Коалесцентно-сорбентный фильтр зуева в.ю.
Изобретение относится к устройствам очистки сточных вод ливневой канализации от нефтепродуктов. Коалесцентно-сорбентный фильтр по разделению двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом - нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, выполнен в виде проточного сосуда. В качестве отделяющего элемента - коалесцентного фильтра используется слой жидкости с меньшим удельным весом. Сорбентный фильтр заглублен в верхнюю часть указанного слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра. Сорбентный фильтр выполнен съемным, вертикально перемещающимся, изготовлен в виде полой заполненной наполнителем - сорбентом емкости и периферией, соответствующей периметру сосуда. Емкость сорбентного фильтра дополнительно содержит поплавки и регурятор веса и выполнена таким образом, что в пассивной фазе работы сорбентного фильтра без соприкосновения сорбента с жидкостью, вес сорбентного фильтра соответствует или меньше веса вытесняемой емкостью сорбентного фильтра жидкости. А в активной фазе работы сорбентного фильтра - при образовании коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом сорбентный фильтр погружается в коалесцентный фильтр. Техническим результатом является повышение эффективности работы коалесцентно-сорбентного фильтра по очистке сточных вод от нефтепродуктов. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам по разделению двух несмешивающихся жидкостей и может быть применено для очистки сточных вод ливневой канализации от нефтепродуктов.
Существуют многочисленные устройства по очистке сточных вод от загрязняющих веществ, например «Устройство для разделения двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом для отделения нефтепродуктов, содержащихся в воде» (SU, а.с. 194573, кл. Е03F 1/00, 1967), «Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов» (RU, патент, 2108429, кл. Е03F 5/00, 1996), «Устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей Зуева В.Ю.» (RU, патент, 2233951 С2, кл. Е03F 5/16, 2004).
Однако недостатком вышеперечисленных технических решений является их низкая эффективность по очистке ливневых стоков от нефтепродуктов, повышенный износ сорбентного фильтра.
Аналогом изобретения является «Устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей с расходомером вялых потоков» (RU, патент, 2285770 С2, кл. Е03F 5/16, В01D 17/028, G01F 1/05, 2006).
Представляет собою устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом - нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, с использованием в качестве отделяющего элемента - коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом, выполненное в виде емкости с установленными в ней вертикальными перегородками, образующими секции - сообщающиеся сосуды, причем четные вертикальные перегородки имеют нижний водоток, нечетные вертикальные перегородки имеют верхний перелив и каждая последующая нечетная вертикальная перегородка ниже предыдущей, каждая указанная секция содержит заглубленный в верхнюю часть указанного слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесценого фильтра - фильтр, выполненный съемным, вертикально перемещающимся, изготовленный в виде полой заполненный наполнителем - сорбентом емкости с горизонтальными щелевыми перегородками и периферией, соответствующей периметру секции, при этом оно снабжено расходомером жидкости, расположенным на четной вертикальной перегородке с нижним водотоком и содержащим поворотную заслонку, расположенную на нижнем водотоке указанной перегородки, причем шток поворотной заслонки расположен вертикально и связан надводным пространством с указателем расхода жидкости, соединенным с сумматором расхода и регулятором расхода жидкости.
Конструкция неэффективна в связи с потерей гигроскопических свойств сорбента из-за нахождения в жидкой среде сорбентного фильтра до образования коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом.
Наиболее близким аналогом является устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом - нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, с использованием в качестве отделяющего элемента коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом, выполненное в виде емкости со сливной трубой и с установленными в емкости вертикальными перегородками, образующими секции - сообщающиеся сосуды, каждая указанная секция содержит заглубленный в верхнюю часть указанного слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра - сорбентный фильтр, выполненный съемным, вертикально перемещающимся, при этом емкость выполнена цилиндрической формы и имеет водоток от периферии к центру, указанные вертикальные перегородки выполнены кольцевой формы, причем нечетные вертикальные перегородки имеют нижний водоток, четные вертикальные перегородки имеют верхний перелив, указанные перегородки с нижним водотоком выполнены вертикально перемещающимися и сливная труба и указанные перегородки с верхним переливом снабжены вертикально перемещающимися насадками кольцевой формы, образуя систему гидравлического сопротивления (RU, патент, 2289001 С1, кл. Е03F 5/16, В01D 17/025, 2006).
Устройство имеет недостаток - заглубленный в верхнюю часть слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра - сорбентный фильтр, т.к. предварительное погружение сорбентного фильтра в жидкость без образования слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра приводит к потере основного свойства сорбента - гигроскопичности, что понижает эффективность устройства в целом.
Целью изобретения является повышение эффективности работы коалесцентно-сорбентного фильтра по извлечению нефтепродуктов из жидкости за счет изменения конструкции сорбентного фильтра.
Сущность изобретения заключается в том, что коалесцентно-сорбентный фильтр представляет собою устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом - нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, выполненный в виде проточного сосуда, с использованием в качестве отделяющего элемента - коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом, с заглубленным в верхнюю часть указанного слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра - сорбентного фильтра, выполненного съемным, вертикально перемещающимся, изготовленного в виде полой заполненной наполнителем - сорбентом емкости и периферией, соответствующей периметру сосуда, при этом емкость сорбентного фильтра дополнительно содержит поплавки и регурятор веса и выполнена таким образом, что в пассивной фазе работы сорбентного фильтра - без соприкосновения сорбента с жидкостью вес сорбентного фильтра соответствует или меньше веса вытесняемой емкостью сорбентного фильтра жидкости, а в активной фазе работы сорбентного фильтра - при образовании коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом сорбентный фильтр погружается в коалесцентный фильтр.
Предложенное устройство коалесцентно-сорбентного фильтра для очистки жидкости от нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах в пассивной фазе работы фильтра, представляет собою проточный сосуд (1), изображенный на фиг.1, с приемным патрубком (2) и выпускным патрубком (3), расположенных на разных уровнях указанного сосуда. Сосуд содержит в наджидкостном пространстве корпус сорбентного фильтра (4) с сорбентом (5), опирающийся на поплавки (6), погруженные в верхнюю часть слоя жидкости (7). Корпус сорбентного фильтра (4) содержит регулятор веса (8) с силой тяжести, противоположно направленной выталкивающей силе поплавков (6).
На фиг.2 изображено предложенное устройство коалесцентно-сорбентного фильтра для очистки жидкости от нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, в активной фазе работы фильтра. На фиг.2 изображен проточный сосуд (1) с приемным (2) и выпускным (3) патрубками. Сосуд содержит корпус сорбентного фильтра (4) с сорбентом (5), опирающийся на поплавки (6). Корпус сорбентного фильтра (4) с сорбентом (5) и поплавками (6) погружен в верхнюю часть слоя жидкости (7), представляющего собою образовавшийся при прохождении сточных вод, содержащих нефтепродукты, - коалесцентный фильтр (9). Уровень погружения корпуса сорбентного фильтра (4) урегулирован регулятором веса (8) сорбентного фильтра, выталкивающей силой поплавков (6) и плотностью жидкости коалесцентного фильтра (9), которая меньше удельного веса жидкости, не содержащей нефтепродукты в пассивной фазе работы фильтра, представленного на фиг.1.
Коалесцентно-сорбентный фильтр работает следующим образом. На начальном этапе во входной патрубок (2) корпуса коалесцентно-сорбентного фильтра (1) поступает, фигурная стрелка фиг.1, и выходит, фигурная стрелка фиг.1, через выходной патрубок (3) жидкость без нефтепродуктов, что соответствует пассивной фазе работы устройства. Жидкость без нефтепродуктов однородна по объему и имеет удельный вес, соответствующий наибольшему показателю в процессе очистки жидкости. Нижняя поверхность корпуса сорбентного фильтра (4) относительно поверхности жидкости, посредством регулятора веса (8) и поплавков (6) сорбентного фильтра, предварительно установлена на уровень выше уровня жидкости, соответствующий плотности коалесцентного фильтра для опускания сорбентного фильтра в слой жидкости с меньшим удельным весом. При попадании нефтепродуктов в жидкость и прохождении жидкости, фигурные стрелки, через корпус коалесцентно-сорбентного фильтра (1) фиг.2, легкие нефтепродукты всплывают и посредством коалесцентного эффекта образуют слой жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентный фильтр (9). При образовании коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом корпус сорбентного фильтра (4) погружается в жидкость, прямая стрелка вниз фиг.2, сорбент (5) начинает впитывать в себя нефтепродукты в направлении от поверхности коалесцентного фильтра вниз фильтра. При насыщении сорбента (5) нефтепродуктами сорбентный фильтр извлекается, прямая стрелка вверх фиг.2, для регенерации. Далее цикл очистки жидкости возобновляется.
Коалесцентао-сорбентный фильтр преимущественно используется как системная секция в устройствах по разделению двух несмешивающихся жидкостей («Устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей Зуева В.Ю.» (RU, патент, 2233951 С2, кл. Е03F 5/16, 2004), «Устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей с расходомером вялых потоков» (RU, патент, 2285770 С2, кл. Е03F 5/16, В01D 17/028, G01F 1/05, 2006), «Устройство по разделению двух несмешивающихся жидкостей радиального типа» (RU, патент, 2289001 С1, кл. Е03F 5/16, В01D 17/025, 2006).
Таким образом, цель повышения эффективности работы коалесцентно-сорбентного фильтра по извлечению нефтепродуктов из жидкости достигается самой конструкцией устройства фильтра, которая выполнена в виде погружающегося сорбентного фильтра в коалесцентный фильтр на стадии формирования последнего. Разделение процесса очистки жидкости от нефтепродуктов на активную и пассивную фазы за счет саморегуляции работы фильтра конструктивно осуществляется посредством предварительного определения веса сорбентного фильтра.
Повышение эффективности работы коалесцентно-сорбентного фильтра обуславливается разделением процесса очистки сточных вод от нефтепродуктов на две фазы - пассивную и активную, использованием основного свойства сорбента - гигроскопичности только на стадии взаимопроникновения сорбентного фильтра в коалесцентный фильтр. Использование гигроскопических свойств сорбента только на рабочей фазе эксплуатации коалесцентно-сорбентного фильтра приводит к повышению эффективности работы фильтра в целом.
Коалесцентно-сорбентный фильтр по разделению двух несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом - нефтепродуктов, содержащихся в ливневых сточных водах, выполненный в виде проточного сосуда с использованием в качестве отделяющего элемента - коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом, с заглубленным в верхнюю часть указанного слоя жидкости с меньшим удельным весом - коалесцентного фильтра сорбентного фильтра, выполненного съемным, вертикально перемещающимся, изготовленного в виде полой заполненной наполнителем - сорбентом емкости и периферией, соответствующей периметру сосуда, отличающийся тем, что емкость сорбентного фильтра дополнительно содержит поплавки и регулятор веса и выполнена таким образом, что в пассивной фазе работы сорбентного фильтра - без соприкосновения сорбента с жидкостью, вес сорбентного фильтра соответствует или меньше веса вытесняемой емкостью сорбентного фильтра жидкости, а в активной фазе работы сорбентного фильтра - при образовании коалесцентного фильтра - слоя жидкости с меньшим удельным весом, сорбентный фильтр погружается в коалесцентный фильтр.
