Дегазирующее устройство для анаэробного очистного устройства

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу (32) для газа и жидкости; разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона. Изобретение обеспечивает дегазирующее устройство для анаэробных очистных устройств, которое имеет простую конструкцию, обеспечивающую, в то же время, эффективное выведение газа из системы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Анаэробные очистные устройства, предназначенные для очистки текучих сред, таких как сточные воды, известны в данной области техники. В ЕР 170332 В1 описано анаэробное очистное устройство, в котором сточные воды, содержащие органический материал, подвергают обработке, в ходе которой растворенный органический материал разрушается в анаэробных условиях. Текучая среда поступает в бак реактора очистного устройства. Когда текучая среда с растворенными веществами вступает в контакт с биомассой, находящейся в баке, образуется газ, более конкретно, метан. Организуется цикл циркуляции текучей среды, в котором текучая среда вместе с образовавшимся газом увлекается вверх по восходящей трубе, достигает дегазирующего устройства, расположенного над реактором, в котором газ отделяется от текучей среды и выводится из устройства, тогда как текучая среда стекает на дно реактора для использования в следующем цикле.

[0003] Важно, чтобы в дегазирующем устройстве происходило эффективное разделение газа и жидкости. Если газ недостаточно эффективно выводится из системы, текучая среда, стекающая по спускной трубе на дно реактора, будет содержать газ, имеющий тенденцию подниматься по спускной трубе, что может вызвать флуктуации потока, ведущие к сильным ударам. Такие удары могут вызвать физическое повреждение установки.

[0004] Дегазирующим устройствам, известным в данной области техники, таким как описанные в ЕР 170332 В1 или ЕР 1888471 В1, свойственны некоторые недостатки: они являются крупногабаритными и, соответственно, изготовлены из нержавеющей стали. Кроме того, они имеют сложную форму, устанавливаются поверх бака и должны выдерживать атмосферные условия. Поэтому их изготовление и сборка требуют больших затрат.

[0005] В US 4053291 А описан газонефтяной сепаратор в котором смесь газообразных и жидких нефтепродуктов подают в разделительный цилиндр через входную трубу, при этом до входной трубы смесь может проходить через приемную трубу с отверстиями в боковой стенке.

[0006] В US 2013/319935 А1 описано анаэробное очистное устройство для очистки сточных вод, содержащее сепаратор, предназначенный для разделения смеси осадка, воды и газа и расположенный в верхней части устройства, при этом сепаратор содержит циклон.

[0007] Следовательно, желательно наличие таких дегазирующих устройств для анаэробных очистных устройств, которые бы имели простую конструкцию, обеспечивающую, в то же время, эффективное выведение газа из системы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение нового дегазирующего устройства, в котором предусматривается преодоление по меньшей мере одного из указанных выше недостатков. Изобретением обеспечивается дегазирующее устройство, характеризующееся достаточными параметрами дегазации, поскольку газ отводят из реактора по нескольким траекториям, а форма дегазирующего устройства обеспечивает эффективный поток текучей среды.

[0009] В последующем описании изобретение раскрывается на примере воды, более конкретно, сточных вод. Однако, следует понимать, что также может быть использована любая другая надлежащая текучая среда.

[0010] Изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержащее:

восходящую трубу для газа и жидкости;

разделительную трубу, соединенную с восходящей трубой для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы для газа и жидкости;

по меньшей мере один выпуск газа из трубы, расположенный, в сборе с анаэробным очистным устройством, на поверхности разделительной трубы, обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы вовне устройства разделения газа и жидкости;

гидроциклон, соединенный с разделительной трубой, при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы;

по меньшей мере один выпуск газа из циклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон, вовне гидроциклона; и

выпуск жидкости, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона.

[0011] По меньшей мере один выпуск газа из гидроциклона может быть расположен в верхней части гидроциклона. Выпуск жидкости может быть соединен с нижней частью гидроциклона.

[0012] Изобретением обеспечивается выгодная конструкция дегазирующего устройства, в которой облегчается поток текучей среды и отделение газа от жидкости. Угол, под которым разделительная труба соединена с восходящей трубой для газа и жидкости, определяет поднятие текучей среды и изменение параметров течения. Угол может быть изменен для каждого конкретного случая в зависимости от концентрации загрязнителя в текучей среде в допустимом диапазоне от -45 градусов до +45 градусов.

[0013] В одном из вариантов осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором по меньшей мере один выпуск газа из трубы расположен, в сборе с анаэробным очистным устройством, на поверхности разделительной трубы, обращенной от анаэробного очистного устройства.

[0014] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором в разделительной трубе имеется множество выпусков газа из трубы, предпочтительно, от двух до десяти, более предпочтительно, по меньшей мере три, еще более предпочтительно, от четырех до шести или пять, еще более предпочтительно, от трех до шести.

[0015] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения множество выпусков расположены на поверхности разделительной трубы так, что газ может выходить из разделительной трубы по мере продвижения вместе с текучей средой по разделительной трубе. Количество выпусков, имеющихся в разделительной трубе, может составлять один или более, предпочтительно, два или более, предпочтительно, пять или более.

[0016] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором по меньшей мере один выпуск газа из трубы имеет диаметр от 10 мм до 150 мм, более предпочтительно, от 50 мм до 150 мм.

[0017] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором по меньшей мере один выпуск газа из трубы имеет диаметр от 100 мм до 400 мм, более предпочтительно, от 150 мм до 300 мм.

[0018] В одном из вариантов осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором восходящая труба для газа и жидкости, в сборе с анаэробным очистным устройством, ориентирована вертикально.

[0019] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором диаметр разделительно трубы больше или равен диаметру восходящей трубы.

[0020] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, в котором диаметр гидроциклона больше или равен диаметру разделительной трубы.

[0021] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, изготовленное из пластикового материала, предпочтительно, из полипропилена.

[0022] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается устройство разделения газа и жидкости, содержащее множество восходящих труб и множество разделительных труб, при этом, каждая из восходящих труб соединена с каждой из разделительных труб, при этом, множество разделительных труб соединено с гидроциклоном.

[0023] Преимущественным вариантом осуществления изобретения обеспечивается множество восходящих труб и разделительных труб с целью увеличения количества газа и текучей среды, достигающего устройства разделения газа и жидкости, благодаря чему оптимизируется процесс дегазации.

[0024] Кроме этого, изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, содержащее

- бак реактора;

- устройство сбора текучей среды, расположенное в верхней секции бака реактора;

- по меньшей мере одну газосборную систему, выполненную с возможностью, в ходе работы, сбора газа из текучей среды, содержащейся в баке реактора, при этом по меньшей мере одна газосборная система расположена на уровне, находящемся ниже устройства сбора текучей среды;

- по меньшей мере одно устройство разделения газа и жидкости, соответствующее одному из предшествующих пунктов;

- по меньшей мере одну восходящую трубу, соединенную по меньшей мере с одной газосборной системой и выходящую в устройство разделения газа и жидкости; и

- спускную трубу, соединенную по меньшей мере с одним устройством разделения газа и жидкости и выходящую в днобака реактора.

[0025] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, в котором бак реактора содержит по меньшей мере две газосборных системы, из которых по меньшей мере одна газосборная система является нижней газосборной системой, а верхняя газосборная система расположена между устройством сбора текучей среды и нижней газосборной системой, выполненные с возможностью удаления газа из текучей среды, содержащейся в баке.

[0026] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, в котором восходящая труба выполнена с возможностью подъема текучей среды, содержащейся в баке реактора, под действием газлифтного эффекта, создаваемого газом, собранным по меньшей мере в одной газосборной системе.

[0027] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, в котором спускная труба выполнена с возможностью возврата текучей среды по меньшей мере из одного устройства разделения газа и жидкости на дно бака реактора.

[0028] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, в котором выпуск жидкости из гидроциклона устройства разделения газа и жидкости соединен со спускной трубой, при этом выпуск жидкости выполнен с возможностью направления текучей среды из устройства разделения газа и жидкости в нижнюю часть бака реактора анаэробного очистного устройства.

[0029] В другом варианте осуществления изобретением обеспечивается анаэробное очистное устройство, содержащее множество устройств разделения газа и жидкости.

[0030] Кроме этого, изобретением обеспечивается способ очистки текучей среды, такой как сточные воды, с использованием анаэробного очистного устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0031] На прилагаемых чертежах

- на фиг. 1 схематично показано анаэробное очистное устройство с устройством разделения газа и жидкости в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения,

- на фиг. 2 показана верхняя часть анаэробного очистного устройства с устройством разделения газа и жидкости в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения,

- на фиг. 3 показан вид сверху устройства разделения газа и жидкости в анаэробном очистном устройстве в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения,

- на фиг. 4 показана верхняя часть анаэробного очистного устройства с устройством разделения газа и жидкости в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0032] На фиг. 1 схематично показано анаэробное очистное устройство с устройством разделения газа и жидкости, соответствующее одному из вариантов осуществления изобретения.

[0033] Анаэробное очистное устройство фиг. 1 содержит три части: бак 10 реактора, транспортную систему 20 и устройство 30 разделения газа и жидкости. В баке реактора имеется впуск 12 текучей среды, через который подлежащая очистке текучая среда, например, сточные воды, поступает в анаэробное очистное устройство при рабочих условиях. Эта текучая среда содержит органический материал с определенным уровнем COD (растворенный органический углерод, измеряется как химическая потребность в кислороде (chemical oxygen demand - COD)), другими словами, определенное количество примесей. По мере того, как текучая среда проходит через бак реактора, примеси превращаются в биогаз под действием биомассы, содержащейся в баке реактора. В верхней части бака посредством устройства 18 сбора текучей среды чистую текучую среду собирают и выводят из анаэробного очистного устройства.

[0034] Когда в процессе работы текучая среда поступает в бак 10 через впуск 12 текучей среды, растворенные в текучей среде примеси вступают в контакт с биомассой, содержащейся в баке реактора, и образуется биогаз. По пути вверх текучая среда проходит через множество газосборных систем, каждая из которых содержит множество колпаков, в которых задерживается газ.

[0035] В настоящем описании термины «газ» и «биогаз» могут использоваться взаимозаменяемо, поскольку под газом понимается газ, образующийся, когда биомасса вступает в контакт с текучей средой и растворенными в ней примесями.

[0036] В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, нижняя газосборная система 14 собирает газ, имеющийся в текучей среде, которая поднимается через бак реактора; нижняя газосборная система 14 направляет задержанный газ в транспортную систему 20. Более конкретно, нижняя газосборная система 14 направляет газ в восходящую трубу 22, по которой газ поднимается, пока не достигнет устройства 30 разделения газа и жидкости. Этот газ содержит текучую среду, и в устройстве 30 разделения газа и жидкости происходит отделение газа от текучей среды, газ выводится, а текучая среда возвращается на дно бака 10 реактора по спускной трубе 24. Таким образом, эта текучая среда может быть рециркулирована и снова использована в цикле очистки.

[0037] Текучая среда, которая продолжает подниматься по баку 10 реактора, достигает верхней газосборной системы 16. Здесь газ, не уловленный в нижней газосборной системе 14, собирается и направляется в газовое пространство 40 в верхней части реактора. Чистая текучая среда достигает верхней части бака 10 реактора и выходит из бака через устройство 11 сбора текучей среды, а газ, поднявшийся в газовое пространство 40, выходит из бака через выпуск 39 газа из системы.

[0038] Восходящая труба 22 транспортной системы переходит в восходящую трубу 32 для газа и жидкости устройства разделения газа и жидкости. Эти две трубы могут быть одной и той же трубой, следовательно, термины «восходящая труба» и «восходящая труба 32 для газа и жидкости» в последующем описании будут использоваться взаимозаменяемо.

[0039] Восходящая труба 32 соединена с разделительной трубой 34. Восходящая труба 32 и разделительная труба 34 образуют угол α, который, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, может лежать в диапазоне от -45 градусов до +45 градусов. Угол α также может лежать в диапазоне от -45 градусов до +30 градусов. Указанный угол α определяется как угол между разделительной трубой 34 и плоскостью, перпендикулярной направлению восходящей трубы 32, что будет подробно описано со ссылкой на фиг. 2. В зависимости от концентрации загрязнителей в текучей среде, может оказаться желательным, чтобы угол между восходящей трубой 32 и разделительной трубой 34 был переменным.

[0040] Восходящая труба 32, будучи установленной в анаэробном очистном устройстве, может иметь вертикальную или, по существу, вертикальную ориентацию.

[0041] По меньшей мере один выпуск 35 газа из трубы расположен на поверхности разделительной трубы 34, более конкретно, на поверхности разделительной трубы, обращенной от очистного устройства, когда устройство разделения газа и жидкости установлено в анаэробном очистном устройстве. Предпочтительно, варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя множество выпусков 35 газа из трубы, например, от двух до десяти. Могут быть использованы разные диаметры выпусков газа из трубы, то есть, может быть сделан выбор в пользу большего числа выпусков газа из трубы меньшего диаметра или меньшего числа выпусков газа из трубы большего диаметра. Следует понимать, что количество выпусков газа из трубы может быть разным и может быть выбрано в зависимости от конкретного случая. Если устройство разделения газа и жидкости предполагается использовать в таких вариантах применения, в которых образуется большое количество газа, может быть желательным наличие большего количества выпусков 35 газа из трубы с тем, чтобы большее количество газа могло быть выпущено при его прохождении по разделительной трубе 34.

[0042] Разделительная труба 34 соединена с гидроциклоном 36 так, что текучая среда и газ, который не вышел из разделительной трубы через выпуски 35 газа из трубы, поступают в гидроциклон 36 для проведения последней стадии дегазации. Гидроциклон 36, как известно в данной области техники, выполнен с возможностью, в ходе работы, разделения частиц текучей среды на основании соотношения соответствующих центростремительных сил, больших для плотных частиц и малых для легких частиц. Когда смесь текучей среды и газа поступает в циклон 36, газ, обладающий меньшей плотностью, выходит из циклона через выпуск 37 газа из циклона, расположенный в верхней части циклона, а текучая среда выходит из циклона через выпуск 38 жидкости, расположенный в нижней части циклона. Этот выпуск представляет собой впуск спускной трубы 24, и дегазированная текучая среда стекает вниз, достигает дна бака 10 и может быть снова использована в системе рециркуляции.

[0043] В соответствии с вариантами осуществления изобретения, бак реактора представляет собой замкнутое пространство, полностью герметизированное так, что очистка текучей среды происходит в анаэробных условиях, и газ внутри реактора находится под определенным давлением.

[0044] В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 30 разделения газа и жидкости и бак 10 реактора смонтированы в одной замкнутой структуре, или реакционном резервуаре, где устройство 30 разделения газа и жидкости размещено над баком 10 реактора. В верхней части реакционного резервуара, которая покрывает устройство 30 разделения газа и жидкости и бак 10 реактора, находится газовое пространство 40 и выпуск 39 газа из системы. Газ, выходящий из устройства 30 разделения газа и жидкости через выпуски 35 газа из трубы и выпуск 37 газа из циклона, поднимается в газовое пространство 40, откуда выходит из системы через выпуск 39 газа из системы. В показанном на фиг. 1 варианте осуществления изобретения выпуск газа из системы расположен в центральной области крышки замкнутой структуры, однако изобретение этим не ограничивается, выпуск газа из системы может находиться в любом месте в верхней секции замкнутой структуры, откуда возможен выход газа из системы естественным образом.

[0045] Тот факт, что устройство 30 разделения газа и жидкости изолировано от внешней среды, позволяет изготавливать его из пластика или другого надлежащего эквивалентного материала, поскольку нет необходимости в том, чтобы материал выдерживал воздействие атмосферных условий; поэтому производственные затраты могут быть снижены.

[0046] Хотя в показанном на фиг. 1 варианте осуществления изобретения устройство 30 разделения газа и жидкости расположено над реактором 10, в соответствии с вариантами осуществления изобретения возможно, чтобы оно находилось в другом положении в зависимости от имеющегося пространства и параметров места, где предполагается установить это устройство. В качестве альтернативного варианта осуществления, устройство 30 разделения газа и жидкости может быть расположено вне замкнутой структуры, более конкретно, рядом с реактором, и газ, выходящий через выпуски 35 газа из трубы и выпуск 37 газа из циклона, может быть направлен по дополнительным трубам в газовое пространство 40 так, чтобы он выходил из системы через выпуск 39 газа из системы.

[0047] На фиг. 2 показана верхняя часть анаэробного очистного устройства с устройством разделения газа и жидкости в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

[0048] На фиг. 2 восходящая труба 32, смонтированная в анаэробном очистном устройстве, имеет вертикальную ориентацию. Восходящая труба может иметь другую ориентацию, но чем более вертикально она расположена, тем более плавно текучая среда и газ могут подниматься по восходящей трубе, так как в этом случае они следуют естественной траектории газа без помех со стороны стенок трубы.

[0049] На фигуре представлен угол α, образованный между плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе 32, и разделительной трубой 34. Этот угол может быть выбран в диапазоне от -45 градусов до +45 градусов. Таким образом, если α равен 0 градусов, это означает, что разделительная труба ориентирована перпендикулярно восходящей трубе. Если α равен -45 градусов, это означает, что восходящая труба и разделительная труба образуют угол 45 градусов, и если α равен +45 градусов, это означает, что восходящая труба и разделительная труба образуют угол 135 градусов. Следует понимать, что вычисление α в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения является одним из вариантов реализации, однако, возможны и другие системы отсчета.

[0050] Угол наклона разделительной трубы, а также уровень текучей среды в баке реактора, определяет параметры подъема текучей среды и изменения потока. Чем больше угол α отличен от -45 градусов, тем меньшей энергией обладает текучая среда в разделительной трубе, следовательно, тем меньше энергия, с которой она поступает в гидроциклон.

[0051] Диаметр d1 восходящей трубы 32, предпочтительно, меньше диаметра d2 разделительной трубы 34. Таким образом, хотя текучая среда и газ поднимаются по восходящей трубе, когда они поступают в разделительную трубу, смесь не достигает верхней поверхности трубы, следовательно, только газ может выходить из разделительной трубы через выпуски 35 газа из трубы, тогда как текучая среда не выходит из разделительной трубы и продолжает течь, достигая гидроциклона 36.

[0052] Диаметр d3 гидроциклона 36, предпочтительно, больше диаметра d2 разделительной трубы 34.

[0053] На фиг. 3 показан вид сверху устройства разделения газа и жидкости в анаэробном очистном устройстве в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения без крышки замкнутой структуры, покрывающей устройство разделения газа и жидкости.

[0054] Как показано на фиг. 3, выпуски 35 газа из трубы и выпуск 37 газа из циклона расположены на поверхности разделительной трубы 34 и циклона 36, соответственно, обращенной от очистного устройства, то есть, обращенной от земли, что является целесообразным вариантом расположения для того, чтобы газ естественным образом выходил из устройства, поднимаясь вверх.

[0055] На изображении в перспективе фиг. 3 показано, что разделительная труба 34 соединена с гидроциклоном 36 со смещением от центра. Это нужно для получения необходимого эффекта вращения в гидроциклоне 36.

[0056] На фиг. 4 показана верхняя часть анаэробного очистного устройства с устройством разделения газа и жидкости в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

[0057] В этом преимущественном варианте осуществления изобретения уровень текучей среды в баке 10 реактора может быть эффективным образом изменен в заданном диапазоне. Это может быть осуществлено посредством дополнительного выпуска 15 текучей среды, расположенного в верхней секции бака 10 реактора ниже нижней границы заданного диапазона. Через выпуск 15 текучей среды текучая среда, достигающая верха бака 10 реактора, может выходить из устройства. Количество текучей среды, которая может выходить из устройства через выпуск текучей среды, может регулироваться посредством средства регулирования уровня текучей среды. Путем регулирования потока жидкости через выпуск 15 текучей среды, например, посредством регулировочного клапана на основании измерения скорости образования газа и/или измерения уровня текучей среды, может быть соответствующим образом изменен уровень текучей среды в реакторе. Путем регулирования уровня текучей среды можно управлять относительным давлением между текучей средой в устройстве 30 разделения газа и жидкости и давлением на уровне текучей среды. Это, в свою очередь, влияет на скорость, с которой смесь жидкости и газа поднимается по восходящей трубе 32. Заявителем обнаружено, что когда скорость образования газа относительно высокая, желательно понизить уровень текучей среды, чтобы обогащенная газом текучая среда проходила по траектории, достаточно длинной для того, чтобы она достигала устройства разделения газа и жидкости без нежелательных флуктуаций. С другой стороны, когда скорость образования газа относительно низкая, уровень текучей среды может быть повышен, чтобы уменьшить траекторию газа и жидкости в восходящей трубе 32 в направлении разделительной трубы 34.

[0058] Устройство разделения газа и жидкости, соответствующее вариантам осуществления настоящего изобретения, имеет меньший размер, чем устройства разделения газа и жидкости известного уровня техники, и более простую форму. Кроме этого, тот факт, что оно изолировано от внешней среды, позволяет изготавливать его из пластика, такого как полипропилен, следовательно, с меньшими производственными затратами и повышенной стойкостью к воздействию метеорологических факторов при расположении вне помещений.

[0059] Особая конструкция устройства разделения газа и жидкости настоящего изобретения позволяет регулировать энергию текучей среды в разделительной трубе 34 путем установления величин угла α, диаметра разделительной трубы и длины разделительной трубы.

[0060] Предварительная регулировка гидродинамической силы текучей среды в разделительной трубе 34 может быть осуществлена путем выбора указанных выше параметров. Тонкая настройка может производиться путем измерения уровня текучей среды в баке реактора, например, в зависимости от количества газа, образующегося в системе, и поддержания более высокого или более низкого уровня текучей среды; таким образом, исключается ситуация, когда газ и текучая среда, достигающие устройства разделения газа и жидкости, обладают слишком большой силой, вызывающей турбулентность, или слишком малой силой, из-за чего текучая среда не имеет достаточной энергии для последующего течения на дно реактора.

[0061] В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, хотя это не показано на прилагаемых чертежах, устройство разделения газа и жидкости может содержать более одной восходящей трубы 32 и более одной разделительной трубы 34, благодаря чему образуется несколько траекторий циркуляции газа и текучей среды, задержанных в нижней газосборной системе. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, каждая из множества разделительных труб 34 может быть соединена с одним гидроциклоном 36. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, все множество разделительных труб 34 может быть соединено с одним и тем же гидроциклоном 36. Количество восходящих труб 32 газа и жидкости и разделительных труб 34, наилучшим образом соответствующее какому-либо анаэробному очистному устройству, может быть выбрано в зависимости от количества подлежащей очистке в этом очистном устройстве текучей среды.

[0062] В предшествующем описании фигур изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления. Однако, очевидно, что возможны разнообразные модификации и изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определяемого формулой изобретения.

[0063] В частности, возможны сочетания конкретных отличительных особенностей различных аспектов изобретения. Один аспект изобретения может быть дополнительно усовершенствован путем добавления отличительной особенности, которая была описана в отношении другого аспекта изобретения.

[0064] Следует понимать, что изобретение ограничивается только прилагаемой формулой изобретения и ее техническими эквивалентами. В данном документе и в формуле изобретения глагол «содержать» и его формы используются в неограничительном смысле и означают включение элементов, следующих за этим словом, не исключая элементов, специально не указанных. Кроме того, ссылка на элемент с использованием неопределенного артикля «а» или «an» не исключает возможности присутствия более одного элемента, если контекст явно не указывает на то, что имеется один и только один элемент. Неопределенный артикль «а» или «an» обычно означает «по меньшей мере, один».

Список позиций на чертежах

Одинаковые номера позиций, использованные в описании для обозначения одинаковых элементов (с отличием только в сотнях), не включены в приведенный ниже перечень, однако, должны рассматриваться как включенные косвенным образом.

10 Бак реактора

11 Устройство сбора текучей среды

12 Впуск текучей среды

14 Нижняя газосборная система

15 Выпуск текучей среды

16 Верхняя газосборная система

18 Устройство сбора текучей среды

19 Уровень текучей среды

20 Транспортная система

22 Восходящая труба

24 Спускная труба

25 Выпуск спускной трубы

30 Устройство разделения газа и жидкости

32 Восходящая труба газа и жидкости

34 Разделительная труба

35 Выпуск газа из трубы

36 Гидроциклон

37 Выпуск газа из гидроциклона

38 Выпуск жидкости

39 Выпуск газа из системы

40 Газовое пространство

α Угол наклона

d1 Диаметр восходящей трубы

d2 Диаметр разделительной трубы

d3 Диаметр гидроциклона

1. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержащее:

восходящую трубу (32) для газа и жидкости;

разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости;

по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости;

гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы;

по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и

выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона.

2. Устройство разделения газа и жидкости по п. 1, в котором разделительная труба (34) содержит множество выпусков (35) газа из трубы, предпочтительно, от двух до десяти, более предпочтительно, по меньшей мере три, еще более предпочтительно, от трех до шести.

3. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один из выпусков (35) газа из трубы имеет диаметр от 100 мм до 400 мм, более предпочтительно, от 150 мм до 300 мм.

4. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, в котором восходящая труба (32) для газа и жидкости, в сборе с анаэробным очистным устройством, ориентирована вертикально.

5. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, в котором диаметр разделительной трубы (34) больше или равен диаметру восходящей трубы (32).

6. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, в котором диаметр гидроциклона (36) больше или равен диаметру разделительной трубы (34).

7. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, изготовленное из пластикового материала, предпочтительно, из полипропилена.

8. Устройство разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов, содержащее множество восходящих труб (32) и множество разделительных труб (34), при этом каждая из восходящих труб соединена с каждой из разделительных труб, и при этом множество разделительных труб (34) соединено с гидроциклоном (36).

9. Анаэробное очистное устройство, содержащее:

- бак (10) реактора;

- устройство (18) сбора текучей среды, расположенное в верхней секции бака (10) реактора;

- по меньшей мере одну газосборную систему (14), выполненную с возможностью, в ходе работы, сбора газа из текучей среды, содержащейся в баке (10) реактора, при этом по меньшей мере одна газосборная система расположена на уровне, находящемся ниже устройства (18) сбора текучей среды;

- по меньшей мере одно устройство (30) разделения газа и жидкости по одному из предшествующих пунктов;

- по меньшей мере одну восходящую трубу (22), соединенную по меньшей мере с одной газосборной системой (14) и выходящую в устройство (30) разделения газа и жидкости; и

- спускную трубу (24), соединенную по меньшей мере с одним устройством (30) разделения газа и жидкости и выходящую в дно бака (10) реактора.

10. Анаэробное очистное устройство по п. 9, в котором бак (10) реактора содержит по меньшей мере две газосборных системы, из которых по меньшей мере одна газосборная система (14) является нижней газосборной системой, а верхняя газосборная система (16) расположена между устройством (18) сбора текучей среды и нижней газосборной системой (14).

11. Анаэробное очистное устройство по одному из пп. 9 или 10, в котором восходящая труба (22) выполнена с возможностью подъема текучей среды, содержащейся в баке (10) реактора, под действием газлифтного эффекта, создаваемого газом, собранным по меньшей мере в одной газосборной системе (14).

12. Анаэробное очистное устройство по одному из пп. 9-11, в котором спускная труба (24) выполнена с возможностью возврата текучей среды по меньшей мере из одного устройства (30) разделения газа и жидкости на дно бака (10) реактора.

13. Анаэробное очистное устройство по п. 12, в котором выпуск (38) жидкости из гидроциклона (36) устройства (30) разделения газа и жидкости соединен со спускной трубой (24), при этом выпуск жидкости выполнен с возможностью направления текучей среды из устройства разделения газа и жидкости в нижнюю часть бака (10) реактора анаэробного очистного устройства.

14. Анаэробное очистное устройство по одному из пп. 9-13, содержащее множество устройств (30) разделения газа и жидкости.

15. Способ очистки текучей среды, такой как сточные воды, с использованием анаэробного очистного устройства по одному из пп. 9-14.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при переработке технологических потоков органического происхождения. Для извлечения фосфата в биомассу добавляют источник ионов магния и подвергают ее предварительной обработке, включающей стадию термического гидролиза при температуре 140-220°С и давлении насыщения.

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, пригодных к дальнейшему использованию в условиях производств. Предварительную обработку отходов осуществляют посредством тонкодисперсного измельчения малорастворимых компонентов органических отходов, частичного гидролиза органических веществ, а также внесения в субстрат микрочастиц железа, образующихся за счет истирания рабочего органа в первичном аппарате вихревого слоя.

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов и может быть использовано на предприятиях агропромышленного комплекса и в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ и установка для переработки и использования отходов животного происхождения.

Изобретение относится к устройствам для комплексной биохимической очистки бытовых и промышленных сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод от азотсодержащих, фосфорсодержащих органических соединений, а также солей, взвесей и углеводородов в условиях суточных и годовых колебаний состава сточных вод.

Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания сточных вод, содержащих органические отходы сельскохозяйственного производства, и может быть использовано при очистке стоков с органическими включениями промышленных предприятий и коммунального хозяйства.

Изобретение относится к системам и способам обработки сточных вод. Устройство для обработки сточных вод включает реактор, датчик, предназначенный для определения концентрации окисленного азота в реакторе и для генерирования сигнала о концентрации окисленного азота, отражающего концентрацию нитрита, нитрата или сочетания нитрита и нитрата, устройство управления, предназначенное для обработки сигналов о концентрации окисленного азота и аммиака и для регулирования концентрации растворенного кислорода (dissolved oxygen - DO), длительности аэробной фазы и/или длительности бескислородной фазы в реакторе на основании отношения или суммы концентрации аммиака и концентрации окисленного азота, при этом устройство управления способно изменять профиль концентрации DO между нижней заданной величиной DO и верхней заданной величиной DO, при этом регулируемый исходящий поток, содержащий аммиак и нитрит, подают в бескислородный реактор, где селективно выращиваются и удерживаются бактерии anammox.
Изобретение может быть использовано в области биологической очистки сточных вод. Для осуществления очистки сточных вод активным илом в аэротенке предусматривают совмещение анаэробной зоны аэротенка с процессом ферментации осадка, т.е.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ обработки потока жидких водных отходов (варианты) и устройство для осуществления способа.

Септик // 2588215
Изобретение относится к сооружениям для предварительной механической и естественной биологической очистки сточных вод, поступающих от жилых домов индивидуальной застройки, и может быть использовано при численности постоянно проживающих до 9 человек.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматизированная система водоподготовки включает контур циркуляции воды, в который входят сообщающиеся между собой посредством трубопроводов комплект очистительного оборудования и водозаполняемый резервуар 13, управляемый программно-логическим устройством 1 (ПЛУ), соединенным через разъемы интерфейса управления с измерительно-управляющими контроллерами 2, соединенными с датчиками 6, 7, 8 и исполнительными механизмами.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической и металлообрабатывающей промышленности, при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей, а также для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, озер, морей и океанов.

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола. Устройство для очистки сточных вод от фенола включает вертикально установленный реактор цилиндрической формы, снабженный двумя боковыми электродами, на которые подается импульсное напряжение от высоковольтного генератора, систему отвода газов и очищенных сточных вод, отличающееся тем, что оба электрода в реакторе установлены горизонтально, реактор дополнительно содержит сопло Лаваля, а само устройство - систему для непрерывной подачи сточных вод и пероксида водорода, которые предварительно гомогенизируются в статическом смесителе.
Группа изобретений относится к электроду для применения в ваннах электрохлорирования, способу изготовления электрода и способу биоцидной обработки водного раствора хлорида натрия.

Изобретение относится к области удаления радиоактивных загрязнений из природных вод, а именно отделение техногенного трития от загрязненных им вод. Способ включает добавление в загрязненную воду безводного пероксида кальция, равномерное распределение его по объему воды до образования осадка октагидрата пероксида кальция.

Группа изобретений может быть использована для высушивания влажного материала (1), в частности осадка сточных вод. Влажный материал (1) подводят по подводящему трубопроводу (2) сушильной установки к подающему устройству (3) сушильной установки.

Изобретение может быть использовано для очистки природной воды в электронно-гальванической промышленности. Воду подвергают ионообменной сорбции путём её фильтрации через анионит марки ИА-1 в хлоридной форме, а затем через узел финишной очистки из смеси катионита КУ-2-8 и анионита АВ-17-8.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического извлечения кадмия, присутствующего в промывных водах в виде цианидных комплексов, и может быть использовано для удаления ионов кадмия из промывных вод ванн улавливания на участке кадмирования с целью предотвращения их попадания в сточные воды гальванического цеха.

Изобретение относится к водоочистке. Способ обесфторивания воды включает фильтрацию воды через фильтрующую конструкцию цилиндрической формы, в которой расположена система, состоящая из слоя диоксида кремния толщиной 5 см, слоя гранулированного активированного угля толщиной 10 см и слоя сорбента толщиной 0,5 см.

Изобретение относится к резервуару для бактерицидного хранения воды, который предназначен для длительного хранения воды и снабжения питьевой водой. Резервуар включает вертикально ориентированный корпус, содержащий днище и боковую стенку, не пропускающие свет, и крышку, герметично соединенную с боковой стенкой, патрубок для подвода воды, патрубок для отвода воды, расположенный в области днища резервуара, светопропускающую защитную трубу, установленную внутри корпуса резервуара в области его днища и параллельно ему, и лампу ультрафиолетового излучения, размещенную в защитной трубе.

Изобретение относится к дегидратору масла, который используется для обезвоживания масел: трансмиссионных, смазочных, компрессорных или гидравлических, загрязненных водой.

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу для газа и жидкости; разделительную трубу, соединенную с восходящей трубой для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы, обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон, соединенный с разделительной трубой, при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон, вовне гидроциклона; и выпуск жидкости, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона. Изобретение обеспечивает дегазирующее устройство для анаэробных очистных устройств, которое имеет простую конструкцию, обеспечивающую, в то же время, эффективное выведение газа из системы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх