Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод

Полезная модель относится к очистке сточных вод и может быть использована для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов.
Известно устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод флотацией, в котором часть очищенной жидкости смешивается с воздухом, образовавшаяся водовоздушная смесь поступает в последовательно соединенные насосы, при этом большая часть воздуха растворяется в жидкости. Пересыщенная воздухом жидкость поступает во флотационную емкость где, в результате падения давления, происходит выделение пузырьков воздуха, которые извлекают частицы загрязнений (см. RU 87159, МПК C02F 1/24, 2009).
Недостатком данного решения является относительно большой размер пузырьков, обусловленный коалесценцией зародышевых пузырьков.
Известно устройство для очистки жидкости, включающее корпус, содержащий флотационную камеру с излучателем ультразвука, расположенным параллельно днищу в центре, патрубки подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости (см. RU 2132820, МПК C02F 1/36, 1999).
Недостатком устройства является невозможность его использовать для очистки сточных вод содержащих нефтепродукты и другие гидрофобные частицы. Дополнительное эмульгирование указанных частиц кавитационными пузырьками, снизит эффективность их извлечения.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в повышении эффективности очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей за счет снижения размеров формируемых пузырьков и увеличения их количества.
Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод, включающее корпус, содержащий флотационную камеру с излучателем ультразвука, расположенным параллельно днищу в центре, патрубки подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости, отличается тем, что дополнительно содержит сообщенные между собой камеры отстоя загрязненной жидкости, для чего в полости корпуса выполнены две дополнительные вертикальные перегородки, первая из которых отделяет флотационную камеру от первой камеры отстоя, а вторая отделяет первую камеру отстоя от второй камеры отстоя, при этом, нижняя кромка первой перегородки расположена с зазором над днищем корпуса, а верхняя кромка второй перегородки размещена ниже зеркала жидкости, причем патрубок подвода загрязненной жидкости сообщен с верхней частью флотационной камеры, а патрубок отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью второй камеры отстоя, на удалении от второй перегородки и сообщен и с клапаном отвода очищенной жидкости и с узлом аэрации, выход которого, через запорный клапан сообщен с патрубком подачи пересыщенной жидкости расположенным в центре днища флотационной камеры в полости излучателя ультразвука, при этом, флотационная камера снабжена скребковым уборщиком сфлотированных загрязнений и приемником сфлотированного продукта.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
При этом совокупность признаков отличительной части формулы полезной модели обеспечивают снижение диаметра формируемых пузырьков и увеличение их количества, что приводит к повышению эффективности очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей.
Признак, указывающий, что устройство «дополнительно содержит сообщенные между собой камеры отстоя загрязненной жидкости» позволяет уменьшить загрязнение вод, прошедших флотацию, за счет выделения тонкодисперсных примесей.
Признаки, указывающие, что «в полости корпуса выполнены две дополнительные вертикальные перегородки, первая из которых отделяет флотационную камеру от первой камеры отстоя, а вторая отделяет первую камеру отстоя от второй камеры отстоя, при этом, нижняя кромка первой перегородки расположена с зазором над днищем корпуса, а верхняя кромка второй перегородки размещена ниже зеркала жидкости» позволяют обеспечить гидродинамический режим движения очищаемой жидкости, при котором будет происходить беспрепятственное отделение всплывающих флотокомплексов.
Признак «…патрубок подвода загрязненной жидкости сообщен с верхней частью флотационной камеры …» позволяет обеспечить встречный режим движения пузырьков и частиц загрязнений, и препятствует диспергированию частиц загрязнений ультразвуковой кавитацией.
Признак «…патрубок отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью второй камеры отстоя, на удалении от второй перегородки…» препятствует уносу флотокомплексов и загрязняющих веществ вместе с очищаемой жидкостью.
Признаки, указывающие, что патрубок отвода обработанной жидкости «сообщен…с клапаном отвода очищенной жидкости и с узлом аэрации, выход которого, через запорный клапан сообщен с патрубком подачи пересыщенной жидкости расположенным в центре днища флотационной камеры в полости излучателя ультразвука» позволяют часть очищенной жидкости насыщать воздухом и подавать ее в область ультразвуковой кавитации, в которой выделяющиеся из пересыщенной жидкости пузырьки будут дополнительно диспергироваться схлопывающимися кавитационными пузырьками, что обеспечит снижение их среднего объемно-поверхностного диаметра и повысит эффективность извлечения частиц загрязнений.
Признак «…флотационная камера снабжена скребковым уборщиком сфлотированных загрязнений и приемником сфлотированного продукта…» позволяет обеспечить удаление сфлотированного продукта.
На фиг.1 показан продольный разрез устройства, на фиг. 2 поперечный разрез устройства.
На чертежах показаны корпус 1, флотационная камера 2, излучатель ультразвука 3, патрубки 4 подвода загрязненной и 5 отвода обработанной жидкости, камеры 6 и 7 отстоя загрязненной жидкости, вертикальные перегородки 8 и 9, клапан 10 отвода очищенной жидкости, узел аэрации 11, запорный клапан 12, патрубок 13 подачи пересыщенной жидкости, скребковый уборщик 14, приемник 15 сфлотированного продукта. Кроме того на чертежах показаны клапаны 16, 17.
Устройство для очистки жидкости включает корпус 1, содержащий флотационную камеру 2 с излучателем ультразвука 3, расположенным параллельно днищу в центре, патрубки 4 и 5, соответственно подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости. Устройство дополнительно содержит сообщенные между собой камеры 6 и 7 отстоя загрязненной жидкости, для чего в полости корпуса выполнены две дополнительные вертикальные перегородки 8 и 9. Первая перегородка 8 отделяет флотационную камеру 2 от первой камеры 6 отстоя, а вторая перегородка 9 отделяет первую камеру 6 отстоя от второй камеры 7 отстоя. Нижняя кромка первой перегородки 8 расположена с зазором над днищем корпуса 1, а верхняя кромка второй перегородки 8 размещена ниже зеркала жидкости. Патрубок 4 подвода загрязненной жидкости сообщен с верхней частью флотационной камеры 2, а патрубок 5 отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью второй камеры 7 отстоя, на удалении от второй перегородки 9 и сообщен и с клапаном 10 отвода очищенной жидкости и с узлом аэрации 11, выход которого, через запорный клапан 12 сообщен с патрубком 13 подачи пересыщенной жидкости расположенным в центре днища флотационной камеры 2 в полости излучателя ультразвука 3. При этом флотационная камера 2 снабжена скребковым уборщиком 14 сфлотированных загрязнений и приемником 15 сфлотированного продукта. Патрубок подвода загрязненной жидкости снабжен клапаном 16, а узел аэрации 11 сообщен с клапаном 17 подвода сжатого воздуха.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Загрязненную жидкость подводят на очистку через патрубок 4, при этом расход загрязненной жидкости регулируют клапаном 16. Часть обработанной жидкости, регулируемая клапаном 10 отвода очищенной жидкости, поступает в узел аэрации 11, где насыщается воздухом, подаваемым через клапан 17 подвода сжатого воздуха, при заданном давлении. Насыщенная жидкость проходит через запорный клапан 12, при этом происходит снижение давления, в результате которого образуется газовая эмульсия, состоящая из пузырьков воздуха различного диаметра. Газовая эмульсия подается через патрубок 13 подачи пересыщенной жидкости в нижнюю часть флотационной камеры 2. Под действием ультразвука, создаваемого излучателем ультразвука 3, над местом выхода газовой эмульсии создается кавитационная область, при этом кавитационные пузырьки диспергируют воздушные пузырьки, снижая тем самым их средний объемно-поверхностный диаметр. Всплывая, мельчайшие пузырьки воздуха извлекают из воды присутствующие частицы загрязнений, при этом на поверхности будет образовываться слой сфлотированного продукта. Сфлотированный продукт скребковым уборщиком 14 отводят в направлении перпендикулярном движению воды в приемник 15. Очищенная жидкость проходит под вертикальной перегородкой 8 в камеру 6, а затем над вертикальной перегородкой 9 в камеру 7 отстоя загрязненной жидкости, при этом из жидкости выделяются флотокомплексы, вынесенные потоком жидкости из флотационной камеры 2 в камеру 6 отстоя загрязненной жидкости. Очищенная жидкость отводится через патрубок 5 отвода обработанной жидкости.