АВТОНОМНАЯ ПЛАВУЧАЯ СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ СУДОВОЙ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к техническим средствам для очистки судовой нефтесодержащей подсланевой (льяльной) воды, образующейся при эксплуатации судов и судовых энергетических установок. Устройство предназначено для внесудовой очистки нефтесодержащей воды в автономном режиме.
Для очистки судовой нефтесодержащей воды могут быть использованы как судовые установки, обеспечивающие очистку на судне, так и средства для внесудовой очистки, на которые суда передают накопившуюся на них нефтесодержащую воду. Применяются средства внесудовой очистки разной модификации, которые отличаются видом оборудования и обслуживания, в том числе и автономные необслуживаемые очистные сооружения. При этом минимально необходимой базовой технологией очистки является седиментация и адсорбция (Решняк В.И. Предотвращение загрязнения водоемов нефтесодержащей подсланевой водой при эксплуатации судов и судовых энергетических установок. СПб, СПбГУВК, 2011. - 207 с. ).
Известно «устройство очистки нефтесодержащих вод» по пат. № 2687461 МПК C01F1/40, опубл. 13.08.2019, в котором нефтесодержащая вода последовательно очищается в поле действия центробежных сил, коалесценции, отстоя под воздействием гравитационных сил, подогрева и фильтрования с последующим отводе очищенной воды и удалении нефтесодержащих продуктов.
Недостатком устройства является сложность технологического процесса очистки, требующего постоянного участия обслуживающего персонала для контроля за работой устройства, а также необходимость применения насосов для перекачивания очищаемой воды. Кроме того, такое устройство применяется как судовое оборудование.
Известна «СУДОВАЯ СИСТЕМА ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД» по патенту РФ № 89484, МПК B63J4/00, опубл. 10.12.2009, содержащая три функциональных блока: предварительной, основной и финишной очистки. Блок предварительной очистки (цистерна-отстойник) обеспечивает статическое отстаивание нефтесодержащих вод с целью выделения неэмульгированных нефтепродуктов и тяжелых примесей. Блок основной очистки, состоящий из последовательно соединенных трех- и двухпродуктового гидроциклонов, предназначен для дальнейшего отделения тяжелых примесей и грубоэмульгированных нефтепродуктов. На этапе финишной очистки из воды выделяются эмульгированные нефтепродукты.
Недостатком устройства является сложность его конструкции, в том числе наличие насосов, работа которых требует использования электроэнергии, а также необходимость постоянного участия обслуживающего персонала. Кроме того, это устройство предназначено для судового применения.
Среди известных аналогов наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и назначению (прототипом) является «Плавучая станция для очистки подсланевых вод» по а.с. СССР № 1232563 МПК B63В 35/44, опубл. 23.05.1986. Устройство содержит установленные в корпусе судна фильтры грубой и тонкой очистки, устройства приема и отвода воды, каскадные отстойники, разделенные между собой вертикальными переборками, нефтесборники и перекачивающие насосы. Благодаря сложному технологическому оборудованию станция обеспечивает глубокую и качественную очистку судовых вод от нефтесодержащих продуктов.
Недостатком прототипа является необходимость применения насосов для перекачки воды, требующих постоянного электроснабжения, обслуживания и контроля.
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществлять процесс очистки нефтесодержащей воды в автономном режиме без использования перекачивающего оборудования.
Для достижения указанного технического результата предлагается следующая совокупность существенных признаков: в автономной плавучей станции очистки судовой нефтесодержащей воды, (содержащей так же, как и прототип нефтесборники, приемный и промежуточные отсеки, отделяемые друг от друга парными вертикальными переборками, при этом первая переборка каждой пары имеет зазор у днища корпуса плавучей станции, а вторая - у его подволока, и выпускной отсек с установленным в нем адсорбционным фильтром), в отличие от прототипа, переборки расположены вдоль корпуса плавучей станции с обеспечением возможности поперечного размещения отсеков в корпусе симметрично относительно его центра, а сама плавучая станция оснащена дополнительным приемным отсеком, при этом оба приемных отсека размещены вдоль бортов, а выпускной отсек - в центре корпуса плавучей станции, в свою очередь, приемные и выпускной отсеки снабжены, соответственно, приемными и выпускным трубопроводами, причем входы приемных трубопроводов расположены выше выхода выпускного трубопровода, закрепленного выше ватерлинии корпуса плавучей станции, а адсорбционный фильтр установлен в выпускном отсеке ниже ватерлинии корпуса плавучей станции, при этом переборка, установленная перед выпускным отсеком, имеет зазор у днища, кроме того, отсеки оснащены вентиляционными трубами, входы которых находятся выше палубы плавучей станции.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в осуществлении в отличие от прототипа процесса очистки нефтесодержащей воды в автономном режиме, что достигается за счет создания условий движения очищаемой воды самотеком без использования насосов для ее перекачки, при этом сохраняется качественная как у прототипа технология очистки. Возможность получения указанного технического результата осуществляется с помощью признаков, находящихся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи: поперечного расположения отсеков с размещением приемных отсеков у бортов, а выпускного - в центре станции, разноуровнего расположения приемных и отводящего трубопроводов (для формирования потока воды от бортов к середине и его последующего самотека), выполнения переборок таким образом, чтобы при прохождении всех отсеков вода подвергалась качественной очистке от нефтесодержащих продуктов и перед сбросом за борт проходила через адсорбционный фильтр. Наличие вентиляционных труб также является одним из важных условий, обеспечивающих за счет давления наружного воздуха самотек очищаемой воды по всему пути ее следования. Предлагаемое техническое решение кроме того позволяет более равномерно распределить нагрузку (очищаемую воду) на корпус плавучей станции вдоль ее продольной и поперечной осей и облегчить процесс передачи загрязненных вод с судов различного назначения за счет возможности подхода к выгружаемому судну бортом.
Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача - обеспечение автономного процесса очистки нефтесодержащей воды при сохранении базовой технологии очистки решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Схематическое изображение предлагаемой автономной плавучей станции (левый борт) в поперечном разрезе представлено на фиг. 1.
Устройство содержит приемные отсеки 1 и промежуточные отстойные отсеки 2,3, которые образованы попарными переборками 4,5, расположенными параллельно борту 6, корпуса станции. В каждой паре первая по направлению движения воды переборка 4 вверху прикреплена к подволоку каскадных отсеков, а вторая 5 - к его днищу. В выпускном отсеке 7 расположен адсорбционный фильтр 8. Переборка 9 отсека 7 прикреплена к подволоку отсека и образует зазор у днища. Приемные трубопроводы 10 расположены выше палубы плавучей очистной станции, которая одновременно является подволоком 11 отсеков. Выход выпускного трубопровода 12 расположен выше ватерлинии 13 корпуса станции и ниже приемных трубопроводов 10. Отсеки оснащены трубопроводами для отвода нефтепродуктов 14 и вентиляционными трубами 15, выступающими над палубой станции. Через вентиляционные трубы 15 наружный воздух поступает в отсеки 2,3 и 7, что позволяет очищаемой воде самотеком сливаться за борт.
Работа станции рассмотрена на примере работы оборудования, установленного на левом борту.
Нефтесодержащая подсланевая вода подается в приемный трубопровод 10, откуда движется вниз, поступая в приемный отсек 1 и затем в промежуточные отсеки 2,3. Благодаря попарному расположению переборок 4,5 очищаемая вода в каждом отсеке движется сверху вниз, что обеспечивает эффективное отделение пленочных (в виде отдельной фазы) и грубодисперсных нефтепродуктов из объема очищаемой воды. Между переборками вода движется вверх, поднимая своим потоком отделяемые нефтепродукты, которые накапливаются в верхней части каскадных отсеков. Из последнего промежуточного отсека 3 очищаемая вода поступает в нижнюю часть отсека 7, в котором ниже выпускного трубопровода 12 расположен адсорбционный фильтр 8. Пройдя через адсорбционный фильтр, вода очищается от эмульгированных нефтепродуктов, после чего через выпускной трубопровод 12 сбрасывается за борт. Пленочные нефтепродукты и грубодисперсные частицы удаляются через трубопроводы 14.
Предлагаемое техническое решение позволяет плавучей станции осуществлять процесс очистки судовой нефтесодержащей воды в автономном режиме. При этом сохраняется базовая технология очистки и исключаются затраты на электроэнергию и обслуживание.
Заявляемая полезная модель была создана сотрудниками кафедры химии и экологии ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О.Макарова» в составе научно-исследовательской работы. Устройство очистки было апробировано в лабораторных условиях. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость».