СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИЗ ЖИДКОСТИ ГАЗОВ И/ИЛИ ЛЕТУЧИХ ПРИМЕСЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C02F1/20 C02F3/24 B01D21/00 

Изобретение относится к способам очистки жидкостей и может быть применено для удаления из воды и водных растворов нежелательных примесей в виде газов или летучих соединений.

В технологии очистки воды и водных растворов от растворенных газов и/или летучих примесей широко применяют способы, основанные на аэрации жидкости воздухом, в ходе которой газы и летучие вещества захватываются находящимися в жидкости пузырьками воздуха и впоследствии выделяются из нее.

Известен способ удаления летучей примеси, в частности, брома из природной воды, описанный в RU 2398734.

Согласно данному способу воду, содержащую бром, подают в камеру, представляющую собой снабженную тарелками вертикальную колонну. Одновременно в камеру подают поток воздуха, движущийся противотоком по отношению к перемещающейся вдоль колонны воде. Выделяющийся из воды бром отдувается потоком воздуха и вместе с ним отводится из колонны.

Однако данный способ требует сложного аппаратурного оформления.

Известен способ удаления из воды газообразных примесей [RU 2272791], выбранный в качестве ближайшего аналога.

Рассматриваемый способ включает аэрацию очищаемой воды посредством эжекции ею воздуха. Согласно рассматриваемому способу очищаемую воду подают в камеру и на входе в указанную камеру распыляют с помощью форсунки. Одновременно на вход в камеру подают поток воздуха, который продувает распыленную воду. Выделяющиеся из воды газообразные примеси удаляются из верхней части камеры вместе с потоком воздуха через выпускное отверстие. Для повышения эффективности способа обеспечивают режим кавитации воды за счет распыления потока воды на входе в камеру под перепадом давления не менее 2 атм.

Данный способ позволяет эффективно очистить воду от газообразных примесей, однако он требует специального аппаратурного оформления.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение способа удаления газов и/или летучих примесей из жидкости.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе удаления из жидкости газов и/или летучих примесей, включающем подачу жидкости в камеру, аэрацию жидкости в камере посредством эжекции ею воздуха и удаление из камеры выделяющихся из жидкости газов и/или летучих примесей, согласно изобретению заполняют жидкостью часть объема камеры, после чего осуществляют движение жидкости через камеру в режиме рециркуляции, при этом аэрацию жидкости осуществляют за счет обеспечения падения поступающей в режиме рециркуляции в камеру жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости.

В частном случае выполнения изобретения удаление из камеры выделяющихся из жидкости газов и/или летучих примесей осуществляют путем отдувки их воздухом, подаваемым в пространство камеры, расположенное над жидкостью.

В частном случае выполнения изобретения осуществляют дополнительную аэрацию жидкости за счет подъема части ее объема с помощью смонтированной в камере эрлифтной установки и обеспечения падения поднятой с помощью указанной установки жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости.

В заявляемом способе при падении поступающей в камеру жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости происходит аэрация жидкости за счет эжекции ею воздуха с образованием воздушных пузырей в верхних слоях указанного объема жидкости. Присутствующие в жидкости газы и/или летучие примеси захватываются пузырями воздуха, которые благодаря их близкому расположению к поверхности жидкости быстро достигают границы раздела жидкость-воздух и выделяются в объем камеры, расположенный над жидкостью.

За счет движения жидкости в режиме рециркуляции все новые порции жидкости оказываются сверху - в зоне образования воздушных пузырей, благодаря которым из указанных порций жидкости аналогичным образом быстро выделяются газ и/или летучие примеси.

Таким образом, осуществляется последовательная аэрация перемещающихся в рециркуляционном цикле порций жидкости, за счет чего происходит эффективное извлечение газов и летучих примесей из всего обрабатываемого объема жидкости.

Извлеченные из жидкости газы и летучие примеси удаляются из камеры, в частности, с помощью принудительной вентиляции камеры.

При этом для реализации заявляемого способа не требуется применения сложного или специального оборудования.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого способа, является упрощение способа удаления газов и/или летучих примесей из жидкости.

В случае, когда удаление из камеры выделяющихся из жидкости газов и/или летучих примесей осуществляют путем отдувки их воздухом, подаваемым в пространство камеры, расположенное над жидкостью, обеспечивается ускорение процесса очистки жидкости от газов и летучих примесей.

В случае, когда осуществляют дополнительную аэрацию жидкости за счет подъема части ее объема с помощью смонтированной в камере эрлифтной установки и обеспечения падения поднятой с помощью указанной установки жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости, повышается эффективность способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Очищаемую жидкость заливают в камеру, снабженную, в частности, выпускным отверстием для газов и летучих примесей, оставляя незаполненным некоторый ее объем.

Осуществляют движение жидкости через камеру в режиме рециркуляции с помощью насоса. При этом обеспечивают падение поступающей в камеру жидкости на поверхность расположенного в камере объема жидкости. В частности, осуществляют струйную подачу жидкости в камеру в виде одной или нескольких струй.

Выделяющиеся из жидкости газы и летучие примеси удаляют из камеры, в частности с помощью принудительной вентиляции камеры.

Удаление газов и летучих примесей из камеры также может быть осуществлено путем их отдувки потоком воздуха, подаваемым в пространство камеры, расположенное над жидкостью.

Подача воздуха может быть осуществлена, в частности, компрессором.

Движение жидкости в рециркуляционном режиме осуществляют до достижения требуемого содержания газов и/или летучих примесей в жидкости или до тех пор, пока не происходит дальнейшего заметного снижения их содержания в жидкости.

Целесообразным является осуществлять дополнительную аэрацию жидкости за счет подъема части ее объема с помощью смонтированной в камере эрлифтной установки и обеспечения падения поднятой с помощью указанной установки жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости.

В качестве эрлифтной установки может быть использована открытая с торцов частично погруженная в жидкость труба, снабженная средством подвода в ее погруженную в жидкость часть сжатого воздуха. За счет эрлифтного эффекта насыщенная воздухом жидкость поднимается по трубе вверх, вытекает из ее верхнего торца и падает на поверхность находящейся в камере жидкости, что обеспечивает ее дополнительную аэрацию.

Возможность реализации способа показана в примерах конкретного выполнения.

Пример 1

Осуществляли удаление хлороформа из питьевой воды.

Содержание хлороформа в исходной воде составляло 100 мкг/л.

Воду заливали в камеру, выполненную в виде емкости, оставляя незаполненным 2/3 ее объема.

Осуществляли через камеру, снабженную выпускным отверстием для выхода газов и летучих примесей, движение воды в режиме рециркуляции с помощью насоса. При этом обеспечивали струйную подачу воды в емкость в виде струи, падающей сверху вниз на поверхность расположенного в емкости объема воды, что обеспечивало ее аэрацию.

Во время рециркуляции в пространство емкости, расположенное над водой, подавали компрессором поток воздуха для отдувки извлеченного из воды хлороформа. Смесь воздуха с хлороформом удалялась из емкости через выпускное отверстие.

Осуществили восемь циклов движения воды в рециркуляционном контуре, образованном емкостью и насосной магистралью, до достижения содержания хлороформа в воде 50 мкг/л, что соответствует ПДК хлороформа в питьевой воде (менее 60 мкг/л).

Пример 2

Осуществляли удаление хлороформа и дихлорбромметана из водного раствора гипохлорита, полученного электрохимическим способом.

В процессе электролиза водного раствора хлорида натрия в электролизере контейнерного типа с неразделенными катодным и анодным пространствами получали водный раствор гипохлорита натрия.

Полученный водный раствор слили из электролизера в камеру - приемную емкость, снабженную выпускным отверстием для газов и летучих примесей и эрлифтной установкой.

Приемную емкость заполнили указанным водным раствором на 1/3 объема.

В указанном водном растворе присутствовали хлороформ и дихлорбромметан в количестве соответственно 1200 и 180 мкг/л.

Осуществляли движение водного раствора через приемную емкость и электролизер с помощью насоса в режиме рециркуляции. При этом обеспечивали струйную подачу поступающего из электролизера в приемную емкость водного раствора в виде струи, падающей сверху вниз на поверхность расположенного в приемной емкости объема водного раствора.

Осуществляли дополнительную аэрацию, для чего в эрлифтную установку подавали сжатый воздух.

Во время рециркуляции в объем приемной емкости, находящийся над водным раствором, подавали компрессором поток воздуха, с помощью которого отдували извлеченные из водного раствора хлороформ и дихлорбромметан.

Воздух вместе с парами указанных соединений удалялся через выпускное отверстие в камере.

Осуществили пять циклов движения водного раствора в рециркуляциионном контуре, образованном электролизером, приемной емкостью и насосной магистралью, до достижения содержания хлороформа и дихлорбромметана в указанном растворе соответственно 400 и 10 мкг/л.

При дальнейшем осуществлении рециркуляции водного раствора заметного снижения содержания в нем указанных соединений не происходило.

Изобретение может быть использовано для удаления из воды и водных растворов нежелательных примесей в виде газов и/или летучих соединений. Для осуществления способа подают жидкость в камеру, проводят аэрацию жидкости в камере посредством эжекции ею воздуха и удаляют из камеры газы и/или летучие примеси, выделяющиеся из жидкости. При этом заполняют жидкостью часть объема камеры, после чего осуществляют движение жидкости через камеру в режиме рециркуляции. Аэрацию жидкости осуществляют за счет падения поступающей в режиме рециркуляции в камеру жидкости на поверхность находящегося в камере объема жидкости. Выделяющиеся из воды газы и/или летучие примеси осуществляют путем отдувки их воздухом, подаваемым в пространство камеры, расположенное над водой. Проводят также дополнительную аэрацию воды за счет подъема части ее объема с помощью смонтированной в камере эрлифтной установки и обеспечения падения поднятой с помощью указанной установки воды на поверхность находящегося в камере объема воды. Способ обеспечивает простое и эффективное извлечение газов и/или летучих примесей из всего обрабатываемого объема воды жидкости. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Способ удаления из воды газов и/или летучих примесей, включающий подачу воды в камеру, аэрацию воды в камере посредством эжекции ею воздуха и удаление из камеры выделяющихся из воды газов и/или летучих примесей, отличающийся тем, что заполняют водой часть объема камеры, после чего осуществляют движение воды с помощью насоса через камеру в режиме рециркуляции в рециркуляционном контуре, образованном камерой и насосной магистралью, аэрацию осуществляют за счет обеспечения падения поступающей в режиме рециркуляции в камеру воды на поверхность находящегося в камере объема воды, при этом осуществляют струйную подачу поступающей в камеру воды в виде одной или нескольких струй, падающих сверху вниз на поверхность расположенного в камере объема воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление из камеры выделяющихся из воды газов и/или летучих примесей осуществляют путем отдувки их воздухом, подаваемым в пространство камеры, расположенное над водой.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют дополнительную аэрацию воды за счет подъема части ее объема с помощью смонтированной в камере эрлифтной установки и обеспечения падения поднятой с помощью указанной установки воды на поверхность находящегося в камере объема воды.