RU2286198C1

RU2286198C1 - Method for purification of recycled and sewage water and module cassette-type purifier for effectuating the same

Info

Publication number: RU2286198C1
Application number: RU2005111208/15A
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Булыжёв (RU); Евгений Михайлович Булыжёв; Эдуард Евгеньевич Булыжёв (RU); Эдуард Евгеньевич Булыжёв; Владимир Вениаминович Олешкевич (RU); Владимир Вениаминович Олешкевич; Виктор Валерьевич Семенов (RU); Виктор Валерьевич Семенов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Волга-ЭКОПРОМ"
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-10-27

Abstract

FIELD: purification of recycled and sewage water at enterprises of metal working industry, chemical and food-processing industry, and also at water treatment stations.

SUBSTANCE: method involves providing multiple-staged transfer of water to be purified between sections defined by means of partitions, as well as filtering by means of vertical cylindrical hollow perforated multiple-layer cartridges, with filtering material being placed between said layers and cartridges being put onto perforated pipes when used in purifying mode. Transfer of water from outlet apertures in bases of perforated pipes of one section into inlet apertures of pipes in adjacent section is enabled through isolated volume common for said apertures and disposed in bottom part of reservoir. Module cassette-type purifier for purification of recycled and sewage water has reservoir divided by partitions into sections. Perforated hollow pipes are disposed in each section on bottom partition, with cartridges being put onto said pipes in purification mode. Cartridges are fixed for movement in vertical plane and are grouped as parts of individual cassettes. Cartridges are made hollow, in the form of two concentric perforated sleeves. Filtering material is spilled between sleeves.

EFFECT: increased extent and fineness of purification of sewage and recycled water, reduced costs for manufacture and mounting of equipment, provision for choosing of purifiers, increased efficiency, reduced area occupied by equipment owing to employment of cartridge-type purifiers with effective phase separation surface.

9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки оборотных и сточных вод и может быть применено на предприятиях с металлообрабатывающим производством, химической и пищевой промышленности, на станциях водоочистки, и наибольшая эффективность обеспечивается при очистке больших объемов вод.The invention relates to the field of wastewater and wastewater treatment and can be applied at enterprises with metal processing, chemical and food industries, water treatment plants, and the greatest efficiency is achieved when treating large volumes of water.

Известна многоступенчатая очистка СОЖ, при которой очистители разных типов соединяют в комплексы. Чаще всего в комплексах использовано последовательное соединение очистителей. В ряде случаев очистители последней ступени тонкой очистки соединяют параллельно [см. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник. - М.: Машиностроение, 1984].Known multi-stage cleaning of the coolant, in which the purifiers of different types are combined into complexes. Most often in the complexes used a serial connection of cleaners. In some cases, cleaners of the last stage of fine cleaning are connected in parallel [see Berdichevsky E.G. Lubricant-cooling technological means for processing materials: Reference. - M.: Mechanical Engineering, 1984].

Известен способ многооперационной обработки СОЖ [см. описание к патенту РФ 2216381], включающий удаление цепным транспортером тяжелых частиц со дна бака; магнитную сепарацию посредством периодического извлечения из СОЖ кассет с магнитными патронами; насыщение воздухом как антибактериальную процедуру и как средство образования пенного продукта и масляной пленки; удаление масляной пленки и пены барабаном и отдельным конвейером. Все операции выполняются в общем объеме бака, в том числе наполнение отработанной СОЖ и хранение очищенной.A known method of multioperational processing of coolant [see the description of the patent of the Russian Federation 2216381], including the removal by a chain conveyor of heavy particles from the bottom of the tank; magnetic separation by periodically removing magnetic cartridge cartridges from the coolant; air saturation as an antibacterial procedure and as a means of forming a foam product and an oil film; removal of oil film and foam by a drum and a separate conveyor. All operations are performed in the total volume of the tank, including filling the spent coolant and storing cleaned.

К недостаткам известной технологии можно отнести следующее: ограничен набор операций очистки (магнитная сепарация и удаление масляной пленки барабаном); очистители изготавливаются на основе расчетной производительности, и конструктивная переналадка для целей усовершенствования очистителя и выбора показателей, очистки в ходе эксплуатации не предусмотрена. Применение разнотипного оборудования увеличивает эксплуатационные расходы, а также усложняется монтаж.The disadvantages of the known technology include the following: a limited set of cleaning operations (magnetic separation and removal of an oil film by a drum); purifiers are made on the basis of the design capacity, and structural changeover for the purpose of improving the purifier and selecting indicators, cleaning during operation is not provided. The use of different types of equipment increases operating costs, and installation is also complicated.

Известен способ удаления масла с поверхности водных сред из описания к патенту 2226505, в соответствии с которым в емкость с очищаемой СОЖ или другой водной средой периодически погружают вертикальные патроны и извлекают вместе с пленкой масла на патронах. Использование патронных очистителей позволяет достичь высоких показателей по степени и производительности очистки. Вместе с тем, в известном техническим решении недостаточно использованы возможности унификации средств и приемов очистки.A known method of removing oil from the surface of aqueous media from the description of patent 2226505, in accordance with which vertical cartridges are periodically immersed in a container with a cleanable coolant or other aqueous medium and removed together with a film of oil on the cartridges. The use of cartridge cleaners allows you to achieve high performance in terms of degree and performance of cleaning. However, in the well-known technical solution, the possibilities of unifying the means and methods of cleaning are not sufficiently used.

Известны устройства для очистки промышленных сточных вод, выполненные на основе кассетных патронных сепараторов.Known devices for the treatment of industrial wastewater, made on the basis of cartridge cartridge separators.

Так, известен магнитный сепаратор по патенту РФ 2187378, который включает установочную раму, емкость с очищаемым потоком жидкости. На раме установлены консольно, с возможностью вертикального перемещения, две траверсы. На верхней траверсе установлены вертикальный цилиндрические магнитные патроны, а с нижней приводной траверсой скреплены манжеты шламосъемника, охватывающие каждый патрон. При перемещении манжет по патронам магнитный шлам сбрасывается в подводимый конвейер. Кассетное исполнение подразумевает такое крепление совокупности магнитных патронов, которое позволяет унифицировать технологических приемов изготовления, монтажа и замены патронов. Каждый магнитный патрон является легко заменяемой деталью при неизменных установочных размерах патрона и сепаратора в целом, что позволяет создавать однотипные устройства с отличающимися эксплуатационными характеристиками.So, a magnetic separator is known according to the patent of the Russian Federation 2187378, which includes an installation frame, a container with a cleaned fluid stream. Two traverses are mounted on the frame cantilever, with the possibility of vertical movement. Vertical cylindrical magnetic cartridges are installed on the upper traverse, and sludge stripper cuffs covering each cartridge are fastened to the lower drive traverse. When the cuffs are moved around the cartridges, the magnetic slurry is discharged into the conveyor. Cassette execution implies such fastening of a set of magnetic cartridges, which allows you to unify the technological methods of manufacturing, mounting and replacing cartridges. Each magnetic cartridge is an easily replaceable part with constant mounting dimensions of the cartridge and the separator as a whole, which makes it possible to create the same type of device with different operational characteristics.

Сепаратор имеет хорошие показатели качества очистки от ферромагнитных частиц и высокую производительность, так как разделительная поверхность патронов цилиндрической формы имеет большую площадь и занимает малый объем. Вместе с тем, известная конструкция характеризуется функциональной ограниченностью, а именно осуществляет только магнитную сепарацию.The separator has good indicators of the quality of cleaning from ferromagnetic particles and high performance, since the separation surface of the cylindrical cartridges has a large area and occupies a small volume. However, the known design is characterized by functional limitation, namely, it carries out only magnetic separation.

Наиболее близким изобретению рассматривается устройство для удаления масла с поверхности водных сред по патенту РФ 2226505, содержащее емкость для размещения очищаемой водной среды, две траверсы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости, вертикальные патроны, установленные головной частью с зазором в сквозных отверстиях верхней траверсы; устройство содержит манжеты, скрепленные с нижней приводной траверсой и охватывающие патроны, средство для сбора масла в виде приводного подводимого конвейера.The closest invention is a device for removing oil from the surface of aqueous media according to the patent of Russian Federation 2226505, comprising a container for accommodating the water to be cleaned, two traverses mounted with the possibility of vertical movement relative to the tank, vertical cartridges installed by the head with a gap in the through holes of the upper traverse; the device contains cuffs fastened to the lower drive traverse and covering the cartridges, means for collecting oil in the form of a drive input conveyor.

Использование патронных очистителей позволяет достичь высоких показателей по степени и производительности очистки. Вместе с тем, в изобретении по патенту 2226505 недостаточно использованы возможности унификации средств и приемов очистки.The use of cartridge cleaners allows you to achieve high performance in terms of degree and performance of cleaning. However, in the invention according to patent 2226505 insufficiently used the possibility of standardization of means and methods of cleaning.

Техническая задача изобретения заключается в повышении степени и тонкости очистки сточных и оборотных вод, упрощении и снижении капитальных затрат на изготовление и монтаж оборудования, обеспечении возможности управления в ходе эксплуатации характеристиками процесса очистки в части выбора состава очистителей (расширение функций), степени и производительности очистки без дополнительных проектных работ для имеющегося оборудования, уменьшении габаритов и занимаемых площадей за счет применения патронных очистителей с развитой поверхностью разделения фаз.The technical task of the invention is to increase the degree and subtlety of wastewater and recycled water treatment, simplify and reduce capital costs for the manufacture and installation of equipment, provide the ability to control during operation the characteristics of the cleaning process in terms of choosing the composition of the purifiers (expanding functions), the degree and performance of cleaning without additional design work for the existing equipment, reducing the size and occupied space through the use of cartridge cleaners with a developed over awn phase separation.

Поставленная техническая задача решена заявляемым способом очистки оборотных и сточных вод и модульным кассетным очистителем для осуществления способа.The technical problem is solved by the claimed method of purification of circulating and wastewater and a modular cassette cleaner for implementing the method.

Способ очистки оборотных и сточных вод, включающий наполнение емкости очищаемой водой, очистку воды посредством периодического вертикального перемещения кассет с вертикальными цилиндрическими патронами, удаление примесного свободного масла, отличается тем, что осуществляют многостадийный переход очищаемой воды между секциями, разделенными перегородками; очистку осуществляют фильтрацией посредством полых перфорированных многослойных патронов, между слоями которых размещен насыпной фильтровальный материал и которые сгруппированы в составе отдельных кассет для каждой секции; в режиме очистки патроны надеты на перфорированные трубы, при этом переход воды из выходных отверстий в основании перфорированных труб одной секции во входные отверстия труб в смежной секции осуществляют посредством общего для названных отверстий изолированного объема в донной части емкости.The method of purification of circulating and waste water, including filling the tank with purified water, purifying the water by periodically moving the cartridges with vertical cylindrical cartridges, removing impurity free oil, characterized in that a multi-stage transition of the purified water between the sections separated by partitions is carried out; cleaning is carried out by filtration by means of hollow perforated multilayer cartridges, between the layers of which a bulk filter material is placed and which are grouped as separate cartridges for each section; in the cleaning mode, the cartridges are put on the perforated pipes, while the transfer of water from the outlet in the base of the perforated pipes of one section to the inlet of the pipes in the adjacent section is carried out by means of a common volume for the said openings in the bottom of the tank.

Для осуществления антимикробной очистки заявленным способом в качестве фильтровального материала может быть применен активированный уголь. Также для очистки от масла заявленным способом в качестве фильтровального материала применен мелкодисперсный гранулированный опал - кристобаллит. Для фильтрации примесного масла, нефтепродуктов, органических частиц в качестве фильтровального материала может быть применен мелкодисперсный полифан - энтеросорбент.To carry out antimicrobial purification by the claimed method, activated carbon can be used as a filter material. Also, for purification of oil by the claimed method, finely dispersed granular opal, cristoballite, was used as a filter material. To filter impurity oil, oil products, and organic particles, finely dispersed polyphane - enterosorbent can be used as a filter material.

Модульный кассетный очиститель для очистки оборотных и сточных вод, позволяющий осуществить заявленный способ, содержит емкость, кассеты с вертикальными цилиндрическими патронами, закрепленными головной частью на приводной траверсе, установленной с возможностью периодического вертикального перемещения. В отличие от прототипа, емкость разделена перегородками на секции. В каждой секции на придонной перегородке установлены перфорированные полые трубы, которые через выходные отверстия в основании труб одной секции и входными отверстиями труб смежной секции сообщаются между собой посредством изолированного объема в донной части емкости. На трубы в режиме очистки надеты патроны, сгруппированные в составе отдельных кассет для каждой секции, причем патроны выполнены полыми в виде двух концентрично расположенных стаканов из сетки или перфорированных, закрепленных посредством крышки на плите, принадлежащей приводной траверсе, а снизу скрепленных с втулкой, имеющей сальниковое уплотнение между втулкой и перфорированной трубой; при этом между стаканами размещен насыпной фильтровальный материал.A modular cassette cleaner for recycling and wastewater, which allows the claimed method to be carried out, contains a container, cartridges with vertical cylindrical cartridges mounted by a head part on a drive beam installed with the possibility of periodic vertical movement. Unlike the prototype, the capacity is divided by partitions into sections. Perforated hollow pipes are installed in each section on the bottom wall, which communicate through each other through the outlet openings in the base of the pipes of one section and the inlet openings of the pipes of the adjacent section through an insulated volume in the bottom of the tank. In the cleaning mode, the pipes are fitted with cartridges grouped as separate cartridges for each section, and the cartridges are hollow in the form of two concentrically arranged glasses of mesh or perforated, fixed by means of a cover on a plate belonging to the drive beam, and attached to the bottom with a sleeve having an stuffing box a seal between the sleeve and the perforated pipe; while between the glasses placed bulk filter material.

Трубы имеют сужающийся оголовник.The pipes have a tapering headband.

Модуль очистителя, включающий, по крайней мере, одну кассету патронов, предназначенный для очистки от масла, в качестве фильтровального материала содержит мелкодисперсный гранулированный опал-кристобаллит.The purifier module, comprising at least one cartridge cartridge, designed for oil cleaning, contains finely divided granular opal cristoballite as a filter material.

Модуль очистителя, включающий, по крайней мере, одну кассету патронов, предназначенный для очистки от примесного масла, нефтепродуктов, органических частиц, в качестве фильтровального материала содержит мелкодисперсный полифан-энтеросорбент.The purifier module, comprising at least one cartridge cartridge, intended for purification from impurity oil, oil products, organic particles, as a filter material contains finely divided polyphane-enterosorbent.

Модуль очистителя, включающий, по крайней мере, одну кассету патронов, предназначенный для антимикробной обработки, в качестве фильтровального материала содержит активированный уголь.The purifier module, comprising at least one cartridge cartridge for antimicrobial treatment, contains activated carbon as a filter material.

Емкость с патронами и конструкция патрона изображены на фигурах 1 и 2.The capacity with cartridges and the design of the cartridge are shown in figures 1 and 2.

Емкость 1 разделена на секции перегородками 2. Внутри каждой секции на придонной перегородке 3 установлены перфорированные полые трубы 4, на которые в режиме очистки надеты патроны 5. Для удобства позиционирования труб и патронов трубы имеют сужающийся оголовник 6. Донная части емкости 7 разделена на изолированные объемы посредством перегородок 8. Часть труб одной секции и часть труб смежной секции через отверстия в основании труб сообщаются между собой посредством общего для них изолированного объема. Это обеспечивает последовательное перетекание очищаемой воды внутрь патронов и на их наружную поверхность. Направление потока показано стрелками на фигуре 1.Capacity 1 is divided into sections by partitions 2. Inside each section, perforated hollow pipes 4 are mounted on the bottom partition 3, on which cartridges are worn 5. In order to conveniently position the pipes and cartridges, the tubes have a tapered neck 6. The bottom of the container 7 is divided into insulated volumes through partitions 8. Part of the pipes of one section and part of the pipes of the adjacent section through the openings in the base of the pipes communicate with each other through a common insulated volume. This provides a consistent flow of purified water into the cartridges and on their outer surface. The direction of flow is shown by arrows in figure 1.

Патроны сгруппированы в составе отдельных кассет для каждой секции и укреплены на плите 9. Плита 9 кассетного патронного очистителя имеет унифицированное конструктивное исполнение, что позволяет устанавливать и менять патронные очистители в ходе эксплуатации в зависимости от назначения и производительности очистки в широком диапазоне. Плиты с кассетами установлены на подвижной траверсе 10, привод которой выполнен в виде гидроцилиндра гидропривода. Приводная траверса обеспечивает периодический подъем из емкости кассет с патронами 5.The cartridges are grouped as separate cartridges for each section and mounted on the plate 9. The plate 9 of the cartridge cartridge cleaner has a unified design that allows you to install and change cartridge cleaners during operation depending on the purpose and performance of cleaning in a wide range. Plates with cassettes are mounted on a movable traverse 10, the drive of which is made in the form of a hydraulic cylinder. Drive traverse provides periodic lifting from the capacity of the cartridge cassettes 5.

Патроны 5 выполнены полыми в виде двух концентрично расположенных стаканов 11 и 12 из сетки или перфорированных, закрепленных посредством крышки 13 на плите 9 и снизу скрепленных с втулкой 14, имеющей сальниковое уплотнение 15 между втулкой и перфорированной трубой 4. Между стаканами размещен насыпной фильтровальный материал 16 разного назначения. Например, для очистки от масла между стаканами размещают мелкодисперсный гранулированный порошок, например опал-кристобаллит. Для очистки от органических частиц, нефтепродуктов, свободного масла фильтровальным материалом служит мелкодисперсный полифан-энтеросорбент, для антимикробной обработки - активированный уголь.The cartridges 5 are hollow in the form of two concentric cups 11 and 12 made of mesh or perforated, fastened by a cover 13 to the plate 9 and bottom fastened with a sleeve 14 having a stuffing box seal 15 between the sleeve and the perforated pipe 4. Bulk filter material 16 is placed between the glasses for different purposes. For example, to clean the oil between the glasses place finely divided granular powder, for example opal cristoballite. For purification from organic particles, oil products, free oil, fine-dispersed polyphane-enterosorbent serves as a filter material, and activated carbon for antimicrobial treatment.

Назначение кассетного патронного очистителя в целом определяется сочетанием установленных в плите 9 патронов 5. Отдельные модули очистителя образуют одна или несколько кассет одного назначения, например модуль антимикробной очистки; модуль очистки от ионов тяжелых металлов. Модули имеют разную структуру и природу фильтрата и для них предусматриваются разные участки регенерации патронов.The purpose of the cartridge cartridge cleaner as a whole is determined by the combination of cartridges 9 installed in the plate 5. The individual modules of the cleaner form one or more cartridges of the same purpose, for example, an antimicrobial cleaning module; heavy metal ion cleaning module. The modules have a different structure and nature of the filtrate and different sections of cartridge regeneration are provided for them.

Модульный кассетный патронный очиститель работает следующим образом. Modular cartridge cartridge cleaner works as follows.

Через входной патрубок 17 обрабатываемая вода поступает в первую секцию емкости и проходит через фильтровальный слой внутрь патронов первой кассеты и поступает во вторую смежную секцию через фильтровальный слой изнутри патронов второй секции и далее последовательно проходит через фильтровальные слои патронов всех секций емкости 1.Through the inlet pipe 17, the treated water enters the first section of the container and passes through the filter layer into the cartridges of the first cartridge and enters the second adjacent section through the filter layer from the inside of the cartridges of the second section and then sequentially passes through the filter layers of the cartridges of all sections of the container 1.

Патронные очистители характеризуются по сравнению с другими очистителями многократно увеличенной поверхностью разделения фаз. Для оценки преимущества кассетных патронных очистителей при высоте патронов, например, 1 м сравним: ленточный фильтр имеет плоскую разделительную поверхность, например, 2 м²; на такой же площади патронный сепаратор имеет разделительную поверхность 250-300 м².Compared to other cleaners, cartridge cleaners are characterized by a multiply increased phase separation surface. To assess the benefits of cartridge cartridge cleaners with a cartridge height of, for example, 1 m, we compare: a belt filter has a flat dividing surface, for example, 2 m ² ; on the same area, the cartridge separator has a dividing surface of 250-300 m ² .

Заявленный очиститель позволяет применить произвольное количество различных фильтровальных материалов в любой заданной последовательности при единой конструкции. Такой очиститель обеспечивает очистку практически от всех известных загрязнителей в виде смесей, растворов, взвесей и прочего. Степень очистки около 100%. Высокая производительность очистки. Простое обслуживание. Динамические узлы расположены вне емкости. Простая сменность патронов и их регенерация. Кассетное исполнение позволяет быстро снимать с процесса патроны и заменять кассеты практически без остановки процесса очистки. Участки регенерации патронов в ближней зоне к очистителю не занимает больших площадей.The claimed cleaner allows you to apply an arbitrary number of different filter materials in any given sequence with a single design. Such a cleaner provides cleaning of almost all known pollutants in the form of mixtures, solutions, suspensions and other things. The degree of purification is about 100%. High cleaning performance. Simple service. Dynamic nodes are located outside the tank. Simple change of cartridges and their regeneration. Cassette design allows you to quickly remove cartridges from the process and replace cartridges almost without stopping the cleaning process. Cartridge regeneration areas in the near zone to the purifier do not occupy large areas.

Для осуществления изобретения используются типовые технологические приемы и приспособления.For the implementation of the invention, typical technological methods and devices are used.

Claims

1. The method of purification of circulating and waste water, including filling the tank with purified water, water purification by periodic vertical movement of cartridges with cartridges, removal of impurity free oil, characterized in that a multi-stage transition of the purified water between the sections separated by partitions; cleaning is carried out by filtration by means of hollow perforated multilayer cartridges, between the layers of which a bulk filter material is placed and which are grouped as separate cartridges for each section; in the cleaning mode, the cartridges are put on the perforated pipes, while the transfer of water from the outlet in the base of the perforated pipes of one section to the inlet of the pipes in the adjacent section is carried out by means of a common volume for the said openings in the bottom of the tank.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the implementation of antimicrobial cleaning, activated carbon is used as a filter material.

3. The method according to claim 1, characterized in that finely dispersed granular opal cristoballite is used as a filter material for oil purification.

4. The method according to claim 1, characterized in that for the filtration of impurity oil, oil products, organic particles as a filter material, finely dispersed polyphane enterosorbent is used.

5. A modular cassette cleaner for treating recycled and wastewater, comprising a container, cassettes with vertical cylindrical chucks mounted by a head part on a drive beam mounted with the possibility of periodic vertical movement, characterized in that the container is divided by partitions into sections; perforated hollow pipes are installed in each section on the bottom wall, which through the outlet openings in the base of the pipes of one section and the inlet openings of the pipes of the adjacent section communicate with each other by means of an isolated volume in the bottom of the tank; the tubes in the cleaning mode are fitted with cartridges grouped as separate cartridges for each section, and the cartridges are hollow in the form of two concentrically arranged cups made of mesh or perforated, fixed by means of a cover on a plate belonging to the drive beam and fastened from below with a sleeve having an stuffing box a seal between the sleeve and the perforated pipe; while between the glasses placed bulk filter material.

6. The cleaner according to claim 5, characterized in that the pipes have a tapering headband.

7. The cleaner according to claim 5, characterized in that the cleaner module, comprising at least one cartridge cartridge for antimicrobial treatment, contains activated carbon as a filter material.

8. The purifier according to claim 5, characterized in that the purifier module, comprising at least one cartridge cartridge for oil cleaning, contains finely divided granular opal cristoballite as a filter material.

9. The purifier according to claim 5, characterized in that the purifier module, comprising at least one cartridge cartridge, designed to clean impurity oil, oil products, organic particles, as a filter material contains finely divided polyphane enterosorbent.