Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод з відходів хвойних дерев

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод фільтрами з відходів хвойних дерев, що включає резервуар для нафтовміщуючих стічних вод, насос, трубопровід для подачі нафтовміщуючих стічних вод на очищення, який відрізняється тим, що пристрій має прямокутний корпус з металевого каркасу із захисною обшивкою, на внутрішніх взаємопротилежних поверхнях сторін і по висоті корпуса на металевих кутиках знаходяться: висувна верхня приймальна ємкість з взаємоперехрещуваними рівновіддаленими конусними отворами із вставними конусними стаканами з фільтром-сіткою і фасадним шибером; видсувні ємкості з дном-решіткою, фільтруючим матеріалом всередині і фасадним шибером; видсувний конусний піддон з центральним конусом із вставним конусним стаканом з фільтром-сіткою; нижня приймальна ємкість із зливним патрубком.

2. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод за п. 1, який відрізняється тим, що металом для спорудження пристрою служить алюмінієвий прокат і/або нержавіюча сталь.

3. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що фільтруючий матеріал, який знаходиться в металевих ємкостях з дном-решіткою, розміщений пошарово - верхній шар хвойних голок, нижній - шар хвойних шишок.

Текст

Реферат: Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод фільтрами з відходів хвойних дерев, включає резервуар для нафтовміщуючих стічних вод, насос, трубопровід для подачі нафтовміщуючих стічних вод на очищення, прямокутний корпус, висувну верхню приймальну ємкість, висувні ємкості з дном-решіткою, фільтруючий матеріал, фасадний шибер, висувний конусний піддон, нижню приймальну ємкість. UA 72836 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ НАФТОВМІЩУЮЧИХ СТІЧНИХ ВОД З ВІДХОДІВ ХВОЙНИХ ДЕРЕВ UA 72836 U UA 72836 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до збереження водних ресурсів від забруднень, зокрема для очищення нафтовміщуючих стічних вод (НВСВ) на середніх і малих підприємствах автотранспортної, побутової, сільськогосподарської та інших галузей промисловості. Запобігання скиду нафтопродуктів із стічними водами у відкриті водойми, підземні водоносні горизонти, ґрунт є складним завданням. З одного боку, це обумовлено значним різновидом складу хімічних сполук під загальним поняттям "нафтопродукти", а також присутністю в стоках маси супутніх забруднень. З іншого - велика кількість користувачів нафти і нафтопродуктів середні і малі підприємства автотранспортної, побутової, сільськогосподарської та інших галузей мають, як правило, примітивні споруди або взагалі не мають. Склад нафтозабруднень в стічних водах конкретних підприємств (автопідприємства, станції техобслуговування, нафтобази та ін.) визначаються в основному товарними нафтопродуктами. Це автомобільне (бензини, лігроїни, керосин, газойлі, солярові дистиляти), дизельне (суміш керосинових і солярових фракцій крекінгу нафти, каталітичний газойль), котельне паливо (мазути) і мастильні матеріали. Крім того, моторні палива вміщують антидетонаційні присадки (до 2 %) - тетраетилсвинець або тетракарбонілзалізо. Основна особливість нафтозабрудень в стоках - менша густина в порівнянні з водою 3 3 3 (бензин 0,7-0,76 г/см , дизельне паливо 0,8-0,9 г/см , реактивне паливо 0,8-0,85 г/см , мазут 3 0,94-1 г/см ) і низька розчинність у воді. Для дрібних фракцій нафти (бензинів) вона не перевищує 20-30 мг/л. для керосинів - 70-90 мг/л, а для важких фракцій рівна нулю [1]. В стічних водах нафтопродукти по дисперсному складу можуть бути у вільному, емульгованому і розчиненому станах. Відома конструкція простого піщаного безнапірного фільтра для очищення води від нафтопродуктів [1]. Основним робочим елементом пристрою є зерниста загрузка висотою 0,51,0 м із піску розмірами 0,8-2,0 мм, розміщеному на підстилаючому шарі із гравію висотою 0,20,3 м. Робоча площина фільтра BL визначається дозволеним навантаженням по воді 3 2 [м /(м ·рік)], яка ще зветься швидкістю фільтрування. Для відновлення фільтруючої здатності загрузки фільтр періодично промивається. При цьому видаляються нафтопродукти з поверхні зерен загрузки і утворені відкладання в її порах. З метою покращення умов регенерації загрузки фільтра використовують гарячу воду з температурою 50-60 °C. Тривалість промивання фільтра гарячою водою складає 15-20 хв., 2 інтенсивність подачі води - 10÷15 л/(с·м ). В період промивання фільтра гарячою водою для покращення умов відокремлення нафтопродуктів від зерен і економії води корисно використовувати перемішування стиснутим повітрям. Недоліком запропонованого пристрою є те, що використовуваний в ньому для фільтрації НВСВ як фільтруючий матеріал - кварцовий пісок не забезпечує відразу високого ступеня очищення води, яка залежить від дисперсності зерен піску, швидкості фільтрування, концентрації і дисперсного складу нафтопродуктів. Крім того, відповідальною технологічною операцією є ефективне відновлення фільтруючої здатності піску, що був в експлуатації. Але процес його промивання в гарячій воді з метою регенерації є енергоємним, потребує значних витрат води, повторних заходів очищення від її використання для регенерації та пошуку більш раціональних методів відновлення. Найбільш близьким аналогом є пристрій "Кристал" для очищення стічних вод автогосподарства з метою видалення нафтопродуктів з води за допомогою блоків фільтрів, заповнених відходами виробництва нетканих полімерних матеріалів, які після втрати поглинальної здатності замінюють новими [1, 2]. Конструкція пристрою складається із резервуара для стічних вод, що поступають Із мийки автотранспорту, насоса для перекачування, віброфільтра, збірника осаду, трубопроводу стиснутого повітря, коалесцентного фільтра, блока фільтрів доочистки із нетканих полімерних матеріалів, збірника нафтовідходів на спалювання, патрубка для зливу води, насоса подачі води на повторне використання, резервуара очищеної води. Головним недоліком запропонованого пристрою є використання відходів виробництва екологічно небезпечних нетканих полімерних матеріалів як водоочисних фільтрів. В процесі експлуатації полімерні фільтри піддаються поступовому хімічному і механічному зносу (руйнуванню), забруднюючи воду. Результат недавно проведених досліджень за кордоном, свідчать, що накопичування у водному середовищі так званого "мікропластикового" забруднення - кусочків поліестера і акрилового волокна розмірами менше, ніж булавочна головка є потенціально шкідливим джерелом забруднення і приводить до проблеми охорони здоров'я і безпеки довкілля на планеті [3]. Тому розробка конструкцій пристрою для очищення НВСВ тісно пов'язана з ключовим елементом споруди - фільтруючим екологічно безпечним матеріалом, його сорбційною 1 UA 72836 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 активністю, хімічним складом, доступністю його придбання, підготовкою до використання, кошторисом. Потрібний пошук такого фільтруючого сорбенту, який би в певний мірі задовольняв технічні вимоги до нього, оптимізував умови його підготовки до промислового впровадження. Значну роль при експлуатації вибраного фільтра повинно відводитись пошуку шляхів регенерації або утилізації після завершення його роботи. При виборі такого сорбенту було встановлено, що таким матеріалом можуть бути голки і шишки хвойних дерев, які були раніше рекомендовані для очищення поверхні водних середовищ [4]. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для очищення НВСВ з використанням як фільтруючого елемента відходів хвойних дерев. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій включає прямокутний корпус з металевого каркасу із захисною обшивкою, на внутрішніх взаємопротилежних поверхнях сторін і по висоті корпусу на металевих кутиках знаходяться: висувна верхня приймальна ємкість з взаємоперехрещуваними, рівновіддаленими конусними отворами із вставними конусними стаканами з фільтром-сіткою і фасадним шибером; висувна розподільча ємкість з дномрешіткою, знімною дрібновічковою сіткою і фасадним шибером; висувний конусний піддон з центральним конусом із вставним конусним стаканом з фільтром-сіткою; приймальна ємкість із зливним патрубком. Згідно з корисною моделлю, металом для спорудження пристрою служить алюмінієвий прокат і/або нержавіюча сталь. Згідно з корисною моделлю, фільтруючий матеріал, який знаходиться в металевих ємкостях з дном-решіткою, розміщений пошарово - верхній має шар хвойних голок, нижній - шар хвойних шишок. На кресленні приведений пристрій для очищення НВСВ фільтром з відходів хвойних дерев у вигляді перерізу по висоті металевого (із алюмінієвого прокату і/або нержавіючої сталі) корпусу 1 із захисною обшивкою, встановленого на залізобетонній основі 2 з фундаментом 3. Всередині прямокутного корпусу на внутрішніх взаємопротилежних поверхнях сторін обшивки по висоті споруди на розрахунковій відстані закріплені поперечні металеві кутики 4, на яких розміщені: висувна верхня приймальна ємкість 5 з рівновіддаленими взаємоперехрещуваними конусними отворами 6 Із вставними конусними стаканами 7 з фільтром-сіткою 8; висувна розподільча ємкість 9 з дном-решіткою, знімною дрібновічковою сіткою 10 і фасадним шибером 9; чотири висувні ємкості 11 з дном-решіткою, фільтруючим матеріалом всередині, верхній шар якого - хвойні голки 12, а нижній - шар хвойних шишок 13, фасадним шибером; висувний випускний конусний піддон з центральним конусом 15 із вставним конусним стаканом 16 з фільтром-сіткою; нижня приймальна ємкість 17 із зливним патрубком 18. Монтаж пристрою для очищення НВСВ фільтрами з відходів хвойних дерев виконується в спеціально призначеному приміщенні. На підготовлений фундамент 3 із залізобетонною основою 2 встановлюють і закріплюють корпус 1 з металоконструкцій і захисною металевою обшивкою. По висоті корпусу 1 на розрахунковій відстані по довжині бокових стін приварюють поперечні металеві кутики 4, на яких розміщують: верхню приймальну ємкість 5, розподільчу ємкість 9, ємкості 11, конусний піддон 14, нижню приймальну ємкість 17. Попередньо в конусні отвори 6 і 15 ємкостей 5 і 14 вставляють відповідно конусні стакани 7 і 16 з фільтром-сіткою, а в розподільчу ємкість 9 з дном-решіткою вкладають на всю її площу знімну дрібновічкову сітку 10. На дно решіток 4-х ємкостей 11 засипають спочатку шар шишок висотою 50-70 мм, а на нього - шар хвої висотою 180-200 мм. В центрі дна приймальної ємкості 17 фіксують зливний патрубок 18. Робота пристрою по очищенню НВСВ виконується в такій послідовності. Із резервуара НВСВ, що мають температуру 18-25 °С, насосом через трубопровід стічні води попадають на верхню приймальну ємкість 5, де розтікаються по поверхні і попадають в конусні отвори 6 із вставними конусними стаканами 7 з фільтром-сіткою 8. На фільтрах-сітках вставних стаканів відбувається затримання частини маси супровідних забруднень мінерального походження піску, землі і т. ін. Затримання останніх створює умови блокування наступних нижніх елементів пристрою - знімної дрібновічкової сітки 10 і дна-решітки ємкості 9. Інша частина складу НВСВ мазут, зважені речовини різного хімічного складу, домішки, що попадають у воду, знаходяться головним чином, в грубодисперсному (крапельному) стані, утворюючи плаваючу плівку або шар на воді. Вона піддається більш глибокому механічному очищенню, коли попадає на дрібновічкову сітку 10 і дно-решітки ємкості 9. Стічна вода із частиною нафтопродуктів, що знаходяться в тонкодисперсному стані у вигляді емульсії "нафта у воді", пройшовши через площу дрібновічкової сітки 10 і дна-решітки 2 UA 72836 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ємкості 9, стікає на комбіновані фільтри шарів хвойних голок 12 з хвойними шишками 13, що знаходяться в ємкостях 11 з дном-решіткою. Маючи значну питому поверхню і володіючи сорбційними властивостями, запропоновані комбіновані фільтри забезпечують глибоке очищення від нафтовміщуючих забруднень у стічній воді. При такому фільтруванні цієї частини НВСВ зверху вниз у верхньому прошарку хвойних голок буде затримуватись основна доля домішок. По мірі руху стічної води вниз у нижньому прошарку хвойних голок будуть затримуватись все більш дрібні краплі нафтопродукту. І, нарешті, шишки хвойних дерев в шарі комбінованого фільтру, завдяки своїй природній розгалуженій формі, мають значний поверхневий контакт із залишками дрібних крапель нафтопродуктів стічної води, адсорбують їх, створюючи умови для якісного очищення стічної води від забруднень. Виходячи із останньої ємкості 11 з комбінованим фільтром, очищена стічна вода надходить у випускний конусний піддон 14 з конусним отвором 15 і конусним стаканом 16 з фільтромсіткою, попереджуючи можливе попадання частинок твердих домішок голок і шишок в приймальну ємкість 17, звідки через зливний патрубок 18 і під'єднаний трубопровід відводиться в резервуар очищеної води. В процесі фільтрування НВСВ зверху вниз на фільтрі-сітці 8 конусного вставного стакана 7 висувної верхньої приймальної ємкості 5 затримуються найбільш великі частинки домішок біля 0,8-2 мм. Меншого 0,8-2 мм розміру домішки накопичуються на дрібновічкової сітці 10 ємкості 9 з дном-решіткою. По мірі накопичення домішок відбувається блокування ними отворів фільтром-сіткою 8 дрібновічкового сита 10 і дна-решітки, поступово втрачається напір руху НВСВ зверху вниз і через певний час процес механічного очищення зупиняється. Періодичність роботи механічного очищення визначається головним чином концентрацією домішок в НВСВ. При зупинці процесу очищення ємкості 5 і 9 по зовнішній поверхні металевих кутиків 4 витягують через фасадну частину корпуса 1 пристрою, відкривають фасадні шибери, витягують Із конусних отворів ємкості 5 конусні вставні стакани, із ємкості 9 виймають знімне дрібновічкове сито 10 з осаджуваними домішками і здійснюють їх заміну новими. Вийняті з пристрою елементи з осівшими домішками механічно очищають, промивають теплим водним розчином миючого засобу температурою 50-60 °С, промивають проточною водою, сушать, обдувають стиснутим повітрям. Шлам після механічного очищення транспортують в шламонакопичувач. Значна доля структурного об'ємного простору комбінованого фільтра з хвойних голок і шишок через накопичення в процесі експлуатації в порах великої кількості домішок НВСВ періодично втрачає свою функціональну здатність фільтрування і потребує заміни новими фільтрами в ємкостях 11 з дном-решіткою. З цією метою ємкості 11 витягують з корпусу 1, відкривають фасадні шибери і дістають непридатні для роботи голки і шишки, які відправляють в шламонакопичувач, а в звільнений простір ємкостей 11 вкладають нові комбіновані фільтри з хвойних голок і шишок. Зібраний таким чином шлам НВСВ і відпрацьовані фільтри з хвойних голок і шишок з домішками НВСВ є органічним паливом і можуть бути утилізовані шляхом використання як складових композицій паливних брикетів способом, приведеним в патенті України [4]. Враховуючи зростаючу перспективу широкого використання паливних брикетів в Україні і за кордоном, пов'язаних з наростаючим енергетичними, екологічними і економічними паливними проблемами європейського масштабу, доцільність впровадження у виробництво композиційних паливних брикетів з використанням відпрацьованих комбінованих фільтрів - хвойних голок і шишок хвойних дерев не викликає сумнівів. Використовувані ємкості 11 з дном-решіткою після звільнення від відпрацьованого фільтра очищають і промивають водним розчином теплого з температурою 50-60 °C миючого засобу, промивають проточною водою, сушать, обдувають стиснутим повітрям з метою підготовки до чергового використання в роботі пристрою. Використання алюмінієвого прокату і/або нержавіючої сталі для спорудження пристрою обумовлено їх високою корозійною стійкістю в умовах експлуатації складових елементів в процесі очищення НВСВ. Товщина прошарків хвойних голок і шишок у фільтрі, їх співвідношення визначається хімічним складом компонентів суміші нафтопродуктів і механічних домішок, концентрацією, швидкістю фільтрації НВСВ. Враховуючи присутність нафтовміщуючих домішок в стічних водах, суттєвий їх вплив на реологічні характеристики суміші і швидкість фільтрації, запропонований пристрій повинен знаходитись в закритому приміщенні з температурою 20-30 °C, а температура нафтовміщуючих стічних вод в резервуарі для подачі на очищення була в межах 18-25 °C. Перевага запропонованого пристрою: нескладна конструкція елементів обладнання та їх монтажу; проста схема технічного обслуговування при експлуатації пристрою; низька вартість 3 UA 72836 U 5 10 15 20 25 30 виробничого комбінованого фільтра через використання відходів хвойних дерев - голок і шишок; можливість легко і просто збільшувати або зменшувати кількість фільтруючого матеріалу, що дозволяє використовувати технологію очищення при значних коливаннях кількості і хімічного складу НВСВ; можливість зупиняти процес очищення у випадку відсутності стічних вод і відновлювати його при подачі чергового стоку стічних вод, при цьому перерви не впливають на протікання процесу і якість очищення; використання відпрацьованих комбінованих органічних фільтрів з відходів хвойних дерев як складових композиційних паливних брикетів, вирішуючи проблемні екологічні завдання утилізації відходів. Використання в незначних об'ємах теплих водних розчинів омиляючих засобів для очищення від забруднень лише поверхні металевого обладнання пристрою, а не для регенерації фільтру. Запропоноване технічне рішення ініціює важливе еколого-економічне питання - запобігання скиду нафтопродуктів із стічними водами у відкриті водойми, підземні водоносні горизонти, ґрунти. Маючи нескладну конструкцію, просту техніку обслуговування, використання комбінованого фільтра з відходів, широко розповсюджених на Україні хвойних дерев - голок і шишок, пристрій не потребує технічного персоналу високої кваліфікації і успішно може функціонувати на невеликих підприємствах (автобазах, станціях техобслуговування автомобілів, нафтобазах та інших підприємствах) як засіб ефективного очищення НВСВ, так і забезпечувати утилізацію відпрацьованого фільтра як елемента паливного брикету. Отже вказані технічні аспекти дають можливість використання запропонованої корисної моделі в промислових умовах і забезпечення її відповідності критерію "Промислова придатність". Джерела інформації: 1. Е.А. Стахов. Очистка нефтесодержащих сточних вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов. - Ленинград: Недра, Ленинградское отделение, 1983. - 273 с. 2. Л.И. Кузубова, С.В. Морозов. Очистка нефтесодержащих сточних вод, Аналитический обзор. - Новосибирск: Российская академия наук. Сибирское отделение, 1992. - 191 с. 3. Матеріали Internet: http:// www.ozemle.net. - ж-л "Экология плюс", 2011. - № 5. - С. 28. 4. Деклараційний патент на винахід № 53135А, B01J 20/20, C02F 1/28. Бідношея В.Я., Смирнова Л.М., Бідношея М.О. Сорбент для очищення поверхні водних середовищ від нафти та нафтопродуктів. 15.01.2003. Бюл. № 1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 1. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод фільтрами з відходів хвойних дерев, що включає резервуар для нафтовміщуючих стічних вод, насос, трубопровід для подачі нафтовміщуючих стічних вод на очищення, який відрізняється тим, що пристрій має прямокутний корпус з металевого каркасу із захисною обшивкою, на внутрішніх взаємопротилежних поверхнях сторін і по висоті корпуса на металевих кутиках знаходяться: висувна верхня приймальна ємкість з взаємоперехрещуваними рівновіддаленими конусними отворами із вставними конусними стаканами з фільтром-сіткою і фасадним шибером; видсувні ємкості з дном-решіткою, фільтруючим матеріалом всередині і фасадним шибером; видсувний конусний піддон з центральним конусом із вставним конусним стаканом з фільтром-сіткою; нижня приймальна ємкість із зливним патрубком. 2. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод за п. 1, який відрізняється тим, що металом для спорудження пристрою служить алюмінієвий прокат і/або нержавіюча сталь. 3. Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що фільтруючий матеріал, який знаходиться в металевих ємкостях з дном-решіткою, розміщений пошарово - верхній шар хвойних голок, нижній - шар хвойних шишок. 4 UA 72836 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for purification of oil-containing waste waters of conifer wood waste

Автори англійською

Petruniak Maryna Valentynivna, Bidnosheia Maria Oleksandrivna

Назва патенту російською

Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод из отходов хвойных деревьев

Автори російською

Петруняк Марина Валентиновна, Бидношея Мария Александровна

МПК / Мітки

МПК: C02F 1/00, E03F 1/00

Мітки: пристрій, відходів, хвойних, очищення, вод, стічних, дерев, нафтовміщуючих

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/7-72836-pristrijj-dlya-ochishhennya-naftovmishhuyuchikh-stichnikh-vod-z-vidkhodiv-khvojjnikh-derev.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для очищення нафтовміщуючих стічних вод з відходів хвойних дерев</a>

Подібні патенти