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, содержащее корпус, разделенный съемными перфорированными перегородками на сообщающиеся секции, в каждой из которых установлен импеллерный диспергатор, выполненный в виде ротора и статора, и расположенные над статором решетки. При перемещении в импеллерах струи воздуха в воде создается интенсивное вихревое движение, под воздействием которого воздушная струя распадается на отдельные пузырьки воздуха, которые извлекают частицы загрязнений (см. RU 2146228, МПК C02F1/24, 2000).
Недостатком данного решения является низкая эффективность очистки от тонкодисперсных примесей размером меньше 15 мкм. Данный недостаток объясняется крупным диаметром генерируемых пузырьков (500-5000 мкм) и низкой эффективностью агломерации мелких частиц загрязнений при использовании коагулянтов или флокулянтов из-за постоянного турбулентного перемешивания воды импеллерами, что приводит к разрушению хлопьевидных структур.
Известно устройство для очистки жидкости, включающее корпус, содержащий излучатель ультразвука, расположенный в нижней части корпуса, трубы подвода загрязненной жидкости и отвода обработанной в озвучиваемом пространстве жидкости. Труба подвода жидкости расположена в центре днища корпуса (см. SU 1100237, МПК C02F1/36, 1984). Излучатель преимущественно в виде диска размещен параллельно днищу с зазором и имеет диаметр меньше диаметра корпуса. Зазор между диском излучателя и днищем составляет 1-10 мм. Ультразвуковой излучатель генерирует в объеме жидкости звуковые волны, которые способствуют агломерации частиц загрязнений.
Недостатком данного решения является низкая эффективность очистки из-за сонаправленности потоков загрязненной жидкости и всплывающих пузырьков.
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 агломерации формируемых пузырьков в комплексы и, соответственно, агломерации частиц загрязнений, закрепившихся на пузырьках, а также агломерации взвешенных в жидкости частиц загрязнений.
Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод, включающее корпус, содержащий две флотационные камеры и камеру отстоя очищенной жидкости, разделенные перфорированными перегородками, причем в каждой флотационной камере установлены импеллерный диспергатор, выполненный в виде вала, трубы для засоса воздуха, клапана впуска воздуха, статора и импеллера, и расположенная над статором решетка, отличается тем, что каждая флотационная камера снабжена пьезокерамическим ультразвуковым излучателем, расположенным над решеткой, при этом нижняя часть перегородок от днища до излучателя выполнена сплошной, кроме того, к корпусу устройства примыкает блок реагентной подготовки, состоящий из трубного блока и двух статических смесителей, причем блок реагентной подготовки сообщен с верхней частью первой флотационной камеры, помимо этого, устройство содержит патрубки подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости, причем патрубок подвода загрязненной жидкости сообщен с блоком реагентной подготовки, а патрубок отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью камеры отстоя, на удалении от второй флотационной камеры, при этом флотационные камеры и камера отстоя снабжены скребковыми уборщиками сфлотированных загрязнений и приемником сфлотированного продукта. Кроме того, суммарная площадь отверстий в перфорированных перегородках составляет 7% от всей площади каждой перегородки.
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 агломерацию формируемых пузырьков в комплексы и, соответственно, агломерацию частиц загрязнений, закрепившихся на пузырьках, а также агломерацию взвешенных в жидкости частиц загрязнений, что приводит к повышению эффективности очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей.
Признак, указывающий, что «каждая флотационная камера снабжена пьезокерамическим ультразвуковым излучателем, расположенным над решеткой» позволяет агломерировать пузырьки и взвешенные в жидкости частицы загрязнений в комплексы за счет распространения по всему объему флотационной камеры ультразвуковых волн.
Признак, указывающий, что «нижняя часть перегородок от днища до излучателя выполнена сплошной» предотвращает перетекание неочищенной жидкости из одной секции в другую.
Признак, указывающий, что «к корпусу устройства примыкает блок реагентной подготовки, состоящий из трубного блока и двух статических смесителей» позволяет повысить эффект агломерации частиц загрязнений за счет введения в очищаемую жидкость коагулянта и флокулянта.
Признак «блок реагентной подготовки сообщен с верхней частью первой флотационной камеры» позволяет обеспечить встречный режим движения пузырьков и частиц загрязнений.
Признак «патрубок подвода загрязненной жидкости сообщен с блоком реагентной подготовки» позволяет осуществить предварительную реагентную обработку жидкости.
Признак «патрубок отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью камеры отстоя, на удалении от второй флотационной камеры» препятствует уносу флотокомплексов и загрязняющих веществ вместе с очищенной жидкостью.
Признак «флотационные камеры и камера отстоя снабжены скребковыми уборщиками сфлотированных загрязнений и приемником сфлотированного продукта» позволяет обеспечить удаление сфлотированного продукта.
Признак «суммарная площадь отверстий в перфорированных перегородках составляет 7% от всей площади каждой перегородки» обеспечивает перемещение очищаемой жидкости между флотационными камерами и в камеру отстоя очищенной жидкости.
На фиг.1 показан продольный разрез устройства, на фиг. 2 - поперечный разрез А-А и на фиг. 3 поперечный разрез Б-Б устройства.
На чертежах показаны корпус 1, флотационные камеры 2, камера 3 отстоя загрязненной жидкости, вертикальные перегородки 4, импеллерные диспергаторы 5, валы 6, трубы 7 для засоса воздуха, клапаны 8 впуска воздуха, статоры 9, импеллеры 10, решетки 11, излучатели ультразвука 12, генераторы сигналов 13, блок 14 реагентной подготовки, трубный блок 15, статические смесители 16, ввод 17 загрязненной жидкости в первую флотационную камеру 2, патрубки 18 и 19 соответственно подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости, скребковые уборщики 20, приемник 21 сфлотированного продукта.
Устройство для очистки жидкости включает корпус 1, содержащий две флотационные камеры 2 и камеру 3 отстоя загрязненной жидкости, разделенные съемными перфорированными перегородками 4. В каждой флотационной камере 2 по центру установлен импеллерный диспергатор 5, состоящий из вращающихся частей: вала 6, импеллера 10 и неподвижных частей: трубы 7 для засоса воздуха, клапана 8 для впуска воздуха, статора 9. Над статором 9 расположена решетка 11, а над решеткой 11 - пьезокерамический излучатель ультразвука 12, подключенный к генератору сигналов 13. Площадь отверстий в разделяющих перегородках 4 составляет 7% от всей площади перегородки, причем нижняя часть от днища корпуса 1до излучателя ультразвука 12 выполнена сплошной. К корпусу 1 устройства примыкает блок 14 реагентной подготовки, состоящий из трубного блока 15 и двух статических смесителей 16. Блок 14 реагентной подготовки сообщен с верхней частью 17 первой флотационной камеры 2. Устройство содержит патрубки 18 и 19 соответственно подвода загрязненной и отвода обработанной жидкости. Причем патрубок 18 подвода загрязненной жидкости сообщен с блоком 14 реагентной подготовки, а патрубок 19 отвода обработанной жидкости сообщен с донной частью камеры 3 отстоя, на удалении от второй перегородки 2. Флотационные камеры 2 и камера 3 отстоя снабжены скребковыми уборщиками 20 сфлотированных загрязнений и приемником 21 сфлотированного продукта.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Загрязненную жидкость подводят на предварительную обработку реагентами в блок 14 реагентной подготовки через патрубок 18. В первом статическом смесителе 16 в жидкость дозируют раствор коагулянта, после чего жидкость поступает в трубный блок 15, где происходит процесс гидролиза. На выходе из трубного блока 15 жидкость проходит через второй статический смеситель 16, где в жидкость дозируют раствор флокулянта. Обработанную коагулянтом и флокулянтом жидкость подают в первую флотационную камеру 2 через ввод 17. В первой флотационной камере 2 жидкость равномерно распределяется по сечению камеры и смешивается с поднимающимся потоком пузырьков воздуха, формируемым импеллерным диспергатором 5. Подпитка водой импеллерного диспергатора 5 происходит из нижнего объема жидкости, расположенного под решеткой 11, установленной над статором 9 диспергатора 5. Пьезокерамический излучатель ультразвука 12, подключенный к генератору сигналов 13, генерирует в объеме жидкости ультразвуковые волны. Под действием ультразвукового излучения происходит агломерация пузырьков воздуха, а также взвешенных в жидкости частиц загрязнений под действием сил Бьеркнеса. При этом пузырьки не сливаются из-за электрического отталкивания, а зацепляются друг за друга, что также способствует агломерации закрепившихся на поверхности пузырьков частиц загрязнений. Вместе с этим, предварительная обработка загрязненной жидкости коагулянтами и флокулянтами значительно повышает эффективность агломерации. Сфлотированный продукт скребковым уборщиком 20 отводят в направлении, перпендикулярном движению воды в приемник 21. Частично отфлотированный поток загрязненной жидкости проходит через первую перфорированную вертикальную перегородку 4 во вторую флотационную камеру 2, где процесс повторяется. После второй флотационной камеры 2 расположена камера 3 отстоя загрязненной жидкости, в которую жидкость попадает через вторую перфорированную вертикальную перегородку 4, при этом из жидкости выделяются флотокомплексы, вынесенные потоком жидкости из второй флотационной камеры 2, которые также удаляют с поверхности жидкости скребковым уборщиком 20 в приемник 21. Очищенную жидкость отводят через патрубок 19 отвода обработанной жидкости.