RU2489362C2

RU2489362C2 - Storm flow treatment apparatus

Info

Publication number: RU2489362C2
Application number: RU2011118524/05A
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Козлов; Сергей Геннадьевич Новоселов; Михаил Витальевич Шпак
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Экотехсервис"
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2013-08-10
Also published as: RU2011118524A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to equipment intended for storm flows cleaning of oil products and suspended substances and can be used for cleaning storm flows and industrial effluents. Proposed device comprises settling zone, coalescence zone, two-level cylindrical mechanical filter with major working surface of oleophilic sorption material, floating bed filter and sorption filter with activated charcoal. Settling zone is equipped with oil products collector comprising oil product withdrawal pipeline, flow distributor and inclined baffle for concentration of oil product film in oil product withdrawal container. Coalescence zone is provided with oil product film collection tray wherefrom said film is forced into settling zone by pump. Two mechanical quartz-sand-filled filters are located downstream of coalescence zone. Purified water is discharged from sorption filter with activated charcoal from its top section.

EFFECT: higher quality of cleaning.

3 dwg

Description

Устройство относится к технике очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ и может быть использовано для очистки ливневых и технологических сточных вод.The device relates to techniques for wastewater treatment from petroleum products and suspended solids and can be used for treatment of storm and technological wastewater.

Известна установка очистки нефтесодержащих сточных вод «Свирь - У» производства ЗАО ТД «Инженерное оборудование» г.Москва (см. прилагаемый паспорт). Установка состоит из насосной станции для подачи сточной воды в блок очистки и собственно блока очистки. Блок очистки состоит из пескоулавливающего бункера, полупогружной пластины, которая разделяет зону, в которую вода поступает после пескоулавливающего бункера (зона I), и зону отстаивания (зона II). В зоне отстаивания расположена труба поворотная, служащая для удаления пленки нефтепродуктов с поверхности воды и соединенная гибким трубопроводом с емкостью для сбора нефтепродуктов. Далее вода поступает в тонкослойный блок, где происходит дальнейшее снижение концентрации взвешенных веществ и нефтепродуктов. Затем вода, через переливную шторку, поступает на фильтр с плавающей загрузкой (гранулы пенополистирола) и, далее, через дренаж большого сопротивления в отдельный металлический контейнер на финишную очистку - сорбцию на активированном угле.Known installation for the treatment of oily wastewater "Svir - U" manufactured by ZAO TD "Engineering equipment", Moscow (see attached passport). The installation consists of a pump station for supplying wastewater to the treatment unit and the treatment unit itself. The cleaning unit consists of a sand trap hopper, a semi-submersible plate that separates the zone into which water enters after the sand trap hopper (zone I), and the settling zone (zone II). A swivel pipe is located in the settling zone, which serves to remove a film of oil products from the surface of the water and is connected by a flexible pipe to a tank for collecting oil products. Then the water enters the thin-layer block, where there is a further decrease in the concentration of suspended solids and petroleum products. Then the water, through the overflow shutter, enters the filter with a floating charge (polystyrene foam granules) and, then, through the drainage of high resistance into a separate metal container for finishing cleaning - sorption on activated carbon.

Недостатки данного устройства следующие.The disadvantages of this device are as follows.

1. В первой зоне на поверхности воды будет происходить накопление нефтепродукта в виде пленки, а при значительном содержании нефтепродукта в исходной сточной воде (более 20 мг/дм³) - в виде слоя. Данное устройство не содержит узла для удаления нефтепродукта из первой зоны.1. In the first zone on the surface of the water will accumulate the oil in the form of a film, and with a significant content of the oil in the source wastewater (more than 20 mg / DM ³ ) - in the form of a layer. This device does not contain a node for removing oil from the first zone.

3. Сбор с помощью поворотной трубы пленки нефтепродукта - малоэффективный и трудоемкий процесс. Как правило, пленка имеет малую толщину (менее 1×10^-1 мм). Поэтому происходит удаление в основном слоя воды (на практике - не менее 95%).3. Collecting a film of oil product with the help of a rotary pipe is a inefficient and labor-intensive process. As a rule, the film has a small thickness (less than 1 × 10 ^-1 mm). Therefore, mainly the water layer is removed (in practice, at least 95%).

4. Пленка нефтепродукта накапливается в зоне, имеющей большую площадь поверхности. Известно, что максимальная концентрация нефтепродуктов содержится в начально поступающих на очистку стоках. Далее концентрация нефтепродуктов в поступающих стоках уменьшается. Поэтому, в зоне сбора пленки, в условиях динамического равновесия частично происходит обратный процесс - насыщение воды нефтепродуктом из пленки.4. A film of oil accumulates in an area having a large surface area. It is known that the maximum concentration of petroleum products is contained in the effluents initially supplied for treatment. Further, the concentration of petroleum products in the incoming effluent decreases. Therefore, in the film collection zone, under conditions of dynamic equilibrium, the reverse process partially occurs - water is saturated with oil from the film.

5. В данном устройстве для уменьшения концентрации взвешенных веществ использован тонкослойный отстойник и фильтр с плавающей загрузкой (гранулы пенополистирола). Эффективность этих стадий недостаточная (сточная вода представляет собой коллоидный раствор), и на угольный фильтр вода поступает с большим содержанием взвешенных веществ, находящихся в мелкодисперсном состоянии. Из-за этого происходит быстрая кольматация пор активированного угля, следовательно, резкое снижение сорбционной емкости и эффективности (глубины) очистки.5. In this device, to reduce the concentration of suspended solids, a thin-layer sump and a filter with a floating charge (polystyrene foam granules) are used. The effectiveness of these stages is insufficient (wastewater is a colloidal solution), and water enters the charcoal filter with a high content of suspended solids in a finely dispersed state. Because of this, there is a rapid colmatization of the pores of activated carbon, therefore, a sharp decrease in sorption capacity and cleaning efficiency (depth).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является патент RU №2374181 «Устройство для очистки ливневых вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ», авторы Козлов С.А., Молодык А. Д., Филиппов М.М.The closest in technical essence to the claimed device is the patent RU No. 2374181 "Device for cleaning storm water from oil products and suspended solids", the authors Kozlov SA, Molodyk AD, Filippov MM

Это устройство снабжено контейнером для удаления нефтепродукта, распределителем потока, в нижней части полупогружной пластины установлен коалесцентный фильтр из гофрированных ячеек, выполненных из олеофильного материала, зона коалесценции отделена от тонкослойного отстойника дополнительной наклонной полупогружной пластиной, в зоне коалесценции установлен лоток для сбора пленки нефтепродукта, которая удаляется из лотка в зону отстаивания насосом, после тонкослойного отстойника установлены двухуровневые цилиндрические механические фильтры с большой рабочей поверхностью из олеофильного сорбционного материала, слив очищенной воды с сорбционного фильтра с активированным углем происходит с верхней части.This device is equipped with a container for oil product removal, a flow distributor, a coalescence filter made of corrugated cells made of oleophilic material is installed in the lower part of the semi-submersible plate, the coalescence zone is separated from the thin-layer sump by an additional inclined semi-submersible plate, and a tray for collecting the oil film is installed in the coalescence zone, which is removed from the tray into the settling zone by the pump, after a thin-layer sedimentation tank two-level cylindrical mechanical filters with a large working surface made of oleophilic sorption material, the purified water is drained from the activated carbon sorption filter from the top.

Двухуровневые цилиндрические механические фильтры с большой рабочей поверхностью из олеофильного сорбционного материала, например, «Мегасорба», «Синтенита» предназначены для дальнейшей эффективной очистки ливнесточной воды от растворенных нефтепродуктов и взвешенных веществ за счет процессов механической фильтрации, коалесценции и адсорбции. Большая рабочая поверхность фильтров позволяет работать устройству длительный период без замены материалов фильтров.Two-level cylindrical mechanical filters with a large working surface of oleophilic sorption material, for example, Megasorba, Sintenita, are intended for further effective purification of storm water from dissolved oil products and suspended solids due to mechanical filtration, coalescence and adsorption processes. The large working surface of the filters allows the device to work for a long period without changing filter materials.

Слив очищенной воды с угольного контейнера этого устройства происходит с верхней части. Таким образом, активированный уголь находится постоянно в слое воды, что является оптимальным условием для эффективной очистки ливнесточной воды от нефтепродуктов адсорбцией на активированном угле.Drainage of purified water from the coal container of this device occurs from the top. Thus, activated carbon is constantly in the water layer, which is the optimal condition for the efficient purification of storm water from oil products by adsorption on activated carbon.

1. В первой зоне, зоне отстаивания расположен контейнер для удаления нефтепродуктов. Поступление нефтепродуктов в контейнер происходит переливом за счет повышения уровня накопленного нефтепродукта по сравнению с уровнем воды за счет более низкой плотности нефтепродуктов. Поэтому в первой зоне на поверхности воды будет постоянно находиться слой нефтепродукта. В случае поступления из насосного резервуара очищаемой воды с низким содержанием растворенных нефтепродуктов (меньше предела растворения) будет происходить процесс ее насыщения из ранее накопленного слоя. В результате происходит дополнительное загрязнение очищаемой воды растворенными нефтепродуктами, что увеличивает нагрузку на последующие стадии очистки.1. In the first zone, the zone of sedimentation is a container for removing petroleum products. Oil products enter the container by overflow due to an increase in the level of accumulated oil products compared to water levels due to the lower density of oil products. Therefore, in the first zone on the surface of the water will always be a layer of oil. If purified water with a low content of dissolved oil products (less than the dissolution limit) comes from the pump reservoir, it will saturate from the previously accumulated layer. As a result, there is an additional pollution of the treated water with dissolved oil products, which increases the load on the subsequent stages of treatment.

2. Тонкослойный отстойник в виде наклонных пластин малоэффективен (низкая поверхность контакта) для снижения концентрации высокодисперсных взвешенных веществ.2. A thin-layer sump in the form of inclined plates is ineffective (low contact surface) to reduce the concentration of highly dispersed suspended solids.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение степени очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ.The technical result of the invention is to increase the degree of wastewater treatment from petroleum products and suspended solids.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, достигается тем, что зона отстаивания заявляемого устройства снабжена наклонной перегородкой, позволяющей концентрировать пленку нефтепродуктов в контейнере для удаления нефтепродуктов, после зоны коалесценции установлены последовательно два механических насыпных фильтра, а контейнер в зоне отстаивания снабжен специальным трубопроводом для удаления нефтепродуктов.The technical result provided by the invention is achieved by the fact that the zone of sedimentation of the inventive device is equipped with an inclined partition, which allows to concentrate the film of oil products in the container for removing oil products, after the coalescence zone, two mechanical bulk filters are installed in series, and the container in the zone of settling is equipped with a special pipeline for removing oil products.

Наклонная перегородка, установленная в зоне отстаивания, с отверстием для прохождения потока очищаемой сточной воды при работе установки в режиме рабочих циклов наполнения до верхнего уровня и опорожнения до нижнего уровня позволяет убрать с поверхности зоны отстаивания пленку нефтепродуктов и сконцентрировать ее под перегородкой в зоне контейнера сбора нефтепродуктов, понизив тем самым концентрацию нефтепродуктов в растворе очищаемой воды после стадии отстаивания, что приведет увеличению степени очистки от нефтепродуктов.An inclined partition installed in the settling zone, with an opening for the flow of treated wastewater during operation of the unit in the operating cycle of filling to the upper level and emptying to the lower level, allows you to remove the film of oil products from the surface of the settling zone and concentrate it under the partition in the area of the oil collection container thereby reducing the concentration of petroleum products in the solution of purified water after the settling stage, which will increase the degree of purification from petroleum products.

После коалесцентного фильтра вместо тонкослойного отстойника установлены последовательно два механических насыпных фильтра, заполненных гранулированными материалами, например керамзитом фракции 5-15 мм и промытым кварцевым песком фракции 1-3 мм. Это позволило существенно снизить концентрацию взвешенных веществ, предотвратить таким образом кольматацию пор угольного фильтра и повысить степень очистки от взвешенных веществ.After the coalescence filter, instead of a thin-layer sump, two mechanical bulk filters are installed sequentially filled with granular materials, for example, expanded clay fraction 5-15 mm and washed quartz sand fraction 1-3 mm. This made it possible to significantly reduce the concentration of suspended solids, thus preventing the pore clogging of the carbon filter and increasing the degree of purification from suspended solids.

Контейнер в зоне отстаивания снабжен специальным трубопроводом для удаления нефтепродуктов. Благодаря этому происходит постоянное удаление сконцентрированных нефтепродуктов из-под перегородки в контейнер сбора, понижая концентрацию нефтепродуктов в растворе после стадии отстаивания и увеличивая таким образом степень очистки от нефтепродуктов.The container in the settling zone is equipped with a special pipeline for the removal of petroleum products. Due to this, there is a constant removal of concentrated oil products from under the partition into the collection container, lowering the concentration of oil products in the solution after the settling stage and thereby increasing the degree of purification from oil products.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 представлен вид сверху, на фиг.3 представлен разрез А-А.Figure 1 shows a schematic diagram of a device, figure 2 presents a top view, figure 3 shows a section aa.

Устройство состоит из трубопровода 1 для подачи исходной ливнесточной воды в устройство, распределителя потока 2 для выравнивания вертикальной скорости потока очищаемой воды, полупогружной перегородки 5, коалесцентного фильтра 9, трубопровода 12, последовательно расположенных механических насыпных фильтров 13, 14 с перфорированными днищами 19, лотка для сбора пленки нефтепродукта 7 с гидрозатвором 8, двухуровнего цилиндрического фильтра 15 с нижними патрубками 22 и верхними патрубками 23. Очищаемая вода с патрубков сливается на гранулированный фильтр 16 с плавающей загрузкой. Для предотвращения вымывания материалов фильтров предназначена перфорированная крышка 24. Далее очищаемая вода через дренаж 17 поступает на сорбционный фильтр с активированным углем 18. Зона отстаивания оборудована наклонной перегородкой 20, в которой имеется отверстие 3. Нефтепродукт собирается в контейнере 25, оборудованном трубопроводом удаления нефтепродуктов 4.The device consists of a pipeline 1 for supplying the initial storm water to the device, a flow distributor 2 for equalizing the vertical flow rate of the water to be treated, a semi-submersible partition 5, a coalescence filter 9, a pipeline 12, sequentially located mechanical bulk filters 13, 14 with perforated bottoms 19, a tray for collecting a film of oil product 7 with a water lock 8, a two-level cylindrical filter 15 with lower nozzles 22 and upper nozzles 23. Purified water from the nozzles is discharged into granular filter 16 with a floating load. To prevent the filter materials from being washed out, a perforated cover is designed 24. Then the purified water through the drain 17 enters the activated carbon sorption filter 18. The settling zone is equipped with an inclined partition 20 in which there is an opening 3. The oil product is collected in a container 25 equipped with an oil removal pipeline 4.

На фиг.1 обозначен верхний уровень воды в устройстве 10 и нижний уровень воды 11. Пленка нефтепродукта из лотка 7 удаляется насосом 6. Слив очищенной воды из устройства происходит через выходной трубопровод 21.Figure 1 indicates the upper water level in the device 10 and the lower water level 11. The film of oil from the tray 7 is removed by the pump 6. The purified water is drained from the device through the outlet pipe 21.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Ливнесточная вода по трубопроводу 1 поступает в зону отстаивания. Здесь, на поверхности воды, будет скапливаться основная часть нерастворенных нефтепродуктов в виде пленки. Далее поток воды движется вниз через отверстие 3 и распределитель потока 2 под полупогружную перегородку 5. Затем поток воды проходит через коалесцентный фильтр 9. На пластинах этого фильтра происходит отделение дисперсной фазы - нефтепродукта за счет укрупнения капель. Эти капли за счет меньшей плотности всплывают над коалесцентным фильтром 9 и накапливаются в виде пленки в лотке 7. Более тяжелые, чем вода, фракции нефтепродуктов и взвешенные вещества оседают на дне блока очистки, откуда, по мере накопления, удаляются илососом.The inventive device operates as follows. Storm water through pipeline 1 enters the settling zone. Here, on the surface of the water, the bulk of the undissolved oil products will accumulate in the form of a film. Next, the water flow moves down through the hole 3 and the flow distributor 2 under the semi-submersible baffle 5. Then the water flow passes through the coalescent filter 9. On the plates of this filter, the dispersed phase - oil product is separated by droplets enlargement. Due to their lower density, these droplets float above the coalescence filter 9 and accumulate in the form of a film in the tray 7. Heavier than water fractions of oil products and suspended solids settle at the bottom of the purification unit, from where, as they accumulate, they are removed by the suction pump.

Очищаемый поток воды через трубопровод 12 поступает на насыпной гранулированный фильтр 13, где происходит дальнейшее отделение взвешенных веществ. В качестве загрузки фильтра используется, например, керамзит. Далее очистка от взвешенных веществ происходит на насыпном фильтре 14. После этого очищаемая вода поступает на цилиндрический фильтр 15 с большой рабочей поверхностью. В качестве фильтра используется олеофильный синтетический материал типа «Мегасорб», «Синтенит». Слив воды после фильтров 15 происходит через патрубки 22 и 23.The purified stream of water through the pipe 12 enters the bulk granular filter 13, where there is a further separation of suspended solids. As a filter load is used, for example, expanded clay. Further, the cleaning of suspended solids occurs on the bulk filter 14. After that, the purified water enters the cylindrical filter 15 with a large working surface. An oleophilic synthetic material of the Megasorb, Syntenit type is used as a filter. The drain of water after the filters 15 occurs through the nozzles 22 and 23.

Верхний уровень воды 10 в установке определяется положением патрубков 23, причем поступление очищаемой воды на фильтр 16 с плавающей загрузкой происходит также и через нижние патрубки 22. Проходное сечение патрубков 22 расчитано таким образом, что основной поток очищаемой воды проходит через патрубки 23.The upper water level 10 in the installation is determined by the position of the nozzles 23, and the flow of purified water to the filter 16 with a floating charge also takes place through the lower nozzles 22. The through section of the nozzles 22 is designed so that the main flow of the purified water passes through the nozzles 23.

Сорбционный фильтр 16 заполнен плавающим минеральным или полимерным сорбентом, например, гранулами «С-верад» или другой аналогичной загрузкой. Сверху слой сорбента укрыт перфорированной крышкой 24. Для предотвращения вымывания сорбента служит дренажный трубопровод 17. Затем очищаемая вода, через перфорированное днище 19, поступает на второй сорбционный фильтр 18, заполненный углем активированным. Удаление очищенной сточной воды из сорбционного фильтра 18 происходит самотеком через выходной трубопровод 21 с верхней части.The sorption filter 16 is filled with a floating mineral or polymer sorbent, for example, C-verad granules or another similar load. The sorbent layer is covered with a perforated cover 24. To prevent leaching of the sorbent, a drain pipe 17 is used. Then, the purified water, through the perforated bottom 19, enters a second sorption filter 18 filled with activated carbon. The removal of purified wastewater from the sorption filter 18 by gravity through the outlet pipe 21 from the upper part.

По окончании поступления очищаемой воды в трубопровод 1 поток воды через патрубки 23 прекращается, и происходит понижение уровня воды в установке до нижнего положения 11, определяемого положением патрубков 22. За счет понижения уровня воды создается разрежение в насосе 6, и собранная пленка нефтепродуктов из лотка 7 с помощью насоса 6 поступает в зону отстаивания. Для предотвращения обратного удаления пленки из лотка 7 при понижении уровня в установке предусмотрен гидрозатвор 8. При следующем поступлении ливнесточных вод уровень в установке поднимется до уровня патрубков 23, положение 10 восстановится, пустой лоток 7 опять наполнится очищаемой водой и пленкой нефтепродуктов, и рабочий цикл повторится.At the end of the flow of purified water into the pipeline 1, the flow of water through the nozzles 23 stops, and the water level in the installation decreases to the lower position 11, determined by the position of the nozzles 22. By lowering the water level, a vacuum is created in the pump 6, and the collected film of oil products from the tray 7 using the pump 6 enters the zone of sedimentation. To prevent reverse removal of the film from the tray 7 when the level is reduced, the unit is provided with a water trap 8. The next time the storm water arrives, the level in the installation will rise to the level of the nozzles 23, position 10 will be restored, the empty tray 7 will be filled again with the water and oil products to be cleaned, and the work cycle will be repeated .

Нефтепродукт из зоны отстаивания удаляется следующим образом. При понижении уровня воды с положения 10 до положения 11 пленка нефтепродуктов через отверстие 3 поступит под наклонную перегородку 20. При очередном поступлении порции ливнесточной воды в трубопровод 1 (например, из насосного резервуара) пленка нефтепродуктов сконцентрируется под наклонной перегородкой у трубопровода 4 и при дальнейшем увеличении уровня по трубопроводу 4 поступит вместе с водой в контейнер сбора нефтепродуктов 25. При понижении уровня воды в установке часть воды из контейнера 25 удалится по трубопроводу 4 под перегородку 20. Количество удаляемой воды будет определяться положением горизонтальной части трубопровода 4, так как верхняя часть трубопровода 4 открыта и сообщается с атмосферой. Получается, что при каждом цикле поднятия и опускания уровня воды в установке количество собранного нефтепродукта в контейнере 25 будет увеличиваться, а количество воды уменьшаться.The oil product from the zone of sedimentation is removed as follows. When lowering the water level from position 10 to position 11, the film of oil products through the hole 3 will enter under the inclined partition 20. When the next portion of storm water is received in the pipeline 1 (for example, from the pump reservoir), the film of oil products will concentrate under the inclined partition at the pipeline 4 and with a further increase level through pipeline 4 will enter together with water into the container for collecting oil products 25. When the water level in the installation decreases, part of the water from the container 25 will be removed through pipeline 4 under the partition 20. K The amount of water removed will be determined by the position of the horizontal part of the pipeline 4, since the upper part of the pipeline 4 is open and communicates with the atmosphere. It turns out that with each cycle of raising and lowering the water level in the installation, the amount of collected oil in the container 25 will increase, and the amount of water will decrease.

При накоплении большого слоя нефтепродуктов в контейнере 25 сработает, например, датчик уровня и подаст сигнал на пульт управления о необходимости утилизации накопленного нефтепродукта спецтехникой.When a large layer of oil products is accumulated in the container 25, for example, a level sensor will work and give a signal to the control panel about the need to dispose of the accumulated oil product with special equipment.

Периодичность поступления воды в блок очистки для обеспечения требуемого алгоритма выполняется различными известными способами. Например, регулировкой производительности насоса, подающего в блок очистки ливнесточную воду из насосного резервуара по трубопроводу 1; регулировкой срабатывания поплавкового датчика этого насоса; установкой в электрической цепи питания насоса реле времени с необходимой частотой срабатывания и т.д.The frequency of water intake in the purification unit to ensure the required algorithm is performed by various known methods. For example, by adjusting the performance of a pump supplying stormwater from the pump tank to the cleaning unit through pipeline 1; adjusting the actuation of the float sensor of this pump; installation of a time relay in the electric power supply circuit of the pump with the required operating frequency, etc.

Claims

A device for purifying storm water from oil products and suspended solids, including a settling zone with a container for collecting oil products and a flow distributor, a coalescence zone with a tray for collecting a film of oil products and a pump for removing accumulated oil products from the tray in the settling zone, a two-level cylindrical mechanical filter with a large working surface of oleophilic sorption material, filter with floating mineral or polymer loading, sorption filter with activated carbon, The purified water is drained from the sorption filter with activated charcoal from the upper part, characterized in that the settling zone is equipped with an inclined partition allowing concentrating the oil product film in the oil removal container, two mechanical bulk filters are installed sequentially after the coalescence zone, and the container is in the settling zone equipped with a special pipeline for the removal of petroleum products.