PL214917B1 - Separator koalescencyjny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest separator koalescencyjny do wydzielania lekkich substancji ciekłych

Wynalazek może znaleźć zastosowanie w oczyszczalniach ścieków oraz w obrębie sieci odprowadzania wód deszczowych. Szczególnie korzystne jest stosowanie separatora w systemach odprowadzania wody o dużych przepustowościach, instalowanych na otwartym terenie i pozbawionych stałego nadzoru ze strony użytkowników, a także na stacjach benzynowych, myjniach samochodowych, itp.

Działanie znanych separatorów koalescencyjnych opiera się na separacji grawitacyjnej substancji stałych oraz flotacji substancji ropopochodnych (PN-EN 858-1: 2005 Instalacje oddzielaczy lekkich płynów - np. olej, benzyna. Zasady projektowania wyrobu, właściwości użytkowe i badania, znakowanie i sterowanie jakością).

Z opisu patentowego PL 192 390 znany jest separator do oddzielania wody od substancji ropopochodnych, który posiada pionową komorę połączoną z komorami: osadnika i koalescencyjną. W komorze koalescencyjnej ma umieszczony pakiet koalescencyjny oraz kratową prowadnicę z pływakiem.

Flotacja substancji ropopochodnych odbywa się wewnątrz komory separatora przy wykorzystaniu wkładu koalescencyjnego, przeznaczonego do wychwytywania i gromadzenia substancji ropopochodnych. Wykorzystywany przy tym proces koalescencji, polega na łączeniu się ze sobą kropel zanieczyszczeń ropopochodnych, np. olejów w większe krople, które ulegają już szybszemu wydzielaniu się na powierzchni wody - prędkość wznoszenia się kropel jest uzależniona od ich średnicy, wzrastając proporcjonalnie z kwadratem wzrostu ich średnicy (prawo Stockes'a).

Proces koalescencji, w znanych separatorach, przebiega w specjalnym układzie koalescencyjnym. Układ ten posiada stelaż, np. w postaci ustawionej pionowo perforowanej rury, wykonanej zwykle ze stali nierdzewnej, która jest szczelnie owinięta materiałem filtracyjnym, np. pianką poliuretanową. W trakcie przepływu przez układ koalescencyjny dochodzi do łączenia się drobnych kropli substancji lekkiej z warstwą tejże substancji uprzednio już wytworzonej na powierzchni pianki - jest to koalescencja typu: kropla-warstwa graniczna. W trakcie powiększania się warstwy wytworzonej na piance poliuretanowej dochodzi do odrywania się kropli substancji lekkiej. Są to jednak krople zdecydowanie większe od kropel dopływających do pianki. Duże krople mogą już szybko wypływać na powierzchnię.

Układy koalescencyjne są wyposażone zwykle w system automatycznego zamknięcia, zabezpieczającego przed wydostaniem się już wydzielonych lekkich substancji na zewnątrz separatora, np. przy wzroście poziomu wody w komorze separatora (Edel Roman: Odwodnienie dróg. Wydanie 4, WKŁ Warszawa).

Elementami zabezpieczającymi są najczęściej pływaki, wykonywane zwykle ze stali nierdzewnej, umieszczone we wnętrzu rury stelaża wkładu koalescencyjnego. Pływaki, sterujące zamknięciami, wytarowane są standardowo na gęstość substancji ropopochodnych równą 0,85 kghrn . Do wzrostu poziomu wody w komorze separatora dochodzi w wyniku zwiększonego dopływu wody do oczyszczenia. Towarzyszy temu, w klasycznych separatorach, podnoszenie się pływaków, które zamykają drogę odpływu, przez górną część wlotową stelaża, wody nieoczyszczonej wraz z wydzielonymi uprzednio i pływającymi na powierzchni lżejszymi substancjami ropopochodnymi. Podnoszenie się pływaków sygnalizuje konieczność oczyszczenia separatora oraz zamyka dopływ powietrza do układu koalescencyjnego, co może prowadzić po powstawania podciśnienia w układzie i co za tym idzie do dodatkowego niekorzystnego zmniejszenia wydajności hydraulicznej układu.

W praktyce nie są znane inne niż zamknięcia pływakowe, alternatywne sposoby zabezpieczenia przed odgórnym przelaniem wydzielonych substancji, przy podtopieniu komory separatorów.

Istotą wynalazku jest separator koalescencyjny, którego górna część stelaża jest nieperforowana. Zamknięciem stelaża jest wkład sorbentowy z odpowietrznikiem.

Zastąpienie pływaków przez wkład sorbentowy z odpowietrznikiem zapewnia, w przypadku podniesienia się poziomu wody w komorze separatora, możliwość jej odpływu także przez otwór w górnej części stelaża, po uprzednim jej przejściu przez wspomniany wkład sorbentowy. Wkład sorbentowy pozwala na przechwycenie zanieczyszczeń, np. ropopochodnych z wody i trwałe ich zatrzymanie w objętości sorbentu. Woda, po przejściu przez ten wkład jest już oczyszczona i może być skierowana do odpływu, np. naturalnego cieku.

PL 214 917 B1

Zastosowanie odpowietrznika pozwala na stały dostęp powietrza atmosferycznego do stelaża separatora i zapobiega powstawaniu podciśnienia, które powoduje zmniejszanie natężenia przepływu.

Wynalazek jest przedstawiony schematycznie na rysunku i objaśniony w przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d

Separator posiada komorę 1, w której ścianach bocznych są zamocowane kanały dopływowy 6 z deflektorem 8 i odpływowy 7, na którym osadzony jest stelaż 2. Na perforowanych częściach ścian stelaża 2 zamocowany jest okład filtracyjny 3. Górna część stelaża 2 jest nieperforowana, a jego zamknięciem jest wkład sorbentowy 5 z odpowietrznikiem 4.

Woda zanieczyszczona, np. substancjami ropopochodnymi, dociera do separatora przez dopływ 6 Struga dopływających ścieków jest rozbijana przez deflektor 8. Dopływająca woda napełnia komorę 1, i następuje jej oczyszczanie na okładzie filtracyjnym 3, owiniętym szczelnie na perforowanej części stelaża 2. W przypadku znacznego dopływu wód wymagających oczyszczenia a przez to spadku zdolności filtracyjnych okładu filtracyjnego 3, dochodzi do podnoszenia zwierciadła wody w komorze 1. Po jego podniesieniu ponad górną, szczelną część stelaża 2, woda zaczyna się filtrować także przez wkład sorbentowy 5. W trakcie przepływu wody zanieczyszczonej przez wkład sorbentowy 5, dochodzi do zatrzymania w jego objętości substancji np. ropopochodnych. Woda po oczyszczeniu jest kierowana do kanału odpływowego 7.

Separator, według wynalazku, może zastąpić klasyczne separatory koalescencyjne wyposażone w zamknięcia pływakowe. Nie jest przy tym wymagana zmiana gabarytów klasycznych separatorów. Wynalazek jest uproszczeniem stosowanych separatorów i może być wykorzystywany, nie tylko przy produkcji nowych separatorów, ale także przy modernizacji już istniejących.

W trakcie eksploatacji separatora powinny być okresowo kontrolowane stan zanieczyszczenia okładu filtracyjnego oraz wkładu sorbentowego. Elementy te, w przypadku zużycia, winny być wymieniane na nowe.

Oznaczenia

1- Komora

2- Stelaż

3- Okład filtracyjny

4- Odpowietrznik

5- Wkład sorbentowy

6- Kanał dopływowy

7- Kanał odpływowy

8- Deflektor

Claims (1)

1. Separator koalescencyjny do wydzielania lekkich substancji ciekłych posiadający komorę, w której ścianach bocznych są zamocowane kanały dopływowy z deflektorem i odpływowy, na którym osadzony jest stelaż, o perforowanych częściach ścian, z zamocowanym na nich okładem filtracyjnym, znamienny tym, że górna część stelaża (2) jest nieperforowana, a jego zamknięciem jest wkład sorbentowy (5) z odpowietrznikiem (4).