Устройство для очистки жидкости

Авторы патента:

C02F1/40 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01D25/00 - Фильтры, составленные из нескольких соединенных между собой фильтрующих элементов или частей таких элементов (дисковые фильтры B01D 29/39)

Владельцы патента RU 2549240:

Демков Александр Ильич (RU)

Изобретение относится к области очистки жидкости, в частности воды, от дисперсных примесей напорной флотацией. Устройство для очистки воды напорной флотацией содержит флотационную камеру, в которую вводится флоккулированная вода, смешанная с микропузырьками, образованными устройством для смешивания воды с воздухом, напорный бак, расположенный перед флотационной камерой, согласно изобретению устройство для смешивания воды с воздухом установлено между флотационным насосом и напорным баком и состоит из расходомера для воды, соединенного по потоку воды по крайней мере с одним смесителем, который представляет собой трубу с запорной арматурой, с патрубками с фланцами для подачи и отвода воды, внутри которой установлен фильтрующий цилиндрический картридж с патрубком для подачи сжатого воздуха, который соединен по потоку воздуха через вентиль и счетчик расхода газа с компрессором. Изобретение обеспечивает создание оптимального состава водовоздушной смеси для проведения флотации.

Изобретение может использоваться во многих областях промышленности и относится к очистки жидкости, особенно воды, от дисперсных примесей. Область его использования очень большая, многопрофильная: от очистки сточных вод, природных вод до очистки масел.

Существует аналогичное фильтрующее устройство - фильтр "Кристалл", разработанный институтом "МоcводоканалНИИпроект" (Лурье Л.Д. Исследование процесса очистки нефтесодержащих сточных вод транспортных предприятий фильтрованием через гранулированные и нетканые синтетические материалы: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1982. - 26 с). Данное устройство в качестве фильтрующего материала использовало сипрон - нетканый материал из отходов производства. Конструкция выполнена в многоуровневым кассетном исполнении: подача в верхнюю зону и очистки по секциям и рядам в кассетах, располагаемых один над другим. Его недостатки: давление на фильтрующий материал в кассетах не более 0,15 м, так как в дальнейшем происходил перелив в канализацию, трудоемкость замены кассетных фильтров, эффективность очистки по нефтепродуктам до 2 мг/дм³ при скорости фильтрации 6 м/ч.

Существует устройство для очистки вод от нефтепродуктов (патент России 1086585, 1991., ДСП, МПК B01D25/06, C02F1/40).

Изобретение состоит из нескольких фильтрующих камер, выполненных открытыми сверху, установленные на расстоянии одна над другой, соединены трубопроводами связи с задвижками, подводящие патрубки расположены под слоем фильтрующего материала.

Данное устройство использовало в своей конструкции фильтрующие материалы сипрон, содержащихся в камерах с помощью твердых сеток.

Фильтрующие камеры могли быть соединены последовательно, параллельно и в смешанных вариантах. Конструктивно подпор воды на очищающий фильтр мог составлять до 1м. Эффективная скорость фильтрации выросла до 1 Ом/ас, устранены полностью переливы при гидравлической перегрузке. Остаточное содержание нефтепродуктов в воде после установки могло достигать до 0,5 мг/дм³. Основные недостатки устройства: большой расход фильтрующего материала сипрон; большая толщина фильтрующего слоя - от 0,3 м и более; полное отсутствие отходов сипрона, как основного фильтрующего материала; практически отсутствие возможности проведения регенерации фильтра.

Поставленная задача решается тем, что были использованы фильтрующие материалы полипропилен от отечественных производителей с заданными физическими характеристиками. Под данный фильтрующий материал была разработана и испытана новая установка, в которой согласно изобретению была улучшена очистка воды от нефтепродуктов до 0,05 мг/дм³ за счет новой конструкции, новых фильтрующих материалов по ТУ 311321 16512587.001-2000. Было увеличено давление на фильтрующий материал до 1МПа, скорость фильтрации до 100м/час, толщины слоя фильтрующего материала до 30мм, возможность проведения регенерации фильтрующего материала с использованием мощных инфразвуковых колебаний, а также дезинфекция жидкости в устройстве с использованием мощной ультразвуковой обработки.

На чертеже представлено устройство в общем виде.

Устройство для очистки жидкостей от дисперсных примесей состоит из установленных одна над другой открытые сверху камеры 1, состоящие из фильтрующих элементов 2 с различными слоями фильтрующего материала 3. Фильтрующие многослойные материалы с различными размерами пор удерживаеюся герметично по периметру многосекционными рамками 4, в, которых есть трубки 5 для отбора проб и измерения давления по манометру 6 на каждом фильтрующем слое. Количество фильтрующих камер может быть от одной и более, при большем количестве камеры могут быть обвязаны трубопроводами связи 7, с заслонками и насосами последовательно, параллельно и в смешанных вариантах. Подача жидкости на очистку происходит под слой фильтрующего материала. Каждая фильтрующая камера имеет инфразвуковой вибратор 8, ультразвуковой излучатель 9, трубопровод канализации 10. Камеры монтируются на стальной конструкции 11.

Работает устройство следующим образом. Очищаемая жидкость по трубопроводу 7 подается под слой фильтрующего материала 3. Под давлением жидкости на фильтрующий материал происходит фильтрация через различные слои фильтрующего материала: нижний монослой с большим размером пор, далее второй, с меньшим размером пор и т. д. Для примера на рисунке показаны слои с размерами пор 40, 20, 2 мкм. В настоящем промышленностью выпускаются фильтрующие материалы из полипропилена, полиэтилена с размерами пор от 80 до 0,3 мкм. Рекомендуем подбирать размеры пор фильтрующего материала в этом диапазоне в зависимости от очищаемых дисперсности частиц и вязкости жидкости. При технологическом регламенте задается скорость фильтрования и технологическая схема установки. По манометрам 6 ведется отслеживание давление на каждом фильтрующем монослое, который не должен превышать максимальное рабочее давление фильтрации. При достижении максимального давления или снижают скорость фильтрации, или делают полную остановку работы фильтрующей камеры, с последующей обработкой находящейся жидкости инфразвуковыми колебаниями с помощью вибратора 8, с одновременной обратной промывкой, опорожнением камеры от жидкости через трубопровод канализации 10. После нескольких таких регенераций заполняются камеры жидкостью, с одновременной обработкой жидкости ультразвуковыми и инфразвуковыми колебаниями с обратной промывкой в канализацию. При такой регенерации можно снова включать в работу фильтрующую камеру, отслеживать давление фильтрации и качество очищенной жидкости. По техническим условиям надо рассчитывать минимальную мощность N_min и максимальную частоту f_max инфразвукового вибратора для эффективной работы устройства по приведенным формулам:

f_max=(S_ф·ρ·g):(η·Π),

N_min=(ΔVв²·ρ²·g²)/(η·Π),

где ρ - плотность осадка; g - ускорение силы тяжести; η - динамическая вязкость осадка; Π - длина периметра осадка; S_ф - площадь фильтрующего материала; ΔVв - объем вибратора.

Данное устройство представляет фильтр - систему с двумя, тремя, четырьмя и т.д. фильтрующими камерами обвязанных трубопроводами связи, заслонками в различных вариантах: последовательно, параллельно и в смешанных вариантах. Это дает возможность производить регенерацию без остановки устройства в целом. Одна фильтрующая камера в работе - частный вариант из двухкамерной, трехкамерной, четырехкамерной и т.д. системы. Давление фильтрации можно создавать за счет гидравлического перепада или за счет работы насосов на заданную производительность. Вертикальное расположение фильтрующих камер в системе более рациональное, чем горизонтальное по нескольким причинам: экономятся производственные площади, используется гидростатическое давление очищаемой жидкости от верхних фильтрующих камер. При очень плотных фильтрующих материалах гидростатическое давление может быть недостаточным, чтобы достичь нужной производительности устройства. В этом случае используем насосы на необходимую производительность и давление. В таком случае возможно горизонтальное или смешанное расположения фильтрующих камер, например, при больших их фильтрующих площадях и использовании насосов для подачи жидкости на большую производительность.

Данное изобретение позволяет существенно улучшить технологические характеристики промышленной фильтрации. Исследования по фильтрации на воде показали возможность увеличения скорости фильтрации от 6 м/час до 100 м/час и более, эффективность очистки от нефтепродуктов от 0,5 мг/л до 0,05мг/л и менее, с максимальным возможным увеличением давлением фильтрации от 0,7 м до 20 м водяного столба и более. Существенно улучшается гидравлический режим процесса фильтрации, ликвидирован "пристеночный эффекта", на производственных испытаниях решены проблемы механической прочности самого фильтрующего материалу и найдены условия регенерации от фильтрующего осадка. Улучшенные изобретением технологические характеристики промышленных фильтров, которые позволят на более качественном уровне решать проблемы охраны водных экосистем, прикладные производственные задачи очистки жидкостей от дисперсных примесей. Улучшенные технические характеристики промышленных фильтров улучшат экономические характеристики: позволят существенно уменьшить капитальные затраты на строительство очистных сооружений, фильтрующих устройств, уменьшат и их эксплуатационные расходы.

1. Устройство для очистки жидкостей, содержащее установленные на расстоянии друг над другом открытые сверху камеры со слоями фильтрующего материала, трубопроводы с гидрозатворами, патрубки, подводящие и отводящие, при этом патрубки подводящих расположены под слоями фильтрующего материала, отличающееся тем, что камеры разделены на фильтрующие элементы с многослойными фильтрующими материалами, содержащие герметично по периметру многосекционные рамки, при этом для эффективной работы в режиме регенерации каждая камера снабжена по меньшей мере одним вибратором с параметрами, которые определяются по формулам:
f_max=(S_ф·ρ·g):(η·П),
N_min=(ΔVв²·ρ²·g²)/(η·П),
где f_max - максимальная частота вибратора; N_min - минимальная мощность вибратора; ρ - плотность осадка; g - ускорение силы тяжести; η - динамическая вязкость осадка; П - длина периметра осадка; S_ф - площадь фильтрующего материала; ΔVв - объем вибратора и излучателем на ультразвуковую частоту для дезинфекции на мощность воздействия не менее 2 Вт / см².

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в фильтровальных камерах установлены фильтрующие материалы по ТУ У 311321-16512587.001-2000.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что используются различные многослойные фильтрующие материалы, разделены между собой промежуточными рамками толщиной в пределах 0,005 - 0,04 м.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтрующий материал состоит от одного до десяти фильтропластов, отличающихся размерами пор и толщиной.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина слоя очищенной жидкости над любым слоем фильтрующего материала составляет не менее 0,01 м.

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для получения биогаза (биоводорода) из сточных вод от животных и людей. Задача изобретения - превращение работоспособной периодически действующей с ручной загрузкой-выгрузкой биогенераторной установки для получения биогаза низкого давления в промышленную непрерывно действующую установку по производству биогаза (биоводорода) высокого давления (10-12 МПа) путем размещения биореактора в Земле на глубине порядка 2000 м, что обеспечит оптимальные температурные условия реакций анаэробного преобразования биомассы, создаст условия для самотечной загрузки биореактора биомассой, газолифтной выгрузки биогаза и остаточной биопульпы. Для получения биоводорода предусмотрены системы: укисления биомассы до рН 5,49; засева биомассы водородогенными микроорганизмами; подачи биологического катализатора в зону реакции биореактора, Для устройства непрерывнодействующих подземных генераторов биогаза (биоводорода) может быть использовано штатное буровое оборудование и материалы. Предлагаемое изобретение является идеально энергосберегающим и экологически безопасным. .

Устройство для очистки и обеззараживания воды // 2548977

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды. Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус 1, снабженный крышкой 2, фильтрующий элемент 3, входной штуцер 4 и отстойник 6.

Устройство для очистки и обеззараживания воды // 2548976

Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус, снабженный крышкой, фильтрующий элемент, входной штуцер, отстойник. В крышке установлен выходной патрубок.

Электрофлотатор // 2548975

Изобретение относится к физико- химической очистке сточных вод, в частности, от эмульгированных жировых загрязнений, нефтепродуктов и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, машиностроительной и пищевой промышленности.

Установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды // 2548970

Изобретение относится к технологии получения воды, используемой для питьевых целей, в медицине и сельскохозяйственном производстве. Установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды, включающая коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними.

Способ электроактивирования водных растворов солей натрия // 2548967

Изобретение относится к технологии обработки водных растворов и может быть использовано для получения электроактивированных водных растворов солей натрия. Способ включает обработку исходных растворов постоянным электрическим током на установке с диафрагменным электролизером с загрузкой их в катодную и анодную камеры.

Способ деаэрации воды для тепловой электрической станции // 2548962

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях и котельных установках, работающих на природном газе.

Система обработки воды для местного применения // 2548958

Изобретение относится к вариантам систем обработки воды. Система обработки воды 200 содержит камеру, имеющую впуск, для приема неочищенной воды, выпуск для отвода очищенной воды и блок обработки, выполненный с возможностью изоляции внутри указанной камеры.

Композиция дибромомалонамида и её применение в качестве биоцида // 2548952

Изобретение относится к биоцидам. Биоцидная композиция содержит 2,2-дибромомалонамид и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамид при массовом отношении от 31:1 до 1:1 соответственно.

Способ ликвидации последствий разлива нефти // 2548893

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, ликвидации аварий, катастроф и может быть использовано для очистки грунта от нефти и нефтепродуктов. Проводят обработку загрязненной поверхности сорбентом.

Фильтр рукавно-картриджный для очистки воздуха от механических примесей // 2539156

Изобретение относится к области очистки воздуха или газа, а также их смесей от механических примесей, в частности к очистке аспирационного воздуха с высоким начальным пылесодержанием, и может быть использовано в мукомольной, текстильной, химической, табачной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Система обработки воды с гравитационной подачей // 2531301

Переносная система обработки воды включает по меньшей мере одну подсистему для обработки воды, включающую систему флокуляции, систему хлорирования и систему биопесочной фильтрации.

Устройство для очистки природных и сточных вод от механических примесей // 2525905

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод от механических примесей, и может быть использовано в системах очистки сточных вод в системе жилищно-коммунального хозяйства, а также в системах очистки природных питьевых вод городов и поселений.

Способ определения содержания воды в углеводородном топливе и устройство для его осуществления // 2502069

Группа изобретений относится к определению воды в потоке углеводородных жидких и газообразных топлив. Способ характеризуется тем, что пропускают поток топлива или воздуха при постоянном расходе через водоотделитель, состоящий из нескольких ячеек, расположенных последовательно одна за другой, образованных коагулятором и сепарирующей сеткой, а воду, полученную в результате сепарирования на пористой перегородке отводят в отстойник, при этом постоянно или периодически измеряют давление перед пористой перегородкой и давление за ней, передают сведения об измеренных величинах давления на аналитический блок-регистратор, вычисляют на основании разности давлений гидравлическое сопротивление пористой перегородки, затем по полученным данным определяют количество воды, удержанной пористым поливинилформалем коагулятора, на основе предварительно полученных тарировочных данных об изменении гидравлического сопротивления пористой перегородки в зависимости от содержания воды в коагуляторе и в потоке топлива, и на основе этих данных определяют количество воды, содержащейся в топливе.

Способ увеличения проницаемости фильтрующего элемента // 2492907

Изобретение относится к технологии фильтрации технологических сред с трубчатыми фильтрующими элементами, имеющими внутренний тонкопористый слой, закрепленный на внешнем грубопористом слое, применяемыми для очистки газов и разделения газовых смесей.

Сорбционный фильтр // 2490049

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод от взвесей, излишних и вредных растворенных примесей в промышленности, сельском хозяйстве, в быту. .

Фильтр // 2478414

Изобретение относится к фильтрованию и может быть использовано в технологических процессах фильтрования и регенерации фильтрующих элементов любой отраслью промышленности для очистки природных вод: в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей.

Установка для очистки нефтепродуктов, воздуха и инертных газов от воды, механических и биологических примесей // 2471531

Изобретение относится к фильтрующим устройствам, предназначенным для очистки жидких нефтепродуктов различного происхождения, а также газов и воды от механических и биологических примесей.

Газоразделительное устройство // 2446855

Фильтрующий элемент и фильтр для очистки воды // 2432980

Изобретение относится к области очистки воды от примесей и микроорганизмов путем фильтрации с помощью сорбентов и может быть использовано для обеззараживания и очистки питьевой воды в полевых, экстремальных условиях при заборе воды из необорудованных источников воды или в неблагоприятных бытовых условиях.

Устройство для очистки воды // 2549241

Изобретение относится к фильтровальной технике и предназначено для решения проблемы очистки воды от более легких жидкостей, которые образуют сплошную среду в виде пленки разной толщины, а также удаления дисперсных примесей разного происхождения. Устройство для очистки воды включает отстойники с тонкими синтетическими сетками для выравнивания скоростей очищаемой воды, по всему живому сечению отстойника, а также с помощью фильтрующих камер с существенно улучшенной конструкцией, с новыми фильтрующими материалами из полипропилена, с возможностью проведения простой регенерации, дезинфекции. Устройство обеспечивает в десять и больше раз улучшение основных технологических характеристик. Данное устройство незаменимо, например, при аварийных разливах нефтепродуктов на воде, очистке балластных вод на судах и т.п.