RU117423U1

RU117423U1 - COALESCENT FILTER ELEMENT FOR CLEANING OIL-CONTAINING WATERS

Info

Publication number: RU117423U1
Application number: RU2011146266/05U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Максимов; Виктор Иванович Васильев
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-06-27

Abstract

Коалесцентный элемент фильтра для очистки нефтесодержаших вод, представляющий собой профилированный лист с выпуклыми участками, имеющий отверстия, выполненные в верхней части каждой выпуклости, отличающийся тем, что элемент дополнительно снабжен кольцевыми дисками, каждый из которых имеет в центральной части профиль в виде аналогичного выпуклого участка с отверстием в верхней части выпуклости и которые расположены друг над другом в виде ярусов под каждым из выпуклых участков профилированного листа с направлением выпуклости в одну сторону, при этом диаметр верхнего отверстия в выпуклости листа выполнен максимальным, а диаметр отверстия в выпуклости самого нижнего кольцевого диска - минимальным, причем диски закреплены между собой и подсоединены к листу вертикальными крепежными элементами. Coalescent filter element for the purification of oily water, which is a profiled sheet with convex sections, having holes made in the upper part of each bulge, characterized in that the element is additionally equipped with annular discs, each of which has a profile in the central part in the form of a similar convex section with a hole in the upper part of the bulge and which are located one above the other in the form of tiers under each of the convex sections of the profiled sheet with the convex direction to one side, while the diameter of the upper hole in the bulge of the sheet is maximized, and the diameter of the hole in the bulge of the lowest annular disc is minimal , and the disks are fixed to each other and connected to the sheet by vertical fasteners.

Description

Коалесцентный элемент фильтра относится к очистительным устройствам и может быть использован в области защиты окружающей среды и относится к оборудованию для разделения жидкостей с различным удельным весом, например воды и нефтепродуктов, а также для очистки дождевых, ливневых и сточных вод населенных пунктов и предприятий, АЗС, речных и морских судов от эмульгированных нефтепродуктов.The coalescent filter element relates to purification devices and can be used in the field of environmental protection and relates to equipment for the separation of liquids with different specific gravities, for example water and oil products, as well as for the treatment of rain, storm and sewage of settlements and enterprises, gas stations, river and sea vessels from emulsified oil products.

Известна установка коалесценции, содержащая корпус, патрубки, пакет пластин, устройство для направления потока через пакет, узел регулирования потока, устройство для очистки пластин от осадка, валик, привод, лоток (RU 2388515, МПК B01D 17/28, опубл. 10.05.2008 г). Недостатком такой установки является недостаточная степень очистки нефтесодержаших вод от эмульгированных капель нефти.A known coalescence installation comprising a housing, nozzles, a package of plates, a device for directing flow through a package, a flow control unit, a device for cleaning plates from sediment, a roller, a drive, a tray (RU 2388515, IPC B01D 17/28, publ. 10.05.2008 d). The disadvantage of this installation is the insufficient degree of purification of oil-containing water from emulsified drops of oil.

Известен отстойно-коалесцирующий сепаратор нефтесодержаших вод, включающий патрубок подвода и отвода, коалесцирующие фильтроэлементы, выполненные в виде пакета пластин. Каждая пластина содержит борт, а также перегородки и патрубки с радиально сквозными каналами (RU 2328451 C2, МПК C02F 1/40, опубл. 10.07.2007). Недостатком сепаратора является недостаточная степень очистки нефтесодержаших вод от взвешенных капель нефти.Known sludge-coalescing separator of oil-containing water, including the inlet and outlet pipe, coalescing filter elements, made in the form of a package of plates. Each plate contains a board, as well as partitions and nozzles with radially through channels (RU 2328451 C2, IPC C02F 1/40, published on July 10, 2007). The disadvantage of the separator is the insufficient degree of purification of oily water from suspended oil droplets.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является коалесцентно-осаждающий элемент, представляющий собой лист, имеющий развитую профилированную поверхность, выполненную в виде объемно-синусоидальной решетки, профиль которой образован рядами продольных и поперечных синусоидальных волн (выпуклостей). На гребнях и впадинах выпуклостей выполнены отверстия (RU 2272001 C2, МПК C02F 1/10, C02F 3//34, заявл. 20.04.2004, опубл. 20.03.2006). Данное устройство принято в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is a coalescence-precipitating element, which is a sheet having a developed profiled surface made in the form of a volume-sinusoidal lattice, the profile of which is formed by rows of longitudinal and transverse sinusoidal waves (bulges). Holes were made on the ridges and hollows of the bulges (RU 2272001 C2, IPC C02F 1/10, C02F 3 // 34, declared. 04/20/2004, publ. 20.03.2006). This device is adopted as a prototype.

Известно, что процесс коалесценции состоит из слияния растворенных в воде капель нефтепродуктов, их деформации и взаимного колебания друг относительно друга, разрыва пленки с образованием новых более крупных капель. Обычно коалесцентный фильтр состоит из пакета параллельных пластин, установленных на определенном расстоянии друг от друга и погруженных под углом в очищаемую водную среду. Недостатком прототипа является недостаточная степень очистки нефтесодержаших вод от взвешенных капель нефти, заключающийся в том, что лист с профилированными элементами омывается потоком сточных вод только вблизи своей нижней поверхности, а взвешенные капли нефтепродуктов, находящиеся в более глубоких слоях очищаемой воды, не имеют доступа к его поверхности и не коалесцируют.It is known that the coalescence process consists of the merging of oil products droplets dissolved in water, their deformation and mutual oscillation relative to each other, tearing of the film with the formation of new larger drops. Typically, a coalescence filter consists of a stack of parallel plates mounted at a certain distance from each other and immersed at an angle in the water to be cleaned. The disadvantage of the prototype is the insufficient degree of purification of oil-containing water from suspended oil droplets, namely, that a sheet with profiled elements is washed by the wastewater stream only near its lower surface, and suspended oil droplets located in deeper layers of the treated water do not have access to it surfaces and do not coalesce.

Техническая задача заявляемого решения является повышение степени очистки нефтесодержаших вод от взвешенных капель нефти.The technical problem of the proposed solution is to increase the degree of purification of oil-containing water from suspended drops of oil.

Технический результат достигает тем, коалесцетный элемент фильтра для очистки нефтесодержаших вод, представляющий собой профилированный лист с выпуклыми участками, имеющий отверстия, выполненные в верхней части каждой выпуклости, согласно предложению, дополнительно снабжен кольцевыми дисками, каждый из которых имеет в центральной части профиль в виде аналогичного выпуклого участка с отверстием в верхней части выпуклости и которые расположены друг над другом в виде ярусов под каждым из выпуклых участков профилированного листа с направлением выпуклости в одну сторону, при этом диаметр верхнего отверстия в выпуклости листа выполнен максимальным, а диаметр отверстия в выпуклости самого нижнего кольцевого диска выполнен минимальным, причем диски закреплены между собой и подсоединены к листу вертикальными крепежными элементами.The technical result is achieved by the fact that the coalescent filter element for purifying oil-containing water, which is a profiled sheet with convex sections, having holes made in the upper part of each convex, according to the proposal, is additionally equipped with annular disks, each of which has a profile in the central part in the form of a similar convex section with a hole in the upper part of the convexity and which are arranged one above the other in the form of tiers under each of the convex sections of the profiled sheet with bulge phenomenon in one direction, wherein the diameter of the upper hole in the sheet is made convex maximized and the hole diameter in the convexity of the lower annular disc is made minimum, and the wheels are fixed to each other and connected to the sheet by vertical fasteners.

Каждая выпуклость листа и кольцевого диска имеет вид элипсоида вращения или шарового сегмента, или параболоида вращения.Each bulge of the sheet and the annular disk has the form of an ellipsoid of revolution or a spherical segment, or a paraboloid of revolution.

Так как при всплытии 80-90% количества капель нефти находится ниже поверхности воды на расстоянии 100 мм, то выпуклые кольцевые диски могут быть расположены друг над другом в виде ярусов под выпуклым участком на расстоянии 50-100 мм друг от друга с направлением выпуклости в одну сторону (например, в сторону поверхности воды).Since when 80-90% of the number of drops of oil emerges below the surface of the water at a distance of 100 mm, the convex annular disks can be arranged one above the other in the form of tiers under the convex section at a distance of 50-100 mm from each other with a convex direction of one side (for example, towards the surface of the water).

При форме кольцевого диска в виде элипсоида площадь контакта нефтесодержаших вод и дисков увеличивается на 5% по сравнению с площадью контакта выпукло-вогнутой ячеистой поверхностью прототипа.When the shape of the annular disk in the form of an ellipsoid, the contact area of oil-containing water and disks increases by 5% compared with the contact area of the convex-concave cellular surface of the prototype.

При форме кольцевого диска в виде шарового сегмента площадь контакта нефтесодержаших вод и дисков увеличивается на 8% по сравнению с площадью контакта выпукло-вогнутой ячеистой поверхностью прототипа.When the shape of the annular disk in the form of a spherical segment, the contact area of oil-containing water and discs increases by 8% compared with the contact area of the convex-concave cellular surface of the prototype.

При форме кольцевого диска в виде параболоида вращения площадь контакта нефтесодержаших вод и дисков увеличивается на 10% по сравнению с площадью контакта выпукло-вогнутой ячеистой поверхностью прототипа.When the shape of the annular disk in the form of a paraboloid of rotation, the contact area of oil-containing water and disks increases by 10% compared with the contact area of the convex-concave cellular surface of the prototype.

Предлагаемый коалесцентный элемент фильтра иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид коалесцентного элемента; на фиг.2 - вид I; на фиг.3 - вид по А-А.The proposed coalescent filter element is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the coalescent element; figure 2 is a view of I; figure 3 is a view along aa.

Коалесцентный элемент фильтра для очистки нефтесодержащих вод представляет собой профилированный лист 1 с выпуклыми участками 2, имеющий отверстия 3, выполненные в верхней части каждой выпуклости. Элемент дополнительно снабжен кольцевыми дисками 4, каждый из которых имеет в центральной части профиль в виде аналогичного выпуклого участка с отверстием 5 в верхней части выпуклости. Диски расположены друг над другом в виде ярусов под каждым из выпуклых участков профилированного листа (например, на расстоянии 50-100 мм друг от друга) с направлением выпуклости в одну сторону. Диаметр верхнего отверстия 3 в выпуклости листа выполнен максимальным, а диаметр отверстия в выпуклости самого нижнего кольцевого диска выполнен минимальным, причем диски закреплены между собой и подсоединены к листу вертикальными крепежными элементами 6.The coalescent filter element for purification of oily water is a profiled sheet 1 with convex sections 2, having holes 3 made in the upper part of each convexity. The element is additionally equipped with annular disks 4, each of which has a profile in the central part in the form of a similar convex section with an opening 5 in the upper part of the convexity. The disks are arranged one above the other in the form of tiers under each of the convex sections of the profiled sheet (for example, at a distance of 50-100 mm from each other) with the direction of convexity in one direction. The diameter of the upper hole 3 in the convexity of the sheet is made maximum, and the diameter of the hole in the convexity of the lowermost annular disk is made minimal, the disks being fixed to each other and connected to the sheet by vertical fasteners 6.

Коалесцентный элемент фильтра используют следующим образом. Фильтр погружают в воду с эмульгированными нефтепродуктами в виде капель. При горизонтальном направлении водного потока капли нефти поступают в пространство под нижним кольцевым диском 4, в зазор между нижним и промежуточным кольцевыми дисками, а также в зазор между верхним кольцевым диском и участком 2 профилированной поверхности листа 1. Вследствие меньшего удельного веса по сравнению с удельным весом воды капли нефти поднимаются вверх и контактируют с нижней поверхностью нижнего и промежуточного кольцевых дисков, а также нижней поверхностью участка листа.The coalescent filter element is used as follows. The filter is immersed in water with emulsified oil in the form of drops. With the horizontal direction of the water flow, oil droplets enter the space below the lower annular disk 4, into the gap between the lower and intermediate annular disks, and also into the gap between the upper annular disk and section 2 of the profiled surface of sheet 1. Due to the lower specific gravity compared to the specific gravity water droplets of oil rise up and come in contact with the lower surface of the lower and intermediate annular disks, as well as the lower surface of the sheet area.

Так как кольцевые диски выполнены выпуклыми и расположены друг за другом в виде ярусов под каждым участком листа с направлением выпуклости в одну сторону, то при контакте капли нефти скользят вдоль их поверхности вверх и скапливаются. Таким образом, происходит их коалесценция. Далее через отверстия 5 в верхней части кольцевых дисков капли нефти перетекают из пространства под нижним диском в зазор между нижним и промежуточным дисками и коалесцируют там. Далее они через отверстия перетекают в зазор между промежуточным диском и участком 2 листа, а потом через отверстие 3 поднимаются на поверхность воды в виде крупных капель.Since the annular disks are convex and arranged one after another in the form of tiers under each section of the sheet with the direction of convexity in one direction, upon contact, droplets of oil slide upward along their surface and accumulate. Thus, their coalescence occurs. Then, through the holes 5 in the upper part of the annular disks, oil droplets flow from the space under the lower disk into the gap between the lower and intermediate disks and coalesce there. Then they flow through the holes into the gap between the intermediate disk and the section 2 of the sheet, and then through the hole 3 rise to the surface of the water in the form of large drops.

Так как, диаметр отверстия нижнего кольцевого диска минимальный, промежуточного диска - больше, а участка листа - максимальный, то происходит постепенное увеличение размеров капель нефти, то есть их дополнительная коалесценция.Since the diameter of the hole of the lower annular disk is minimal, the intermediate disk is larger, and the leaf section is maximum, a gradual increase in the size of oil droplets, i.e., their additional coalescence, occurs.

Для создания ярусной конструкции кольцевые диски скреплены между собой и подсоединены к листу 1 вертикальными крепежными элементами 6.To create a tiered design, the annular disks are fastened together and connected to the sheet 1 by vertical fasteners 6.

Предлагаемая конструкция полезной модели дополнительно увеличивает эффективность очистки воды от нефтепродуктов, так как повышается площадь контакта нефтесодержаших вод и дисков фильтра, что способствует коалисценции капель нефти.The proposed design of the utility model further increases the efficiency of water purification from oil products, as the contact area of oil-containing water and filter disks increases, which contributes to the coalescence of oil droplets.

При использовании фильтра с заявляемыми коалесцентными элементами для очистки сточных вод АЭС от нефтепродуктов, степень очистки сточных вод составляет не менее 96%.When using a filter with the inventive coalescent elements for treating wastewater of nuclear power plants from oil products, the degree of wastewater treatment is at least 96%.

Claims

A coalescent filter element for purifying oil-containing water, which is a profiled sheet with convex sections, having holes made in the upper part of each convex, characterized in that the element is additionally equipped with annular disks, each of which has a profile in the central part in the form of a similar convex section with a hole in the upper part of the convexity and which are arranged one above the other in the form of tiers under each of the convex sections of the profiled sheet with a convex direction of one defense, while the diameter of the upper hole in the convexity of the sheet is made maximum, and the diameter of the hole in the convexity of the lower annular disk is minimal, and the disks are fixed to each other and connected to the sheet by vertical fasteners.