Мобильная установка для очистки сточных вод Российский патент 2024 года по МПК C02F1/40 C02F1/24 C02F1/28 C02F1/32 

Изобретение относится к области очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано на нефтебазах, складах горючего и предприятиях (морских судах) осуществляющих сброс воды.

Наибольшее распространение получило загрязнение сточных вод нефтепродуктами и сопутствующими загрязнениями (взвешенными веществами, фенолами и др.). Это обстоятельство обусловливает создание установки для очистки сточных вод от механических примесей и нефтепродуктов.

Применение изобретения позволит значительно снизить воздействие на окружающую среду загрязненными сточными водами.

Известна передвижная установка для очистки сточных вод, включающая камеру и размещенные внутри неё насос, реактор с дозатором и мешалкой, отстойник, бункеры для приёма осадков и систему трубопроводов с запорной арматурой (АС 899487, кл. C02F 1/46, 25.01.1982).

Также известно мобильное устройство для обработки сточных вод, включающее камеру с размещенными в ней реактором, отстойником, электролизером, блоком флотации, блоком анионирования, блоком сорбции, блоком умягчения воды, в котором все указанные части смонтированы на передвижной тележке и находятся в функционально-конструктивном единстве (RU 195069 U1, кл. C02F 9/08, 14.10.2020).

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности транспортирования установки на длительные расстояния, низкая производительность и отсутствие системы контроля качества воды.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является мобильная установка для очистки сточных вод с обессоливанием, включающая в себя камеру с реактором, отстойник, электролизер, блок фильтрации, блок сорбции и блок электромембранного обессоливания (RU 195080 U1, кл. C02F 9/06, 14.01.2020)

Однако эта установка не является достаточно производительной, и не учитывает степень очистки воды на различных этапах, что снижает эффективность.

Задачей настоящего изобретения является создание мобильной установки, повышенной производительностью и степенью очистки, которую можно транспортировать в качестве прицепа к грузовому автомобилю к местам очистки нефтесодержащих сточных вод.

Для решения поставленной задачи предлагается мобильная установка для очистки сточных вод представляющая собой грузовой 2-х осный прицеп 1 (Фиг. 1) с аутригерами 2 (Фиг. 1), платформой 3 (Фиг. 1), на которой последовательно установлены центральный блок управления 4 (Фиг. 1, 2), накопительные ёмкости 5и 6 (Фиг. 2), 6 (Фиг. 1) с погружными насосами 7 и 8 (Фиг. 2), бак системы дозирования 9 (Фиг. 2), дозирующий насос 10 (Фиг. 2), блок коагуляции 11 (Фиг. 1, 2), оборудованный системой подогрева очищаемой воды 12 (Фиг. 1, 2), блок флотации 13 (Фиг. 1, 2), блок сорбции 14 (Фиг. 1, 2), блок ультрафиолетовой очистки 15 (Фиг. 1, 2) и обвязаны технологическим трубопроводом 16 (Фиг. 1, 2), а также система автоматического оперативного контроля качества воды, включающая в себя датчики непрерывного контроля качества воды в потоке 17, 18 и 19 (Фиг. 2) и электромагнитные клапаны 20-25 (Фиг. 2).

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность транспортирования установки на длительные расстояния, повышенная производительность и степень очистки за счет создания особой конструкции.

Указанные признаки являются существенными для решения задачи предполагаемого изобретения, т.к.:

1. грузовой 2-х осный прицеп с аутригерами позволяет транспортировать предлагаемую установку в места очистки сточных вод, с осуществлением данного процесса в устойчивом положении;

2. центральный блок управления, позволяет регулировать процесс очистки, а именно скорость и направление потоков очищаемой воды, температуру воды в блоке коагуляции;

3. блок коагуляции дополнительно оборудованный наружной системой подогрева очищаемой воды до 30-40°С, представляющей собой намотку на блок коагуляции греющего кабеля с порытым теплоизоляционным материалом и датчиком температуры для подачи сигнала на центральный блок управления, что позволяет поддерживать оптимальный температурный режим с целью повышения производительности и степени очистки системой подогрева очищаемой воды;

4. блок флотации представляющий собой цилиндр, днище которого имеет форму зауженного конуса с краном на конце в котором реализуется метод напорной флотации, позволяющий эффективно удалять из воды эмульгированные нефтепродукты и другие органические поверхностно-активные соединения;

5. блок сорбции представляет собой емкость, выполненную из пластика или из нержавеющей стали, заполненную активированным углем;

6. блок УФ-облучения предназначенный для обеззараживания воды методом воздействия на нее ультрафиолетового излучения с длиной волны 253,7 нм, имеющего наибольшее бактерицидное действие. Этот метод не приводит к изменению химического состава воды, позволяет отказаться от использования для обеззараживания реагентов (например, хлора). Блок оснащен лампой ультрафиолетового облучения, которая должна, в зависимости от производительности установки, обеспечивать облучение протекающей воды с интенсивностью не менее 16 кДж/см. Необходимость использования этого блока в предлагаемой установке обусловлена высокой вероятностью роста колоний микроорганизмов на адсорбционной загрузке, особенно при температурах +20°С и выше;

7. технологический трубопровод выполнен из цельных стальных труб с антикоррозийным покрытием или из нержавеющей стали, а также шлангов из полимерных материалов;

8. система автоматического оперативного контроля качества воды в виде комплекса датчиков качества очищаемой воды на различных этапах процесса и электромагнитных клапанов, подключенных к центральному блоку управления.

Принцип работы установки заключается в следующем: вода с содержанием нефтепродуктов и взвешенных веществ из резервуара 5 (Фиг. 2) погружным насосом 7 (Фиг. 2) подается на установку в приемный отсек блока коагуляции 11 (Фиг. 1, 2), нагревается до температуры 30-40 °С. В него же из бака дозирования 9 (Фиг. 2) дозирующим насосом 10 (Фиг. 2), автоматически в момент включения погружного насоса 7 (Фиг. 2) подается коагулирующий раствор. В блоке коагуляции 11 (Фиг. 1, 2) происходит осветление воды (удаление твердых взвешенных загрязнителей) за счет процессов коагуляции и седиментации, а также частичное удаление нерастворенных (суспензионных) нефтепродуктов

Из блока коагуляции 11 (Фиг. 1, 2) вода самотеком переливается в блок флотации 13 (Фиг. 1, 2). В блоке флотации из воды удаляется оставшаяся часть твердых взвешенных загрязнителей и нерастворенных (суспензионных) нефтепродуктов методом напорной флотации. Насыщение части поступающей в блок воды воздухом проходит в сатураторе 26 (Фиг. 2) системы пенообразования под давлением от 2 до 4 атм. Образовавшаяся пена системой пеноудаления собирается в отсек пеносборника. Образовавшийся в процессе коагуляции, седиментации и флотации шлам через вентили шламосброса 27и 28 (Фиг. 2) по специальным трубопроводам направляется в шламосборный колодец (или емкость) 29 (Фиг. 1).

Вода из блока флотации проходит через датчик качества 17 (Фиг. 2) и нормально открытый электромагнитный клапан 20 (Фиг. 2), после чего она направляется в накопительную емкость 6 (Фиг. 2). Сигнал с датчика 17 (Фиг. 2) подается на центральный блок управления (ЦБУ) 4 (Фиг. 1, 2), где уровень его сигнала сравнивается с эталонным сигналом. Если качество воды не удовлетворяет по концентрации взвешенных загрязнителей, то с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) подается команда на клапана 20 и 21 (Фиг. 2). При этом нормально открытый электромагнитный клапан 20 (Фиг. 2) закрывается, а нормально закрытый клапан 21 (Фиг. 2) открывается. Поток воды направляется обратно в накопительную емкость 5 (Фиг. 2) с исходной сточной водой, а из нее - на повторную обработку в установку. Когда качество воды будет соответствовать установленному с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) на клапаны 20 и 21 (Фиг. 2) подача сигнала прекращается, л они возвращаются в исходное положение и поток воды направляется в накопительную емкость 6 (Фиг. 1, 2).

Из накопительной емкости 6 (Фиг. 1, 2) вода погружным насосом 8 (Фиг. 2) подается в блок сорбции 14 (Фиг. 1, 2). В блоке сорбции происходит полная очистка от растворенных нефтепродуктов, других органических загрязнителей. После прохождения блока сорбции вода проходит через датчик качества воды 18 (Фиг. 2) и клапан 22 (Фиг. 2). Если качество воды не удовлетворяет по концентрации органических загрязнителей, то с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) подается команда на клапаны 22 и 23(Фиг. 2). При этом нормально открытый электромагнитный клапан 22 (Фиг. 2) закрывается, а нормально закрытый клапан 23 (Фиг. 2) открывается. Поток воды направляется обратно в накопительную емкость 6 (Фиг. 1, 2), а из нее - на повторную обработку в блок сорбции 14 (Фиг. 1, 2). Когда качество воды будет соответствовать установленному, с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) на клапаны 22 и 23 (Фиг. 2) подача сигнала прекращается, и они возвращаются в исходное положение и поток воды направляется на блок УФ-облучения 15 (Фиг. 1, 2).

В блоке УФ-облучения 15 (Фиг. 1, 2) проводится финишная очистка воды. В данном блоке происходит обеззараживание воды от бактерий, образование которых возможно в сорбционной загрузке, если процесс очистки носит циклический характер. Рост бактерий начинается при продолжительных перерывах в подаче воды на блок сорбции 14 (Фиг. 1, 2). После прохождения блока УФ-облучения 15 (Фиг. 1, 2) вода проходит через датчик качества воды 19 и клапан 24(Фиг. 2). Если качество воды не удовлетворяет по концентрациям органических веществ (в основном продукты разложения трупов бактерий), то с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) подается команда клапана 19 и 20 (Фиг. 2). При этом нормально открытый электромагнитный клапан 19 (Фиг. 2) закрывается, а нормально закрытый клапан 20 (Фиг. 2) открывается. Поток воды направляется обратно в накопительную емкость 6 (Фиг. 1, 2), а из нее - на повторную обработку в блок сорбции 14 (Фиг. 1, 2). Когда качество воды будет соответствовать установленному, с ЦБУ 4 (Фиг. 1, 2) на клапаны 19 и 20 (Фиг. 2) подача сигнала прекращается, и они возвращаются в исходное положение и поток очищенной воды направляется на выход из блочно-модульной установки.

Первой стадией очистки сточных вод, как правило, является удаление взвешенных веществ, обуславливающих мутность и цветность. Из всего многообразия применяемых для этих целей методов в данной установке предлагается использовать тонкослойный полочный отстойник с добавлением коагулирующе-дезинфицирующего раствора, в котором удаление взвешенных веществ за счет коагуляции, седиментации и дезинфекции.

В ходе работы установки, в зависимости от качества исходной воды, технология функционирования системы ее оперативного контроля может изменяться на стадиях технологического процесса в сторону уменьшения точек контроля. Это связано с тем, что ряд процессов могут протекать не только в одном блоке, но и продолжаются в других блоках. К примеру, процесс коагуляции продолжается в блоке флотации. Поэтому оперативным контролем качества воды между блоками коагуляции и флотации можно пренебречь, а оценивать качество воды можно после блока флотации. При этом, при установлении низкого качества очищаемой воды после блока флотации поток воды следует возвращать на вход предыдущего блока очистки - блока коагуляции.

Перед началом процесса очистки необходимо разместить установку на ровной поверхности без уклонов, блок флотатора - строго горизонтально, обязательно по уровню, при температуре окружающего воздуха не ниже +5°С. Подсоединить трубопроводы: подачи загрязненной воды в установку; отвода очищенной воды в емкость с очищенной водой; слива осадка и пены в шламосборник, отвода воды на повторную обработку. Проверить наличие и соответствие заземления установки. Закрыть все задвижки и краны, заполнить водой буферный бак. бок сорбции, блок УФ-облучения и блок флотатора выше уровня забора воды на систему ценообразования. Блок тонкослойного полочного отстойника заполняется водой из емкости с исходной водой.

Данная конструкция на основании проведенных авторами экспериментально теоретических исследований является самой оптимальной.

Таким образом, все признаки, указанные в формуле изобретения, необходимы в совокупности для решения поставленной задачи.

Изобретение относится к области очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано на нефтебазах, складах горючего и предприятиях осуществляющих сброс воды. Мобильная установка для очистки сточных вод представляет собой грузовой 2-осный прицеп с аутригерами, платформой, на которой последовательно установлены центральный блок управления, накопительные емкости с погружными насосами, бак системы дозирования, дозирующий насос, блок коагуляции, оборудованный системой подогрева очищаемой воды, блок флотации, блок сорбции, блок ультрафиолетовой очистки и обвязаны технологическим трубопроводом, а также система автоматического оперативного контроля качества воды, включающая в себя датчики непрерывного контроля качества воды в потоке и электромагнитные клапаны. Техническим результатом является обеспечение возможности транспортирования установки, повышение производительности и степени очистки. 2 ил.

Мобильная установка для очистки сточных вод, представляющая собой грузовой 2-осный прицеп с аутригерами, платформой, на которой последовательно установлены центральный блок управления, накопительные емкости с погружными насосами, бак системы дозирования, дозирующий насос, блок коагуляции, оборудованный системой подогрева очищаемой воды, блок флотации, блок сорбции, блок ультрафиолетовой очистки и обвязаны технологическим трубопроводом, а также система автоматического оперативного контроля качества воды, включающая в себя датчики непрерывного контроля качества воды в потоке и электромагнитные клапаны.