Фильтр - сорбционная колонна для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, ионы тяжёлых металлов и механические примеси

Полезная модель относится к изделиям и материалам для комплексной очистки воды от нефтепродуктов и ионов тяжёлых металлов методом фильтрации и сорбции и может быть использовано для очистки природных и сточных вод нефтехимической, нефтедобывающей промышленности, морских судов машиностроительных предприятий.
Известен фильтр, содержащий камеру с коалесцирующей вставкой, камеру флотации с распылителями воздуха и камеру с постоянным фильтрующим слоем нефтепродуктов, снабженную перегородкой из конусных колец / А.С. СССР 1212957 (МКИ С02F1/00/. Однако, в описании изобретения не приведены данные, подтверждающие эффективность предложенного фильтра и нет данных по очистке от ионов тяжёлых металлов и сложность конструкции.
2
Предложен также фильтр с трехслойной сплошной загрузкой материала для очистки питьевой воды, содержащий гидрофобный силикат для поглощения ароматических углеводородов, размеры которых больше молекулы бензола, макропористый высокоосновный анионит для удаления гуминовых кислот, пестицидов, активированный уголь для удаления остаточного Cl /Пат.США 4561976 (1985), МКИ В 01D21/06/. Этот фильтр очищает воду на 81,5% и только от нефтепродуктов.
Известен фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус, подвижную и неподвижную перфорированную перегородки, заключенный между ними фильтрующий слой из отдельных нитей, концы которых закреплены на перегородках под углом к вертикали, воздухораспределитель, неподвижно установленную сетку над воздухораспределителем и второй (дополнительный) слой нитей, концы которых закреплены на сетке и на подвижной перфорированной перегородке, последняя снабжена направляющими стержнями, а сечение нитей второго (дополнительного) слоя больше сечения нитей первого фильтрующего слоя в 5-50 раз / см.А.С.СССР 743695, кл. В01D23/24, 1980 г.
К существенным недостаткам известного фильтра относится слишком сложная (нагроможденная) конструкция и структура фильтра. Из-за сложности структура фильтра практически невоспроизводима. Использование в качестве фильтрующего материала толстых плотных (грубого кручения) нитей не обеспечит высокую сорбирующую емкость материала. Вода при фильтрации скользит по поверхности жестких нитей или обтекает их. Фильтрующий материал в анализируемом фильтре имеет очень маленькую активную (сорбционно-способную) поверхность, что требует большого расхода сорбирующего материала, а также отсутствие показателей степени очистки воды от нефтепродуктов.
Наиболее близким по общим признакам (прототипом) к заявленному является фильтр для очистки воды от нефтепродуктов заявка на изобретение N 94045006/25, 23.12.1994, содержащий съёмную фильтрующую насадку, состоящую из стержня и перфорированных дисков покрытые с обеих сторон сорбирующим материалов из натуральных и синтетических тонких волокон.
В описании заявки на изобретение N 94045006/25 не имеется данных об очистке воды от других ионов тяжелых металлов и от механических примесей. Данный фильтр пригоден только для очистки воды от нефтепродуктов. Как правило в воде содержащие нефтепродукты всегда встречаются ионы тяжелых металлов и механические примеси.
Технический результат - увеличение сорбционной способности фильтра за счет очистки воды от нефтепродуктов и ионов тяжёлых металлов с одновременным удалением металлических примесей.
Технический результат достигается тем, что фильтр - сорбционная колонна для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, ионы тяжёлых металлов и механические примеси, включающий корпус и съемную фильтрующую насадку в виде стержня, перфорированных дисков с диаметром перфорации 1 мм, жестко прикрепленных попарно к стержню на расстоянии между парными дисками 20 мм и между парами дисков 10-150 мм, сорбирующий материал расположен на обеих сторонах дисков слоями толщиной 4-5 мм, согласно полезной модели, в верхней части колонны под углом 45° к горизонтальным дискам, закреплена металлическая сетка с перфорацией до 0,5 мм, с натянутым снизу сорбирующим материалом, металлическая сетка соединена с полостью с патрубком, все сорбирующие материалы выполнены из углеродных волокнистых материалов.
На чертеже показан общий вид конструкции и структуры фильтр – сорбционной колонны.
Фильтр-сорбционная колонна для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, ионы тяжелых металлов и механические примеси в виде фильтрующей насадки, содержащей полимерный цельный стержень 1 с прикрепленными к нему в верхней части колпачком 2 в нижней части ограничителем 3. На стержне 1 жестко прикреплены попарно диски 4, между парными дисками 20 мм и между парами дисков 10-150 мм. Диски изготовляют из полимерного материала. На поверхности дисков 4 с обеих сторон закреплены сорбирующие материалы 5 (фильтрующие слои) толщиной 4-5 мм. Диаметр фильтрующих слоев 5 на 1-1,5 мм больше диаметра дисков 4.
Приготовленная таким образом фильтрующая насадка вставлена в корпус 6 фильтра. В верхней части под углом 45° к горизонтальным дискам, закреплена металлическая сетка 7 с перфорацией до 0,5 мм с натянутым снизу сорбирующим углеродным волокнистым материалом 8. Корпус 6 закрыт крышкой 9 с патрубком 10, металлическая сетка 7 соединена с полостью 11 с патрубком 12. В нижней части фильтра ограничитель 3 соединен с патрубком 13. Через патрубок 10 с помощью нагнетательного насоса, на колпачок 2 со скоростью 45 л/ч подается сточная вода, содержащая механические примеси, нефтепродукты и ионы тяжёлых металлов. Сточная вода, проходит металлическую сетку 7, механические примеси частично скатываются в полость 11 и удаляются через патрубок 12, мелкие механические примеси, прошедшие металлическую сетку 7 и нефтяная плёнка удерживаются углеродной волокнистой тканью 8 (ЛТ-1-22).
На первом горизонтальном диске натянута с двух сторон ткань Бусофит ТМ-4, которая имеет большую сорбционную ёмкость к нефтепродуктам и ионам хрома. Степень очистки составляет 60-70%. На втором диске с обеих сторон натянута ткань УВИС-АК-П, имеющая большую сорбционную ёмкость к нефтепродуктам и ионам меди. На третьем диске с обеих сторон натянута ткань УВИС-АК-ТТ, имеющая большую сорбционную ёмкость к нефтепродуктам и ионам железа. На четвертом диске с обеих сторон натянута ткань УВИС-АК-В, сорбирующая нефтепродукты и ионы никеля. А на пятом диске натянута с обеих сторон ткань УВИС-АК-Т-055, имеющая большую сорбционную ёмкость к нефтепродуктам и ионам свинца.
Таким образом, сточная вода с нефтепродуктами, ионами тяжёлых металлов и механическими примесями, проходя через слои углеродных тканей, очищается практически полностью от нефтепродуктов и от находящихся в воде ионов тяжёлых металлов.
После фильтрации через все слои очищенная вода отводится через патрубок 13. Загрязненная вода очищается от нефтепродуктов до 100% (т.к. каждый слой углеродной ткани удерживает нефтепродукты), до 97-99% от механических примесей и от ионов тяжёлых металлов. Очищенную воду можно вернуть в оборотное водоснабжение.