 m3 za směnu Recirkulace: 50 - 70 % dle prováděných operací při mytí [6]
23
6.1 Popis ČOV V ČOV jsou využity fyzikálně chemické metody čištění. Odpadní vody jsou akumulovány v čerpací jímce Z1. Z čerpací jímky jsou odpadní vody přečerpány do neemulgačního reaktoru R1. Čištění odpadních vod je prováděno diskontinuálním způsobem. Je možno použít jednofázovou metodu čištění i dvoufázový způsob s rozrážení emulze v kyselé oblasti. Po naplnění reaktoru a odloučení a stažení volných olejů se dávkují z chemického hospodářství chemikálie pro koagulaci a neutralizaci. Používá se síran železitý, vápenné mléko, kyselina sírová a pomocný organický flokulant. Pro míchání reaktoru se používá tlakový vzduch. Po nadávkování chemikálií a sedimentaci kalů je vyčiřená voda vypuštěna do zásobní nádrže H1. Ze zásobní nádrže je voda čerpána čerpadlem na sorpční filtr F2. Za sorpčním filtrem je akumulační nádrž vyčištěné vody, ze které se odebírá voda k recirkulaci. Přebytečná vyčištěná voda gravitačně přepadem odtéká do kanalizace. Odsedimentované kaly jsou přečerpány do zahušťovače kalu U1. Sliv ze zahušťovače kalu je vracen do čerpací jímky Z1. Zahuštěný kal je odvodňován na kalolisu F1. Filtrát z kalolisu je vracen do čerpací jímky Z1. Odvodněný kal je uskladněn v kontejneru a předán odborné firmě k likvidaci. Dle kategorizace odpadů „Opatření FVŽP ze dne 1.8.1991“ jsou kaly zatříděny pod č. 54711 - Ropné kaly z čistíren odpadních vod. ČOV je vybavena snímači hladin v jednotlivých nádržích se signalizací obsluze. Dávkování chemikálií provádí obsluha. Manipulaci při vyprazdňování kalolisu provádí obsluha ručně. Množství vypouštěných vyčištěných odpadních vod je měřeno průtokoměrem. Hodnota pH vyčištěné vody je měřena kontrolním pH metrem. Fond pracovní doby obsluhy je max. 2 hodiny ve směně. Parametry vyčištěné vody pH - 6,5 až 8,5 nerozpuštěné látky - do 10 mg.l-1 ropné látky - pod 1 mg.l-1 CHSKCr - čistící efekt cca 60 % vstupního znečištění BSK5 - čistící efekt cca 60 % vstupního znečištění [6] 24
Obr.9 Čistírna odpadních vod z umývání lokomotiv [6]
7 Recirkulační čistírna zaolejovaných odpadních vod zejména z autoumýváren od firmy Šebesta Čistírna odpadních vod založená na principu chemické koagulace s využitím: •
při čištění a úpravě vod v recirkulačních systémech mycích linek automobilů a strojů
•
při čištění zaolejovaných odpadních vod znečištěných ropnými látkami do 300 mg/l
•
při čištění jinak chemicky znečištěných vod [8]
25
Obr.10 čistírna [8]
Obr.11 Schéma mycí linky [8]
Znečištěná voda z mycího místa se shromažďuje v sedimentační jímce, kde se usadí primární kaly - bláto, písek a přes dělící stěnu s filtrem se zachytí mechanické nečistoty, které jsou ve vznosu nebo plavou na hladině. Z čerpací komory sedimentační jímky je surová voda čerpána do ČOV REBEKA, kde je dle instalovaného typu ČOV vyčištěna buď fyzikálně-chemickým nebo biologickým procesem. Odtud je vyčištěná voda opětovně vracena přes zásobní jímku do procesu vlastního mytí nebo vypouštěna přes sorpční stupeň do kanalizace. Do kanalizace se vypouští pouze množství vody, které se při procesu mytí do recirkulačního systému dostalo z vodovodního řádu - většinou prostřednictvím posledního oplachu. Doplňování vody z vodovodního řádu do recirkulačních systémů prostřednictvím posledních oplachů nebo i jiným způsobem je nutné především z důvodu udržení množství rozpuštěných anorganických solí v recirkulované vodě na přípustné hranici tak, aby nebyla ovlivněna kvalita mytí při ekonomicky efektivním provozu. [8]
8 Zneškodňování kalů po mytí V provozu pracoviště pro mytí strojů a čištění odpadní vody je nutno počítat i s nutností zneškodňování výstupů (odpadů), které se hromadí po vyčištění surové vody. 26
Jsou to: hrubé nečistoty z mycí plochy sedimenty ze sedimentační jímky, volně odloučené oleje kaly z reaktoru, flotační pěna z rotátoru, použité filtrační náplně [1]
8.1 Likvidace odpadů po mytí 8.1.1 Skládkování Je technicky poměrně jednoduchá záležitost, Problémy ovšem jsou vhodným umístěním skládky, s omezenou kapacitou vhodných míst, s tím, že škodliviny nejsou fakticky zneškodněny, ale kumulují se v místě skládky a vždy hrozí nebezpečí, že se nekontrolovatelně dostanou do přírodního prostředí mimo skládku atd. Skladováním se tedy problém zneškodnění škodlivin pouze odkládá. Pro nakládání se skládkovanými odpady platí zákonné předpisy, které rozlišují různé třídy nebezpečnosti odpadů a podle toho stanovují také základní parametry, které musí samotné skládky i jejich provozní režimy splňovat. Při manipulaci s kaly, zeminou, flotační pěnou atd. je nutno považovat tyto materiály za kontaminované ropnými látkami. Skládky pro ně musí mít nepropustné podloží, musí zabraňovat možnosti úniku prosakující vody do povrchových nebo spodních vod, musí mít řízený provozní režim aj. To ve svých důsledcích znamená, že zneškodňování odpadů z mytí strojů skládkováním je neperspektivní způsob, i když je to v současnosti jeden z mála způsobů skutečně prakticky proveditelných. [1]
8.1.2 Kompostování Je zdánlivě snadno proveditelný způsob zneškodnění. V principu se jedná o využití biologicky přírodních procesů, kdy vhodné mikroorganismy rozkládají škodliviny na jednodušší chemické látky, které jsou méně škodlivé nebo neškodné, popřípadě jsou 27
dále rozkládány jinými mikroorganismy. Po celou dobu musí být kompost ošetřován (překopáván, zvlhčován). Protože se však nikdy nepodaří, aby v kompostu byly rozloženy všechny ropné látky a protože kompostovaný materiál bývá zpravidla kontaminovaný i jinými škodlivinami např. těžkými kovy, nemůže být takto získaný kompost využit na plochách, na kterých se pěstují potravinářské nebo krmné plodiny. Použití tedy může být pouze ke hnojení neproduktivních ploch, jako jsou náspy, parky a svahy dálnic.
8.1.3 Přepracování Je opět jen zdánlivě snadný způsob zneškodnění těchto odpadů. Byl vyvinut a zkoušen způsob přepracování označovaný jako solidifikace. V principu se jedná o postup, při kterém je zneškodňovaný materiál granulován tak, že je uzavřen uvnitř interního, nepropustného obalu. Použití takto získaných granulí se předpokládá ve stavebnictví jako podsypy a násypy různých liniových staveb (silnice, dálnice, železnice apod.) Je to ovšem risk vzhledem k tomu, že nelze s jistotou říct, jak se tento materiál bude s postupem času měnit.
8.1.4 Spalování Je pravděpodobně nejspolehlivější způsob zneškodnění těchto odpadů. Zároveň však patří k nejdražším. Navíc ani spalování není bez ekologických rizik. Ta spočívají v tom, že spalováním se sice rozloží složité organické molekuly ropných látek, případně i jiných škodlivin, na molekuly a sloučeniny jednodušší, ale dosud není dostatečně známo působení těchto druhotných produktů na životní prostředí. Pro dokonalé spalování je důležitá především teplota a doba spalování při určité teplotě. Za minimální teplotu vhodnou pro spalování ropných látek se považuje 10000C. Ještě lepší je 12000C. Spalovací pec bývá většinou bubnová a vyzdívka bubnu je keramická. [1]
28
9 Závěr a diskuze Dnešní moderní doba klade velký důraz na mytí motorových vozidel. Obrovský vývoj a rozvoj v automobilovém průmyslu, umožnil zdokonalování mycích postupů a technologií. Zároveň však došlo i k odhalení ekologických problémů a negativ s následným odstraněním, likvidací odpadů po mytí motorových vozidel. S postupem času se daří celkem výrazně ekologické aspekty zlepšovat. V každém konkrétním případě je nutno zvážit jakou technologii mytí motorových vozidel, a tudíž i zvolené mycí přípravky použít. Mělo by se dbát aby, zvolený způsob byl co nejekologičtější. Proto bych se chtěl touto problematikou zabývat v mé diplomové práci. Zajímavé by mohlo být např. srovnání jednotlivých mycích technologií a odstranění vzniklých odpadů.
29
Seznam použité literatury [1]
POŠTA, J.: Provozuschopnost strojů. Skriptum, ČZU Praha, 2002. ISBN 80-213-0966-0
[2]
KVARČAK, M. A KOL. Likvidace ropných havárií. Ostrava : SPBI, 2000.
[3]
DVOŘÁK, J., ERLEBACH, J., PTÁČEK, M. A KOL. Čištění odpadních vod s obsahem ropných látek. Praha : SNTL, 1982
[4]
Carvalet [online]. 2003. 2005 [cit. 2010-03-15]. Carvalet. Dostupné z WWW:
.
[5]
Bdx
[online].
2002.
2008
[cit.
2010-02-23].
Bdx.
Dostupné
z
WWW:
.
[6]
Evh s.r.o. [online]. Brno : 2001, 14.1.2010 [cit. 2010-03-18]. Evh. Dostupné z WWW:
.
[7]
Sekoss a.s. [online]. 2005 [cit. 2010-03-15]. Sekoss. Dostupné z WWW:
.
[8]
šebesta [online]. 2004. 2004 [cit. 2010-04-16]. šebesta s.r.o. Dostupné z WWW:
.
30
Seznam obrázků Obr.1 Saponát firmy Car valet .................................................................................................. 9 Obr.2 Mycí pracoviště na mytí motorových vozidel „Christ“ ............................................ 11 Obr.3 Uzavřený okruh mycího pracoviště ............................................................................ 13 Obr.4 Schéma mycí linky ........................................................................................................ 14 Obr.5 Kruhový flotátor ........................................................................................................... 19 Obr.6 Filtr ................................................................................................................................ 20 Obr.7 Mycí zařízení firmy Sekoss ........................................................................................... 21 Obr.9 Čistírna odpadních vod z umývání lokomotiv............................................................. 25 Obr.11 Schéma mycí linky ....................................................................................................... 26
31
