RU1777925C

RU1777925C - Apparatus for cleaning liquid of suspended matter and petroleum products

Info

Publication number: RU1777925C
Application number: SU914908079A
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Репин; Сергей Сергеевич Запорожец; Маргарита Викторовна Королева; Ирина Игоревна Павлинова
Original assignee: Всесоюзный Заочный Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Сущность изобретени : устройство включает цилиндро-конический корпус с погружной обечайкой. Погружна обечайка выполнена в форме усеченного конуса с присоединенными верхним и нижним цилиндрами . Обечайка размещена в корпусе с зазором и образует камеры первичного и вторичного разделени и осадочную камеру . В зазоре между корпусом и нижним цилиндром размещен блок тонкослойного разделени в виде наклонных плоских пластин . Узел подачи очищаемой воды выполнен в виде полукольцевого лотка и трубопроводов с тангенциально расположенными в камере первичного разделени впускными насадками. Узел отвода осветленной воды выполнен в виде размещенного снаружи корпуса кольцевого лотка и трубопроводов с тангенциально расположенными в камере первичного разделени впускными насадками. Узел отвода осветленной воды выполнен в виде размещенного снаружи корпуса кольцевого лотка и сообщающихс с ним радиальных лотков. От-- вод всплывших нефтепродуктов из верхнего цилиндра осуществл ют через воронку, установленную с возможностью вертикального перемещени . 3 з.п. ф-лы, 6 ил. слSUMMARY OF THE INVENTION: the device includes a cylindrical-conical housing with a submersible shell. The submersible shell is made in the form of a truncated cone with attached upper and lower cylinders. The shell is placed in the housing with a gap and forms the primary and secondary separation chambers and the sedimentary chamber. In the gap between the housing and the lower cylinder, a thin layer separation unit is arranged in the form of inclined flat plates. The purified water supply unit is made in the form of a semicircular chute and pipelines with inlet nozzles tangentially located in the primary separation chamber. The clarified water drainage unit is made in the form of an annular tray placed on the outside of the casing and pipelines with inlet nozzles tangentially located in the primary separation chamber. The clarified water drainage unit is made in the form of an annular tray placed on the outside of the casing and radial trays in communication with it. The discharged oil products from the upper cylinder are carried out through a funnel installed with the possibility of vertical movement. 3 s.p. f-ly, 6 ill. cl

Description

Изобретение относитс к безреагент- ной очистке жидкости и сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов и может найти применение в комплексе сооружений по обработке поверхностного стока, промышленных и хоз йственно-бытовых сточных вод, а также природных вод из поверхностных источников.The invention relates to a non-reagent purification of liquid and wastewater from suspended solids and oil products and can be used in a complex of facilities for treating surface runoff, industrial and household wastewater, as well as natural waters from surface sources.

Известно устройство дл выделени из жидкости взвешенных веществ на базе вертикального отстойника с нисход ще-восход щим потоком. Факторами, снижающими эффективность работы устройства вл етс A device is known for separating suspended solids from a liquid on the basis of a vertical sump with a downward upward flow. Factors that reduce the efficiency of the device is

значительна площадь зеркала воды в верхней части камеры первичного разделени , что затрудн ет сбор и удаление плавающих загр знений, помимо этого, восход щие потоки жидкости в камере вторичного разделени преп тствуют гравитационному отделению мелкодисперсной взвеси.a large area of the water mirror is in the upper part of the primary separation chamber, which makes it difficult to collect and remove floating contaminants; in addition, the upward flows of liquid in the secondary separation chamber impede the gravitational separation of the fine suspension.

Известно также устройство дл очистки жидкости от взвешенных веществ и нефтепродуктов , состо щее из цилиндрического с конусным днищем корпуса и коаксиально расположенной внутри него погружной обечайки с образованием камер первичного,A device for cleaning liquids from suspended solids and oil products is also known, consisting of a cylindrical body with a conical bottom and a submersible shell coaxially located inside it with the formation of primary chambers

слcl

вторичного разделени и осадочной камеры , снабженное узлами подачи очищаемой жидкости, отвода очищенной воды, нефтепродуктов и осадка. Факторами, ограничивающими эффективность работы данного устройства вл етс несовершенство системы впуска сточных вод, создающее дополнительный эффект .взмучивани взвеси, и удалени всплывающих загр знений, допускающее значительное включение воды, что затрудн ет дальнейшую утилизацию.secondary separation and sedimentation chamber, equipped with units for supplying the liquid to be purified, removal of purified water, oil products and sediment. Factors limiting the efficiency of this device is the imperfection of the wastewater inlet system, which creates an additional effect of agitation of the suspension and the removal of pop-up contaminants, which allows a significant inclusion of water, which complicates further disposal.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности извлечени из сточных вод взвешенных веществ и нефтепродуктов.The aim of the invention is to increase the efficiency of the extraction of suspended solids and petroleum products from wastewater.

На фиг.1 и 2 соответственно изображено устройство в поперечно-продольном разрезе и плане; на фиг.З - поперечный разрез кольцевого зазора с тонкослойным модулем и впускными насадками; на фиг.4 - поперечный разрез радиальных лотков; на фиг.5 и 6 - разрез и план верхней цилиндрической части погружной обечайки с воронкой дл сбора плавающих загр знений.Figures 1 and 2 respectively show a device in a transverse longitudinal section and plan; Fig. 3 is a cross-sectional view of an annular gap with a thin-layer module and inlet nozzles; figure 4 is a cross section of radial trays; Figures 5 and 6 are a sectional view and a plan of the upper cylindrical part of the submersible shell with a funnel for collecting floating soils.

Устройство включает цилиндрический с конусным днищем 1 корпус 2 устройства, с коаксиаль о расположенной внутри него погружной обечайкой 3 с образованием камер 4,5 первичного и вторичного разделени соответственно, а также осадочной камеры 6; погружна обечайка состоит из нижнего и верхнего цилиндров 7, 8, соединенных конической частью 9, образующа 10 которой наклонена к горизонту по меньшей мере на 45°, и установлена с кольцевым зазором 11 между корпусом 2 устройства и нижним цилиндром 7 погружной обечайки 3. В зазоре 11 размещены плоские наклонные пластины 12, образующие тонкослойный модуль разделени с каналами 13, подающие трубопроводы 14 очищаемой жидкости, соединенные посредством полукольцевого лотка 15 с трубопроводом 16 исходных сточных вод. Трубопроводы 14 оснащены впускными насадками 17, тангенциально расположенными в камере первичного разделени . Дл отвода осветленной воды служат радиальные сборные лотки 18 с полупогружными перегородками 19, соединенные с верхним цилиндром 8 погружной обечайки 3, и кольцевым лотком 20 осветленной сточной воды с трубопроводом отвода 21. Дл сбора плавающих загр знений устройство снабжено воронкой 22,присоединенной к жиропроводу 23 с помощью гибкого трубопровода 24, и размещенной в верхнем цилиндре 8 погружной обечайки 3. Верхн кромка воронки 22 находитс на уровне жидкости, причем воронка 22 снабжена центрирующими ребрами 25, которые введены в направл ющие 26The device includes a cylindrical with a conical bottom 1 body 2 of the device, with a coaxial about the immersed shell 3 located inside it with the formation of primary and secondary separation chambers 4,5, respectively, as well as a sedimentary chamber 6; the submersible shell consists of the lower and upper cylinders 7, 8, connected by a conical part 9, forming 10 of which is inclined to the horizon by at least 45 °, and is installed with an annular gap 11 between the body 2 of the device and the lower cylinder 7 of the submersible shell 3. In the gap 11 there are placed flat inclined plates 12 forming a thin layer separation module with channels 13, supplying pipelines 14 of the liquid to be cleaned, connected by means of a semi-ring tray 15 to the source 16 sewage pipe. Pipelines 14 are equipped with inlet nozzles 17 tangentially located in the primary separation chamber. For the removal of clarified water, radial collecting trays 18 with semi-submersible baffles 19, connected to the upper cylinder 8 of the immersion shell 3, and an annular tray 20 of clarified waste water with a discharge pipe 21 are used. To collect floating pollution, the device is equipped with a funnel 22 connected to the grease pipeline 23 s by means of a flexible conduit 24 and an immersion shell 3 located in the upper cylinder 8. The upper edge of the funnel 22 is at the liquid level, and the funnel 22 is provided with centering ribs 25 which are guided guides 26

верхней цилиндрической части погружной обечайки с возможностью вертикального перемещени , крестовиной 27, в которой шарнирно закреплен хвостовик 28 шпинде5 л 29, оборудованного поворотным маховиком 30, с резьбозой частью 31, введенной в винтовую упорную втулку 32, шламопровод 33.the upper cylindrical part of the submersible shell with the possibility of vertical movement, the crosspiece 27, in which the shank 28 of the spindle 5 l 29, equipped with a rotary flywheel 30, with the threaded part 31 inserted into the screw thrust sleeve 32, sludge 33.

Работа устройства складываетс из сле0 дующих операций.The operation of the device consists of the following operations.

Сточную воду по трубопроводу 16 подают в полукольцевой лоток 15, откуда она по подающим трубопроводам 14 через впускные насадки 17 поступает в камеру 4 пер5 вичного разделени , равномерно смешива сь с наход щейс там жидкостью и привод ее во вращательное движение. В результате плавного вращени жидкости, содержащей как оседающие (взвеси, шлам),Wastewater is piped 16 to a semi-ring tray 15, from where it is fed into the primary separation chamber 4 through inlet pipes 14 through inlet nozzles 17, being mixed uniformly with the fluid therein and driving it into rotational motion. As a result of the smooth rotation of a liquid containing both settling (suspended matter, sludge),

0 так и легкие загр знени (масло, нефть, жиры ) происходит процесс их сепарации. В поле центробежных сил более т желые частицы группируютс вблизи внутренней поверхности нижнего цилиндра 7 погружной0 and light pollution (oil, oil, fats), a process of their separation occurs. In the field of centrifugal forces, heavier particles are grouped near the inner surface of the lower cylinder 7 of the submersible

5 обечайки 3, опуска сь вдоль нее в осадочную камеру б. По мере накоплени шлама, его удаление производ т по шламопроводу 33 под действием гидростатического напора , равного рассто нию между осью шла0 мопровода и уровнем жидкости в устройстве.5 shell 3, lowering along it into the sedimentary chamber b. As the sludge accumulates, it is removed through the sludge line 33 under the influence of hydrostatic pressure equal to the distance between the axis of the sludge line and the liquid level in the device.

Более легкие частицы, в первую очередь эмульгированные нефтепродукты, и жиры постепенно вытесн ютс более плотным по5 током т желой взвеси сначала коническую часть 9 погружной обечайки 3, а затем в верхний цилиндр 8, образу плавающий слой. По мере накоплени всплывающих части ц толщина сло растет до тех пор, покаLighter particles, primarily emulsified petroleum products, and fats are gradually displaced by a denser flow of heavy suspension, firstly, the conical part 9 of the immersion shell 3, and then into the upper cylinder 8, forming a floating layer. As the pop-up parts accumulate, the layer thickness increases until

0 не начнет переливатьс внутрь воронки 22 дл отвода нефтепродуктов, из которой их по жиропроводу 23 удал ют на дальнейшую обработку.0 will not begin to overflow into the funnel 22 to drain the petroleum products, from which they are removed through the grease pipe 23 for further processing.

Разделение т желых и легких частиц вSeparation of heavy and light particles in

5 центробежном поле плавно вращающейс жидкости происходит более эффективно, чем в обычном нисход щем потоке, а сокращение рабочей поверхности в верхнем цилиндре 8 погружной обечайки 3 способствует более ус0 пешному сбору и отведению всплывающих нефтепродуктов.In a centrifugal field, a smoothly rotating fluid occurs more efficiently than in a normal downward flow, and the contraction of the working surface in the upper cylinder 8 of the submersible shell 3 contributes to a more successful collection and removal of floating oil products.

Освобожденна от наиболее крупных частиц жидкость, огиба нижний цилиндр 7 погружной обечайки 3 поступает в тонко5 слойный модуль разделени . По мере движени жидкости по каналам 13 модул разделени формируетс слой осветленной жидкости и образуетс тонкий слой осадка, который сползает в осадочную камеру 6. Наличие тонкослойного модул ускор етThe liquid freed from the largest particles, bending around the lower cylinder 7 of the immersion shell 3, enters a thin-layer separation module. As the liquid moves through the channels 13 of the separation module, a layer of clarified liquid forms and a thin layer of sediment forms, which slides into the sedimentation chamber 6. The presence of a thin-layer module accelerates

процесс вторичного разделени , т.к. при этом в несколько раз сокращаетс путь оседающих частиц и врем их осаждени , кроме того плоские пластины 12 играют ламинирующую роль, прегражда путь поперечным токам жидкости, создающим взмучивающий эффект.secondary separation process, as in this case, the path of the settling particles and the time of their deposition are reduced several times, in addition, the flat plates 12 play a laminating role, blocking the path to the transverse currents of the liquid, creating an agitating effect.

Оптимальный угол наклона плоских пластин 12 к горизонту составл ет 30-60°, а среднее рассто ние между ними 50-200 мм. Эффект гравитационного разделени тонких суспензий достигает максимальных значений при углах наклона 30-35°, когда в каналах 13 поток жидкости лзминарен, а критерий Рейнольдса не превышает 2320. Однако дл некоторых видов шлама, обра- зованного, например, агрегативной взвесью, такой угол наклона пластин оказываетс недостаточным дл стабильного сползани сло шлама в осадочную камеру 6, В таких случа х решаетс вопрос увеличени угла наклона пластин до 50-60°. При этом, хот режим движени жидкости и остаетс ламинарным, значение критери Рейнольдса увеличиваетс и эффект осветлени по минеральной взвеси снижаетс , например, с 80-95% до 75-80%, но остаетс достаточно высоким.The optimum angle of inclination of the flat plates 12 to the horizon is 30-60 °, and the average distance between them is 50-200 mm. The effect of gravitational separation of thin suspensions reaches maximum values at tilt angles of 30-35 °, when the fluid flow in channels 13 is lzminar, and the Reynolds criterion does not exceed 2320. However, for some types of sludge formed, for example, by aggregate suspension, this angle of inclination of the plates is insufficient for stable sliding of the sludge layer into the sedimentation chamber 6. In such cases, the issue of increasing the angle of inclination of the plates to 50-60 ° is solved. At the same time, although the fluid motion mode remains laminar, the Reynolds criterion value increases and the clarification effect by mineral suspension decreases, for example, from 80-95% to 75-80%, but remains quite high.

Сокращение рассто ни (в свету) между соседними плоскими наклонными пластинами 12 дл улучшени процессов тонкослойного разделени суспензий возможно практически до 50 мм, т.к. при меньших рассто ни х возникает опасность закупорки каналов 13 осевшим шламом и увеличиваетс материалоемкость устройства в целом. При увеличении среднего рассто ни между соседними плоскими наклонными пластинами свыше 200 мм не только ощутимо возрастает требуемое врем осаждени взвеси, а, следовательно, рабочий объем устройства, но и резко снижаетс ламинирующий эффект, особенно при колебани х расхода поступающих сточных вод. Таким образом, изменение среднего рассто ни между плоскими наклонными пластинами 12 в пределах 50-200 мм наиболее технологически целесообразно.Reducing the distance (in the light) between adjacent flat inclined plates 12 to improve the processes of thin-layer separation of suspensions is possible to almost 50 mm, because at shorter distances, there is a danger of clogging of the channels 13 with settled sludge and the material consumption of the device as a whole increases. When the average distance between adjacent flat inclined plates exceeds 200 mm, the required sedimentation time of the suspension increases significantly, and, consequently, the working volume of the device, but also the lamination effect decreases sharply, especially with fluctuations in the flow rate of incoming wastewater. Thus, changing the average distance between the flat inclined plates 12 within the range of 50-200 mm is most technologically feasible.

Целесообразно, чтобы радиальные сборные лотки 18 были выполнены полукруглого сечени и снабжены установленными с двух сторон полупогружными перегородками 19. Полупогружна форма лотка наиболее проста в изготовлении по сравнению с лотками другой формы, а также удобна в эксплуатации ввиду минимальных гидравлических потерь и очистки от обрастаний . В процессе движени жидкости в тонкослойных каналах 13 происходит коа- лесценци тонкоэмульгированных нефтепродуктов , которые образуют движущуюс вверх пленку под верхней плоской наклонной пластиной 12 на поверхности осветленного сло жидкости. Образующа с пленка 5 всплывает и медленно накапливаетс в верхней части камеры вторичного разделени 5. Прорыв всплывающих тонкоэмульгиро- ванных нефтепродуктов, а также мелкого мусора в радиальные сборные лотки 18 иск- 0 лючаетс ввиду наличи полупогружных перегородок 19, установленных вдоль радиальных сборных лотков.It is advisable that the radial collecting chutes 18 are made of a semicircular cross-section and provided with semi-submerged partitions mounted on both sides 19. The semi-submerged form of the chute is the easiest to manufacture compared to chambers of a different form, as well as convenient in operation due to minimal hydraulic losses and cleaning from fouling. During the movement of the liquid in the thin-layer channels 13, coalescence of finely emulsified oil products occurs, which form an upward-moving film under the upper flat inclined plate 12 on the surface of the clarified liquid layer. The forming film 5 floats up and slowly accumulates in the upper part of the secondary separation chamber 5. Breakthrough of pop-up finely emulsified oil products, as well as small debris into the radial collecting trays 18 is excluded due to the presence of semi-submerged baffles 19 installed along the radial collecting trays.

Удаление накопившихс плавающих загр знений из камеры 5 вторичного разделе-.Removing accumulated floating contaminants from chamber 5 of the secondary section -.

5 ни производ т следующим образом. В период удалени шлама из осадочной каме- Фы 6 уровень жидкости опускают ниже кромки нижней цилиндра 7 погружной обечайки 3. При последующем заполнении устройст0 ва обрабатываемой жидкостью основна часть плавающих загр знений из камеры 5 вторичного разделени оказываетс в верхней части камеры 4 первичного разделени и удал етс из нее указанным способом.5 are not as follows. During the removal of sludge from the sedimentation chamber 6, the liquid level is lowered below the edge of the lower cylinder 7 of the immersion shell 3. Upon subsequent filling of the device with the processed liquid, the main part of the floating contaminants from the secondary separation chamber 5 is in the upper part of the primary separation chamber 4 and is removed from it in the specified way.

5 Присоединенна кжиропроводу 23 с помощью гибкого трубопровода 24 воронка 22 дл сбора плавающих загр знений снабжена центрирующими ребрами 25, введенными в направл ющие 26 верхнем цилиндре 85 Connected to the grease line 23 by means of a flexible pipe 24, the funnel 22 for collecting floating pollution is provided with centering ribs 25 introduced into the guides 26 of the upper cylinder 8

0 погружной обечайки 3 с возможностью вертикального перемещени , крестовиной 27, в которой шарнирно закреплен хвостовик 28 шпиндел 29, оборудованного поворотным маховиком 30, с резьбовой частью 31, вве5 денной.в винтовую упорную втулку 32. Это позвол ет осуществл ть периодический отбор всплывающих нефтепродуктов и других загр знений тогда, когда толщина накопившегос сло дает возможность практически0 vertically movable submersible shell 3, a crosspiece 27, in which a shank 28 of a spindle 29 is pivotally mounted, equipped with a rotary flywheel 30, with a threaded part 31 inserted into a screw thrust sleeve 32. This allows periodic selection of pop-up oil products and other pollution when the thickness of the accumulated layer makes it possible to practically

0 полностью исключить попадание воды в жи- ропровод 23. Более того, регулирование глубины погружени воронки 22 дл сбора плавающих загр знений, дает возможность наиболее полно удал ть нефтепродукты с0 completely eliminate the ingress of water into the grease pipe 23. Moreover, adjusting the immersion depth of the funnel 22 to collect floating contaminants makes it possible to completely remove oil from

5 поверхности практически при любой толщине всплывающего сло . В результате представл етс возможность обеспечить съем и удаление всплывающих загр знений практически в любой момент работы устройства5 surfaces at almost any thickness of the pop-up layer. As a result, it is possible to provide removal and removal of pop-up contaminants at almost any moment of operation of the device

0 и с минимальным включением воды, что облегчает их дальнейшую утилизацию или обезвреживание.0 and with a minimum inclusion of water, which facilitates their further disposal or disposal.

С целью обеспечени равномерного движени жидкости по каналам 13 тонко5 слойного модул и стабильного сползани отделенной взвеси с поверхности пноских наклонных пластин 12, целесообразно, чтобы их поверхность была плоской. Придание пластинам плоской формы желательно так- жедл упрощени технологии их изготовлени и монтажа. Услови плоской формы пластин выполн ютс в том случае, когда длинные их стороны описываютс эллиптическими кривыми , что определ етс характером сечени нижней цилиндрической части 7 погружной обечайки 3 и цилиндрического корпуса 2 установки семейством плоскостей, равноотсто щих одна от другой и имеющих одинаковый угол наклона к горизонтали,In order to ensure uniform fluid movement through the channels 13 of the thin-layer module and stable sliding of the separated suspension from the surface of the foot of the inclined plates 12, it is advisable that their surface be flat. Flattening the plates is also desirable to simplify the technology for their manufacture and installation. The conditions of the flat shape of the plates are satisfied when their long sides are described by elliptical curves, which is determined by the cross-sectional nature of the lower cylindrical part 7 of the immersion shell 3 and the cylindrical body 2 of the installation by a family of planes equally spaced from one another and having the same angle of inclination to the horizontal ,

Claims

Due to the effective combination of primary and secondary separation processes (primary - in a centrifugal liquid stream, secondary-thin-layer separation) in one device, the extraction of suspended solids and oil products from a liquid increases to 80% or more. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A device for cleaning liquid from suspended solids and oil products, including a cylindrical body with a conical bottom and a coaxial, a submersible conical shell with an upper cylinder located inside it, forming a primary and secondary separation chamber and a sedimentary chamber, cleaned liquid supply and discharge units with the body clarified water, oil products and sludge, characterized in that, in order to increase the cleaning efficiency, the submersible shell is placed with a gap to the walls of K .pnvca and does not cylinder, the device is equipped with a thin-layer separation module made in the form of flat inclined plates placed in the gap between the housing and the lower cylinder of the immersion shell, the supply unit of the liquid being cleaned is made in the form of a semi-ring tray from pipelines with inlet nozzles tangentially located in the primary separation chamber, the outlet assembly clarified water is made in the form of an annular tray placed on the outside of the casing and radial trays in communication with it, the oil product removal unit is made in the form of a thief Onki installed in the upper cylinder of the submersible shell.

2. The device according to claim 1, characterized in that the plates of the thin-layer module have an inclination angle to the horizon of 30-60 °, and

the distance between them is 50-200 mm.

3. The device pop, 1, I distinguish ai e e- with the fact that the radial trays for removing the clarified aode are made semicircular

sections and are equipped with semi-submersible partitions installed with a gap to them.

4. The device according to claim 1, including the fact that the funnel for discharging petroleum products is mounted with the possibility of vertical movement.

33

FIG. f

/5.p

12

Y

Fig. G

fig.Z

FIG. 5