Установка для магнитной очистки сточных нефтесодержащих вод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик нц95?934

«е»

1

/ т с г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15.1280 (21),3236139/23-26

Р1» М. К

В 01 0 35/06

С 02 F 1/48 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень ¹ 34

)53» УДК621. 1Ь7. .127(088.8) Дата опубликования описания 150932 (72) Авторы (54) УСТАНОВКА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД

25

Изобретение относится к разделению эмульсий и может быть использовано для очистки сточных нефтесодержащих вод.

Известна установка, в которой в качестве магнитовосприимчивого реагента используют порошок магнетита.

Установка. включает смеситель, где смешивают очищаемую воду с порошком магнетита, адсорбирующим нефтепродукты, магнитный фильтр, в котором отделяют полученные агрегаты. Для регенерации магнетита предлагают использование печи, в которой его нагревают до температуры десорбции нефтепродуктов, или использование аппарата для экстракции нефтепродуктов с помощью растворителя (1 J.

Недостатком известной установки является то, что применение для регенерации магнетита его нагревания при высоких. температурах приводит к потере им. в значительной степени магнитных и адсорбционных свойств.

Использование для регенерации аппарата, в котором нефтепродукты экстрагируются с помощью растворителя, сложно для практической реализации.

Цель изобретения — повышение экономичностм установки.

Поставленная цель достигается тем, что установка, содержащая ".меситель со средством подачи магнитовосприимчивого; реагента и с входной камерой, магнитный фильтр со шламовой полостью и сепаратор грубой очистки, снабжена камерой подготовки магнитовосприимчивого реагента с трубопроводами, снабженной устройством для перемешивания и дозирования водной суспензии магнитовосприимчивого реагента, устройством для съема нефтепродуктов с поверхности воды и подогревателем и соединенной при помощи трубопроводов со шламовой полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя.

На чертеже показана приципиальная схема установки.

Установка включает сепаратор грубой очистки воды 1, смеситель 2, магнитный фильтр 3 и систему физико-химической подготовки магнитовосприимчивого реагента, содержащую камеру 4, сообщающуюся с помощью тРУбопроводов 5и 6 со шламовой .полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя 2 соответственно и снабженную устройством 7, вы9579 34 полняющим одновременно функции перемешивания и доэирования водной суспензии магнитовосприимчивого реагента, а также устройством для съема нефтепродуктов с поверхности. воды 8 и подогревателем 9. 5

Установка. работает следующим образом.

Подлежащая очистке от диспергированных нефтепродуктов вода поступает в сепаратор грубой очистки 1, 10 где происходит отделение от воды крупных капель нефтепродуктов (диаметром более 50 мкм) и механических примесей. В результате грубой очистки воды получают.тонкодисперсную эмульсию с согержанием нефтепродукта 1,0 г/л, что повышает эффективность последующего процесса магнитной фильтрации, увеличивает продолжительность цикла фильтрации и позволяет,обеспечить постоянный расход водной суспензии магнитовосприимчивого реагента из камеры 4 при вводе

его в исходную эмульсию.

Выбор типа сепаратора грубой очист 5 ки зависит от характера сточных вод.

В частности, для грубой очистки судовых льяльных вод целесообразно использовать сепаратор с коалесцирующими гофрированными пластинами. При работе установки в цикле фильтрации из сепаратора грубой очистки 1 тонкодисперсная водонефтяная эмульсия поступает в смеситель 2 одновременно. с водной суспензией магнитовосприимчивого реагента (с концентрацией до

1-5% по массе), подаваемой из камеры по трубопроводу б с помощью устройства 7. Однородную по дисперсности и составу водную суспензию магнитовосприимчивого реагента получают в каме- 4О ре 4 при непрерывном перемешивании смеси компонентов также с помощью уст. ройства 7. Для одновременного выполнения функций перемешивания и дозирования магнитовосприимчивого реаген- 45 та в рассматриваемых условиях конструкция устройства 7 может быть выполнена в виде центробежного насоса, напор которого превышает напор устрой-, ства, подающего исходную эмульсию в смеситель 2.

Расход водной суспензии магнитовосприимчивого реагента должен быть в соответствии с расходом исходной нефтесодержащей воды, он контролируется расходомером 10 и поддерживается постоянным автоматически с помощью исполнительного механизма на клапане 11, получающего импульс от датчика расходомера 10.

69

В смесителе 2 обеспечивается адсорбция капель нефтепродукта магнитовосприимчивым реагентом. Дпя интенсификации процесса адсорбции необходимо предусмотреть в камере 4 или во входной камере смесителя 2 ввод коагулянта (электролита). Из смесителя 2 дисперсная система поступает в магнитный фильтр 3, в фильтрующем элементе которого происходит захват намагниченных указанным способом нефтепродуктов. Чистая вода идет на слив. В процессе работы маг-. нитного фильтра 3 свободный объем фильтрующего элемента заполняется шламом, состоящим из смеси нефтепродуктов с магнитовосприимчивым реагентом, до критической величины. После чего начинает ухудшаться качество очистки воды и необходима регенерация фильтрующего элемента. Для выполнения последней закрывают автоматически клапаны: клапан 12 на трубопроводе, соединяющем магнитный фильтр 3 и выходную камеру смесителя 2,и клапан 13 на сливном трубо проводе. Открывают клапан 14 для по.дачи промывочной воды и клапан 15 на трубопроводе 5. Клапаны 12-16 управляются командным электрическим прибором (КЭП-2у) 17

В результате регенерации фильтрующего элемента, произведенной какимлибо известным способом (обычно с подачей промывочной воды), получают .обводненный шлам, который отводится по трубопроводу 5 в камеру 4. При этом расход промывочной воды должен соответствовать объему камеры 4, описанному ко времени, затраченному на регенерацию фильтрующего элемента, если в течение цикла фильтрации был израсходован весь объем водной суспензии магнитовосприимчивого реагента в камере 4. В противном случае расход промывочной воды должен корректироваться в зависимости от остаточного объЕма водной суспензии магннтовосприимчивого реагента в камере 4.. После заполнения объекта кажры 4 шламом, последний подвергается физико-химической подготовке, которая заключается в том, что в камеру 4 вводят необходимые реагенты, например электролит, и смесь подвергают механическому перемешива-. нию с помощью устройства 7. При этом клапан. закрыт, и функции дозирования устройство 7 не выполняет .

В результате механического перемешивания смеси в камере 4 достигают следующих целей.

Разрушают конгломераты нефтепродуктов с частицами магнитовосприимчивого реагента, чему благоприятствует тот факт, что шлам представляет крупнодисперсную, концентрированную и т,п. неустойчивую систему. При этом освобожденные нефтепродукты, коалесцируя, всплывают на поверхность смеси, а поверхность частиц магнитовосприимчивого реагента приобретает необходимую активность для эффектив957934

15 ного протекания последующего процесса адсорбции в смесителе 2. Возможное наличие остаточного адсорбционного монослоя нефтепродуктов не ухудшает адсс" бционных свойств частиц, так как при этом их поверхность становится гидрофобной. Более полному удалению нефтепродуктов с поверхности твердых частиц способствует также значительное нагревание смеси, имеющее место при интенсивном пе- ремешивании из-за рассеивания части затрачиваемой энергии в виде тепловой. Для этой же.цели в случае необходимости в камере 4 может быть включен подогреватель смеси 8.

Введение в камеру 4 химических реагентов, например электролита, применяется для нейтрализации отрицательно заряженного двойного электрического слоя на поверхности час-. тиц магнитовосприимчивого реагента и на каплях нефтепродуктов при .последующем смешении потоков в смесителе 2. Кроме этого, соответствующие химические реагенты вводят в камеру 4 для регулирования кислотности смеси, также влияющей на эффективйость протекания процесса адсорбции в смесителе 2.

В конечном счете в камере 4 получают водную суспензию магнитовосприимчивого реагента с заданной концентрацией по реагентам, однородную по дисперсности твердых частиц, по распределению их в объеме камеры 4 и с необходимым физико-химическим состоянием поверхности частиц. После этого описанный цикл фильтрации воды повторяют. Поскольку на фильтрацию в магнитный фильтр поступает эмульсия с содержанием нефтепродукта до 1,0 г/л нефтепродукты в камере 4 накапливаются достаточно медленно. Однако необходимо своевременное удаление нефтепродуктов с поверхности несмешивающейся жидкости в камере 4, чтобы извлеченные в последовательных циклах фильтрации воды и цикле регенерации фильтрующего элемента нефтепродукты не циркулировали в системе очистки воды многократно. Для удаления нефтепродуктов с поверхности несмешивающейся жидкости может быть использовано любое известное устройство, например, скребкового типа или пористый материал, впитывающий нефтепродукты за счет капиллярного эффекта, с последующим его отжатием после достижения состояния насыщения.

Целесообразно также удалять слой нефтепродуктов после отстаивания шлама в камере 4 и до включения перемешивающего устройства 7, что практически легко выполнимо, так как установка не будет работать непрерыв20

65 но в течение суток. Опыт показывает, что установки для очистки нефтесодержащих вод эксплуатируются обычно в течение 2-4 ч в сутки между тем как время, необходимое для расслаивания шлама на нефтепродукт — воду— магнитовосприимчивый реагент составляет не более 1-2 ч, так как шлам представляет крупнодисперсную и кон- . центрированную систему.

Таким образом в процессах, протекающих в камере 4, нефтепродукты отделяются и удаляются, а магнитовосприимчивый реагент после физикохимической подготовки вновь используется в процессе в качестве адсорбента. При многократной циркуляциг магнитовосприимчивого реагента минимальная часть его (до 1-5,0 мг/л) может уноситься с водой, прошедшей очистку в магнитном фильтре. Для сохранения концентрации магнитовос- приимчивого реагента на должном уровне производят его соответствующее восполнение в камере 4. Количество циркулирующего в системе очистки воды магнитовос риимчивого реагента составляет .до 1,0-2,0 кг. Эффективность и надежность отдельных аппаратов и систем установки проверена экспериментально.

Пример. При использовании известных метоцов регенерации магнитовосприимчивого реагента на промежуточных стадиях его обработки и при транспортировке может быть патеряно от 25 до 503 продукта. Для работы установки производительность 3,0 м/ч в случае отсутствия регенерации необходима 1,0 т магнитовосприимчивого реагента в год. Стоимость искусственно получаемых тонкодисперсных (1,0 мкм) порошков составляет 3,6 р эа 1 кг. В случае 25,0%-ной регенерации магнитовосприимчивого реагента теряем 1150 р,, в год на одну установку. При использовании данного метода, когда уносится с водой не более 5,0 мг/л реагента, потеря составляет 50 р в год. Экономия составляет около 1000 р в год на одну установку, только за счет уменьшения потерь реагента. Данная физико-химическая подготовка не. сложна в конст« руктивном и технологическом отношении. В связи с тем, что магнитовосприимчнвый реагейт используется многократно, не требуется хранения больших его запасов, а также затраты средств для приобретения этих запасов. Использование одного устройства для перемешивания и дозирования реагента также упрощает схему установки и уменьшает ее габариты в массу.

Формула изобретения

Установка для магнитной очистки сточных нефтесодвржащих вод,содер957934

Составитель Л. Бузмакова

Техред М.Тепер Корректор О.Вилах

°

Редактор Т.Парфенова

Заказ 6656/8 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал IlllII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 жащая смеситель со средством подачи магнитовосприимчивого реагента и с входной камерой, магнитный фильтр со шламовой полостью и сепаратор грубой очистки, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена камерой для подготовки магнитовосприимчивого реагента с трубопроводами, снабженной устройством для переме- шивания и дозирования водной суспензии магнитовосприимччвого реагента, устройством для съема нефтепродуктов с поверхности воды и подогревателем и соединенной при прмощи трубопроводов со шламовой полостью магнитного фильтра и с входной камерой смесителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3767571, 10 кл.210-30 1973