Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1988 года по МПК C02F1/24 C02F1/24 C02F101/32 C02F103/34 

фие.

(Л

4i

00

о

СО

СП

00

Л

в камерах флотации вертикальные перегородки-электроды различной длины установлены на расстоянии друг от друга, уменьшающимся от центра к периферии пропорционально падению напора на участке флотации, при этом щелевые трубы дренажной распределительной системы снабжены наружными торцовыми быстросъемными пробками- ревизиями, а на вертикальные перегородки-электроды подается импульсами переменный ток промышленной частоты напряжением 30-40 В. Устройство включает последовательно расположенные в одном корпусе камеры флотации 1 и 2 с вертикальнЬ1ми перегородками-электродами 3, поплавковые пеносборные лотки 4 с напрайляющим экраном 5, механизм вертикального премещения периодического действия

6, камеру фильтра с коалесцирующей загрузкой 7, камеру скорого фильтра с зернистой загрузкой 8, трубы для удаления нефтешпама 9 и сбора промывных вод 10, системы из перфорированных труб 11 для распределения водовоздушной смеси, решетку 12, дренажную распределительную систему из щелевых труб 13, насосы 14, 15, 16 для подачи исходной жидкости,промывной и рециркуляционной воды, эжекторы 17, напорные баки 18 и 19, манометры 20, предохранительные клапаны 21 с вантузами 22, редукционны клапаны 23, всасывающие линии 24 и 25 насосов, напорные трубопроводы 26-30 с задвижками,, коллектор 31, .трубопровод 32 для отвода фильтрата резервуар чистой воды 33. 2 з.п, ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод от взвешенных механических примесей и нефтепродуктов. Цель изобретения - снижение обводненности нефтепродуктов и повышение эффективности очистки сточных вод. Указанная цель достигается тем, что поплавковые лотки с наклонным пеносборным экраном снабжены механизмом вертикального перемещения периодического действия.

1

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров, взвешенных и поверхностно-активных веществ методами напорной флотации, электронейтрализации поверхностного слоя капель нефтепродуктов и фильтрования через плотные зернистые материалы и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйс тва, например, для очистки дождевых сточных вод с территорий машиностроительных пред- приятии и нефтебаз, производственных стоков автотранспортных и авторемонтных предприятий, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, тепловых электростанций, портов и т.д.

Целью изобретения является снижение обводненности нефтепродуктов и повьш1ение эффективности очистки

сточных вод. 1

На фиг.1 схематически изображено

устройство, продольный разрез; на фиг , 2 - разрез А-А на фиг. 1 ;на фиг.З- аксонометрическая схема плавающих поплавковых лотков с наклонным пено- сборным экраном; на фиг.4 - системы труб для распределения водовоздушной смеси в камерах флотации; на

фиг.5 - система щелевых труб для подачи промывной воды;на фиг,6 - дренажная распределительная система

из перфорированных труб; на фиг.7 - схема отвода фильтрата; на фиг.8 - схема подачи промывной воды.

Устройство включает последовательно расположенные в одном корпусе (фиг.1 и 2) камеры флотации 1 и 2 с вертикальными перегородками-электродами 3, поплавковые пеносборные лотки 4 с направляющим поток пены наклонным экраном 5, механизм 6 вертикального перемещения периодического действия, камеру фильтра с коалесцирующей загрузкой 7, камеру скорого фильтра с зернистой загрузкой 8, трубы для удаления нефтешлама 9 и

сброса промывных вод 10, системы из перфорированных труб 11 для распределения водовоздушной смеси, решетку 12 для поддержания плавающей коалесцирующей загрузки, дренажную

распределительную систему из щелевых труб 13 для отвода фильтрата и подачи промывной воды, насосы для подачи исходно жидкости 14, промывной 15 и рециркуляционной воды 16,

эжекторы 17 на обводных линиях насосов, напорные баки 18 и 19 для насыщения воздухом исходной жидкости и редиркуляционной воды, манометры 20, предохранительные клапаны 21 с ванту- эами 22, редукционные клапаны 23, всасывающие линии,24 и 25 насосов, напорные трубопроводы 26-30 с задвижками, коллектор 31, трубопровод 32 для отвода фильтрата, резервуар 33 чистой воды.

При этом конструкция для сбора пенного продукта (фиг.З) включает . уголковые детали для соединения по10

Сточная вода, содержащая тяжелую и легкую фазы насосом 14 по трубопроводам 26 и 27 подается после насыщения ее воздухом через эжектор 17 на обводной линии насоса 14,растворения воздуха в напорном баке 18, i снятия давления редукционным клапаном 23 на трубопроводе 27 и равно- . мерного распределения по площади камеры с помощью системы из перфорированных труб 11 в прямоточные камеры 1 флотации. При движении сточной жидкости снизу вверх в камерах 1 флотаплавкового лотка с экраном 34, пено- 15 ДИ частицы загрязнений контактируют сборные лотки 4, поплавки 35, направ- ляюиц й поток пены наклонный экран 5, трубы 9 для удаления нефтешпама, направляющие стойки 36, Скобы-фиксаторы движения поплавковых лотков 37, 20 гибкие соединения пластин со штоком 38 управления.

Конструкция распределительных систем водовоздушных смесей включает для

с пузьфьками воздуха и выносятся на поверхность в виде пенного продукта. Частично осветленная жидкость поступает в противоточную камеру 2 флотации и движется сверху вниз. Одновременно снизу в камеру флотации 2 насосом 16 (при закрытой задвижке на всасывающей линии насоса 15) по всасывающей линии 25 и по трубопроводам 29 и 30 подается осветленная жидкость из резервуара 33 (с объемом 20-50% от объема исходной жидкости) после насыщения ее воздухом через эжектор 17 на обводной линии насоса 16, растворения воздуха в на- порном баке 19, снятия давления редукционным клапаном 23 на трубопроводе 30 и равномерного распределения по площади камеры с помощью системы из перфорированных труб 42.

подачи насыщенной воздухом исходной воды напорный подводяи й трубопровод 27, редукционный клапан 23 для снятия давленияj магистральный кольцевой трубопровод 39, ответвления из перфорированных труб 40, для пор(ачи насыщенной воздухом рециркуляционной воды - напорный подводящий трубопровод 30, редукционный клапан 23 для снятия давления, магистральный кольцевой трубопровод 41, ответвления из перфорированных труб 42.

Конструкция системы щелевых труб для подачи промывной воды включает магистральный кольцевой трубопровод

43,ответвление напорного водовода

44,ответвления из перфорированных труб 45.

Конструкция дренажной распределительной системы включает трубопровод 32 для отвода фильтрата с задвижкой, трубопровод 28 для подачи промывной воды, с задвижкой, коллектор 31, ответвления 46, торцовые пробки-ревизии 47,.

Конструкция щелевых труб для отвода фильтрата и подачи промывной воды включает трубу-футляр 48 для подачи промывной воды с продольной щелью в нижней части, перфорированную

25

30

35

40

45

50

с пузьфьками воздуха и выносятся на поверхность в виде пенного продукта Частично осветленная жидкость посту пает в противоточную камеру 2 флотации и движется сверху вниз. Одно временно снизу в камеру флотации 2 насосом 16 (при закрытой задвижке на всасывающей линии насоса 15) по всасывающей линии 25 и по трубопроводам 29 и 30 подается осветленная жидкость из резервуара 33 (с объемом 20-50% от объема исходной жидкости) после насыщения ее воздухом через эжектор 17 на обводной линии насоса 16, растворения воздуха в на порном баке 19, снятия давления редукционным клапаном 23 на трубопроводе 30 и равномерного распределени по площади камеры с помощью системы из перфорированных труб 42.

Флотоагрегаты частица загрязнений - пузьфек воздуха выносятся из камеры 2 флотации на поверхность и вместе с флотошламом из камер 1 фло тации формируют поверхностньй слой нефтешпама. Механизм 6 вертикального перемещения периодического действия по заданной программе вводит в действие конструкцию для сбора не тешлама. При этом опускание констру ций происходит равномерно, что обеспечивается штоком 38 управления.

Поверхностный нефтешпам, двигаяс по наклонной плоскости экрана 5 от центра к периферии, собирается в ло ках 4 и по мере их накопления отводится в сборные емкости по трубам 9. .

Соединение поплавковых лотков 4 с наклонным экраном 5 разъемными

трубу 49 для отвода фильтрата с попе- креплениями дает возможность измеречными щелями в верхней части.

Устройство работает следующим об- разом

Сточная вода, содержащая тяжелую и легкую фазы насосом 14 по трубопроводам 26 и 27 подается после насыщения ее воздухом через эжектор 17 на обводной линии насоса 14,растворения воздуха в напорном баке 18, i снятия давления редукционным клапаном 23 на трубопроводе 27 и равно- . мерного распределения по площади камеры с помощью системы из перфорированных труб 11 в прямоточные камеры 1 флотации. При движении сточной жидкости снизу вверх в камерах 1 флотаДИ частицы загрязнений контактируют

с пузьфьками воздуха и выносятся на поверхность в виде пенного продукта. Частично осветленная жидкость поступает в противоточную камеру 2 флотации и движется сверху вниз. Одновременно снизу в камеру флотации 2 насосом 16 (при закрытой задвижке на всасывающей линии насоса 15) по всасывающей линии 25 и по трубопроводам 29 и 30 подается осветленная жидкость из резервуара 33 (с объемом 20-50% от объема исходной жидкости) после насыщения ее воздухом через эжектор 17 на обводной линии насоса 16, растворения воздуха в на- , порном баке 19, снятия давления редукционным клапаном 23 на трубопроводе 30 и равномерного распределения по площади камеры с помощью системы из перфорированных труб 42.

Флотоагрегаты частица загрязнений - пузьфек воздуха выносятся из камеры 2 флотации на поверхность и вместе с флотошламом из камер 1 флотации формируют поверхностньй слой нефтешпама. Механизм 6 вертикального перемещения периодического действия по заданной программе вводит в действие конструкцию для сбора неф- тешлама. При этом опускание конструкций происходит равномерно, что обеспечивается штоком 38 управления.

Поверхностный нефтешпам, двигаясь по наклонной плоскости экрана 5 от центра к периферии, собирается в лотках 4 и по мере их накопления отводится в сборные емкости по трубам 9. .

Соединение поплавковых лотков 4 с наклонным экраном 5 разъемными

креплениями дает возможность изменять расстояние между лотком и экраном и регулировать размеры пеноот- водящего канала. Изменяя плавучесть

10

20

25

30

поплавков, можно регулировать степень погружения лотка под уровень слоя нефтешлама при отключении механизма 6 вертикального перемещения.

Раздел.ение объема камер 1 и 2 флотации на тонкослойные каналы вертикальными перегородками-электродами позволяет снизить турбулентность потоков, исключить образование циркуляционных зон, организовать наряду -с процессом флотации процесс ко-, алесценции Капель,

Интенсивность процесса укрупнения и всплытия капель нефтепродуктов мно- гократноувеличивается под действием электрического поля электродов при подводе к ним импульсами переменного тока промьшшенной частоты напряжением в 30-40 В. С разрушением устойчивости частиц эмульсии в переменном поле электродов нейтрализацией или разрушением поверхностного заряда, образованного адсорбцией или хе- мосорбцией ионов или полярных молекул воды, достигается десятикратный эффект очистки при концентрации нефтепродуктов до 10 мг/л и стократный - при концентрации нефтепродуктов до 100 мг/л и выше.

Импульсное электрическое поле,обеспечивая снятие поверхностного заряда с частиц нефтепродуктов, позволяет уменьшить расход электроэнергии более чем в сто раз. Длительность периода между импульсами зависит от скорости всплытия частиц нефтешлама, т.е. времени пребывания их в проти- воточной камере 2 флотации, и может колебаться в пределах 10-20 мин,Длительность импульса 15-20 с.

Равномерное распределение потоков исходной жидкости и рециркуляционной водовоздушной смеси достигается применением пластин различной длины и различных расстояний между ними, изменяющихся по линейному закону от периферии к центру.

Осветленная в камерах флотации- жидкость проходит далее через слой плавающей коалесцйрующей загрузки (например, из частиц гранулированного или кускового полиэтилена, пенопласта, пенополиуретана и т.д.),удерживаемой решеткой 12. При этом частицы нефтепродуктов задерживаются на поверхности частиц загрузки, коалес- цируют и всплывают на поверхность. При фильтровании сточной жидкости че1430353 6

рез слой коалесцйрующей загрузки про- . ис ходит окончательная дегазация ее перед поступлением в слой загрузки СКОРОГО фильтра, чем предохраняется закупоривание ее под пузьфьками воздуха. Наличие крупнопористой коалесцйрующей загрузки предохраняет загр уз- ку скорого фильтра от образования на ней пленки из крупных хлопьев, при промывке загрузка скорого фильтра заполняет поры коалесцйрующей загрузки и вследствие большого абразивного действия обе загрузки интенсивно освобождаются от загрязнений.

Окончательная очистка сточной жидкости от взвешенных веществ и нефтепродуктов происходит в загрузке скорого фильтра 8. Осветленная вода отводится с помощью щелевых труб 13 дренажной распределительной системы, з аключенных в трубы-футляры для подвода промывной воды, поступает в трубопровод 32 и далее при закрытой задвижке на трубопровод 28 по трубопроводу 32 поступает в резервуар 33 чистой воды.

Промывка загрузки 8 скорого фильтра и коалесцйрующей загрузки 7 осуществляется подачей воды из резервуара 33 чистой воды насосом 15 при. закрытых задвижках на всасывающей трубе насоса 16 и трубопроводе 32 и открытых задвижках на всасывающей трубе насоса 15 и трубопроводе 28. Промывная вода поступает в фильтрующие загрузки из кольцевого пространства между щелевой трубой для сбора фильтрата И щелевой трубой промывной воды. Промывка осуществляется восходящим потоком при динамическом равновесии расширенного слоя загрузки 8 скорого фильтра и в порах коалесцйрующей загрузки 7. Отвод промывной воды осу-, ществляется по трубам 10 из нижней части камер 1 флотации.

При этом в прямоточной камере флотации происходит флотация и вынос пу- зырьками воздуха грубодисперсных частиц загрязнений, а в противоточной более тонкая -очистка исходной жидкости флотацией мелкодисперсными пу- зьфьками из прямоточной камеры флотации и дополнительной массой воздушных пузырьков, образующихся при снятии давления из пересьш1;енной воздухом рециркуляционной воды. Создание в камерах флотации тонкослойных потоков с помощью вертикальных пере35

40

45

50

55

7

городок позволяет значительно снизить уровень турбулентности потока, исключить возможность образования циркуляционных зон и тем самым улуч- шить условия для образрвания и выноса флотореагентов. Подвод импульсами переменного тока промьгашенной частоты к вертикальным перегородкам- электродам в камерах флотации разру- шает и нейтрализует поверхностный заряд капель нефтепродуктов, тем самым улучшаются условия для их контакта, флотации, коалесценции.

Устройство наружных быстросъемньгх пробок в торцах перфорированных труб др.енажной распределительной системы позволяет легко производить очистку и замену их.

Устройство управляемых поплавко- вьпс лотков с наклонным пеносборным экраном позволяет упростить систему пенного продукта и обеспечить минимальную обводненность нефтешлама, что, с одной стороны, позволяет бо- лее рационально использовать водные ресурсы, а с другой - рациональнее и с меньшими затратами утилизировать нефтепродукты.

Предложенное устройство в сравне- НИИ с известным обеспечивает повышение эффективности очистки сточной жидкости от взвешенных веществ и нефтепродуктов в 2-3 раза за счет увеличения : степени газонасьш(ения осветляемой жидкости и улучшения гидравлических условий флотации загрязнений в тонкослойных каналах камер напорной флотации, интенсификации процесса коалесценции и всплывания капель нефтепродуктов

- -- ю хб .

20 -25- зо ф.Q

35

538

электронейтрализацией поверхностного заряда капель, усовершенствованием системы сбора пенного продукта и распределительной системы из щелевых труб для отвода фильтрата и подчи промывной воды, а также снизить степень обводненности нефтепродуктов более чем в десять раз.

Формула из.обретен и я

77

(ф

fiSдзиг.б

4Г7

фие.2

(f3U9.Z

ъ

ff4

46

fr«Wf- 2

ff

(fjus.6

ЗГ

риг.7

tffuS.e