СПОСОБ АЭРИРОВАНИЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2013 года по МПК C02F1/74 C02F101/30 B01D17/35 

Способ относится к насыщению нефтесодержащих вод воздухом и может быть применен в установках вакуумной флотации для создания схем непрерывной очистки жидкости.

Известен способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод, в котором в трубопровод перед насосом подается воздух, образовавшаяся водовоздушная смесь 8-10 мин находится в специальной напорной емкости, откуда и подается во флотатор, где происходит сброс давления и выделение из воды пузырьков воздуха (см. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций - М.: Энергоиздат, 1981, стр.211-212).

Недостатком данного способа является его периодичность, вызванная необходимостью затрачивать время на насыщение жидкости в напорном резервуаре.

Известен также способ аэрирования жидкости, при котором к напорному резервуару, находящемуся под избыточным давлением, подводится распределительная труба с отверстиями, обращенными к поверхности жидкости, через которые вода в виде тонких струй вытекает с большой скоростью и взаимодействует с поверхностью насыщаемой жидкости. При этом струи захватывают некоторое количество воздуха и транспортируют его в объем очищаемой жидкости (см. Авт.свидетельство №155456, МПК C02F 1/24, 1963 г.).

Недостатком этого решения является низкая захватывающая способность струи вследствие малой площади взаимодействия струи с воздушной фазой. Кроме того, значительная часть транспортируемого струей воздуха остается нерастворенной и выделяется в пузырьках на поверхность жидкости. Как следствие, данное устройство не обеспечивает необходимое количественное насыщение жидкости воздухом.

Известен также способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод, включающий обеспечение посредством соплового насадка их взаимодействие с объемом воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного (см. патент РФ №2389692, МПК C02F 1/24, C02F 1/74, 2010 г.). К недостаткам этого решения можно отнести неудовлетворительную степень аэрирования очищаемой жидкости, вследствие малого количества воздуха, транспортируемого струей.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в повышении степени аэрирования объема сточных вод.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении степени насыщения воздухом при повышенных давлениях абсорбируемым факелом распыляемой нефтесодержащей жидкости, что позволяет производить мгновенное аэрирование заданного объема нефтесодержащей жидкости, без необходимости затрачивать время на насыщение жидкости в специальном резервуаре. Кроме того, при такой схеме подачи обеспечивается «подпитка» сжатым воздухом объема воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного.

Поставленная задача решается тем, что способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод, включающий обеспечение посредством соплового насадка их взаимодействия с объемом воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного, отличающийся тем, что нефтесодержащие сточные воды эжектируют в полость соплового насадка струей сжатого воздуха, которую затем используют для их распыления в объеме воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного, с формированием факела распыла снизу вверх.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

При этом совокупность существенных признаков формулы изобретения обеспечивает интенсивное аэрирование иефтесодержащей жидкости без необходимости затрачивать время на насыщение воздуха в специальном напорном резервуаре и позволяет проводить ее непрерывную аэрацию с последующим флотированием.

На фиг.1 схематически показан поперечный разрез устройства, позволяющего осуществить способ.

На чертеже показаны резервуар 1, канал 2, сопловой насадок 3, уровень 4 нефтесодержащих сточных вод, вертикальная ось 5, источник 6 сжатого воздуха, верхнее отверстие 7 соплового насадка 3, регулятор давления газа 8, каплеотбойник 9, дренажные трубки 10, кольцевой выступ 11, патрубок 12.

Устройство для аэрирования нефтесодержащих сточных вод содержит резервуар 1, предпочтительно цилиндрический, выполненный с возможностью поддержания давления воздуха в нем выше атмосферного, канал 2, соединяющий полость резервуара 1 с источником сточных вод (не показан), и сопловой насадок 3, выход которого размещен над уровнем нефтесодержащих сточных вод 4 в резервуаре 1, расположенный на его вертикальной оси 5. Сопловой насадок 3 выполнен в виде цилиндрической втулки, нижнее отверстие которой сообщено с источником 6 сжатого воздуха, а верхнее 7 открыто к крыше резервуара 1. При этом сопловой насадок 3 выполнен с возможностью эжектирования нефтесодержащих сточных вод, для чего выпускное отверстие канала 2, соединяющего полость резервуара 1 с источником сточных вод, открыто в полость соплового насадка 3. В крыше резервуара 1 установлен регулятор давления газа 8. Для предотвращения попадания жидкой фазы в регулятор расхода газа 8 резервуар 1 оборудуют каплеотбойником 9, снабженным дренажными трубками 10 для отвода скопившейся в нем жидкости. Также резервуар 1 оборудован каплеформирующим кольцевым выступом 11, препятствующим отеканию капель распыляемой жидкости по стенкам резервуара 1. В донной части резервуара 1 располагается патрубок 12 отвода насыщенной жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

В сопловой насадок 3, располагаемый внутри напорного резервуара 1, от источника 6 подают сжатый воздух, который эжектирует, от источника сточных вод (не показан), через канал 2 насыщаемую нефтесодержащую жидкость, прошедшую ступень вакуумной флотации, для чего выпускное отверстие канала 2 открыто в полость соплового насадка 3. В результате из верхнего отверстия 7 соплового насадка 3 распыляется факел, состоящий из мелкодисперсных частиц аэрируемой среды, направленный вдоль вертикальной оси 5 резервуара 1. За счет большой площади поверхности раздела жидкой и газовой фаз мелкие частицы очищаемой нефтесодержащей жидкости с большой эффективностью абсорбируют в себя воздух. При этом за счет подачи сжатого воздуха в резервуаре 1 создается избыточное давление, величину которого контролируют регулятором давления газа 8 - повышение величины избыточного давления приводит к увеличению эффективности данного способа насыщения. Препятствует попаданию аэрируемой среды в регулятор давления 8 каплеотбойник 9, а дренажные трубки 10 отводят к стенкам резервуара 1 скопившуюся в нем жидкость. Каплеформирующий кольцевой выступ 11 препятствует стеканию жидкости по стенкам резервуара 1, увеличивая тем самым площадь и время контакта между жидкой и газовой фазами. Насыщенную воздухом жидкость отводят из резервуара 1 через патрубок 12 и направляют в ступень вакуумной флотации для повторной, более глубокой очистки.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод. Способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод включает обеспечение посредством соплового насадка (3) взаимодействия сточных вод с объемом воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного в резервуаре (1). При этом нефтесодержащие сточные воды эжектируют струей сжатого воздуха в полость соплового насадка (3), выполненного в виде цилиндрической втулки, нижнее отверстие которой сообщено с источником (6) сжатого воздуха, а верхнее (7) открыто к крыше резервуара (1). Затем струю сжатого воздуха используют для распыления в объеме воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного, с формированием факела распыла снизу вверх. Изобретение позволяет производить мгновенное аэрирование заданного объема нефтесодержащей жидкости. 1 ил.

Способ аэрирования нефтесодержащих сточных вод, включающий обеспечение посредством соплового насадка их взаимодействия с объемом воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного, отличающийся тем, что нефтесодержащие сточные воды эжектируют в полость соплового насадка струей сжатого воздуха, которую затем используют для их распыления в объеме воздуха, находящегося под давлением выше атмосферного, с формированием факела распыла снизу вверх.