УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ И МЕХПРИМЕСЕЙ

Полезная модель относится к установкам гравитационного принципа действия для разделения несмешивающихся жидкостей и может быть использована на складах и базах горючего для очистки воды от нефтепродуктов и механических примесей при зачистке и мойке резервуаров и при ликвидации аварийных проливов.
Известна установка для разделения несмешивающихся жидкостей, включающая бак с горловиной на его верхней стенке и патрубками для слива воды и нефтепродукта, нижние кромки которых расположены на определенных расстояниях от днища бака и связанны между собой заданным соотношением. Внутри бака имеются вертикальные перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды. Она установлена с зазором относительно днища бака и связана соотношением с высотой расположения нижней кромки патрубка слива воды. Другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с заданным зазором относительно противоположной боковой стенки. Патрубок слива нефтепродукта установлен за полостью для накопления отделенной воды. В горловине бака герметично закреплена вертикальная труба, верхний торец которой соединен с выходным патрубком промежуточной емкости. На нижнем торце трубы на заданном расстоянии от днища бака установлен успокоитель (RU патент ПМ №38298 U1, кл. В01Д 17/02, 17/028, 06.02.2004 г.).
Недостатком указанной установки является высокая остаточная концентрация нефтепродукта в воде, не позволяющая по санитарным нормам сливать ее в промышленный водоем.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и взятой за прототип является установка для разделения несмешивающихся жидкостей (RU №2280489, кл. В01Д 17/02, от 14.01.2005 - прототип).
1
2
3
5
4
Установка содержит бак, на крышке которого размещена промежуточная емкость для улавливания механических примесей и горловина. На боковых стенках бака расположены патрубки для слива воды и нефтепродукта. Нижние кромки патрубков расположены на определенных расстояниях Н и Н от днища бака и связаны между собой заданным соотношением. Внутри бака расположены вертикальные перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды. Она установлена с зазором Н относительно днища бака и связана заданным соотношением с высотой расположения нижней кромки патрубка слива воды. Другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с заданным зазором Н относительно противоположной боковой стенки. Патрубок для слива нефтепродукта установлен непосредственно за полостью для накопления отделенной воды. Горловина бака размещена на максимально возможном удалении от патрубка для слива нефтепродукта. В горловине бака герметично закреплена вертикальная труба, соединенная с промежуточной емкостью. На нижнем торце вертикальной трубы установлен успокоитель на заданном расстоянии Н от днища бака. Бак установки снабжен приспособлением для создания лабиринтного движения воды в вертикальной плоскости в нижней части бака. Это приспособление выполнено в виде заслонок, размещенных в направляющих и снабженных жесткими тягами для вертикального перемещения заслонок.
Недостатком указанной установки является недостаточная эффективность очистки воды от нефтепродуктов.
Технический результат полезной модели - повышение эффективности очистки воды от нефтепродуктов.
Этот технический результат достигается тем, что установка для очистки воды от нефтепродуктов и мехпримесей, содержащая бак, на крышке которого размещена промежуточная емкость для улавливания крупных механических примесей, соединенная с герметично закрепленной в горловине бака вертикальной трубой, на нижнем торце которой установлен успокоитель, размещенный на заданном расстоянии от днища бака, внутри которого при помощи вертикальных перегородок созданы полости для отделения нефтепродуктов и мехпримесей и полость для накопления отделенной воды, размещенные в нижней части бака с возможностью касания днища подвижные заслонки, связанные с жесткими тягами, свободно пропущенными через каналы в крышке бака, имеющего расположенные от днища бака на заданных расстояниях патрубок слива отделенной воды и патрубок слива нефтепродукта, удаленный от горловины бака на максимально возможное расстояние, согласно полезной модели установка снабжена узлом аэрации отделенной воды, выполненным в виде емкости, связанной трубопроводом с полостью для накопления отделенной воды в баке, разделенной вертикальными перегородками на полости, центральная из которых с желобом и патрубком слива нефтепродукта имеет вертикальную перегородку, закрепленную на днище емкости, и перфорированные трубы подачи воздуха с закрепленными на них съемными мелкопористыми чехлами, при этом перфорированные трубы размещены в нижней части центральной полости на уровне нижних торцов вертикальных перегородок.
На фиг.1 представлена установка для очистки воды от нефтепродуктов и мехпримесей (в разрезе);
фиг.2 - то же (вид по А-А на фиг.1);
фиг.3 - то же (вид по Б на фиг.1);
фиг.4 - то же (вид по В-В на фиг.1).
На графических материалах введены следующие условные обозначения:
Η - расстояние от днища бака до его крышки;
1
H - расстояние от днища бака до нижнего среза патрубка слива отделенной воды;
2
H - расстояние от днища бака до нижнего среза патрубка слива отделенного нефтепродукта;
3
Н - величина зазора между днищем бака и нижним торцом вертикальной перегородки, образующей полость для накопления отделенной воды;
4
Н - расстояние от днища бака до успокоителя вертикальной трубы;
5
Н - величина зазора между стенками бака и вертикальными перегородками, образующими полости для отделения нефтепродукта.
4
2
4
2
Установка для очистки воды от нефтепродуктов и мехпримесей состоит из промежуточной емкости 1 для улавливания крупных механических примесей и бака 2 с крышкой 3. На крышке 3 имеется горловина 4 с крышкой 5, на которой закреплена вертикальная труба 6. На нижнем торце трубы 6 установлен успокоитель 7 на расстоянии Н от днища бака 2, связанным с расстоянием Н известным соотношением Н=(0,96÷0,98)·Н. На стенках бака 2 в верхней части установлены патрубок 8 для слива отделенной воды из бака 2 с запорным краном 9 и патрубок 10 для слива отделенного нефтепродукта, а в нижней части - патрубки 11 и 12 с заглушками 13 и 14 для периодического удаления твердых отложений. На заглушке 14 установлен запорный кран (без позиции) для полного слива воды из полостей бака.
1
2
2
Патрубок 8 для слива отделенной воды расположен на расстоянии H от днища бака и связан с расстоянием Н известным соотношением Н=(1,005÷1,250)Н,.
На патрубке 8 установлена трубка (без позиции) с запорным краном для отбора проб отделенной воды и для контроля за ее уровнем в период эксплуатации установки.
3
3
1
3
1
Внутри бака 2 имеется герметично закрепленная на стенках бака 2 вертикальная перегородка 16, установленная перед патрубком 8 слива отделенной воды с зазором H относительно днища бака и образующая полость для накопления отделенной воды. Величина зазора Н связана с расстоянием H заданным соотношением H=(0,05÷0,20)·Н. За перегородкой установлен патрубок 10 слива отделенного нефтепродукта.
2
2
2
Патрубок 10 слива отделенного нефтепродукта расположен на максимально возможном удалении от горловины 4 и на заданном расстоянии Н от днища бака. Расстояние Н определяется из соотношения Н=(0,8÷0,9)·H, где H расстояние от днища бака 2 до крышки 3.
5
5
5
Вертикальные перегородки 17, обеспечивающие разделение исходной смеси на воду, нефтепродукт и мехпримеси, закреплены на стенках бака 2 в шахматном порядке с заданным зазором Н относительно противоположной боковой стенки. Величина зазора Н связана с диаметром вертикальной трубы 6 известным соотношением Н=(0,7÷1,0)·Дтр.
На днище бака 2 по центральной оси полостей, образованных вертикальными перегородками 17, установлены подвижные заслонки 18 с жесткими тягами 19, выведенными на крышку 3 бака 2 и закрепленными на крайних заслонках, которые между собой соединены жесткими связями 20.
На крышке 3 бака 2 также установлен патрубок 21 для выпуска газовоздушной смеси.
Промежуточная емкость 1, расположенная на крышке 3 бака 2, имеет крышку 22, входной патрубок 23 для подачи исходной смеси, выходной патрубок 24, который с помощью колена соединен с вертикальной трубой 6, и патрубок 25 для выпуска газа. Внутри промежуточной емкости 1 имеются металлические сетки с разным размером ячеек, величина которых уменьшается по ходу движения исходной смеси. Они закреплены на едином несущем каркасе и могут быть извлечены в процессе очистки и мойки емкости 1 после снятия крышки 22.
Узел аэрации отделенной воды выполнен в виде емкости 26, внутри которой имеются герметично закрепленные на ее боковых стенках вертикальные перегородки 27, установленные с зазором относительно днища емкости 26. Вертикальные перегородки 27 образуют полости (не менее трех), первая из которых посредством патрубка 28 и трубопровода 29 связана с полостью накопления отделенной воды бака 2. Эта полость используется для приема отделенной воды в узел аэрации. Третья полость имеет патрубок 30 слива доочищенной воды. Эта полость используется для накопления доочищенной воды. Патрубок 30 доочищенной воды расположен ниже уровня слива нефтепродукта.
Центральная полость снабжена вертикальной перегородкой 32, предназначенной для изменения направления движения отделенной воды. Высота этой перегородки должна быть не более 1/2 высоты емкости 26. Перегородка 32 жестко закреплена на днище и стенках емкости 26. За перегородкой 32 по потоку жидкости в нижней части центральной полости установлены перфорированные трубы 33 для подачи воздуха с закрепленными на них съемными мелкопористыми чехлами (диспергирующими элементами) в качестве которых используются трубки из пористых материалов с диаметром отверстий от 4 до 20 мкм, например, трубки из фильтропласта ФТ по ТУ РБ 400257649.001-2002.
Перфорированные трубы 33 связаны между собой гребенкой (не показана), патрубок которой пропущен через боковую стенку емкости 26 и снабжен обратным клапаном 34.
В верхней части центральной полости на одной из боковых стенок емкости 26 установлен патрубок 31 слива отделенного нефтепродукта, который связан с желобом 35. Желоб 35 расположен в центральной полости и закреплен на боковой стенке емкости 26 и на вертикальных перегородках 27. Каждая полость емкости 26 снабжена патрубками (без позиций) для выпуска газовоздушных смесей. На одной торцевой стенке емкости 26 в нижней части установлен патрубок 36 с заглушкой, а на другой - запорный кран 37 для полного слива воды из узла аэрации.
Использование в заявляемой установке узла аэрации позволяет повысить эффективность очистки отделенной воды до требуемых норм, что подтверждается результатами испытаний.
Установка работает следующим образом.
Перед началом эксплуатации установки закрывают запорный кран 9 и открывают запорный кран 15.
Затем через патрубок 23 емкости 1 в бак 2 вначале заливают воду до начала ее вытекания из запорного крана 15. После этого заливают нефтепродукт до начала его вытекания из патрубка 10, при этом в баке 2 образуется слой нефтепродукта, а излишки воды вытекают через запорный кран 1 5. В бак 2 заливают ту марку нефтепродукта, которая содержится в исходной смеси. Газы из емкости 1 и бака 2 выводятся соответственно через патрубки 25 и 21. К патрубку обратного клапана 34 узла аэрации подсоединяют воздушный шланг, подключенный к источнику сжатого воздуха (к воздуходувке или к компрессору). Открывают запорный кран 9 и закрывают запорный кран 15. В таком состоянии установка готова к эксплуатации.
Перед началом подачи исходной смеси в установку включают источник сжатого воздуха.
Исходную смесь подают через патрубок 23 в емкость 1 в которой смесь, проходя через металлические сетки, очищается от крупных механических примесей. Далее смесь, состоящая из воды, нефтепродукта и мелких механических примесей, по вертикальной трубе 6 поступает в успокоитель 7, из которого она попадает в слой нефтепродукта. Смесь, поступающая в бак 2, огибая вертикальные перегородки 17 в горизонтальной плоскости, перемещается в сторону патрубка 8.
В процессе перемещения к патрубку 8 смесь разделяется на воду, нефтепродукт и механические примеси, как в слое нефтепродукта так и ниже этого слоя. Вода под действием гравитационных сил опускается вниз, увеличивая объем залитой воды, а механические примеси оседают на днище бака 2.
В нижней части бака 2 вода движется зигзагообразно в вертикальной плоскости к вертикальной перегородке 16, при этом взвешенные частицы нефтепродукта поднимаются вверх и соединяются со слоем нефтепродукта.
Нефтепродукт, отделившийся от воды в полостях между вертикальными перегородками 17, сливается через патрубок 10 в заранее приготовленную емкость.
Крупные механические примеси из промежуточной емкости 1 периодически удаляются при снятой крышке 22.
3
Вода, очищенная от основной части нефтепродукта и механических примесей, движется к зазору Н между вертикальной перегородкой 16 и днищем бака 2, скапливается в полости для накопления отделенной воды и далее через патрубок 8 и трубопровод 29 сливается в полость для приема отделенной воды узла аэрации. Из полости для приема отделенной воды она через зазор между первой вертикальной перегородкой 27 и днищем емкости 26 поступает в центральную полость узла аэрации. В этой полости вода, огибая вертикальную перегородку 32, движется сначала вверх, а потом опускается вниз.
Навстречу потоку воды из перфорированных труб 33 поднимаются вверх диспергированные пузырьки воздуха, к которым прилипают микрокапли нефтепродукта и выносятся на поверхность воды. Образующийся слой нефтепродукта в центральной полости сливается в желоб 35 и далее через патрубок 31 - в заранее приготовленную емкость.
Доочищенная вода через зазор между второй перегородкой 27 и днищем емкости 26 скапливается в полости для накопления доочищенной воды и далее через патрубок 30 сливается в заранее приготовленную емкость, из которой она сливается в промышленный водоем или используется повторно для мойки резервуаров. Пробы воды на анализ отбираются из патрубка 8 через запорный кран 15 и на выходе из патрубка 30 узла аэрации.
3
Для полного освобождения установки от нефтепродуктов и воды закрывают запорный кран 9. Выключают источник сжатого воздуха и подают в бак 2 небольшое количество воды через емкость 1 до полного слива нефтепродукта из бака 2, что можно определить по началу вытекания воды из патрубка 10. Затем открывают запорный кран на заглушке 14 и сливают воду в емкость для повторного использования. После слива воды подвижные заслонки 18 приподнимают за жесткие тяги 19 па высоту не более зазора Н и фиксируют их в поднятом состоянии, снимают заглушки 13 и 14 и удаляют твердые отложения путем промывки полостей бака 2 водой.
Для полного слива воды и нефтепродукта из узла аэрации установки на патрубок 30 устанавливают заглушку. Через патрубок выпуска газовоздушной смеси полости для приема отделенной воды заливают небольшое количество воды. Уровень воды в емкости 26 повышается и нефтепродукт из центральной полости сливается через патрубок 31 в заранее приготовленную емкость. Воду заливают в емкость 26 до начала ее вытекания из патрубка 31. Затем снимают заглушку с патрубка 36, открывают запорный кран 27 и полностью сливают воду из емкости 26 узла аэрации.
3
Эффективность заявляемой установки подтверждается результатами испытаний, проведенных на макетных образцах. В качестве нефтепродукта для приготовления исходной смеси использовалось отработанное моторное масло M-6/10B.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Таблица
Результаты испытаний макетных образцов заявляемой установки и прототипа
№№ п/п
Показатели эффективности
Макетные образцы
заявляемая установка
прототип
1
2
3
4
1
Концентрация масла M-6<sub>3</sub>/10B в исходной смеси, мг/л
45000
45000
2
Концентрация масла в сливаемой воде, мг/л:
при подаче исходной смеси 1 л/мин
1,7
4,3
при подаче исходной смеси 2 л/мин
2,2
5,4
3
Концентрация масла М-6<sub>3</sub>/10В в исходной смеси, мг/л
90000
90000
4
Концентрация масла в сливаемой воде, мг/л:
при подаче исходной смеси 1 л/мин
2,3
4,6
при подаче исходной смеси 2 л/мин
2,7
5,5
Из результатов испытаний следует, что в заявляемой установке концентрация нефтепродукта в сливаемой воде значительно меньше, чем в прототипе (см. поз.2 и 4 в колонках 3 и 4).
Таким образом, применение предлагаемой установки позволит повысить эффективность очистки воды от нефтепродуктов.