Устройство для очистки поверхностных проточных вод от нефтепродуктов и механических загрязнений Советский патент 1988 года по МПК E02B15/04 

4

оо

4

00

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и может быть использовано для сбора нефти, нефтепродуктов и различных механичес- ких загрязнений с поверхностных проточных вод, в основном малых несудоходных рек.

Цель изобретения - повьпиение эффективности очистки и надежности ра- боты устройства при любых режимах течения потока.

На фиг.1 изображено устройство, установленное на повороте реки, вид сверху; на фиг.2 - продольный раз- рез по сборной емкости (разрез А-А

на фиг. О; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг., на фиг.4 - устройство, установленное на прямом участке реки, вид сверху.

Устройство для очистки поверхностных проточных вод от нефтепродуктов и механических загрязнений включает размещенную в береговой зоне сборную емкость 1, которая может быть соору- жена как на повороте (фиг.1), так и на прямом участке реки 2 (фиг.4), на которой установлен направляющий элемент 3, представляющий собой, например, сплошную дамбу, перекрьшаю- тую русло реки и частично заходящую в сборную емкость 1, разделяя ее на две части с образованием струе- направляющего канала 4 и очистной емкости 5 и выступая над поверхностью воды на расстоянии, учитьшающем максмальную величину повьппения уровня воды в реке во время паводков.

Направляющий элемент 3 установлен таким образом, чтобы направление по- тока при входеего в струенаправляю- щий канал 4, расположенный в меньшей части сборной емкости 1, было параллельно ему.

В очистной емкости 5 сборной ем- кости 1 установлено заградительное приспособление, которое может быть выполнено из нескольких секций, образованных разделительными перегородками б, установленными на всю глубину сборной емкости, и верхняя часть ко- торых выше максимального уровня поверхностных загрязнений.

Перегородки могут быть вьшолнены из бетонных, металлических и других прочных материалов, причем крайние перегородки могут иметь в поперечном сечении форму швеллера, а средние - форму двутавра с возможностью вертикального перемещения между ними задерживающих элементов 7 в зависимости от изменения уровня воды со скопившимися загрязнениями в очистной емкости 5, В качестве задерживающих элементов обеспечивающих глубину в очистной емкости не менее 0,5 м, могут использоваться, например, поверхностно плавающие и частично погруженные в воду поплавки, выступающая часть которых должна быть больше максимальной высоты загрязняющих веществ, с уплотнениями .

Размеры составных частей устройства определяют, исходя из технологического режима работы на случай неблагоприятных гидрологических режимов течения поверхностных проточных вод, по следующим математическим зависимостям.

Ширина струенаправляющего канала (Ь).) изменяется в пределах от 0,2 м

. h р , до b р г- , где b р - ширина реки

(м); hp и Ь - глубина реки и струенаправляющего канала (м).

Ширина струенаправляющего канала 4 0,2 м определена исходя из условия механизированной его очистки, а

h р

ширина bv Ьр г- (м) - из условия , м к

значения скорости движения воды в канале, обеспечивающей поступление и задержание загрязнений в очистной емкости в том случае, если это не обеспечивается скоростью и расходом воды в реке.

Длина струенаправляющего канала (1;) изменяется.в пределах от 0,5 м до 1 к I О b ц (м). При длине канала менее 0,5 м из экспериментальньк опытов не будет формироваться поток воды, обеспечивающий поступление загрязнений в очистную часть сборной емкости, выполнение же канала длиной более 10 Ьц (м) приведет к бесполезному увеличению капитальных затрат, так как формирование потока при любых расходах и составах воды происходит практически при 1 ц 6 10 Ь.

Размерь, струенаправляющего канала определены на случай малой величины расхода и соответственно скорости течения, не обеспечивающих нормальную эксплуатацию сооружения.

Ширина очистной части сборной емкости (bo) должна находиться в

b

Р h

llJ -

hp

.b,,nb,--.

где n - безразмерный коэффициент

больше единицы;

ho - глубина очистной емкости, (м).

Причем h р г- 0,5 м, из условия обеспечения нормальной работы очистной емкости. Минимальное значение be определено из условия равенства скоростей движения воды в реке и очистной емкости, что предотвращает дальнейшее растворение нефти в объеме воды. Максимальное значение bj определено из условия отделения взвешенных веществ и нефти находящейся в объеме воды, которое обеспечивается скоростью движения воды Vo в очисной емкости.Причем VQ 0,1 м/с, an- у- ;{-тVeXDpXIl

где Qp- расход воды в реке., м/с.

Размеры очистной емкости определены для неблагоприятных условий работы, когда естественные значения скорости и расхода воды в реке столь высоки, что не обеспечивают отделение взвешенных веществ и нефтепродуктов .

Минимальная длина Ip очистной емкости равна Ьр в период минимальног расхода воды, так как при длине мене этой величины происходит вынос загрянений, максимальная длина равна

V Ь°

0 и.

(м).

где Uo - скорость всплытия нефти или

осаждения взвеси, находящейся в объеI

ме коды, м/с.

При длине очистной емкости больho

V JJ --- , степень очистUQ

шей, чем IQ

ки воды практически не возрастает.

Заградительное приспособление может состоять из нескольких секций,

число секций N -г- ,

DC

где Ьр - ширина одной секции, м.

Ширина одной секции изменяется в пределах (0,5-20) м. При ширине секции менее 0,5 м происходит стеснение потока ив результате изменения ре- жима движения потока прзи ширине секции более 20 м возникают моменты сил обусловленные лобовым давлением, действующим на заграждающее приспособ0

5

5

0

5

30

0

45

50

gg

ление, что снижает эффективность работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Движущийся в реке 2 поток воды, содержащей нефть, значительное количество мехпримесей, веществ органического происхождения, различные плавающие предметы и т.п., направляется направляющим элементом 3, например сплошной дамбой, через образованный ею струенаправляющий канал 4 в очистную емкость 5. В струенаправляющем канале А за счет того, что его ширина мейьще ширины реки, уменьшается и живое сечение потока, вследствие чего скорость течения возрастает и, при изменении его направления на выходе из канала 4 в очистную емкость 5, происходит отбрасывание от потока воды к внутренней стенке сборной емкости основной части нефти, а также мехпримесей и других плавающих загрязнений различных размеров, т.е. осуществляется очистка с поверхности воды с постепенным накапливанием загрязнений в очистной емкости 5.

В то же время после выхода жидкости из канала 4 в очистную емкость 5 происходит снижение скорости потока воды вследствие увеличения его живого сечения, что способствует всплытию нефтяных частиц, находящихся в глубинных слоях водной массы, а также осаждение 4actH мехпримесей на дне сборной емкости. Вспхшв- тая нефть задерживается частично погруженными в воду элементами 7, а очищенная от загрязнений вода вновь поступает в русло реки 2. После накопления в сборной емкости значительного количества загрязнений как на поверхности, так и на дне производят периодическое удаление их, наприме:р, с помощью экскаватора, насосных установок и др. с дальнейшей утилизацией.

Формула изобретения

Устройство для очистки поверхностных проточньпс вод от нефтепродуктов и механических загрязнений, включающее сборную емкость, сообщающуюся с рекой, заградительное приспособление и направляющий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и надежности работы устройства при любых режимах течения потока, направляющий элемент расположен параллельно боковой стенке сборной емкости и выполнен в виде дамбы, полностью перекрьшающей

русло реки и частично заходящей в сборную емкость с образованием струе- направляющего канала и очистной емкости, при этом в очистной емкости расположено заградительное приспособление.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Цель изобретения - повышение эффективности очистки и надежности работы устройства при любых режимах течения потока. Устройство состоит из направляющего элемента 3, вьшолненнсго в виде дамбы, полностью перекрывающей русло реки и частично заходящей в сборную емкость 1, деля ее на две части: струенаправляющий канал 4 и очистную емкость 5. В очистной емкости установлено заградительное приспособление, которое состоит из нескольких секций, образованных разделительными перегородками 6, установленными на всю глубину сборной емкости. Между перегородками размещены задерживающие элементы 7, например поверхностно плавающие и частично погруженные в воду поплавки. Меньшая часть сборной емкости - струенаправляющий канал 4. Направляющий элемент 3 расположен параллельно боковой стенке сборной емкости 1. Размеры составных частей сборной емкости определяют на основании расчета. Устройство может быть установлено не только на повороте реки, но и на его прямом участке. 4 ил. § сл

.

///

.З

/1 -/}

y.f