Устройство для очистки сточных вод от масел, нефти, нефтепродуктов
DEVICE FOR PURIFICATION OF WASTE WATER FROM OILS, PETROLEUM, PETROLEUM PRODUCTS

Устройство предназначено для очистки производственных сточных вод от масел, нефти, нефтепродуктов, смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может найти применение в машиностроении, приборостроении, на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Известны устройства для удаления с поверхности сточных вод всплывающих загрязнителей (масла, СОЖ, нефтепродукты и др.), объединенных общим названием «нефтеловушки». Различные схемы и конструкции нефтеловушек приводятся в кн. Тимонин А.С. «Инженерно-экологический справочник». Т. 2. - Калуга, издательство Н. Бочкаревой, 2003. - 884 с. На рис. 1.28 (стр. 424) и на рис. 1.30 (стр. 427) приведены схемы горизонтальных одно- и многоярусных нефтеловушек с механическим удалением всплывающих загрязнителей с использованием скребковых транспортеров. Эффективность очистки составляет ~0,62 (без добавления реагентов). В последнее время широкое распространение получает использование различных плавающих загрузок из полимерных материалов, которые обладают рядом привлекательных свойств(механическая прочность, химическая стойкость, высокая пористость, высокая активная свободная поверхность). Такими свойствами обладают волокнисто-пористые ячеистые материалы (ВПЯМ), пенополи-стирол. Такие материалы после полного исчерпания своей поглощательной способности подлежат регенерации механическим отжимом. Использование такого материала приведено в устройстве « Устройство для очистки сточных вод от масел, нефти и нефтепродуктов», (патент на полезную модель № 71113, бюл. № 6 от 27.02.2008). В этом устройстве ткань из поглощающего материала ВПЯМ в виде бесконечной кольцевой ленты передвигается по рамкам по поверхности очищаемой воды и поглощает находящиеся масла и нефтепродукты. После выхода ленты из зоны поглощения загрязнителей, она по роликам перемещается в бак регенерации, где подвергаются обжимному механическому воздействию. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие: 1. Система роликов позволяет гидрофобной ленте ВПЯМ располагаться всегда на одном уровне, который соответствует уровню очищаемой воды в баке, определяемый расходом. При изменении расхода очищаемой воды уровень ее в баке будет изменяться. Если уровень воды будет ниже расчетной, то лента ВПЯМ будет перемещаться выше слоя загрязнителей. При больших расходах, уровень воды и слоя загрязнителей будет выше ленты ВПЯМ. В обоих случаях качество очистки воды будет ухудшаться. Другой недостаток прототипа состоит в том, что механический отжим ткани между роликами не обеспечивает качественной регенерации ткани и далее она, передвигаясь в зону поглощения, не обеспечивает полной очистки загрязняющих веществ. Вследствие этого качество очистки воды ухудшается.
Техническое решение заявляемого устройства направлено на устранение указанных недостатков и повышения качества очистки.
Предложено устройство для очистки сточных вод от масел, нефти, нефтепродуктов, содержащее патрубок подвода очищаемой воды, отражатель, патрубок отвода очищенной воды, систему сбора загрязненной воды с использованием замкнутой ленты из волокнисто-пористого ячеистого материала (ВПЯМ), перемещающегося по роликам и регенерацией с отжимом, в котором в баке регенерации имеются ультразвуковые излучатели, в выпускном патрубке расположен регулятор уровня воды в баке, а патрубок подвода сточной воды имеет диффузорный участок перед отражателем, причем регулятор воды представляет собой рычажно-поршневую систему с автоматическим регулированием стока воды. Ультразвуковые излучатели расположены попарно и образуют плоскую щель для прохода фильтрационной ленты.
Разработанное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4, где
фиг. 1 - общий вид устройства,
фиг. 2 - схема рычажно-поршневой системы автоматического регулирования стока воды,
фиг. 3 - регулятор уровня,
фиг. 4 - ирисовая диафрагма.
Здесь: 1 - бак, 2 - патрубок подвода воды, 3 - диффузор, 4 - отражатель, 5 - ролики, 6 - лента волокнисто-пористого материала (ВПЯМ), 7 - обжимные ролики. 8 - бак регенерации, 9 - ультразвуковые излучатели, 10 - патрубок отвода воды, 11 - регулятор уровня, (корпус ирисовой диафрагмы), 12 - отводная труба, 13 - нижнее днище, 14 - промывной патрубок, 15 - гидроцилиндр, 16 - поршень, 17 - пружина, 18 - шарнир, 19 - рычаг, 20 - шарнир рычага, 21 - тяга, 22 - шарнир тяги, 23 - маховик, 24 - винт, 25 - гайка, 26 - шарнир гайки, 27 - шарнир рычага 31, 28 - шарнир зубчатой рейки, 29 - зубчатая рейка, 30 - шарнир рычага средний, 31 - рычаг, 32 - шарнир рычага неподвижный, 33 - зубчатое поворотное колесо, 34 - лепестки ирисовой диафрагмы, 35 - упругая муфта.
Устройство представляет собой прямоугольный бак 1 с патрубком подвода исходной воды 2. Между корпусом 1 и патрубком 2 расположен диффузор 3. Перед диффузором 3 внутри бака 1 находится отражатель 4. Внутри бака 1 имеется система роликов 5, по которым передвигается лента 6, выполненная из волокнисто-пористого ячеистого материала (ВПЯМ). Один из роликов 5 является ведущим, с приводом от внешнего источника (не показан). К баку 1 примыкает бак регенерации 8 с соответствующей системой роликов 5. В баке регенерации 8 находится промывочная жидкость (вода или растворитель) и два ролика 5 обеспечивают нахождение ленты ВПЯМ ниже уровня промывной жидкости. Внутри промывной жидкости установлены попарно несколько ультразвуковых излучателей 9, между которыми проходит лента 6. Выше уровня промывной жидкости расположены обжимные ролики 7. На боковой стенке бака 1, противоположной входному патрубку 2 расположена отводная труба 12, на которой установлен регулятор уровня воды 11. После регулятора 11 находится патрубок отвода 10. Нижнее днище 13 выполнено наклонным к промывному патрубку 14. Регулятор уровня 11 состоит из гидроцилиндра 15, в котором имеется поршень 16, связанный с шарниром 18 и пружиной 17. Шарнир 18 находится на одном плече рычага 19, который на другом плече имеет шарнир тяги 22, а посередине рычага 19 находится центральный шарнир 20. Шарнир 22 связан кинематически с шарниром 26, который связан с гайкой 25. Гайка 25 образует с винтом 25 единую пару «винт-гайка». Винт 25 имеет маховик 23 для регулирования положения шарнира 26, определяющего положение шарнира 22. Центральный шарнир 20 связан через тягу 21 с шарниром тяги 30, который находится на рычаге 31. Рычаг 31 может поворачиваться вокруг неподвижного шарнира 32. Другой конец рычага 31 имеет шарнир 27, связанный кинематически с шарниром 28 и зубчатой рейкой 29. Зубчатая рейка 29 воздействует на зубчатое поворотное колесо 33, находящееся внутри регулятора уровня 11. Зубчатое колесо связано с лепестками ирисовой диафрагмы 34, которые находятся внутри упругой муфты 35.
Устройство работает следующим образом. Предварительно исходя из общего расхода очищаемой воды настраивают регулятор уровня 11 таким образом, что бы уровень воды в баке 1 находился в зоне расположения ленты ВПЯМ. Настройку производят используя маховик 23 и на основе шарнирно-рычажной системе устанавливают проходное сечение в трубопроводе отводной трубы 12 за счет ирисовой диафрагмы 34 и упругой муфты 35 так, чтобы при необходимом уровне воды в баке 1 обеспечивался материальный баланс: , где  - расход приточной воды в бак 1  - расход отводимой воды через трубу 12. После настройки реализуется процесс очистки. Исходная вода поступает через патрубок 2 в диффузор 3, где за счет расширения канала теряет скорость и поступает в отражатель 4, где плавно втекает в бак 1, не образуя турбулентных завихрений. Все легкие фракции загрязняющих компонентов (масла, нефть, нефтепродукты, СОЖ) поднимаются наверх, в зону нахождения ленты ВПЯМ. Лента ВПЯМ впитывает в себя все загрязнители и перемещается за счет вращения ведущего ролика от постороннего привода (не показан). Перемещаясь по роликам 5, лента ВПЯМ поступает в бак регенерации 8, где находится промывная жидкость (вода, растворитель). Лента по роликам погружается в промывную жидкость и проходит через щелевое пространство, образованное ультразвуковыми излучателями 9,где за счет интенсивного воздействия кавитационных пузырьков очищается от загрязнителей и поступает в зону действия обжимных роликов 7. Далее, лента ВПЯМ полностью освобождаясь от масел, нефти, нефтепродуктов, СОЖ, по роликам 5 возвращается в бак 1 и цикл очистки воды повторяется непрерывно. Жидкость в баке 8 насыщается загрязнителями и периодически удаляется и обновляется. Отработанная промывная вода может использоваться как добавка к горючим компонентам. В случае, если расход очищаемой воды  увеличивается, то уровень воды в гидроцилиндре 15 увеличится, поршень 16 поднимется вверх, сжимая пружину 17, шарнир 18, а с ним и рычаг 18 поднимается вверх, перемещая вверх шарнир 20. Вследствие этого шарнир 30 перемещается вверх и рычаг 31, поворачиваясь вокруг шарнира 32, потянет вверх шарнир 27 и через шарнир 28 и зубчатую рейку 29, поворачивая зубчатое колесо 33, открываются лепестки ирисовой диафрагмы 34 и проходное сечение, определяемое упругой муфтой 35, увеличивается и расход  возрастает.
В случае, если  будет меньше запланированного, то весь процесс регулирования повторится автоматически в обратном порядке и проходное сечение муфты 35 уменьшится.
Таким образом, использование предложенного устройства позволяет повысить качество очистки воды от масел, нефти, нефтепродуктов как за счет более полной регенерации ленты ВПЯМ, используя ультразвуковые излучатели, так и автоматического регулирования уровня воды в баке.