基于旋流除沙的洗車廢水處理循環(huán)回用技術(shù)初探

朱佳欣　徐彤　崔亞慧　程曉娜　梁素韜

【摘 要】泥沙是洗車廢水中的主要污染物之一，如何處理泥沙是洗車廢水處理的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文介紹了洗車廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及存在問題，同時(shí)提出了洗車廢水的污泥處理問題。進(jìn)而提出將旋流除沙原理應(yīng)用到洗車廢水處理中，通過當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用實(shí)例對(duì)這種技術(shù)的效果進(jìn)行了初步分析。

【關(guān)鍵詞】旋流除沙 循環(huán)節(jié)水 洗車廢水

1 洗車廢水回用技術(shù)的研究背景與意義

隨著我國汽車數(shù)量迅速增加，洗車業(yè)也迅速得到了發(fā)展?，F(xiàn)在應(yīng)用較為普遍的是人工高壓水槍洗車，洗車行業(yè)的污水排放，給城市用水和廢水處理帶來壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，清洗一輛小型汽車需用水0.06-0.10噸，1座大中城市1年用于洗車的水量則可供6萬人口使用一年，洗車用水的消耗量顯而易見。此外，由于對(duì)洗車業(yè)的管理還不夠規(guī)范，洗車水的隨意排放影響市容和市民的生活環(huán)境，排入管網(wǎng)加重水處理負(fù)擔(dān)。針對(duì)洗車廢水消耗大量水資源及污染環(huán)境的現(xiàn)狀，雖然一些城市已作出相應(yīng)的限制也出臺(tái)了相關(guān)政。但是根據(jù)走訪調(diào)查洗車場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，一些洗車場(chǎng)沒有水循環(huán)設(shè)備，或者有卻棄之不用。因此，提倡洗車廢水的回用技術(shù)，從社會(huì)效益角度看，不僅節(jié)約現(xiàn)有的水資源，減輕了市政供水的壓力。從經(jīng)濟(jì)效益角度看，洗車廢水回用將減少洗車成本。從生態(tài)效益角度看，洗車廢水回用，對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行處理，減輕了洗車廢水直接排放對(duì)環(huán)境的污染。

2 洗車廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及存在問題

泥沙、油類和洗滌劑類等是洗車廢水中的主要污染物質(zhì)，通?？梢园聪窜噺U水中主要污染物存在情況將洗車廢水分為兩大類：第一類含油量、泥沙、洗滌劑類物質(zhì)均較高的洗車廢水，這類廢水的處理工藝相對(duì)復(fù)雜，占地面積大，成本高，除沙效果也不甚理想；第二類是含油量少，含泥沙、洗滌劑較多的洗車廢水，這類廢水的處理工藝較簡單，但運(yùn)行時(shí)受到的制約因素較多，且色度去除效果不甚理想[1]。有的工藝出現(xiàn)需要經(jīng)常反洗，出現(xiàn)精密過濾中的濾芯也需定期更換等問題。對(duì)于洗車廢水處理后的污泥處置。這些污泥絕大部分堆放于洗車場(chǎng)附近未作處理。沖洗的污泥長時(shí)間堆積，各洗車場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)隨時(shí)間推移而逐步增大的污泥丘，不僅占用了土地，而且惡化了環(huán)境。

3 洗車廢水的旋流除沙處理技術(shù)

一般人工洗車都是兩次沖水，第一次用高壓水槍直接沖洗泥污，泥沙基本上都產(chǎn)生在這個(gè)階段，然后打上清潔劑進(jìn)行第二次清洗。大多數(shù)循環(huán)水利用裝置都是完整的一套系統(tǒng)，占地面積大、成本高、使用不方便；并且處理后的水還殘留有泡沫和臭味，這主要是在第二次清洗過程中造成的。

針對(duì)這個(gè)問題，突破傳統(tǒng)沉淀除沙的理念，將旋流除沙創(chuàng)造性地運(yùn)用到洗車廢水的處理中。我們只需將第一次洗車產(chǎn)生的廢水進(jìn)行旋流除沙后蓄存起來，便可再用于其他車輛的第一次清洗，其中的油類等其他污染物可以在第二次清洗中去除。第二次清洗可直接用自來水清洗，這也避免了循環(huán)水處理后有味和泡沫除不凈的問題。

下圖為一種新型的旋流除沙器，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1-2所示，其進(jìn)出口均為250×250㎜的正方形截面，除沙體部分由兩個(gè)半徑分別為100㎜和200㎜的同心圓柱構(gòu)成，兩個(gè)同心圓柱由篩網(wǎng)分隔，網(wǎng)孔直徑為0.12㎜。該旋流除沙器的工作原理為：含沙流體由除沙器右側(cè)的進(jìn)口以一定速度進(jìn)入旋流除沙器，在中間擋板作用下進(jìn)入除沙體并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下含沙流體被甩向圓柱體的四周，沙子在篩網(wǎng)的阻隔過濾作用下被阻擋在小圓柱體內(nèi)并沉淀到底部，而水流則在通過篩網(wǎng)后經(jīng)大圓柱體流向左側(cè)流體出口。

旋流除沙器是利用旋轉(zhuǎn)流體產(chǎn)生的離心力及篩網(wǎng)的過濾作用達(dá)到除沙目的的固液分離設(shè)備，與其他現(xiàn)有的洗車廢水處理工藝相比，它有很多突出的優(yōu)點(diǎn)：首先，它結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，占地面積小，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不存在經(jīng)常更換易損構(gòu)件的問題；其次，該旋流除沙器維護(hù)費(fèi)用低，分離效率高，處理時(shí)間短，是一種高效、安裝方便且成本低廉的固液分離設(shè)備。

4 應(yīng)用實(shí)例

旋流除沙技術(shù)在礦物工程、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是在洗車廢水處理中的應(yīng)用卻是創(chuàng)造性的。本地主要以小型洗車場(chǎng)為主，清洗的車輛沾染的灰塵和泥沙較多，而油類物質(zhì)相對(duì)較少，洗車廢水多屬于第二類，正好適用于旋流除沙裝置處理洗車廢水。洗車出現(xiàn)高耗能、耗水情況，我們對(duì)本地一些洗車店進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。保定市區(qū)洗車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)一般在25-35元，大多數(shù)的洗車場(chǎng)主要以高壓清洗機(jī)和泡沫機(jī)兩種設(shè)備為主，少部分裝有：洗車機(jī)、吸塵器、氣泵等，在清洗過程中，產(chǎn)生的泥沙比較多。

經(jīng)調(diào)查，人工洗車的洗車店洗一輛車用水60-80 L，日洗車數(shù)量30兩左右，日用水量和排水量為1800-2400L；高壓洗車的車店洗一輛車50-70L，日洗車數(shù)量40輛左右，日總用水量和排放廢水量為2000-2800L；全自動(dòng)電腦洗車洗一輛車用水150-190 L，日洗車數(shù)量為150輛左右，日總用水量和廢水排放量為22500-28500L；半自動(dòng)洗車店洗一輛車用水80-100 L，日洗車數(shù)量為100輛左右，日總用水量和廢水排放量為8000-10000L。洗車用水屬于特殊行業(yè)用水，水費(fèi)為23元/噸，一般的人工洗車店平均每月用水63噸，所需水費(fèi)平均每月為1500元左右。洗車場(chǎng)所產(chǎn)生的廢水一般沒有經(jīng)過處理直接排入城市地下管網(wǎng)，洗車廢水含有的泥沙量較多，直接排放給城市水處理帶來不便；另外，洗車用水較多，真正實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用的技術(shù)較少，而且成本普遍較高，對(duì)城市用水造成很大壓力。

在洗車場(chǎng)收集不同類型的洗車廢水，采用烘干法對(duì)其進(jìn)行泥沙含量的測(cè)定，得到如下試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

第一類：處理前泥沙含量為282.7 mg/L，處理后19.8 mg/L，回用水標(biāo)準(zhǔn)為5 mg/L；第二類：處理前為109.8 mg/L，處理后為7.7 mg/L，回用水標(biāo)準(zhǔn)為5 mg/L。

從數(shù)據(jù)中可以看出，兩類洗車廢水中的泥沙含量均較高，雖然經(jīng)旋流除沙器處理后的泥沙含量不能滿足洗車水回用標(biāo)準(zhǔn)，但是與標(biāo)準(zhǔn)非常接近。因?yàn)榈谝活愊窜噺U水中的油類等其他污染物的含量也很高，所以需配合除油等其他工藝才能達(dá)到良好效果。而第二類洗車廢水中油類等其他污染物含量都很低，除沙后可用于第一次洗車過程中，再配合第二次自來水清洗就可以達(dá)到很好的效果。并且可以將這種技術(shù)推廣到各地的小型洗車場(chǎng)，用于處理泥沙含量多而油類較少的洗車廢水處理。

5 結(jié)語

洗車廢水的處理除了采用傳統(tǒng)的處理方法外，本文提出了針對(duì)泥沙處理的旋流除沙法，并且根據(jù)小型洗車場(chǎng)設(shè)計(jì)了一種流程簡單的便捷洗車廢水回用工藝。由于大部分的洗車用水都消耗在第一次清洗過程中，所以對(duì)第一次洗車廢水的循環(huán)利用水量還是很可觀的。現(xiàn)行的洗車廢水處理工藝回用率低、處理效果不理想，為滿足社會(huì)對(duì)洗車廢水回用的需求，高效、簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的洗車廢水處理技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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