СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ). УЗЛЫ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ
METHOD TO CLEAN WATER FROM OIL PRODUCTS AND DEVICE FOR THEIR REALISATION (VERSIONS), ASSEMBLIES OF DEVICES TO CLEAN WATER FROM OIL PRODUCTS

Изобретения относятся к области охраны окружающей среды и могут быть использованы в различных областях народного хозяйства.
Известен способ очистки воды от нефтепродуктов, по которому источник загрязненной воды сообщают с герметизируемым резервуаром для отделения нефтепродуктов от воды (см. патент РФ № 2437066 от 21.01.2007 г.)
Недостатком известного способа является недостаточная эффективность очистки воды от нефтепродуктов, обусловленная необходимостью использования герметизируемого резервуара с большими габаритными размерами.
Технический результат, на достижение которого направлены предлагаемые варианты способа очистки воды от нефтепродуктов, заключается в уменьшении массо-габаритных характеристик герметизируемого резервуара, в повышении качества очистки воды за счет увеличения времени процесса замещения воды частицами нефтепродуктов без увеличения общего времени процесса очистки воды от нефтепродуктов и в упрощении процесса удаления собранных нефтепродуктов.
Указанный технический результат в способе очистки воды от нефтепродуктов по первому варианту достигается тем, что герметизируемый резервуар с использованием запорных органов сообщают, по крайней мере, с одним дополнительным герметизируемым резервуаром, имеющим приспособление для слива нефтепродуктов или, о крайней мере, один дополнительный герметизируемый резервуар сообщают с источником загрязненной воды и осуществляют забор нефтепродуктов из разнесенных поперек потока загрязненной воды зон с возможностью независимого удаления собранных нефтепродуктов из резервуаров.
При реализации второго варианта способа технический результат достигается тем, что после заполнения герметизируемого резервуара нефтепродуктами осуществляют перекрытие каналов подачи загрязненной воды и выхода отдельной от нефтепродуктов воды и подают воду в герметизируемый резервуар для вытеснения из него нефтепродуктов через открытый слив.
Указанный технический результат в способе очистки воды от нефтепродуктов по третьему варианту достигается тем, что источник загрязненной воды сообщают с герметизируемым резервуаром для отделения нефтепродуктов от воды, а после заполнения герметизируемого резервуара нефтепродуктами осуществляют их подачу в сообщенную с атмосферой камеру без прекращения подачи загрязненной нефтепродуктами вводы и выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
Технический результат в способе очистки воды от нефтепродуктов по четвертому варианту достигается тем, что источник загрязненной воды сообщают с герметизируемым резервуаром для отделения нефтепродуктов от воды, а после заполнения герметизируемого резервуара нефтепродуктами до определенного уровня осуществляют их вытеснение вновь поступающими в герметизируемую камеру нефтепродуктами в сообщенную с атмосферой емкость, заполненную водой и/или нефтепродуктами, без прекращения подачи загрязненной нефтепродуктами вводы и выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
Из приведенного выше патента известно также устройство для очистки воды от нефтепродуктов, содержащее сообщаемый с источником загрязненной воды герметизируемый резервуар со сливом.
Устройство, реализующее известный способ, обладает его недостатками.
Предлагаемые варианты устройства направлены на достижение выше сформулированного технического результата.
Устройство для очистки воды от нефтепродуктов по первому варианту для достижения технического результата снабжено, по крайней мере, одним дополнительным герметизируемым резервуаром со сливом, сообщенным через запорный орган с герметизируемым резервуаром, сообщенным с источником загрязненной воды, при этом дополнительные герметизируемые резервуары могут быть выполнены сменными.
Герметизируемый резервуар может быть сообщен с источником загрязненной воды через заборную часть емкости, предназначенной для приема загрязненной воды, или непосредственно через емкость для приема загрязненной воды и выполнен с возможностью вытеснения из него нефтепродуктов через слив при закрытых каналах подачи загрязненной воды и выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
В емкости и/или в нижней части герметизируемого резервуара может быть образован лабиринт для увеличения пути прохода загрязненной воды.
Для упрощения процесса вытеснения нефтепродуктов герметизируемый резервуар сообщен с источником подачи в него воды через обратный клапан.
Выход отделенной от нефтепродуктов воды может быть сообщен с нижней частью емкости для приема загрязненной воды в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды, или с нижней частью герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
Выход может быть сопряжен с поперечно расположенным относительно потока отделенной от нефтепродуктов воды трубчатым элементом с входными отверстиями, распложенными по его концам, или с входными отверстиями, распределенными по его длине.
Выход может быть сопряжен с пространством, отделенным поперечной перегородкой с поперечно распределенными проходами.
Для достижения технического результата по второму варианту устройство для очистки воды от нефтепродуктов снабжено, по крайней мере, одним дополнительным герметизируемым резервуаром со сливом, сообщенным с источником загрязненной воды, при этом герметизируемые резервуары расположены с возможностью забора нефтепродуктов через запорные органы из зон, разнесенных поперек потока загрязненной воды, при этом герметизируемые резервуары целесообразно располагать в ряд.
Герметизируемые резервуары могут быть сообщены с источником загрязненной воды через соответствующие заборные части емкости, предназначенной для приема загрязненной воды, или каждый герметизируемый резервуар сообщен с источником загрязненной воды непосредственно через емкость для приема загрязненной воды и выполнен с возможностью вытеснения из него нефтепродуктов через слив при закрытом запорном органе и при закрытом выходе отделенной от нефтепродуктов воды.
В емкости и/или в нижней части герметизируемых резервуаров также может быть образован лабиринт для прохода загрязненной воды.
Выход отделенной от нефтепродуктов воды может быть сообщен с нижней частью емкости для приема загрязненной воды в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
Выход отделенной от нефтепродуктов воды в зависимости от модификации устройства сообщен с нижней частью емкости для приема загрязненной и/или с нижней частью соответствующего герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
Выход может быть сопряжен с поперечно расположенным относительно потока отделенной от нефтепродуктов воды трубчатым элементом с входными отверстиями, расположенными по его концам, или с входными отверстиями, распределенными по его длине, или с пространством, отделенным поперечной перегородкой с поперечно распределенными проходами.
В устройстве для очистки воды от нефтепродуктов по третьему варианту для достижения технического результата герметизируемый резервуар сообщен с источником загрязненной воды непосредственно через емкость для приема загрязненной воды и выполнен с возможностью вытеснения из него нефтепродуктов через слив при закрытых каналах подачи загрязненной воды и выхода отделенной от нефтепродуктов воды, при этом в емкости и/или в нижней части герметизируемого резервуара образован лабиринт для прохода загрязненной воды.
Герметизируемый резервуар может быть сообщен с источником подачи в него воды через обратный клапан.
Выход отделенной от нефтепродуктов воды, как в первых двух вариантах, может быть сообщен с нижней частью герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
Выход может быть сопряжен с поперечно расположенным относительно потока отделенной от нефтепродуктов воды трубчатым элементом с входными отверстиями, расположенными по его концам, или с входными отверстиями, распределенными по его длине, или с пространством, отделенным в герметизируемом резервуаре поперечной перегородкой с поперечно распределенными проходами.
Герметизируемый резервуар и емкость для приема загрязненной воды могут быть сообщены между собой через разнесенные по высоте отверстия, что исключает смешение предварительно отделенных от воды нефтепродуктов с водой в герметизируемом резервуаре.
В устройстве для очистки воды от нефтепродуктов по четвертому варианту для достижения технического результата слив нефтепродуктов сопряжен с сообщенной с атмосферой камерой, расположенной между узлом выхода отделенной от нефтепродуктов воды и герметизируемым резервуаром, сообщенным с источником загрязненной воды непосредственно через емкость для приема загрязненной воды, при этом слив нефтепродуктов расположен выше выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
В герметизируемом резервуаре может быть образован лабиринт для прохода воды и нефтепродуктов, выход отделенной от нефтепродуктов воды может быть сообщен с нижней частью герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
В устройстве для очистки воды от нефтепродуктов по пятому варианту для достижения технического результата слив нефтепродуктов расположен в верхней части герметизируемого резервуара и сопряжен с сообщенной с атмосферой емкостью, расположенной, по крайней мере, на части своей высоты ниже выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
Герметизируемый резервуар может быть сообщен с источником загрязненной воды через заборную часть емкости, предназначенной для приема загрязненной воды или непосредственно через емкость для приема загрязненной воды.
В емкости и/или в герметизируемом резервуаре может быть образован лабиринт для прохода загрязненной воды.
Выход отделенной от нефтепродуктов воды может быть сообщен с нижней частью герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
Используемый в устройстве по любому варианту лабиринт может быть образован поперечными перегородками, последовательно попеременно отстоящими от противоположных стенок емкости и/или резервуара, или поперечными перегородками, имеющими отверстия в нижних и верхних частях соответственно для прохода воды и нефтепродуктов.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показано устройство очистки воды от нефтепродуктов по первому варианту одной из модификаций; на фиг.2 - устройство по первому варианту другой модификации; на фиг.3 - устройство по второму варианту, первая модификация; на фиг.4 - устройство по второму варианту, вторая модификация; на фиг.5 - устройство по третьему варианту; на фиг.6 - устройство по четвертому варианту; на фиг.7 - первая модификация устройства по пятому варианту; на фиг.8 - вторая модификация устройства по пятому варианту; на фиг.9 - лабиринт, вид сверху; на фиг.10 - перегородка с отверстиями в нижней части.
Любой из вариантов устройства для очистки воды от нефтепродуктов содержит герметизируемый резервуар 1 со сливом 2.
Устройство по первому варианту содержит дополнительные герметизируемые резервуары 3 со сливами 4, которые через запорные органы 5 сообщены с герметизируемым резервуаром 1.
Дополнительные герметизируемые резервуары 3 могут быть расположены вокруг резервуара 1 и их целесообразно выполнять сменными.
В первой модификации (фиг.1) герметизируемый резервуар 1 сообщен с источником загрязненной воды через заборную часть 6 емкости 7, предназначенной для приема загрязненной воды.
Во второй модификации (фиг.2) устройства по первому варианту герметизируемый резервуар 1 сообщен с источником загрязненной воды непосредственно через емкость 7 для приема загрязненной воды.
Во второй модификации используется обратный клапан 8.
В первой модификации устройства по второму варианту также используются дополнительные герметизируемые резервуары 3 со сливами 4. Герметизируемые резервуары 1 и 3 расположены в один ряд с возможностью забора нефтепродуктов через запорные органы 5 из заборных частей 6 емкости 7.
Во второй модификации второго варианта устройства каждый герметизируемый резервуар 1 и 3 сообщен непосредственно с емкостью 7 для приема загрязненной воды через запорные органы 5.
В устройстве по третьему варианту герметизируемый резервуар 1 сообщен непосредственно с емкостью 7 и выполнен с возможностью вытеснения из него нефтепродуктов через слив 2 с использованием обратного клапана 8, совмещенного со сливом 2.
В устройстве по четвертому варианту герметизируемый резервуар 1 также сообщен непосредственно с емкостью 7. Между резервуаром 1 и узлом выхода отделенной от нефтепродуктов воды расположена камера 9, сообщенная с атмосферой.
В устройстве по пятому варианту герметизируемый резервуар 1 сообщен с емкостью 7 или ее заборной частью 6 и своей верхней частью сливом в виде трубопровода 10 соединено емкостью 11, сообщенной с атмосферой.
В любом из вариантов может быть использован лабиринт, выполненный, например в емкости 7 и образованный поперечными перегородками 12, последовательно попеременно отстоящими от противоположных стенок емкости. В другой модификации лабиринта каждая перегородка 12 имеет разнесенные по высоте отверстия 13 и 14 для прохода соответственно предварительно отделенных друг от друга воды и нефтепродуктов.
Способы очистки воды от нефтепродуктов при работе предлагаемых вариантов устройств осуществляются следующим образом.
При любом из вариантов устройства для очистки воды от нефтепродуктов загрязненная вода поступает в емкость 7 и из нее поступает в герметизируемый резервуар 1, предварительно заполненный загрязненной нефтепродуктами водой или водой, очищенной от нефтепродуктов.
В первой модификации первого варианта устройства герметизируемый резервуар 1 сообщен с заборной частью 6 емкости 7, что дает возможность направить поток нефтепродуктов вдоль центральной оси симметрии герметизируемого резервуара и обеспечить его равномерное заполнение нефтепродуктами.
Особенностью первого варианта устройства является использование дополнительных герметизируемых резервуаров 3, сообщенных через запорные органы 5 с герметизируемым резервуаром 1. Перед началом работы устройства дополнительные герметизируемые резервуары 3 также заполняются водой и герметизируются.
Отделенные в резервуаре 1 от воды нефтепродукты поступают через открытые запорные органы 5 в резервуары 3, где происходит дополнительное отделение воды от нефтепродуктов и вытеснение ее в резервуар 1, из которого очищенная от нефтепродуктов вода выходит через выход 15.
Дополнительные герметизируемые резервуары могут быть выполнены стационарными или сменными.
При выполнении дополнительных герметизируемых резервуаров 3 стационарными слив нефтепродуктов из них может осуществляться одновременно или в любой последовательности, например, по мере их заполнения.
Перед сливом нефтепродуктов из резервуара 3 предварительно перекрывается запорный орган 5 и затем открывается слив 4.
При использовании сменных дополнительных герметизируемых резервуаров 3 заполненный нефтепродуктами резервуар 3 после перекрытия соответствующего запорного органа 5 отсоединяется от герметизируемого резервуара 1 и заменяется другим дополнительным резервуаром 3, предварительно заполненным водой или заполняемым водой после подсоединения к резервуару 1.
Использование сменных резервуаров позволяет осуществлять утилизацию (переработку) нефтепродуктов в любом удаленном месте.
Особенностью изобретения по второму варианту является забор нефтепродуктов из зон, разнесенных поперек потока загрязненной воды. Это достигается, например, расположением герметизируемых резервуаров 1 и 3 в один ряд поперек потока загрязненной воды.
При работе устройства по второму варианту заполнение герметизируемых резервуаров происходит неравномерно, т.к. скорость потока загрязненной воды по сечению потока неодинаково.
При заполнении нефтепродуктами какого-либо из герметизируемых резервуаров осуществляют перекрытие его запорного органа 5 и выхода 15 и затем осуществляют удаление нефтепродуктов через слив. После удаления нефтепродуктов осуществляют подключение герметизируемого резервуара к устройству.
Таким образом, работа всего устройства по очистке воды от нефтепродуктов является беспрерывной.
Особенностью третьего варианта изобретения является непосредственная связь герметизируемого резервуара 1 с емкостью 7 для приема загрязненной воды, что позволяет уменьшить габариты устройства при увеличении высоты герметизируемого резервуара.
Загрязненная вода поступает в емкость 7, где может быть размещен лабиринт, образованный поперечными перегородками 12, каждая из которых располагается на расстоянии от одной из боковых стенок емкости или имеет разнесенные по высоте отверстия.
Использование лабиринта позволяет увеличить путь прохождения загрязненной воды в емкости, что обеспечивает предварительное всплытие нефтепродуктов перед попаданием их в герметизируемый резервуар 1.
В герметизируемом резервуаре происходит отделение нефтепродуктов от воды и быстрое их всплытие в верхнюю часть герметизируемого резервуара. Отделенная от нефтепродуктов вода выходит через выход 15.
После заполнения герметизируемого резервуара нефтепродуктами до определенного уровня перекрывают канал подачи загрязненной воды (запорный орган 5) и выход 15 отделенной от нефтепродуктов воды. Через обратный клапан 8 подают очищенную воду и осуществляют вытеснение нефтепродуктов через слив 2.
После удаления нефтепродуктов из резервуара 1 цикл работы устройства повторяется.
Особенностью четвертого варианта устройства является непосредственная связь герметизируемого резервуара 1 с емкостью 7 для приема загрязненной воды, которые выполнены с одинаковой высотой, что значительно упрощает технологию изготовления устройства и его габариты.
Перед началом работы устройства герметизируемый резервуар 1 сообщается с атмосферой и через емкость 7 заполняется водой (загрязненной нефтепродуктами водой), после чего герметизируется.
Проходя по герметизируемому резервуару, например по размещенному в нем лабиринту, вода отделяется от нефтепродуктов. Верхняя часть герметизируемого резервуара сообщена с камерой 9, а нижняя часть - с узлом выхода отделенной от нефтепродуктов воды.
После заполнения герметизируемого резервуара нефтепродуктами до определенного нижнего уровня они начинают вытесняться в камеру 9 и через ее слив 16 поступают на утилизацию или в специальную накопительную емкость для их последующей утилизации, при этом отделенная от нефтепродуктов вода постоянно вытекает из выхода 15.
Таким образом, процесс очистки воды от нефтепродуктов, реализуемый четвертым вариантом устройства, является беспрерывным.
Беспрерывность процесса очистки воды от нефтепродуктов реализуется также при работе устройства по пятому варианту.
Нефтепродукты в любой из модификаций устройства по пятому варианту поступают в герметизируемый резервуар 1 и заполняют его до уровня 17. После достижения уровня 17 открывается трубопровод 10 и нефтепродукты по нему вытесняются вновь поступающими нефтепродуктами в емкость 11, сообщенную с атмосферой. Емкость 11 предварительно заполняется водой и/или нефтепродуктами для исключения разгерметизации резервуара 1.
Вытеснение нефтепродуктов в емкость 1 происходит в соответствии с законом сообщающихся сосудов до достижения уровня нефтепродуктов в емкости 11 уровня расположения выхода 15 очищенной от нефтепродуктов воды. Для обеспечения беспрерывности процесса очистки нефтепродукты удаляются из емкости 11 до достижения ими уровня расположения выхода 15 или вся емкость располагается ниже выхода 15.
В любом из вариантов устройства может быть использован принцип разделения потока отделенной от нефтепродуктов воды за счет сообщения выхода 15 с нижней частью емкости для приема загрязненной воды или с нижней частью герметизируемого резервуара в зонах, разнесенных поперек потока отделенной от нефтепродуктов воды.
В одной из модификаций узла выхода используется труба 18 с входными отверстиями 19, расположенными по его концам, или с входными отверстиями, распределенными по ее длине (см. фиг.1).
Во второй модификации (фиг.2) используется перегородка 20, отделяющая в герметизируемом резервуаре пространство 21, сообщенное с выходом 15. В нижней части перегородка имеет крайние отверстия 22 и в случае необходимости может иметь дополнительные промежуточные отверстия 23.
При любой модификации выполнения узла происходит разделение потока очищенной воды, по крайней мере, на две боковые части, что способствует очищению боковых стенок герметизируемого резервуара и/или емкости 7.
Разделение потока очищенной от нефтепродуктов воды способствует повышению качества ее очистки, т.к. увеличивается время очистки без увеличения общего времени процесса отделения воды от нефтепродуктов и концентрация нефтепродуктов более равномерно распределяется по ширине потока.
Повышению качества очистки также способствует сообщение герметизируемого резервуара 1 с емкостью для приема загрязненной воды через разнесенные по высоте отверстия 24 и 25. Через нижние отверстия 24, разнесенные, например, в поперечном направлении, осуществляется выход предварительно отделенной воды, а через отверстие 25 осуществляется выход предварительно отделенных нефтепродуктов. Такое сопряжение между собой герметизируемого резервуара и емкости для приема загрязненной воды позволяет исключить новое смешение нефтепродуктов и воды.
Предлагаемые изобретения могут быть использованы в следующих областях народного хозяйства.
- для очистки поверхности рек, морей и других водоемов от плавающих нефтепродуктов;
- для обезвоживания нефтепродуктов в местах нефтедобычи;
- для очистки воды от нефтепродуктов в вагонных, локомотивных депо и на вагоноремонтных заводах;
- на промывочно-пропарочных станциях по очистке железнодорожных цистерн от остаточных нефтепродуктов;
- для исключения образования эмульсий и экономии воды в системах замкнутых технологических циклов по обмывке водой деталей машин и механизмов;
- в системах очистки канализационной воды предприятий.