Способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к очистке сточных вод от нефти и нефтепродуктов, находящихся в пленочном и эмульгированном состояниях. Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение эффективного улавливания и отделения нефтепродуктов в условиях меняющихся расходов воды и нагрузки по загрязнениям. Сущность изобретения заключается в том, что очистку вод осуществляют путем пропускания зигзагообразно вверх-вниз вдоль резервуара с движением воды вдоль частично погруженных пластин, выполненных из гидрофобного высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ), пропитанного предварительно смесью углеводородов C₅-C₂₂ нефтяного происхождения, с удалением сорбируемых в пластинах из ВПЯМ нефтепродуктов посредством капиллярного эффекта через верхний конец пластин, не погруженных в воду. Устройство для осуществления данного способа состоит из корпуса, разделенного на камеры накопления и отделения нефтепродуктов. В камере отделения расположены отводящие лотки, которые снабжены внутренними карманами, и в ней смонтированы капиллярные разделители в виде перегородок с загнутой верхней частью, например, "Г"-образной формы из ВПЯМ. Пластины частично погружены в воду, а загнутая часть направлена на внутренние карманы отводящих лотков. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способам очистки вод от нефти и нефтепродуктов в пленочном и грубоэмульгированном состояниях и может быть использовано для очистки сточных вод предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угледобывающей, машиностроительной и других отраслей промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки воды, сокращение содержания воды в отделенных нефтепродуктах и обеспечение эффективности очистки в условиях меняющегося расхода воды. Цель достигается тем, что процесс очистки вод от нефтепродуктов и нефти путем пропускания последних зигзагообразно вверх вниз в резервуаре осуществляют вдоль частично погруженных в воду пластин, выполненных из гидрофобного высокопористого открытого ячеистого материала (ВПЯМ) из коррозионностойких металлов, пропитанного смесью углеводородов C₅-C₂₂ нефтяного происхождения, с отделением и постоянным удалением сорбируемых нефтепродуктов посредством капиллярного эффекта. Указанная цель достигается также тем, что в устройстве, включающем корпус, входной и выходной патрубки, направляющие перегородки, отводящие лотки и переливную пластину, согласно изобретению, корпус разделен перегородкой на камеры накопления и отделения нефтепродуктов с расположенными в последней направляющими перегородками, отводящими лотками, имеющими внутренние карманы и съемные капиллярные разделители, изготовленными в виде пластин Г-образной формы из гидрофобного высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ), пропитанного смесью углеводородов нефтяного происхождения, установленных основной своей частью в направляющих корпуса, а загнутой частью во внутренних карманах лотков, которые посредством щелевых отверстий в перегородке корпуса соединены с камерой накопления. В предложенном решении ВПЯМ обладает сложной капиллярной системой, образуемой порами трех типов (0,8 3 мм, 50 150 мм, 5 50 мкм), объединенных в единую систему, что обеспечивает автономную регулировку производительностью транспортировки нефтепродуктов по его структуре посредством капиллярного эффекта, по мере их поступления. Совокупность вышеприведенного обеспечивает возможность достижения эффекта отделения нефтепродуктов от воды с остаточным содержанием последних до 2% при этом колебания расходов воды приводят к колебанию уровня в пределах 5 15 мм. В отличие от известного технического решения капиллярный разделитель в предлагаемом решении выполнен, например, в виде Г-образных пластин из ВПЯМ, основная часть которых установлена в корпусе устройства герметично в направляющих и перегораживает до 2/3 потока движущейся воды. Наличие достаточно длинного прямолинейного вертикального участка при Г-образной форме разделителя обеспечивает более стабильное разделение водной и нефтяной фаз, что наряду с возможностью осуществления процесса сорбции нефтепродуктов в толще разделителя обеспечивает эффективное отделение нефтепродуктов в проточных водоемах, что не достигается в известном техническом решении. Способ очистки вод от нефти и нефтепродуктов осуществляют следующим образом. Воды, содержащие нефтепродукты и пленочную нефть от 29,3 до 0,9 мг/м² (эмульгированных нефтепродуктов от 195172,4 до 4,23 мг/дм³) подают в устройство, где они осуществляют зигзагообразное движение вверх вниз вдоль установленных в емкости пластин с обтеканием их с обеих сторон. Пластины выполнены из ВПЯМ из коррозионностойких металлов, пропитанных смесью углеводородов C₅-C₂₂ нефтяного происхождения с объемной нагрузкой на полезную площадь их сечения от 0,008 до 6,1 м³/м²·ч. Содержащиеся в сточных водах включения нефти и нефтепродукты, всплывая на поверхность воды, сорбируются пластинами из ВПЯМ в зоне раздела фаз. Более устойчивые частицы сорбируются на поверхности и в толще ВПЯМ, погруженного в воду с последующим их подъемом по капиллярной структуре материала раздела фаз, где происходит их накопление. Накопленные в толще структуры ВПЯМ нефтепродукты из зоны раздела фаз под действием избирательного капиллярного подъема отводятся в зону выше уровня воды. Высота капиллярного подъема может составлять в зависимости от свойств уловленных нефтепродуктов от 5 до 15 мм с отведением нефтепродуктов из данной зоны за счет капиллярного эффекта в нижележащие сборные лотки с производительностью от 58,9 до 13522,6 г/г·м² сечения пластин ВПЯМ с влажностью отводимой нефти и нефтепродуктов до 2% На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху. Устройство включает в себя корпус 1, разделенный перегородкой 2 на две камеры: накопления 3 и отделения 4 нефтепродуктов. Камера 4 отделения нефтепродуктов имеет на входе патрубок 5 для подачи сточных вод и распределитель 6, а на выходе сборный лоток 7, имеющий переливную пластину 8, и патрубок 9 для отведения очищенных вод. В днище камеры установлены лотки для сбора и удаления оседающих взвешенных веществ. Камера 4 отделения нефтепродуктов оборудована направляющими перегородками 10, герметично закрепленными в дне и ее стенках, и собирающими перегородками 11, выполненными из гидрофобного высокопористого ячеистого материала Г-образной формы, установленными основной своей частью в направляющих 12, а загнутой частью во внутренних карманах 13 отводящих лотков 14, соединенных посредством щелевых отверстий 15 в перегородке 2 с камерой 3 накопления. Камера 3 накопления нефтепродуктов имеет смотровое окно 16, патрубок 17 с вентилем для слива нефтепродуктов и патрубок 18 с вентилем для аварийного слива. Устройство работает следующим образом. Предварительно перед включением устройства в работу внутренние карманы 13 отводящих лотков 14 заполняют минеральным маслом (веретенное масло и др.). Сточная вода через патрубок 5 подается в распределитель 6, где происходит гашение скорости движения воды и равномерное ее распределение по всей ширине камеры 4, двигаясь в секциях А камеры 4 снизу вверх, а в секциях Б сверху вниз вдоль поверхностей собирающих перегородок 11 с частичной фильтрацией через их сквозную толщу. Содержащиеся в сточных водах включения нефтепродуктов, обладающие невысокой седиментационной устойчивостью, всплывают на поверхность воды и сорбируются поверхностью разделителей в зоне раздела фаз, а более устойчивые собираются на поверхности и в толще перегородок 11, погруженных в воду, с последующим их подъемом по капиллярной структуре материала перегородок в зону раздела фаз, где происходит накопление всех уловленных нефтепродуктов. Накопленные в толще перегородок 11 нефтепродукты из зоны раздела фаз под воздействием капиллярного эффекта постоянно отводятся во внутренний карман 13 отводящих лотков 14, а оттуда они самотеком через щелевые отверстия 15 в перегородке 2 поступают в камеру 3 накопления устройства. Производительность капиллярного отсоса нефтепродуктов изменяется автономно по мере поступления нефтепродуктов. Контроль за уровнем накопления нефтепродуктов в камере 3 осуществляется через смотровое окно 16. Уловленные нефтепродукты отводятся из установки через патрубок 17. Очищенные воды через водопереливную пластину 8, регулирующую минимальный уровень воды в устройстве, отводятся в сборный лоток 7 и выводятся из установки через патрубок 9. Регенерация капиллярных разделителей осуществляется периодически по мере их загрязнения отмывкой и обжигом. Оседающие в камере 4 взвешенные вещества накапливаются в лотках, периодически удаляются из устройства с последующим их выводом в места складирования. Пример 1. Очистку вод, содержащих от 29,3 до 0,9 мг/м³ пленочной нефти и нефтепродуктов, при колеблющемся удельном расходе от 1,7 до 5,3 м³/м²·ч сечения камеры отделения осуществляют в предлагаемом устройстве. Эффективность очистки 75,0 99,9% Содержание воды в уловленных и отведенных из устройства нефтепродуктов 2% При осуществлении очистки известным способом эффективность составляет 42,8 84,1% Результаты представлены в табл. 1. Пример 2. Очистку вод, содержащих от 195172,4 до 4,23 мг/дм³ эмульгированных нефтепродуктов, осуществляют при колеблющемся удельном расходе от 0,008 до 6,1 м³/м²·ч. Эффективность очистки 77,3 99,6% а по известному способу 51,6 87,6% Содержание воды в уловленных и отведенных из устройства нефтепродуктах менее 2% Результаты представлены в табл. 2. Преимущества предлагаемых способа и устройства по сравнению с прототипом: упрощение конструкции устройства и снижение материалоемкости; обеспечение эффективного (72,7 99,9%) отделения нефтепродуктов в условиях меняющихся расходов воды и нагрузки по нефтепродуктам; достижение минимального (менее 2%) остаточного содержания воды в отходящих из устройства нефтепродуктах; предотвращение налипания нефтепродуктов на поверхности перегородок с накоплением в зоне раздела фаз непереходящего их объема с последующим его биохимическим разложением и вторичным загрязнением воды; упрощение условий эксплуатации.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов, включающий движение воды зигзагообразно вверх-вниз в резервуаре, содержащем нефтеулавливающий материал с последующим отделением нефтепродуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, сокращения содержания воды в отделенных нефтепродуктах и обеспечения эффективной очистки в условиях меняющегося расхода воды, движение воды осуществляют вдоль частично погруженных пластин из нефтеулавливающего материала, в качестве которого используют гидрофобный высокопористый открытоячеистый материал из коррозионно-стойких металлов и обработанный смесью углеводородов C₅ - C₂₂ нефтяного происхождения. 2. Устройство для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов, включающее корпус, направляющие перегородки, погруженные в воду сборные перегородки, отводящие лотки, прикрепленные к верхним кромкам собирающих перегородок, входной и выходной патрубки, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки и обеспечения эффективности очистки в условиях меняющегося расхода воды, оно снабжено вертикальной продольной перегородкой, разделяющей корпус на камеры накопления и отделения нефтепродуктов, отводящие лотки расположены в камере отделения, снабжены внутренними карманами и сообщаются с камерой накопления посредством щелевых отверстий, при этом собирающие перегородки выполнены Г-образной формы из гидрофобного высокопористого ячеистого материала, загнутая часть которых расположена во внутренних карманах отводящих лотков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4