Устройство для очистки нефтесодержащих вод Советский патент 1992 года по МПК C02F1/40 B01D17/02 

Изобретение может быть применено для очистки судовых нефтесодержащих вод, очистки сточных вод автопредприятий, буровых платформ и прочих отраслей промышленности, где образуются сточные воды, содержащие нефтепродукты,

Известно устройство для мембранного разделения присутствующих в жидкости компонентов с различными молекулярными массами, имеющее несколько последовательно .расположенных камер, отделенных одна от другой полупроницаемыми мембранами.

Недостатками известного устройства являются его небольшая производительность, а также малая эффективность разделения при больших концентрациях нефтепродуктов.

Наиболее близким является устройство для очистки нефтесодержащих вод, сепаратор которого представляет собой устройство для очистки нефтесодержащих вод, содержащее корпус с дном, распределитель потока, образующий с верхней частью корпуса полость загрязненной воды, соединенную подводящим патрубком, очистной блок в виде каркаса с коалесцирующим материалом, ограниченный сверху перфорированным диском, трубопроводы отвода нефтепродуктов и очищенной воды, снабженное нефтесборником, герметично прикрепленным к верхней поверхности перфорированного диска, устройством отсоса, соединенным с нефтесборником и полостью загрязненной воды, закрепленной на нижней поверхности диска центральной

VI ел

00

о

трубой и горизонтальной перегородкой, герметично прикрепленной к корпусу под очистным блоком с образованием с дном корпуса полости очищенной воды, сообщающейся с центральной трубой, при этом каркас выполнен с поперечными и продольными каналами и расположен по спирали вокруг центральной перфорированной трубы, а коэлесцирующий материал размещен между витками каркаса.

Однако это устройство обладает следующим недостатками для исключения забивания каналов каркаса и внутрипорового пространства механическими примесями необходима установка дополнительного очистного устройства - фильтра механических примесей, непосредственное сообщение полости загрязненной воды с очистным фильтрующе-коалесцирующим блоком приводит к быстрой потере очистной способности его материала вследствие воздействия ударных нагрузок нефтепродуктов, на коалесцирующем материале по причине его избирательной способности к смачиванию нефтепродуктом принципиально не представляется возможным получать после очистки воду с нефтесодержанием менее 5-10

млн

Цель изобретения - повышение степени очистки и увеличение ресурса работы очистного блока.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус с дном, очистной блок в виде расположенного по спирали вокруг центральной трубы каркаса с поперечными и продольными каналами, между витками которого размещен коалес- цирующий материал, верхний перфорированный и нижний диски, ограничивающие очистной блок соответственно сверху и снизу, нефтесборник, герметично прикрепленный к верхнему диску, патрубки подвода загрязненной воды и отвода нефтепродуктов и очищенной воды, струйный аппарат, соединенный с нефтесборником, снабжено установленным в полости центральной трубы коническим гидроциклоном с направляющим аппаратом, закрепленным на верхнем диске, и центральным нефтеотво- дящим патрубком с конусом на конце, выход которого сообщается с нефтесборником, расположенным на верхнем основании нефтесборника с наклоном к горизонтали мембранным блоком, разделенным вертикальными перегородками с отверстиями на приемную полость чистой и рециркулирующей воды, насосом, всасывающий патрубок которого соединен с выходным патрубком гидроциклона, а напорный - приемной полостью мембранного блока,

дополнительным патрубком отвода очищенной воды мембранного блока, и горизонтальной перегородкой, установленной под очистным блоком с образованием с дном

корпуса и нижней частью гидроциклона шламосборника, сообщающегося с центральной трубой. Всасывающий патрубок гидроциклона соединен с патрубком подвода нефтесодержащей воды, а рабочий пат0 рубок струйного аппарата соединен с полостью рецпркулирующеи воды мембранного блока Верхнее основание нефтесборника и мембранный блок установлены под углом 25 - 30° к горизонтальной плоскости.

5На чертеже показано предлагаемое устройство общий вид

Устройство для очистки нефтесодержа- щих вод включает корпус 1 с патрубком 2 подвода загрязненной (очищаемой воды),

0 патрубком 3 отвода нефтепродуктов из полости нефтесборника 4 и патрубком 5 чистой воды из полости очистного блока 6. На верхнем основании 7 нефтесборника 4 размещен корпус мембранного блока 8, внутри

5 которого размещен пакет полупроницаемых мембран 9, с помощью вертикальной перегородки 10 с отверстиями отделенных от приемной полости 11, вертикальной перегородки 12 с отверстиями - от полости 13

0 чистой воды и вертикальной перегородки 14 с отверстиями - от полости 15 рециркулирующей воды Мембранный блок выполнен из перегородок 10, 12 и 14 и набора рам 16, между которыми и находятся мембраны 9.

5 Для вывода очищенной в мембранном блоке воды служит патрубок 17, а вывода воды, подаваемой на очистку в блок 6,- патрубок 18, который соединен с трубопроводом 19 с струйным аппаратом 20 Последний трубоп0 роводами 21 и 22 соединен с патрубками 23 и 24 подачи воды из нефтесборника 4 и от аппарата 20 в блок 6. Блок 6 выполнен в виде фильтрующего элемента, представляющего собой композицию фильтрующе-коа5 лесцирующего материала 25 и крупноячеистого объемного каркаса 26, имеющего продольные и поперечные каналы. Фильтрующий элемент намотан по спирали вокруг центральной трубы 27.

0Верхняя часть блока 6 ограничена перфорированным диском 28, который является одновременно нижним основанием нефтесборника 4. Нижняя часть блока 6 ограничена диском 29, прикрепленным к кор5 пусу 1 и образующим с трубой 27 кольцевой зазор 30. Диск 28 прикреплен к трубе 27, внутри которой установлен с зазором гидроциклон 31, направляющий аппарат 32 которого закреплен на диске 28, при этом периферийная часть полости аппарата 32

сообщена с полостью трубы 27 в верхней ее части с помощью кольцевого зазора 33. Всасывающий патрубок 34 гидроциклона 31 присоединен к патрубку 2 подвода нефтесо- держащей воды, а выходной патрубок 35 гидроциклона 31 соединен с насосом 36. Внутри гидроциклона 31 соосно установлен нефтеотводной патрубок 37 с конусом 38. Нижняя часть очистного блока б ограничена непроницаемой горизонтальной перегородкой 39, герметично прикрепленной к корпусу 1 и трубе 27, которая с дном устройства и корпусом гидроциклона 31 образует полость 40 шламосборника, снабженную патрубком 41 для удаления шлама, а с диском 29, трубой 27 и корпусом 1 - полость 42 загрязненной воды.

Устройство работает следующим образом.

Нефтесодержащая вода через патрубки 2 и 34 поступает в направляющий аппарат 32. Благодаря тангенциальному вводу жидкости поток закручивается и под воздействием центробежных сил механические примеси, как более тяжелые, распределяются в периферийной части полости аппарата 32 и через зазор 33 между конусом зп парата 32 и трубой 27 попадают в полость трубы 27 и далее в шламосборник 40. Нефтепродукт, воздушные пузырьки, всегда имеющиеся в очищаемой воде, концентрируются в центральной части аппарата 32 и корпуса гидроциклона 31 и за счет сил гравитации,а также вакуума, создаваемого аппаратом 20, посредством патрубка 37 с конусом 38 всплывают в нефтесборник 4, откуда через патрубок 3 удаляются из устройства. Благодаря наклону верхнего основания нефте- сборника под углом 25 - 30° к горизонту создаются благоприятные условия для самостоятельного всплытия частиц нефти к наивысшей точке нефтесборника, где размещен патрубок 3 отвода нефтепродуктов, при этом в нефтесборнике не образовываются застойные зоны со скоплениями нефтепродуктов, что позволяет использовать устройство без снижения эффективности в условиях качки на судах. Вода прошедшая очистку от механических примесей, воздуха и крупных частиц нефтепродуктов в гидроциклоне, по патрубку 35 с помощью насоса 36 подается в полость 11 предварительно очищенной воды блока 8, откуда через отверстия в перегородке 10 поступает на очистку в мембранах 9.

Часть воды, прошедшая мембранную очистку, выводится через отверстия в перегородках 12 и 14 в полость 13 чистой воды в патрубок 17, остальной объем (его много больше) очищенной в гидроциклоне 31 воды

выходит из мембранного блока через отверстия в перегородке 14 в полость 15 доочи- щаемой воды в патрубок 18 и по трубопроводу 19 поступает к струйному ап- 5 парату 20. Здесь она смешивается с водой, отсасываемой посредством аппарата 20 из нефтесборника 4, и далее по трубопроводу 22 через патрубок 24 поступает в полость 42 загрязненной воды очистного блока. При

0 поступлении загрязненной воды очистного блока через зазор 30 и слой каркаса 26, прикрепленного к трубе 27, на материал 25 происходит ее очистка за счет коалесценции нефтепродуктов на поверхности и внутри

5 материала 25. Укрупненный в порах материала продукт проходит в канал,образованный следующим слоем каркаса 26. Под действием архимедовой силы и силы, создаваемой струйным аппаратом 20, укрупнившиеся в

0 порах и на поверхности материала частицы нефтепродукта всплывают в нефтесборник 4 и через патрубок 3 выводятся из устройства. Остальной поток воды движется в двух направлениях: внутрь следующего слоя

5 фильтрующе-коалесцирующего материала 25 и по спиральному каркасу 26 вокруг него. Процесс разделения на последующих слоях происходит аналогично. Очищенная вода выводится из очистного блока 6 через пат0 рубок 5. Физической основой процесса является перемещение капель нефтепродукта в потоке к коалесцирующей стенке пол действием массовой силы, возникающей из-за течения вдоль криволинейной поверхности,

5 а также последующая коагуляция нефтепродуктов в более крупные капли на материале 25, их всплытие под воздействием архимедовой и гравитационной сил, По сравнению с известным предлагаемое устройство обла0 дает следующими преимуществами: отсут-о ствует необходимость установки фильтра механической очистки, удаление механических примесей осуществляется при помощи гидроциклона, размещенного внутри уст5 ройства, что существенно уменьшает габариты установки в целом; установка гидроциклона позволяет в том же объеме устройства обеспечить съем ударной нефтяной нагрузки перед подачей загрязненной

0 воды на окончательную очистку в мембранный и очистной блоки, указанное увеличивает ресурс работы очистного блока, дает возможность применить в составе установки мембранный блок и повышает очистную

5 способность устройства в целом; применение мембранного блока в составе устройства позволяет без увеличения габаритов повысить очистную способность с 5 - 10 до 3 - 7 , кроме того, возможно использовать воду, прошедшую очистку в

мембранном блоке, для технических целей, применение мембранного блока в составе устройства позволяет более рационально использовать энергию подающего насоса. Формула изобретения 1. Устройство для очистки нефтесодер- жащих вод, содержащее корпус с дном, очистной блок п виде расположенного по спирали вокруг центральной трубы каркаса с поперечными и продольными каналами, между витками которого размещен коалес- цирующий материал, верхний перфориро- ванный и нижний диски, ограничивающие очистной блок соответственно сверху и снизу, нефтесборник, герметично прикрепленный к верхнему диску, патрубки подвода загрязненной воды и отвода нефтепродуктов и очищенной воды, струйный аппарат, соединенный с нефтесборником, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки и увеличения ресурса работы очистного блока, оно снабжено установленными в полости центральной трубы кбническим гидроциклоном с направляющим аппаратом, закрепленным на верхнем диске, и центральным нефтеотводящим патрубком с конусом на конце, выход которого

сообщается с нефтесборником. расположенным на верхнем основании нефтесбор- ника с наклоном к горизонтали мембранным блоком, разделенным вертикальными перегородками с отверстиями на приемную полость и полости чистой и ре- циркулирующей воды, насосом, всасывающий патрубок которого соединен с выходным патрубком гидроциклоиа, а напорный - приемной полостью мембранного блока, дополнительным патрубком отвода очищенной воды, соединенным с полостью чистой воды мембранного блока, и горизонтальной перегородкой, установленной под

очистным блоком с образованием с дном корпуса и нижней частью гидроциклона шламосборника, сообщающегося с центральной трубой, при этом всасывающий патрубок гидроциклона соединен с патрубком подвода нефтесодержащей воды, а рабочий патрубок струйного аппарата соединен с полостью рециркулирующей воды мембранного блока,

2. Устройство по п. 1,отличающеес я тем, ч го верхнее основание нефтесбор- ника и мембранный блок установлены под углом 25 - 30° к горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к очистке неф- тесодержащих вод. Устройство содержит корпус с дном, очистной блок в виде расположенного по спирали вокруг центральной трубы каркаса с поперечными и продольныMVi каналами, между витками которого размещен коалесцирующий материал. Верхний перфорированный и нижний диски ограничивают очистной блок соответственно сверху vi снизу. Нефтесборник герметично прикреплен к верхнему диску и соединен с всасывающим патрубком струйного аппарата. В полости центральной трубы установлен конусный гидроциклон, всасывающий патрубок которого соединен с патрубком подвода нефтесодержащей воды. На верхнем основании нефтесборника расположен с наклоном к горизонтали мембранный блок, приемная полость которого соединена с выходным патрубком гидроциклона Использование гидроциклона и мембраьного блока позволяет осуществить очистку от механических примесей и повысить очистную способность до 3-7 .1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

9

ю

8

//

7 М

г

1 б

5

/ 36

Ж 30 ЖН & 2 W

42