Установка ультрафильтрационного разделения высококонцентрированных устойчивых водомаслянных эмульсий

 

Изобретение относится к обезвреживанию нефтеи маслосодержащих сточных вод и предназначено для разделения высокоустойчивых эмульсий, например отработанных обезжиривающих растворов. Цель изобретения - повышение производительности и снижение затрат электроэнергии. Установка, содержит последовательно соединенные сборник эмульсии, сепаратор с приспособлением для удаления флотоконденсата и мембранный аппарат, снабженный системой трубчатых ультрафильтров с электродами в виде анода из электрохимически нерастворяющегося стержня, расположенного по оси в каждом напорном канале ультрафильтров, и катода, выполненного в виде полупроницаемого токопроводящего слоя, нанесенного на внутреннюю поверхность трубчатых ультрафильтров. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В аЯЩЦЦ

"")Ы@ -- . " .Ь"

БАБЬЕЙ ),;,А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4320485/26 (22) 26.10.87 (46) 07.08,91. Бюл. М 29 (71) Кишиневское научно-производственное объединение технологии электробытового машиностроения "Технология" (72) Б.К.Бурка, В.В.Ковалев, M.È.Ñóäâàðã и

А.И. Бурка (53) 628.543 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1411290, кл. С 02 F 1/46, 1986. (54) YCTAHOB КА УЛ ЬТРАФИЛ ЪТРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ УСТОЙЧИВЫХ ÂOДОМАСЛЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ (57) Изобретение относится к обезвреживанию ыефте- и маслосодержащих сточных е

Изобретение относится к обезвреживанию нефте- и маслосодержащих сточных вод и предназначено для разделения высокоустойчивых эмульсий, например, отработанных обезжиривающих растворов, или смазочно-охлаждающих жидкостей, сбрасываемых в процессе обработки поверхности перед нанесением покрытия, а также в процессах холодной обработки металлов с целью создания замкнутых циклов использования воды и утилизации извлекаемых нефтепродуктов.

Целью изобретения является повышение производительности установки при одновременном снижении затрат электроэнергии, На чертеже схематически представлена установка ультрафильтрационного разделе„„SU „, 1668309 А1 вод и предназначено для разделения высокоустойчивых эмульсий, например, отработанных обезжиривающих растворов. Цель изобретения — повышение производительности и снижение затрат электроэнергии.

Установка, содержащая последовательно соединенные сборник эмульсии, сепаратор с приспособлением для удаления флотоконденсата и мембранный аппарат, снабженный системой трубчатых ультрафильтров с электродами в виде анода из электрохимически не растворяющегося стержня, расположенного по оси в каждом напорном канале ультрафильтров, и катода, выполненного в виде полупроницаемого токопроводящего слоя, нанесенного на внутреннюю поверхность трубчатых ультрафильтров. 1 з ил., 1 табл. ния высококонцентрированных устойчивых эмульсий. (Ь

Установка содержит сборник 1 эмульсии, сепаратор 2, в котором размещены флотатор 3 конической формы с устройством 4 для сбора и удаления сфлотированных нефтепродуктов. Сепаратор 2 соединен трубоп- С роводами с циркуляционным насосом 5 и Q мембранным аппаратом 6. Мембранный аппарат 6 снабжен системой трубчатых ультрафильтров 7, на внутренней поверхности которых нанесен полупроницаемый токопроводящий слой 8, в каждом напорном канале трубчатого ультрафильтра 7 по оси расположен стержень 9 из злектрохимически пассивного материала. Токопроводящий слой 8 подключен к отрицательному полюсу источника 10 питания постоянного тока, а стержни 9 при помощи токопровода

1668309

11 подключены к положительному полюсу данного источника 10 питания.

Анодные стержни выполняют из электрохимически пассивного материала, например нержавеющей стали или свинца. Катод — токопроводящий полупроницаемый слой получают химической металлизацией стеклопластикового каркаса трубчатого ультрафильтра, путем прокачивания через напорные каналы под давлением раствора активации, например водного раствора, содержащего боргидрид натрия, гидроокись щелочного металла, фенолфталеин и диметилформамид с последующей металлизацией, например, в аммиачном растворе никелирования, Возможны другие варианты применения в качестве катода токопроводящей полупроницаемой мембраны, например графитового трубчатого ультрафильтрационного элемента.

Установка работает следующим образом.

Отработанная смазочно-охлаждающая жидкость или обезжиривающий раствор подается для отстаивания в сборник 1 эмульсий, из которого отделенная от механических примесей водомасляная эмульсия поступает в сепаратор 2 и затем по мере его заполнения подается по трубопроводу при помощи циркуляционного насоса 5 в мембранный аппарат 6. Под действием обратноосмотического давления в мембранном аппарате 6 на поверхности полупроницаемай мембраны водомасляная эмульсия частично разделяется на фильтрат, прошедший сквозь мембрану, растворитель с низкомолекулярными детергентами и концентрат, содержащий свободные и эмульгированные масла и другие загрязнения, который из мембранного аппарата под избыточным давлением перетекает во флотатор 3 сепаратора 2. При включении циркуляционного насоса 5 одновременно подается электрическое питание на электроды ультрафильтров.

Интенсивное газовыделение на поверхности полупроницаемой мембраны приводит к значительному массообмену между примембранным пространством и ядром потока, что ведет к выравниванию концентрации растворенного вещества в сечении потока и исключению влияния концентрационной поляризации на мембранный процесс.

Электрогенерированные газы водорода и кислорода, транспортируемые потоком концентрата, выделяясь во флотаторе 3, флотируют в верхнюю часть свободные и частично эмульгированные масла, которые при помощи устройства 4 выводятся из ус5

55 тановки в виде концентрата нефтепродуктов, который направляется на утилизацию, Фильтрат с установки используется на повторное использование или сбрасывается в канализационную сеть. По мере вывода фильтрата из установки из сборника 1 эмульсии в сепаратор 2 для поддержания определенного уровня воды во флотаторе 3 подается эмульсия, подлежащая разделению.

Проводят сравнительные испытания работы лабораторной установки, При этом лабораторная установка включает циркуляционную емкость, циркуляционный насос-дозатор, сепаратор, объем которого рассчитан на 5 — 20 мин пребывания концентрата, ультрафильтр, представляющий собой стеклапластиковую трубку длиной 2 м, на внутреннюю поверхность которой нанесен полупроницаемый слой общей поверхностью 0,07 м, с размерами пор порядка 500 A. Материал анода — нержавеющая сталь, Ультрафильтрации подвергают отработанный моющий раствор с концентрацией эмульгированных масел до 5 г/л, температура раствора 30 +. 2 С, Обратноосмотическое давление выдерживают равным

0,2 + 0,02 МПа, Скорость потока обрабатываемой жидкости над поверхностью мембраны 2 + 0,1 м/с. Силу така на электродах поддерживают равной 150 А/м, При этом через сепаратор пропускают 50% циркулирующей жидкости, обеспечивая 10 мин флотацию.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице, Как следует из приведенных в таблице данных, наличие полупроницаемого токопроводящего слоя ведет к уменьшению расстояния между электродами в ультрафильтре, к исключению влияния электрического сопротивления самой мембраны, в результате чего значительно снижается рабочее напряжение. Кроме того, наличие полупроницаемого токапроводящего слоя ведет к интенсивному газовыделению на его поверхности, следовательно, к снижению влияния концентрационной поляризации и увеличению производительности мембранного процесса, а также к исключению электродов в сепараторе за счет флотации маслопродуктов растворенным газом, а не генерируемым электродами в сепараторе.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет по отношению к известной повысить после 24 ч работы в 1,4 раза производительность при одновременном снижении затрат электроэнергии в 4 раза.

1668309

Проннпаеиость ультрафнльтров, л/и ч

Опыт

Электрические параметры райпты электродов в сепараторе

Время обработки, ч

Затраты электроэнергии на питание электРодов, кВт ч

Электрические параметры работы электродов ультраФильтров

Гтотиость тока, Напрякекие, В Нодиосгь, «Вг

4/н4

Напрядение, В

Ппог ность тока, д/мь

Нонность, эатрачи» .ваемая

1 и поверхности электродов, кВт навес тная пр едпагаемая нээестные предлагаемь.е иэвестные предлагаемые предлагаемые предлагаемые иэаестные иэве. стпые!

3 !4

12

150

150 26

3,9

9,2

1 !!

1,8

2 2 !50 29

4,4

4,5

150

2,4!

Dil

150

150

3

5 16

6 24

150

150!

0,4

39

Зч

5,1

150

150

2,9

48

l 50

150

5,4

ЭЬ

150

11,7

Э,О

ЭЬ

150

5,5

150

l 50

150

12,7

Э,2

Формула изобретения

Установка ультрафильтрационного разделения высококонцентрированных устойчивых водомасляных эмульсий, содержащая последовательно соединенные сборник эмульсий, сепаратор с приспособлением для отделения флотоконденсата и мембранный аппарат, снабженный системой трубчатых фильтров и системой электродов, причем анод выполнен стержневым и установлен внутри трубчатого фильтра, а катод размещен на одной из поверхностей трубчатого фильтра, отличающаяся тем, что, с целью повышения производи5 тельности и снижения затрат энергии, анод выполнен из электрохимически нерастворимого материала, а катод выполнен в виде пористого слоя из электропроводного материала и размещен на внутренней поверхно10 сти трубчатого фильтра.

12 5,3 1,8

165724

17 59 26

19 6,0 2,9

20 6,3 3,0

21 7,2 332