Изобретение относится к разделению эмульсий и может быть использовано для очистки сточных нефтесодержащих вод.
Известна установка, в которой в качестве магнитовосприимчивого реагента используют порошок магнетита. Установка.включает смеситель, где смешивают очищаемую воду с порошком магнетита, адсорбирующим нефтепродукты, магнитный фильтр, в котором отделяют полученные агрегаты. Для регенерации магнетита предлагают использование печи, в которой его нагревают до температуры десорбции нефтепродуктов, или использование аппарата для экстракции нефтегтродуктов с помощью растворителя 1J.
Недостатком известной установки является то, что применение для регенерации магнетита его нагревания при высоких температурах приводит к потере им- в значительной степени магнитных и адсорбционных свойств. Использование для регенерации аппарата, в котором нефтепродукты экстрагируются с помощью растворителя, сложно для практической реалиэгщии.
Цель изобретения - повышение экономичности установки.
Поставленная цель достигается тем, что установка, содержащая смеситель со средством подачи магнитовосприимчивого ; реагента и с входной камерой, магнитный фильтр со шламовой полостью и сепаратор грубой очистки, снабжена камерой подготовки магнитовосприимчивого реагента с трубопроводами, снабженной
10 устройством для перемешивания и дозирования водной суспензии магнитовосприимчивого реагента, устройством для съема нефтепродуктов с поверхности воды и подогревателем и
15 соединенной при помощи трубопроводов со шламовой полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя.
На чертеже показана приципиаль20ная схема установки.
Установка включает сепаратор грубой очистки воды 1, смеситель 2, магнитный фильтр 3 исистему физико-химической подготовки магнито25 восприимчивого реагента, содержащую камеру 4, сообщающуюся с помощью трубопроводов 5 и б со шламовой полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя 2 соответственно и снабженную устройством 7, выполняющим одновременно функции перемешивания и дозирования водной су пензии магнитовосприимчивого реаген та, а также устройством для съема нефтепродуктов с поверхности воды 8 и подогревателем 9. Установка.работает следующим o6pa3OMi Подлежащая очистке от диспергиро ванных нефтепродуктов вода поступает в сепаратор грубой очистки 1, где происходит отделение от воды крупных капель нефтепродуктов (диаметром более 50 мкм и механических примесей. В результате грубой очист ки воды получают тонкодисперсную эмульсию с содержанием нефтепродукта 1,0 г/л, что повышает эффективность последующего процесса магнитной фильтрации, увеличивает продолжительность цикла фильтрации и позволяет обеспечить постоянный расход водной суспензии магнитовосприимчивого реагента из камеры 4 при вводе его в исходную эмульсию. Выбор типа сепаратора грубой очис ки зависит от характера сточных .вод В частности, для. грубой очистки судовых льяльных вод целесообразно использовать сепаратор с коалесцируюши ми гофрированными пластинами. При ра боте установки в цикле фильтрации и сепаратора грубой очистки 1 Тонкодис персная водонефтяная эмульсия поступает в смеситель 2 одновременно.с водной суспензией магнитовосприи 1чивого реагента (с концентрац-ией до 1-5% по массе), подаваемой из камеры по трубопроводу 6 с помощью устройст ва 7. Однородную по дисперсности и составу водную суспензию магнитовосприимчивого реагента получают в камере 4 при непрерывном перемешивании смеси компонентов также с помощью устройства 7. Для одновременного выполнения функций перемешивания и дозирования магнитовосприимчивого реагеН та в рассматривае1иых условиях конструкция устройства 7 может быть выполнена в виде центробежного насоса напор которого превьяиает напор устро ства, подающего исходную эмульсию в смеситель 2. Расход водной суспензии магнитовосприимчивого реагента должен быть в соответствии с расходом исходной нефтесодержащей воды, он контролируется расходомером 10 и поддерживается постоянным автоматически с помощью исполнительного механизма на клапане 11, получающего импульс от датчика расходомера 10. В смесителе 2 обеспечивается адсорбция капель нефтепродукта магнитовосприимчивым реагентом. Для интенсификации процесса адсорбции необходимо предусмотреть в камере 4 или во входной камере смесителя 2 ввод коагулянта ( электролита. Из смесителя 2 дисперсная система поступает в магнитный фильтр 3, в фильтрующем элe 4eнтe которого происходит захват намагниченных указанным способом нефтепродуктов. Чистая вода идет на слив. В процессе работы маг-г нитного фильтра 3 свободный объем фильтрующего элемента заполняется шламом, состоящим из смеси нефтепродуктов с магнитовосприимчивым реагентом, до критической величины. После чего начинает ухудшаться качество очистки воды и необходима регенерация фильтрукядего элемента. Для выполнения последней закрывают автоматически клапаны: клапан 12 на трубопроводе, соединяющем магнитный фильтр 3 и выходную камеру смесителя 2,и клапан 13 на сливном трубопроводе. Открывают клапан 14 для по.дачи промывочной воды и клапан 15 на трубопроводе 5. Клапаны 12-16 управляются командным электрическим прибором (КЭП-2у) 17. В результате регенерации фильтрующего элемента, произведенной какимлибо известным способом (обычно с подачей пробивочной воды), получают .обводненный шлам, который отводится по трубопроводу 5 в камеру 4. При этом расход про№авочной воды должен соответствовать объему камеру 4, описанному ко зремени, затраченному на регенерацию фильтрующего элемента, если в течение цикла фильтргщии был израсходован весь объем водной суспензии магнитовосприимчивого реагента Б камере 4. В противном случае расход прокивочной воды должен корректироваться в зависимости от остаточного объема водной суспензии магнитовосприимчивого реагента в камере 4., После заполнения объекта камеры 4 шламом, последний подвергается физико-химической подготовке, которая заключается в том, что в камеру 4 вводят необходилие реагенты, например электролит, и смесь подвергают механическому перемешива няю с помощью устройства 7. При этом клапан-закрыт, и функции дозирования устройство 7 не выполняет . В результате механического перемешивания смеси в камере 4 достигают следундаих целей. Разрушают конгломераты нефтепродуктов с частицами магнитовосприимчивого реагента, чему благоприятствует тот факт, что шлам представляет крупнодисперсную, концентрированную и т.п. неустойчивую систему. При этом освобожденные нефтепродукты, коалесцируя, всплывают на поверхность смеся, а поверхность частиц магнитовосприимчивого реагента приобретает необходимую активность для эффективного протекания последующего процесса адсорбции в смесителе 2. Возможнее наличие остаточного адсорбционного монослоя нефтепродуктов не ухудшает адсорбционных свойств частиц, так как при этом их поверхность становится гидрофобной. Более полному удалению нефтепродуктов с поверхности твердых частиц способствует также значительное нагревание смеси, имеющее место при интенсивном перюмешивании из-за рассеивания части затрачиваемой энергии в виде тепловой. Для этой же цели в случае необходимости в камере 4 может быть включен подогреватель смеси 8
Введение в камеру 4 химических реагентов, например электролита, применяется для нейтрализации отрицательно заряженного двойного электрического слоя на поверхности час-ттиц магнитовосприимчиврго реагента и На каплях нефтепродуктов при последующем смешении потоков в смесителе 2. Кроме этого, соответствующие химические реагенты вводят в камеру 4 для регулирования кислотности смеси, также влиягацей на эффективность протекания процесса адсорбции в смесителе 2.
В конечном счете в камере 4 получают водную суспензию магнитовосприимчивого реагента с заданной концентрацией по реагентам, однородную по дисперсности твердых частиц, по распределению их в объеме камеры 4 и с необходимым физико-химическим состоянием поверхности частиц. После этого описанный цикл фильтрации воды повторяют. Поскольку на фильтрацию в магнитный фильтр поступает эмульсия с содержанием нефтепродукта до 1,0 г/л нефтепродукты в камере 4 накапливаются достаточно медленно. Однако необходимо своевременное удаление нефтепродуктов с поверхности несмешивающейся жидкости в камере 4, чтобы извлеченные в последовательных цикле1Х фильтрации воды и цикле регенерации фильрующего элемента нефтепродукты не циркулировали в системе очистки воды многократно. Для удаления нефтепродуктов с поверхности несмешивающейся жидкости может быть использовано любое известное устройство, например, скребкового типа или поритый материал, впитывающий нефтепродукты за счет капиллярного эффекта, с последующим его отжатием после дотижения состояния насыщения.
Целесообразно также удалять слой нефтепродуктов после отстаивания шлама в камере 4 и -до включения перюмешивакяцего устройства 7, что практически легко выполнимо, так ка установка не будет работать непрерыно в течение суток. Опыт показывает, что установки для очистки нефтесодержащих вод эксплуатируются обычно в течение 2-4 ч в сутки между тем как время, необходимое для расслаивания шлама на нефтепродукт - воду магнитовосприимчивый реагент составляет не более 1-2 ч, так как шлам представляет крупнодисперсную и кон-. центрированную систему.
Таким образом в процессах, протекающих в камере 4, нефтепродукты отделяются и удаляются, а магнитовосприимчивый реагент после физикохимической подготовки вновь используется в процессе в качестве адсорбента. При многократной циркуляциг магнитовосприимчивого реагента минимальная часть его С ДО 1-5,0 может уноситься- с водой, прошедшей
очистку в магнитном фильтре. Для сохранения- концентрации магнитовосприимчивого реагента на должном уровне производят его соответствующее восполнение в камере 4. Количество циркулируквдего в системе очистки воды магнитовосг-риимчивого реагента составляет до 1,0-2,0 кг. Эффективность и надежность отдельных аппаратов и систем установки проверена
экспериментально.
П р и м-е р. При испол ззовании известных методов регенерации магнитовосприимчирого реагента на промежуточных стадиях его обработки и при транспортировке может быть потеряно
от 25 до 50% продукта. Для работы.
установки производительность-3,0 м7ч в случае отсутствия регенерации необходима 1,0 т магнитовосприимчивого реагента в год. Стоимость искусственно получаемых тонкодисперсных (1,0 мкм порошков составляет 3,6 р за 1 кг. В случае 25,0%-ной регенерации магнитовосприимчивого реагента теряем 1150 р,, в год на одну установку. При использовании данного метода, когда уносится с водой не более 5,0 мг/л реагента, потеря составляет 50 р в год. Экономия составляет около 1000 р в год на одну установку, только за счет уменьшения потерь реагента. Данная физико-химическая подготовка не, сложна в конструктивном и технологическом отношении. В связи с тем, что магнитовосприимчивый реагент используется многократно, не требуется хранения больших его запасов, а также затраты средств для приобретения этих запасов. Использование одного устройства для перемешивания и дозирования реагента также упрощает схему установки и уменьшает ее габариты в массу. Формула изобретения
Установка для магнитной очистки сточных нефтесодержащих вод содержатая смеситель со средством подачи магнитовосприимчивого реагента и с входной камерой, магнитный фильтр со шламовой полостью и сепаратор грубой очистки, о т л и ч а lorn а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена камерой дпя подготовки магнитовосприимчивого реагента с трубопроводами, снабженной устройством для перемешивания и дозирования водной суспенэии магнитовосприимччвого реагента, устройством для съема нефтепродуктов с поверхности воды и подогревателем и соединенной при прмощи трубопроводов со шламовой полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3767571, кл.210-30, 1973.
