RU2505338C2

RU2505338C2 - Method of waste water purification

Info

Publication number: RU2505338C2
Application number: RU2011116222/05A
Authority: RU
Inventors: Чад Л. Фелч; Майкл Хаудешелл; Стюарт Дж. МАНСОН; Эрик А. ЛОРГЕ; Брайан Дж. КАМФЕР; Мэтью ПАТТЕРСОН
Original assignee: Сименс Энерджи, Инк
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2014-01-27
Also published as: RU2011116218A; RU2011116222A; RU2503483C2

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to field of waste water purification in a device with filtering medium, which has sucking in tube system. Filtering medium can represent medium from walnut shell.

EFFECT: reduction of amount of washing water, formed during countercurrent washing of filtering installation with walnut shell, and reduction of quantity of dead zones, which do not contact with washing flowing medium.

16 cl, 10 dwg, 2 tbl, 4 ex

Description

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИRELATED APPLICATIONS

Настоящая заявка, согласно Разделу 35 Кодекса законов США, §119(е), утверждает приоритет Предварительной Патентной Заявки США с серийным № 61/099604, озаглавленной «ПУЛЬСИРУЮЩАЯ ПРОТИВОТОЧНАЯ ПРОМЫВКА ДЛЯ ФИЛЬТРА ИЗ СКОРЛУПЫ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВ», поданной 24 сентября 2008 года; и Предварительной Патентной Заявки США с серийным № 61/099608, озаглавленной «ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР ИЗ СКОРЛУПЫ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВ», поданной 24 сентября 2008 года; и Предварительной Патентной Заявки США с серийным № 61/099597, озаглавленной «СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКОРЛУПЫ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВ», поданной 24 сентября 2008 года; и Предварительной Патентной Заявки США с серийным № 61/165,579, озаглавленной «ТРУБЧАТАЯ КОНСТРУКЦИЯ И ДЕЙСТВИЕ ФИЛЬТРА ИЗ СКОРЛУПЫ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВ», поданной 5 мая 2009 года; каждая из которых включена здесь ссылкой во всей своей полноте для всех целей.This application, pursuant to Section 35 of the United States Code of Law, §119 (e), affirms the priority of the U.S. Provisional Patent Application Serial No. 61/099604, entitled “PULSATING COLLECTIVE FLUSHING FOR A WRAPPEN WRAPPED FILTER FILTER”, filed September 24, 2008; and U.S. Provisional Patent Application Serial No. 61/099608, entitled “PULSE WALNUT CORNELLA AIR FILTER”, filed September 24, 2008; and US Provisional Patent Application Serial No. 61/099597, entitled “METHOD FOR FILTERING USING WINE NUTS CORLUP” filed September 24, 2008; and US Provisional Patent Application Serial No. 61 / 165,579, entitled “TUBULAR DESIGN AND EFFECT OF A WRAPPEN NUTSELVES FILTER”, filed May 5, 2009; each of which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системе и способу обработки отработанной воды, и более конкретно, к системе и способу обработки отработанной воды с использованием фильтрующей среды из скорлупы грецких орехов.The present invention relates to a system and method for treating wastewater, and more specifically, to a system and method for treating wastewater using a walnut shell filter medium.

Уровень техникиState of the art

Фильтрующая среда из скорлупы грецких орехов известна своим сродством как к воде, так и к нефти, что делает ее желательной фильтрующей средой, и обычно используется для удаления нефти из воды и отработанной воды. Общеупотребительные фильтры из скорлупы грецких орехов включают варианты применения напорной фильтрации через толстый слой, в которых воду под напором пропускают через всю высоту наполнителя. Для регенерации слоя также обычно проводят периодические противоточные промывки. Типичные способы противоточной промывки включают расширение или переворачивание слоя подведением энергии к слою.The filter medium from the walnut shell is known for its affinity for both water and oil, which makes it a desirable filter medium, and is usually used to remove oil from water and waste water. Common walnut shell filters include pressure filtration applications through a thick layer in which pressurized water is passed through the entire height of the filler. Periodic countercurrent flushing is also usually carried out to regenerate the layer. Typical countercurrent flushing methods include expanding or inverting a layer by applying energy to the layer.

Традиционные системы противоточной промывки включают механическое перемешивание и механическую очистку с помощью центробежных насосов и рециркуляционных трубопроводов, а также введение высоконапорного газа или высокоскоростного потока воды в противоточном направлении. Механические системы, используемые для противоточной промывки слоев, увеличивают первоначальные стоимости системы и могут вести к повышенным эксплуатационным расходам на техническое обслуживание механических уплотнений. Рециркуляция материала слоя также повышает капиталовложения и расходы на техническое обслуживание фильтровальной установки, и увеличивает занимаемую фильтровальной установкой производственную площадь дополнительными насосами для рециркуляции. В способах механической противоточной промывки также используют текучую среду для противоточной промывки, чтобы удалять любую нефть или взвешенные твердые частицы, вынесенные из слоя, что ведет к образованию значительных количеств промывочной текучей среды. Подобным образом, применение высокоскоростного потока жидкости для противоточной промывки создает большой объем промывочной текучей среды. Также известно, что в традиционных системах для противоточной промывки создаются мертвые зоны, в которых фильтрующая среда переворачивается в недостаточной степени, и/или до которых текучая среда для противоточной промывки не достигает, тем самым в значительной мере оставляя нефть и взвешенные твердые частицы в слое.Traditional countercurrent flushing systems include mechanical agitation and mechanical cleaning using centrifugal pumps and recirculation piping, as well as the introduction of a high-pressure gas or high-speed water flow in the counter-current direction. Mechanical systems used for countercurrent flushing of layers increase the initial cost of the system and can lead to increased maintenance costs for the maintenance of mechanical seals. Recycling the bed material also increases the investment and maintenance costs of the filter unit, and increases the production space occupied by the filter unit with additional recirculation pumps. Mechanical countercurrent flushing methods also use a countercurrent flushing fluid to remove any oil or suspended solids discharged from the bed, which leads to the formation of significant amounts of flushing fluid. Similarly, the use of a high-speed countercurrent flushing fluid creates a large volume of flushing fluid. It is also known that in traditional systems for countercurrent washing, dead zones are created in which the filter medium does not overturn and / or to which the fluid for countercurrent washing does not reach, thereby significantly leaving oil and suspended solids in the layer.

Остается насущной потребность в компактной установке с фильтрующей средой из скорлупы грецких орехов, имеющей опорную поверхность, достаточно малую для использования в вариантах применения в открытом море. Более того, существует потребность в снижении количества промывочной воды, образующейся во время противоточной промывки фильтровальной установки со скорлупой грецких орехов, и для сокращения числа мертвых зон, которые не контактируют с промывочной текучей средой.There remains an urgent need for a compact installation with a filter medium from a walnut shell, having a supporting surface small enough for use in applications on the high seas. Moreover, there is a need to reduce the amount of flushing water generated during countercurrent flushing of a filter system with a walnut shell, and to reduce the number of dead zones that do not come into contact with the flushing fluid.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с одним или более вариантами исполнения, изобретение относится к системе и способу обработки отработанной воды.In accordance with one or more embodiments, the invention relates to a system and method for treating waste water.

Один вариант исполнения направлен на способ отфильтровывания загрязнений, включающий стадии, в которых подают жидкость, включающую нефть и взвешенные твердые частицы, пропускают жидкость через фильтровый резервуар, причем фильтровый резервуар включает среду из скорлупы грецких орехов, всасывающую трубную систему, периферийную зону между боковой стенкой всасывающей трубной системы и боковой стенкой резервуара. Способ также включает стадии, в которых прерывают течение жидкости через резервуар, пропускают первую текучую среду через фильтрующую среду и всасывающую трубную систему в направлении, противоположном течению жидкости, и пропускают вторую текучую среду через фильтрующую среду и периферийную зону. Способ дополнительно включает стадии, в которых прерывают течение второй текучей среды, в то же время продолжая пропускание первой текучей среды через фильтрующую среду и всасывающую трубную систему, возобновляют течение второй текучей среды, удаляют по меньшей мере часть нефти и взвешенных твердых частиц из фильтрового резервуара, прерывают течение первой текучей среды и второй текучей среды, и возобновляют течение жидкости через фильтровый резервуар.One embodiment is directed to a method for filtering out contaminants, comprising the steps of supplying a liquid including oil and suspended solids, passing liquid through a filter tank, the filter tank including walnut shell medium, a suction pipe system, a peripheral zone between the suction side wall pipe system and the side wall of the tank. The method also includes the stages in which the flow of liquid through the reservoir is interrupted, the first fluid is passed through the filter medium and the suction pipe system in the opposite direction to the fluid flow, and the second fluid is passed through the filter medium and the peripheral zone. The method further includes the steps in which the flow of the second fluid is interrupted while continuing to pass the first fluid through the filter medium and the suction pipe system, the flow of the second fluid is resumed, at least a portion of the oil and suspended solids are removed from the filter reservoir, interrupt the flow of the first fluid and the second fluid, and resume the flow of fluid through the filter tank.

Еще один вариант исполнения направлен на способ противоточной промывки фильтрующей среды, включающий стадии, в которых пропускают подводимую жидкость, включающую загрязнение, через фильтровый резервуар, включающий фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов, всасывающую трубу, периферийную зону между боковой стенкой всасывающей трубы и боковой стенкой резервуара, для фиксирования загрязнения на среде. Способ также включает стадии, в которых прерывают течение жидкости через резервуар, пропускают вторую жидкость в фильтровый резервуар и в фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов в течение первого периода времени в направлении, противоположном течению жидкости через резервуар, и пропускают газ через фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов во всасывающую трубу в течение второго периода времени, для отделения по меньшей мере части загрязнения от фильтрующей среды. Способ дополнительно включает стадии, в которых прерывают течение газа, удаляют по меньшей мере одно загрязнение из фильтрового резервуара, прерывают течение второй жидкости и возобновляют течение подводимой жидкости через фильтровый резервуар.Another embodiment is directed to a method of countercurrent washing of the filter medium, including the stages in which the supplied fluid, including contamination, is passed through a filter tank including a filter medium from a walnut shell, a suction pipe, a peripheral zone between the side wall of the suction pipe and the side wall of the tank , for fixing pollution on the environment. The method also includes the stages in which the flow of liquid through the reservoir is interrupted, the second fluid is passed into the filter reservoir and into the filter medium from the walnut shell for the first time in the direction opposite to the flow of liquid through the reservoir, and gas is passed through the filter medium from the walnut shell nuts into the suction pipe for a second period of time to separate at least a portion of the contamination from the filter medium. The method further includes the stages in which the gas flow is interrupted, at least one contamination is removed from the filter tank, the second liquid is interrupted, and the input liquid is resumed flowing through the filter tank.

Еще один вариант исполнения направлен на способ отфильтровывания загрязнений из подводимой жидкости, включающей нефть и взвешенные твердые частицы, включающий стадии, в которых пропускают подводимую жидкость через фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов, размещенную в фильтровом резервуаре, и периодически пропускают промывную текучую среду в фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов, в то же время пропуская жидкость через фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов.Another embodiment is directed to a method for filtering out contaminants from a supplied liquid, including oil and suspended solids, comprising the steps of passing the supplied liquid through a filter medium from a walnut shell placed in a filter tank and periodically passing the washing fluid into the filter medium from the walnut shell, while passing the liquid through the filter medium from the walnut shell.

Еще один дополнительный вариант исполнения включает способ осаждения фильтрующего слоя, включающий стадии, в которых пропускают подводимую жидкость над фильтрующей средой, размещенной в фильтровом резервуаре, включающем среду, всасывающую трубную систему, размещенную в фильтрующей среде, периферийную зону между боковой стенкой всасывающей трубной системы и боковой стенкой резервуара, и прерывают течение подводимой жидкости. Способ также включает стадии, в которых пропускают газ через всасывающую трубную систему в направлении, противоположном пропусканию подводимой жидкости над фильтрующей средой, прерывают течение газа, позволяют фильтрующей среде осесть, и попеременно проводят стадии, в которых пропускают газ через всасывающую трубную систему и обеспечивают возможность осаждения фильтрующей среды, с предварительно заданным числом циклов для уплотнения слоя.Another additional embodiment includes a method of deposition of the filter layer, which includes the stages in which the supplied fluid is passed over the filter medium located in the filter reservoir, including the medium, the suction pipe system, located in the filter medium, the peripheral zone between the side wall of the suction pipe system and the side wall of the tank, and interrupt the flow of fluid supplied. The method also includes the stages in which gas is passed through the suction pipe system in a direction opposite to the passage of the supplied liquid over the filter medium, the gas flow is interrupted, the filter medium is allowed to settle, and stages are alternately carried out in which gas is passed through the suction pipe system and allow deposition filter medium, with a predetermined number of cycles to seal the layer.

Другие преимущества, новые признаки и цели изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания изобретения, при рассмотрении его с привлечением сопроводительных чертежей, которые являются схематическими и не предполагаются быть вычерченными в масштабе. В фигурах каждый идентичный или в значительной мере сходный компонент представлен единым номером позиции или условным знаком. Из соображений ясности, не только в каждой фигуре обозначен не каждый компонент, но и показан не каждый компонент каждого варианта осуществления изобретения, где его изображение не является обязательным для того, чтобы обеспечить специалисту с обычной квалификацией в этой области технологии возможность понять изобретение.Other advantages, new features and objectives of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention, when considered with reference to the accompanying drawings, which are schematic and are not intended to be drawn to scale. In the figures, each identical or substantially similar component is represented by a single position number or conventional symbol. For reasons of clarity, not only each component is indicated not every component, but not every component of each embodiment of the invention is shown, where its image is not necessary in order to provide an expert with ordinary skills in this field of technology the opportunity to understand the invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Сопроводительные чертежи не предполагаются быть вычерченными в масштабе. В чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, которые иллюстрирован в различных фигурах, представлен сходным кодовым номером позиции. Из соображений ясности, не каждый компонент может быть обозначен в каждом чертеже. В чертежах:The accompanying drawings are not intended to be drawn to scale. In the drawings, each identical or nearly identical component, which is illustrated in various figures, is represented by a similar code position number. For reasons of clarity, not every component may be indicated in every drawing. In the drawings:

ФИГ. 1 представляет схематическое изображение фильтровальной установки согласно одному или более аспектам изобретения;FIG. 1 is a schematic illustration of a filter plant in accordance with one or more aspects of the invention;

ФИГ. 2а представляет схематическое изображение, показывающее один аспект действия фильтровальной установки;FIG. 2a is a schematic diagram showing one aspect of the operation of a filter unit;

ФИГ. 2b представляет схематическое изображение, показывающее один аспект действия фильтровальной установки из 2а;FIG. 2b is a schematic view showing one aspect of the operation of the filter unit of 2a;

ФИГ. 2с представляет схематическое изображение, показывающее один аспект действия фильтровальной установки из 2b;FIG. 2c is a schematic view showing one aspect of the operation of the filter unit of 2b;

ФИГ. 3 представляет схематический вид сверху в разрезе фильтрового резервуара согласно одному или более вариантам осуществления изобретения;FIG. 3 is a schematic cross-sectional top view of a filter tank according to one or more embodiments of the invention;

ФИГ. 4 представляет схематическое изображение, показывающее фильтровальную установку согласно одному или более аспектам изобретения;FIG. 4 is a schematic diagram showing a filter apparatus according to one or more aspects of the invention;

ФИГ. 5 представляет схематический вертикальный вид сбоку базовой части всасывающей трубы согласно одному или более аспектам изобретения;FIG. 5 is a schematic vertical side view of a base portion of a suction pipe according to one or more aspects of the invention;

ФИГ. 6 представляет блок-схему, показывающую фильтровую систему согласно одному или более аспектам изобретения;FIG. 6 is a block diagram showing a filter system according to one or more aspects of the invention;

ФИГ. 7 представляет график, показывающий общую концентрацию нефти на выходе в зависимости от времени, согласно одному или более аспектам изобретения; иFIG. 7 is a graph showing the total concentration of oil at the outlet versus time, in accordance with one or more aspects of the invention; and

ФИГ. 8 представляет блок-схему одного варианта осуществления изобретения.FIG. 8 is a block diagram of one embodiment of the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение направлено на системы обработки отработанной воды с использованием слоя фильтрующей среды. Как используемая здесь, «отработанная вода» подразумевают любую обрабатываемую отработанную воду, такую как поверхностная вода, грунтовая вода, поток сточных вод из промышленных и муниципальных источников, имеющую такие загрязнения, как нефть и/или взвешенные твердые частицы, и включают воду, полученную из систем первичной или вторичной обработки.The invention is directed to wastewater treatment systems using a layer of filter medium. As used herein, “wastewater” means any treated wastewater, such as surface water, groundwater, wastewater from industrial and municipal sources, having such contaminants as oil and / or suspended solids, and includes water obtained from primary or secondary processing systems.

Один вариант осуществления настоящего изобретения включает фильтровальное устройство, включающее резервуар, содержащий фильтрующую среду. Резервуар может быть открытым в атмосферу или закрытым для работы под давлением. Резервуару могут быть приданы размеры и формы соответственно желательному варианту применения и объему обрабатываемой отработанной воды, для обеспечения желательной производительности и/или желательного периода работы до инициирования противоточной промывки. Резервуар может иметь слой любой желательной толщины на основе желательного объема обрабатываемой отработанной воды и фильтрующей среды, выбранной для конкретного использования. Соответственно этому, резервуар может иметь слой фильтрующей среды любой толщины, такой как тонкий слой с толщиной около 10 дюймов (254 мм) вплоть до толстого слоя с толщиной около 66 дюймов (1676,4 мм) или больше. Фильтровый резервуар может быть сооружен из любого материала, пригодного для конкретной цели. Например, открытый фильтровый резервуар может представлять собой открытый бак, сформированный из цемента. В одном варианте исполнения закрытый фильтровый резервуар может быть сформирован из покрытой углеродистой стали, нержавеющей стали или полимера, армированного стекловолокном.One embodiment of the present invention includes a filter device comprising a reservoir containing a filter medium. The tank may be open to the atmosphere or closed to pressure operation. The tank can be sized and shaped according to the desired application and the volume of treated waste water to provide the desired performance and / or the desired period of operation before initiating countercurrent flushing. The reservoir may have a layer of any desired thickness based on the desired volume of treated waste water and a filter medium selected for a particular use. Accordingly, the reservoir may have a layer of filter medium of any thickness, such as a thin layer with a thickness of about 10 inches (254 mm) up to a thick layer with a thickness of about 66 inches (1676.4 mm) or more. The filter reservoir can be constructed from any material suitable for a specific purpose. For example, the open filter tank may be an open tank formed from cement. In one embodiment, the closed filter reservoir may be formed of coated carbon steel, stainless steel, or fiberglass reinforced polymer.

Любая фильтрующая среда, пригодная для удаления целевого загрязнения или загрязнений, может быть использована в такой мере, насколько она также пригодна для применения в фильтрующем слое. Одна фильтрующая среда, применимая для удаления нефти и взвешенных твердых частиц из отработанной воды, представляет собой фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов, такую как среда, приготовленная из скорлупы английского грецкого ореха или скорлупы черного грецкого ореха.Any filter medium suitable for removing target contamination or contaminants can be used to the extent that it is also suitable for use in the filter layer. One filter medium suitable for removing oil and suspended solids from waste water is a filter medium from a walnut shell, such as a medium made from an English walnut shell or a black walnut shell.

Один вариант исполнения фильтровального устройства включает резервуар, имеющий одну или более боковых стенок, в зависимости от желательной формы резервуара. Например, цилиндрический резервуар может иметь одну боковую стенку, тогда как квадратный или прямоугольный резервуар может иметь четыре боковых стенки. В одном варианте исполнения резервуар имеет цилиндрическую форму, имеющую одну непрерывную боковую стенку, размещенную между первой и второй стенками. В одном варианте исполнения резервуар является закрытым, причем одна или более боковых стенок простираются между первой стенкой и второй стенкой.One embodiment of the filter device includes a reservoir having one or more side walls, depending on the desired shape of the reservoir. For example, a cylindrical tank may have one side wall, while a square or rectangular tank may have four side walls. In one embodiment, the tank has a cylindrical shape having one continuous side wall located between the first and second walls. In one embodiment, the reservoir is closed, with one or more side walls extending between the first wall and the second wall.

Фильтрующая среда может быть размещена в резервуаре с предварительно выбранной толщиной, и может заполнять весь объем резервуара целиком или содержаться в конкретной части резервуара. Например, часть объема резервуара, смежная с первой стенкой и/или второй стенкой, может не содержать фильтрующую среду. Фильтрующая среда может содержаться внутри резервуара между одним или более сепараторами, такими как сита или перфорированные пластины, которые удерживают фильтрующую среду в желательном месте внутри резервуара, в то же время позволяя отработанной воде протекать через среду в резервуар.The filter medium can be placed in a tank with a pre-selected thickness, and can fill the entire volume of the tank or contained in a specific part of the tank. For example, a portion of the volume of the reservoir adjacent to the first wall and / or second wall may not contain a filter medium. The filter medium may be contained within the reservoir between one or more separators, such as sieves or perforated plates, which hold the filter medium at a desired location within the reservoir, while allowing waste water to flow through the medium into the reservoir.

В некоторых вариантах исполнения фильтровальное устройство включает всасывающую трубную систему. Всасывающая трубная система может быть скомпонована и размещена для периодической противоточной промывки фильтрующей среды путем подачи промывочной текучей среды с желательными объемом и/или скоростью для оборачивания слоя. Как используемое здесь, «оборачивание слоя» определяют как перемещение фильтрующей среды во время противоточной промывки, в котором фильтрующая среда на второй стенке резервуара или вблизи нее частично или полностью перемещается через всасывающую трубную систему в сторону первой стенки резервуара и обратно в сторону второй стенки резервуара. Всасывающей трубной системе могут быть приданы размеры и формы для желательного варианта применения и объема фильтрующей среды, подвергаемой противоточной промывке, и/или для работы в пределах предварительно выбранного периода времени для проведения операции противоточной промывки. Всасывающая трубная система может включать одну или более всасывающих труб, размещенных в среде. Как используемая здесь, «всасывающая труба» представляет собой конструкцию, имеющую одну или более боковых стенок, открытых с обоих концов, которые, будучи размещенными в фильтрующей среде, создают сквозной проток для течения фильтрующей среды во время противоточной промывки. В одном варианте исполнения резервуар может иметь объем фильтрующей среды, который на величину от около 4 до около 6 раз больше объема всасывающей трубы или суммарного объема всасывающих труб во всасывающей трубной системе.In some embodiments, the filter device includes a suction pipe system. The suction pipe system can be arranged and placed to periodically countercurrently flush the filter medium by supplying a flushing fluid with a desired volume and / or speed to wrap the layer. As used herein, “layer wrapping” is defined as moving the filter medium during countercurrent washing, in which the filter medium on or near the second wall of the tank partially or completely moves through the suction pipe system toward the first wall of the tank and back toward the second wall of the tank. The dimensions and shapes for the desired application and volume of the filter medium to be countercurrently flushed and / or to operate within a preselected period of time for conducting the countercurrent flushing operation can be given to the suction pipe system. The suction pipe system may include one or more suction pipes placed in the medium. As used herein, a “suction pipe” is a structure having one or more side walls open at both ends, which, when placed in the filter medium, create a through flow for the filter medium to flow during countercurrent washing. In one embodiment, the reservoir may have a volume of filter medium that is about 4 to about 6 times larger than the volume of the suction pipe or the total volume of the suction pipes in the suction pipe system.

Всасывающая труба может быть изготовлена из любого материала, пригодного для конкретной цели, в такой мере, насколько она устойчива к истиранию и нефти. Например, всасывающая труба может быть сформирована из такого же материала, как и резервуар, или может быть сформирована из других более легких и менее дорогостоящих материалов, таких как пластики, в том числе армированные стекловолокном пластики. Всасывающая труба может быть предварительно сформована для введения в резервуар или изготовлена как деталь резервуара. Как таковая, всасывающая трубная система может быть предназначена для модифицирования современных установок с фильтрующей средой. Всасывающая трубная система может опираться на вторую стенку резервуара. Альтернативно, всасывающая трубная система может опираться на сепаратор или пластину, которая удерживает среду, такую как сито или перфорированная пластина, предназначенная для удержания среды внутри области резервуара, в то же время обеспечивая возможность течения жидкости и загрязнений в среду и из нее.The suction pipe can be made of any material suitable for a specific purpose, to the extent that it is resistant to abrasion and oil. For example, the suction pipe may be formed from the same material as the reservoir, or may be formed from other lighter and less expensive materials, such as plastics, including fiberglass reinforced plastics. The suction pipe can be preformed for insertion into the tank or made as a part of the tank. As such, the suction pipe system can be designed to modify modern installations with a filter medium. The suction pipe system can rest on the second wall of the tank. Alternatively, the suction pipe system may rest on a separator or plate that holds the medium, such as a sieve or perforated plate, designed to hold the medium inside the reservoir area, while allowing fluid and contaminants to flow into and out of the medium.

Индивидуальной всасывающей трубе могут быть приданы размеры и формы соответственно желательном условиям применения и объему фильтрующей среды, подвергаемой противоточной промывке, и/или для работы в пределах предварительно выбранного периода времени для проведения операции противоточной промывки. Всасывающей трубе также могут быть приданы размеры и формы для обеспечения желательного уровня перемешивания внутри всасывающей трубы для частичной или полной очистки фильтрующей среды, чтобы высвобождать по меньшей мере часть нефти и взвешенных твердых частиц из фильтрующей среды. Желательный объем всасывающей трубной системы может быть создан единичной всасывающей трубой или многочисленными всасывающими трубами, имеющим общий объем, по существу равный желательному объему. Индивидуальная всасывающая труба может иметь площадь поперечного сечения любой формы, такой как круглая, эллиптическая, квадратная, прямоугольная или любая неправильная форма. Индивидуальная всасывающая труба может иметь любую общую форму, такую как коническая, прямоугольная или цилиндрическая. В одном варианте исполнения всасывающая труба является цилиндрической. Всасывающая труба может быть размещена в фильтрующей среде так, чтобы быть полностью охваченной фильтрующей средой, а также быть полностью заполненной фильтрующей средой. Один или оба конца всасывающей трубы могут быть скомпонованы и размещены для того, чтобы способствовать течению фильтрующей среды во всасывающую трубу и/или из нее. Например, боковая стенка первого конца всасывающей трубы может включать один или более вырезов, формирующих протоки для обеспечения некоторой части фильтрующей среды на первом конце всасывающей трубы или вблизи него возможности поступать через боковую стенку всасывающей трубы. Вырезы, образующие протоки, могут иметь любую форму, обеспечивающую возможность поступления достаточного объема фильтрующей среды во всасывающую трубу. Например, вырезы могут быть треугольными, квадратными, полукруглыми или имеющими неправильную форму. Многочисленные протоки могут быть идентичными друг другу и равномерно размещенными вокруг первого конца всасывающей трубы для однородного распределения потока фильтрующей среды во всасывающую трубу.An individual suction pipe may be dimensioned and shaped according to the desired application conditions and the volume of the filter medium subjected to countercurrent washing, and / or to operate within a pre-selected time period for conducting the countercurrent washing operation. Suction tubes may also be sized and shaped to provide the desired level of mixing within the suction pipe to partially or completely clean the filter medium to release at least a portion of the oil and suspended solids from the filter medium. The desired volume of the suction pipe system can be created by a single suction pipe or multiple suction pipes having a total volume substantially equal to the desired volume. An individual suction pipe may have a cross-sectional area of any shape, such as round, elliptical, square, rectangular or any irregular shape. The individual suction pipe may have any general shape, such as a conical, rectangular or cylindrical. In one embodiment, the suction pipe is cylindrical. The suction pipe can be placed in the filter medium so as to be completely covered by the filter medium, and also be completely filled with the filter medium. One or both ends of the suction pipe can be arranged and placed in order to facilitate the flow of the filter medium into the suction pipe and / or from it. For example, the side wall of the first end of the suction pipe may include one or more cutouts forming ducts to provide some of the filter medium at or near the first end of the suction pipe through the side wall of the suction pipe. The cutouts that form the ducts can be of any shape that allows the intake of a sufficient amount of filter medium into the suction pipe. For example, cutouts may be triangular, square, semicircular, or irregular in shape. Numerous ducts can be identical to each other and evenly spaced around the first end of the suction pipe to uniformly distribute the flow of the filter medium into the suction pipe.

Всасывающая труба или всасывающие трубы могут быть позиционированы в любом подходящем месте внутри фильтрующей среды. Например, единичная всасывающая труба может, но не обязательно должна быть размещена по центру относительно боковых стенок резервуара. Подобным образом, многочисленные всасывающие трубы в отдельном резервуаре могут быть размещены хаотично, или расположены в единообразном порядке относительно боковых стенок резервуара. В одном варианте исполнения отдельную всасывающую трубу размещают в фильтрующей среде относительно резервуара таким образом, что ось, проведенная от каждого конца всасывающей трубы, совпадает с осью, параллельной боковой стенке резервуара. Многочисленные всасывающие трубы в единичном резервуаре могут, не обязательно должны быть идентичными по объему или площади поперечного сечения. Например, единичный резервуар может включать цилиндрические, конические и прямоугольные всасывающие трубы с различными высотой и площадью поперечного сечения. В одном варианте исполнения резервуар может иметь первую всасывающую трубу, размещенную по центру, имеющую первую площадь поперечного сечения, и многочисленные вторые всасывающие трубы, позиционированные как смежные с боковой стенкой резервуара, в которых каждая из вторых всасывающих труб имеет вторую площадь поперечного сечения, меньшую, чем первая площадь поперечного сечения. В еще одном варианте исполнения резервуар имеет многочисленные идентичные всасывающие трубы.The suction pipe or suction pipes can be positioned at any suitable place inside the filter medium. For example, a single suction pipe may, but need not be, centered relative to the side walls of the tank. Similarly, multiple suction pipes in a separate tank may be randomly placed, or arranged in a uniform manner relative to the side walls of the tank. In one embodiment, a separate suction pipe is placed in the filter medium relative to the tank so that the axis drawn from each end of the suction pipe coincides with an axis parallel to the side wall of the tank. Numerous suction pipes in a single tank may not necessarily be identical in volume or cross-sectional area. For example, a single tank may include cylindrical, conical and rectangular suction pipes with different heights and cross-sections. In one embodiment, the reservoir may have a first suction pipe located centrally having a first cross-sectional area, and multiple second suction pipes positioned adjacent to the side wall of the tank, in which each of the second suction pipes has a second cross-sectional area smaller than the first cross-sectional area. In yet another embodiment, the reservoir has numerous identical suction pipes.

В еще одном варианте исполнения всасывающая труба может включать перегородку для предотвращения или сокращения обратного течения внутри всасывающей трубы. Перегородка может иметь любые размер и форму, пригодные для конкретной всасывающей трубы. Например, перегородка может представлять собой пластину, надлежащим образом позиционированную на внутренней поверхности всасывающей трубы, или цилиндр, установленный во всасывающей трубе. В одном варианте исполнения перегородка может быть сплошной, или представлять собой пустотелый цилиндр, размещенный по центру внутри всасывающей трубы.In yet another embodiment, the suction pipe may include a baffle to prevent or reduce backflow within the suction pipe. The baffle can be of any size and shape suitable for a particular suction pipe. For example, the baffle may be a plate properly positioned on the inner surface of the suction pipe, or a cylinder mounted in the suction pipe. In one embodiment, the baffle may be continuous, or be a hollow cylinder, centered inside the suction pipe.

Резервуар с фильтрующей средой также включает питающий впускной канал для отработанной воды, размещенный над фильтрующей средой, и выпускной канал для фильтрата, расположенный под фильтрующей средой. Резервуар также включает первый впускной канал для первой текучей среды, скомпонованный и размещенный для подачи первой текучей среды в первый конец всасывающей трубы, чтобы во время противоточной промывки возбуждать течение фильтрующей среды внутри всасывающей трубы от первого конца всасывающей трубы ко второму концу всасывающей трубы, в то же время создавая течение фильтрующей среды вдоль наружной боковой стенки всасывающей трубы от второго конца всасывающей трубы к первому концу всасывающей трубы.The reservoir with the filter medium also includes a feed inlet for wastewater located above the filter medium, and an outlet for the filtrate located under the filter medium. The reservoir also includes a first inlet for the first fluid arranged and arranged to supply the first fluid to the first end of the suction pipe so that during countercurrent washing, the filter medium flows inside the suction pipe from the first end of the suction pipe to the second end of the suction pipe, while creating a flow of the filter medium along the outer side wall of the suction pipe from the second end of the suction pipe to the first end of the suction pipe.

Действие всасывающей трубной системы во время противоточной промывки создает противоточные течения внутри резервуара и заставляет фильтрующую среду перемещаться так, как в порядке примера показано в установке 100 с фильтрующей средой в ФИГ. 1. Фильтрующая среда 16 перемещается от первого конца 12 резервуара 20 вдоль наружной стороны всасывающей трубы 18 ко второму концу 14 резервуара 20, где она может затем поступать в первый конец 22 всасывающей трубы 18 рядом со вторым концом 14 резервуара 20, как показано обозначающими течение пунктирными линиями (немаркированными). Фильтрующая среда 16 (показано только частично) затем перемещается внутри всасывающей трубы 18 во внутреннюю область 50 из первого конца 22 всасывающей трубы ко второму концу 24 всасывающей трубы, где она выходит из трубы и поступает в периферийную зону 26 резервуара 20, как показано обозначающими течение пунктирными линиями (немаркированными). Как используемая здесь, «периферийная зона» представляет собой внутренний объем резервуара, не занятый всасывающей трубной системой. Протекая во всасывающей трубе 18, фильтрующая среда 16 может перемешиваться, тем самым высвобождая часть нефти и взвешенных твердых частиц, ранее зафиксированных на фильтрующей среде. Во время противоточной промывки, при выходе из всасывающей трубы и поступлении в периферийную зону, фильтрующая среда находится в турбулентной зоне над всасывающей трубой, в которой фильтрующая среда продолжает перемешиваться, высвобождая дополнительные загрязнения, такие как нефть и взвешенные твердые частицы. Фильтрующая среда 16 представлена в фигурах в виде одинаковых сферических частиц, однако понятно, что фильтрующая среда может быть составлена из частиц с любыми размерами и формами, в том числе частиц с неправильной формой.The action of the suction pipe system during countercurrent flushing creates countercurrent flows inside the tank and causes the filter medium to move as shown by way of example in the installation 100 with the filter medium in FIG. 1. The filter medium 16 is moved from the first end 12 of the tank 20 along the outside of the suction pipe 18 to the second end 14 of the tank 20, where it can then flow into the first end 22 of the suction pipe 18 near the second end 14 of the tank 20, as shown by dotted lines lines (unmarked). The filter medium 16 (only partially shown) then moves inside the suction pipe 18 to the inner region 50 from the first end 22 of the suction pipe to the second end 24 of the suction pipe, where it exits the pipe and enters the peripheral zone 26 of the tank 20, as shown by dotted lines lines (unmarked). As used here, the "peripheral zone" is the internal volume of the tank not occupied by the suction pipe system. Flowing in the suction pipe 18, the filter medium 16 can be mixed, thereby releasing some of the oil and suspended solids previously fixed on the filter medium. During countercurrent washing, when leaving the suction pipe and entering the peripheral zone, the filter medium is located in the turbulent zone above the suction pipe, in which the filter medium continues to mix, releasing additional contaminants such as oil and suspended solids. The filter medium 16 is represented in the figures in the form of identical spherical particles, however, it is understood that the filter medium can be composed of particles with any size and shape, including irregularly shaped particles.

Первая текучая среда может представлять собой любую текучую среду для возбуждения перемещения фильтрующей среды через всасывающую трубу. Например, первая текучая среда может быть газом, таким как воздух или добытый газ; жидкостью, такой как фильтрат или фильтруемая отработанная вода; и их комбинацией. В одном варианте исполнения первая текучая среда представляет собой газ. Хотя впускной канал для первой текучей среды показан ниже фильтрующей среды, в других вариантах исполнения впускной канал для первой текучей среды может быть размещен внутри всасывающей трубы 18. Впускной канал для первой текучей среды может включать один или более впускных каналов, размещенных внутри резервуара для подачи первой текучей среды во всасывающую трубную систему, чтобы обеспечивать течение фильтрующей среды через всасывающую трубную систему. Впускной канал для первой текучей среды может иметь любую конфигурацию, пригодную для подачи первой текучей среды во всасывающую трубу. Например, впускной канал для первой текучей среды может представлять собой отверстие, сопло или форсунку для подачи газа, жидкости или их комбинации во всасывающую трубу. В одном варианте исполнения первый впускной канал представляет собой диффузор для подведения газа во всасывающую трубу.The first fluid may be any fluid to excite the movement of the filter medium through the suction pipe. For example, the first fluid may be a gas, such as air or produced gas; a liquid, such as a filtrate or filtered waste water; and their combination. In one embodiment, the first fluid is a gas. Although the inlet channel for the first fluid is shown below the filter medium, in other embodiments, the inlet channel for the first fluid may be located inside the suction pipe 18. The inlet for the first fluid may include one or more inlets arranged inside the reservoir for supplying the first fluid into the suction pipe system to allow the filter medium to flow through the suction pipe system. The inlet for the first fluid may be of any configuration suitable for supplying the first fluid to the suction pipe. For example, the inlet for the first fluid may be an opening, nozzle, or nozzle for supplying gas, liquid, or a combination thereof to the suction pipe. In one embodiment, the first inlet channel is a diffuser for supplying gas to the suction pipe.

Фильтровый резервуар также может включать один или более вторых впускных каналов для подачи второй текучей среды в периферийную зону. Вторые впускные каналы подают вторую текучую среду на вторую стенку резервуара или вблизи нее для возбуждения течения или способствованию течению среды в сторону первого конца всасывающей трубы. Один или более вторых впускных каналов могут быть размещены внутри резервуара для создания противоточного промывного потока в резервуар и направления фильтрующей среды в сторону всасывающей трубной системы. Вторая текучая среда может представлять собой газ, жидкость, такую как фильтрат или фильтруемая отработанная вода, или их комбинации. В одном варианте исполнения вторая текучая среда представляет собой отработанную воду, отведенную из питающего впускного канала для отработанной воды, или отведенную из выпускного канала для фильтрата. Впускной канал для второй текучей среды может иметь любую конфигурацию, пригодную для подведения второй текучей среды в периферийную зону. Например, впускной канал для второй текучей среды может представлять собой отверстие, сопло или форсунку для подачи газа, жидкости или их комбинации. В одном варианте исполнения второй впускной канал тянется до периферийной зоны. Второй впускной канал может быть протяженным из любого подходящего места, чтобы способствовать распределению воды. Например, второй впускной канал может выступать в периферийную зону из боковой стенки резервуара и/или из боковой стенки всасывающей трубы. В еще одном варианте исполнения второй впускной канал может входить в периферийную зону под углом, обусловливая компонент, направленный по касательной к боковой стенке резервуара.The filter reservoir may also include one or more second inlet channels for supplying a second fluid to the peripheral zone. The second inlet channels supply a second fluid to or near the second wall of the reservoir to stimulate flow or to facilitate the flow of fluid toward the first end of the suction pipe. One or more second inlet channels can be placed inside the tank to create a countercurrent wash flow into the tank and direct the filter medium towards the suction pipe system. The second fluid may be a gas, a liquid, such as a filtrate or filtered waste water, or combinations thereof. In one embodiment, the second fluid is waste water discharged from a feed inlet for waste water, or discharged from an outlet for filtrate. The inlet channel for the second fluid may have any configuration suitable for introducing the second fluid into the peripheral zone. For example, the inlet for the second fluid may be an opening, nozzle, or nozzle for supplying gas, liquid, or a combination thereof. In one embodiment, the second inlet extends to the peripheral zone. The second inlet can be extended from any suitable place to facilitate the distribution of water. For example, the second inlet channel may protrude into the peripheral zone from the side wall of the tank and / or from the side wall of the suction pipe. In yet another embodiment, the second inlet channel can enter the peripheral zone at an angle, causing a component that is tangential to the side wall of the tank.

В еще одном дополнительном варианте исполнения периферийная зона также может включать один или более впускных каналов для первой текучей среды для дополнительного перемешивания слоя фильтрующей среды. Впускные каналы для первой текучей среды в периферийной зоне могут, но не обязательно должны быть идентичными впускному каналу для первой текучей среды, скомпонованному и размещенному для подачи первой текучей среды во всасывающую трубу.In yet a further embodiment, the peripheral zone may also include one or more inlets for the first fluid to further mix the filter bed. The inlet channels for the first fluid in the peripheral zone may, but need not be, identical to the inlet for the first fluid arranged and arranged to supply the first fluid to the suction pipe.

Периферийная зона резервуара может также включать очистную зону, размещенную над вторым концом всасывающей трубы. Фильтрующая среда, выходящая из всасывающей трубы, может быть дополнительно перемешана, чтобы высвобождать дополнительные нефть и взвешенные твердые частицы из фильтрующей среды во время цикла противоточной промывки.The peripheral zone of the reservoir may also include a treatment zone located above the second end of the suction pipe. The filter medium leaving the suction pipe can be further mixed to release additional oil and suspended solids from the filter medium during the countercurrent wash cycle.

В одном варианте исполнения, по завершении цикла противоточной промывки, осаждению слоя может способствовать введение газа, такого как воздух или добытый газ, через всасывающую трубную систему, для достаточного взмучивания среды и возможности повторного оседания. Газ может быть введен периодически во время стадии оседания слоя. Слой может быть оставлен для оседания под действием силы тяжести между импульсными подачами газа.In one embodiment, upon completion of the countercurrent flushing cycle, the deposition of the layer may be facilitated by the introduction of a gas, such as air or produced gas, through the suction pipe system to sufficiently agitate the medium and allow re-settling. Gas may be introduced periodically during the sedimentation step of the bed. The layer can be left to settle under the action of gravity between pulsed gas supplies.

Периодическая импульсная подача газа может также совпадать или перемежаться с периодической импульсной подачей жидкости через впускной канал для второй текучей среды. Импульсные выбросы газа или жидкости могут взмучивать слой в достаточной мере, чтобы позволить слою уплотниться, тем самым сокращая поровый объем и общий объем слоя, по сравнению с традиционными способами осаждения слоя. Обычно после противоточной промывки слои фильтрующей среды оседают под действием силы тяжести и увлекаются прямоточным потоком отработанной воды, что может иметь результатом недостаточное оседание среды и дефекты, в которые прорывается отработанная вода, или каналы в фильтрующей среде, и проскоки нефти и взвешенных твердых частиц.The periodic pulsed gas supply may also coincide or alternate with the periodic pulsed fluid supply through the inlet for the second fluid. Pulse gas or liquid discharges can agitate the layer sufficiently to allow the layer to condense, thereby reducing the pore volume and total volume of the layer, as compared to conventional layer deposition methods. Usually, after countercurrent washing, the layers of the filtering medium settle by gravity and are carried away by a direct-flow stream of waste water, which may result in insufficient settling of the medium and defects into which the waste water or channels in the filtering medium break through, and oil and suspended solids break through.

Еще один вариант исполнения направлен на систему обработки отработанной воды, включающую многочисленные установки с фильтрующей средой для обеспечения непрерывной фильтрации в то время, когда одну или более установок с фильтрующей средой отключают вследствие перевода в режим цикла противоточной промывки или на время стадии оседания слоя. В системе обработки отработанной воды источник отработанной воды, включающей по меньшей мере одно загрязнение, может питать параллельно многочисленные установки с фильтрующей средой. Поток отработанной воды, подводимый к одной или более установкам с фильтрующей средой, может быть прерван, тогда как течение отработанной воды, подводимой к остальным установкам с фильтрующей средой, продолжается. Установка с фильтрующей средой, выведенная из рабочего режима, затем может быть подвергнута противоточной промывке и выдержана для оседания своего слоя перед тем, как быть возвращенной в эксплуатационный режим. Как только установка с фильтрующей средой возвращается в рабочий режим, еще одна установка с фильтрующей средой может быть выведена из эксплуатационного режима для проведения циклов противоточной промывки и оседания слоя.Another embodiment is directed to a wastewater treatment system, including numerous installations with a filtering medium to ensure continuous filtration at a time when one or more installations with a filtering medium is turned off due to a countercurrent washing cycle or the layer settling stage. In a wastewater treatment system, a source of wastewater including at least one contaminant can feed multiple installations with a filter medium in parallel. The flow of waste water supplied to one or more plants with a filtering medium may be interrupted, while the flow of waste water supplied to other plants with a filtering medium continues. The installation with the filtering medium, taken out of the operating mode, can then be subjected to countercurrent washing and aged to settle its layer before being returned to the operating mode. As soon as the installation with the filtering medium returns to operating mode, another installation with the filtering medium can be taken out of operation for cycles of countercurrent washing and settling of the layer.

В некоторых вариантах исполнения система и/или индивидуальное устройство с фильтрующей средой может включать управляющее устройство для прерывания и инициирования потоков, как желательно. Как используемый здесь, термин «прерывать» определяют как полное прекращение течения. Управляющее устройство может направлять поток подводимой отработанной воды, первой и второй текучих сред и газа, в зависимости от желательных условий работы устройства. Управляющее устройство может корректировать или регулировать клапаны, связанные с каждым потенциальным потоком, на основе сигналов, выдаваемых датчиками, размещенными внутри установки. Например, датчик может генерировать первый сигнал, показывающий, что падение давления над слоем фильтрующей среды достигло предварительно заданного значения, тем самым обусловливая срабатывание управляющего устройства для прерывания течения отработанной воды на питающем впускном канале и инициирования течения отработанной воды через второй впускной канал для текучей среды и газа через впускной канал для первой текучей среды. Подобным образом, управляющее устройство инициирует противоточную промывку на основе второго сигнала, генерированного по истечении предварительно заданного периода времени. Управляющее устройство также может выдавать управляющий сигнал, прерывающий подачу отработанной воды на одну из установок с фильтрующей средой и инициирующий течение подводимой отработанной воды к еще одной установке с фильтрующей средой, на основе первого сигнала, второго сигнала и их комбинации.In some embodiments, a system and / or an individual device with a filter medium may include a control device for interrupting and initiating flows, as desired. As used herein, the term “interrupt” is defined as a complete cessation of flow. The control device can direct the flow of supplied waste water, first and second fluids and gas, depending on the desired operating conditions of the device. The control device can correct or adjust the valves associated with each potential flow, based on signals from sensors placed inside the unit. For example, the sensor may generate a first signal indicating that the pressure drop above the filter medium has reached a predetermined value, thereby causing a control device to act to interrupt the flow of wastewater at the supply inlet and initiate the flow of wastewater through the second fluid inlet and gas through the inlet for the first fluid. Similarly, the control device initiates countercurrent flushing based on the second signal generated after a predetermined period of time. The control device can also provide a control signal that interrupts the supply of waste water to one of the installations with a filter medium and initiates a flow of supplied waste water to another installation with a filter medium, based on the first signal, the second signal and their combination.

Еще один вариант исполнения показан в ФИГ. 2а. Устройство 200 включает цилиндрический резервуар 20, имеющий боковую стенку 40, первую стенку 42 и вторую стенку 44. Фильтрующая среда 16 содержится внутри части резервуара 20 с пластиной 30 для удержания среды, расположенной рядом с первым концом 12 резервуара, и ситом 60, размещенным рядом со вторым концом 14 резервуара. Пластина для удержания среды может иметь любую подходящую конструкцию, такую как сито или перфорированная пластина, для задерживания фильтрующей среды внутри части резервуара, в то же время позволяя подводимой жидкости и загрязнениям проходить в среду и выходить из нее. Резервуар 20 также включает первый конец 12, смежный с первой стенкой 42, второй конец 14, смежный со второй стенкой 44, и впускной канал 32 для подводимой отработанной воды, рядом с первым концом 12 резервуара 20 и над фильтрующей средой 16. В ФИГ. 2а резервуар 20 также включает выпускной канал 38 для фильтрата, расположенный ниже фильтрующей среды 16 рядом со вторым концом 14 резервуара 20.Another embodiment is shown in FIG. 2a. The device 200 includes a cylindrical tank 20 having a side wall 40, a first wall 42 and a second wall 44. The filter medium 16 is contained inside a part of the tank 20 with a plate 30 for holding the medium located near the first end 12 of the tank, and a sieve 60 located next to the second end 14 of the tank. The medium retention plate may be of any suitable design, such as a sieve or perforated plate, for retaining the filter medium inside a part of the reservoir, while allowing fluid to enter and exit from the medium. The reservoir 20 also includes a first end 12 adjacent to the first wall 42, a second end 14 adjacent to the second wall 44, and an inlet 32 for supplied wastewater, adjacent to the first end 12 of the reservoir 20 and above the filter medium 16. In FIG. 2a, the reservoir 20 also includes a filtrate outlet 38 located below the filter medium 16 near the second end 14 of the reservoir 20.

В ФИГ. 2а цилиндрическую всасывающую трубу 18, имеющую первый конец 22 и второй конец 24, размещают по центру внутри фильтрующей среды 16 так, что первый конец 22 всасывающей трубы 18 находится рядом со вторым концом 14 резервуара. Фильтрующую среду 16 также размещают внутри всасывающей трубы 18, и она частично показана в ФИГ. 2а. Второй конец 24 всасывающей трубы размещают полностью ниже верхнего конца слоя фильтрующей среды так, чтобы в слое присутствовало количество фильтрующей среды, достаточное для повторного заполнения всасывающей трубы по завершении цикла противоточной промывки. Периферийная зона 26 в резервуаре 20 представляет собой область, очерченную объемом фильтрующей среды 16, за исключением пространства, занятого фильтрующей средой во всасывающей трубе 18. Очистная зона 28 в периферийной зоне расположена над верхней поверхностью среды, между верхней поверхностью среды и ситом 30. Сито 30 размещают над очистной зоной 28 рядом с первым концом 12 резервуара 20 для предотвращения потери среды во время противоточной промывки. В ФИГ. 2а также показана очистная зона 28 в периферийной зоне, размещенная между верхней поверхностью слоя 54 фильтрующей среды и нижней поверхностью сита 30. ФИГ. 2А показывает сито 30, хотя понятно, что могут быть использованы любое устройство или конструкция, которые могут удерживать среду в резервуаре. Например, среду можно удерживать с помощью перфорированной пластины или цилиндра, а также цилиндрического сита. Впускной канал 34 для первой текучей среды скомпонован и размещен для подачи первой текучей среды во всасывающую трубу. В Фигуре 2а впускной канал 34 для первой текучей среды включает воздушный диффузор 46. Впускной канал 36 для второй текучей среды скомпонован и размещен для подведения второй текучей среды в периферийную зону рядом со вторым концом резервуара 20. Резервуар 20 в ФИГ. 2а включает выпускной канал 50 для загрязнений, для удаления из резервуара загрязнений, таких как нефть и взвешенные твердые частицы. Необязательно, периферийная зона может включать один или более впускных каналов для первой текучей среды, для частичного оборачивания слоя во время фильтрации, и/или чтобы способствовать расширению и оборачиванию слоя во время противоточной промывки.In FIG. 2a, a cylindrical suction pipe 18 having a first end 22 and a second end 24 is centered inside the filter medium 16 so that the first end 22 of the suction pipe 18 is adjacent to the second end 14 of the tank. The filter medium 16 is also placed inside the suction pipe 18, and it is partially shown in FIG. 2a. The second end 24 of the suction pipe is positioned completely below the upper end of the filter medium layer so that a sufficient amount of filter medium is present in the layer to refill the suction pipe at the end of the countercurrent washing cycle. The peripheral zone 26 in the reservoir 20 is an area defined by the volume of the filter medium 16, with the exception of the space occupied by the filter medium in the suction pipe 18. The treatment zone 28 in the peripheral zone is located above the upper surface of the medium, between the upper surface of the medium and the sieve 30. Sieve 30 placed above the treatment zone 28 near the first end 12 of the tank 20 to prevent loss of medium during countercurrent washing. In FIG. 2a also shows a treatment zone 28 in the peripheral zone located between the upper surface of the filter medium layer 54 and the lower surface of the sieve 30. FIG. 2A shows a sieve 30, although it is understood that any device or structure that can hold the medium in the tank can be used. For example, the medium can be held with a perforated plate or cylinder, as well as a cylindrical sieve. The inlet channel 34 for the first fluid is arranged and arranged to supply the first fluid to the suction pipe. In Figure 2a, the inlet port 34 for the first fluid includes an air diffuser 46. The inlet port 36 for the second fluid is arranged and arranged to supply a second fluid to a peripheral zone near the second end of the reservoir 20. The reservoir 20 in FIG. 2a includes an outlet 50 for contaminants to remove contaminants such as oil and suspended solids from the reservoir. Optionally, the peripheral zone may include one or more inlets for the first fluid, for partially wrapping the layer during filtration, and / or to facilitate expansion and wrapping of the layer during countercurrent washing.

Во время фильтрации отработанная вода, содержащая нефть и взвешенные твердые частицы, направляется в подводящий впускной канал 32, проходит через сито 30 и поступает в фильтрующую среду 16 в слое, смежном с первым концом 12 резервуара 20, в сторону второго конца 14, как отмечено обозначающими течение пунктирными стрелками в ФИГ. 2а. Отработанная вода одновременно проходит через фильтрующую среду 16 во всасывающей трубе 18 из второго конца 24 всасывающей трубы к первому концу 22 всасывающей трубы. Фильтрат выходит из резервуара 20 через выходной канал 38 для фильтрата и может быть направлен для дополнительной обработки или на утилизацию.During filtration, waste water containing oil and suspended solids is sent to the inlet port 32, passes through a sieve 30 and enters the filter medium 16 in the layer adjacent to the first end 12 of the tank 20, towards the second end 14, as indicated by flow by dashed arrows in FIG. 2a. The waste water simultaneously passes through the filter medium 16 in the suction pipe 18 from the second end 24 of the suction pipe to the first end 22 of the suction pipe. The filtrate leaves the reservoir 20 through the filtrate outlet channel 38 and can be sent for further processing or disposal.

Для увеличения продолжительности периода времени, в течение которого производят фильтрацию между противоточными промывками, во время фильтрационного цикла можно импульсами подавать первую текучую среду во всасывающую трубу через впускной канал 34 для первой текучей среды. Необязательно, первую текучую среду во время фильтрации можно подавать импульсами через один или более впускных каналов для первой текучей среды (не показаны), размещенных в периферийной зоне. Как используемое здесь, «пульсирующее течение» определяют как поток текучей среды, который периодически прерывается. Пульсирующее течение может происходить со случайными интервалами или может быть периодическим, в котором течение происходит с регулярной цикличностью между отключением и включением с предварительно заданными промежутками. Период времени, в течение которого протекает текучая среда, может, но не обязательно должен быть таким же, как период времени, в течение которого поток текучей среды прерывается. Например, текучая среда может протекать в течение более длительного или более короткого периода времени, чем период времени, в течение которого поток текучей среды прерывают. В одном варианте исполнения период времени, в течение которого текучая среда протекает, по существу идентичен периоду времени, в течение которого поток текучей среды прерывают. Пульсирующая подача первой текучей среды, такой как газ, может частично оборачивать слой фильтрующей среды, тем самым снижая падение давления и продлевая продолжительность работы между циклами противоточной промывки. Увеличение продолжительности времени фильтрации между циклами противоточной промывки может сокращать общее число противоточных промывок, тем самым сокращая объем промывных стоков, образующихся в течение срока службы фильтровальной установки.In order to increase the length of time during which filtration between countercurrent washes is performed, during the filtration cycle, the first fluid can be pulsed into the suction pipe through the inlet 34 for the first fluid. Optionally, the first fluid during filtration can be pulsed through one or more inlets for the first fluid (not shown) located in the peripheral zone. As used herein, “pulsating flow” is defined as a fluid flow that is intermittently interrupted. The pulsating flow can occur at random intervals or can be periodic, in which the flow occurs with regular cyclic between switching off and on at predetermined intervals. The period of time during which the fluid flows may, but does not have to be, the same as the period of time during which the flow of fluid is interrupted. For example, the fluid may flow for a longer or shorter period of time than the period of time during which the fluid flow is interrupted. In one embodiment, the period of time during which the fluid flows is substantially identical to the period of time during which the fluid flow is interrupted. A pulsating feed of a first fluid, such as gas, may partially wrap the filter bed, thereby reducing pressure drop and extending the duration of the work between countercurrent flushing cycles. Increasing the length of the filtration time between countercurrent washing cycles can reduce the total number of countercurrent washes, thereby reducing the amount of wastewater generated during the life of the filter unit.

Фильтрация продолжается через фильтрующую среду 16 до тех пор, пока не станет желательной очистка фильтрующей среды противоточной промывкой фильтрующей среды. В одном варианте исполнения противоточная промывка может быть инициирована, когда падение давления в пределах фильтрующей среды достигает предварительно заданного значения, или когда резервуар был в режиме технического обслуживания в течение предварительно заданного времени.Filtration continues through the filter medium 16 until then, until it becomes desirable to clean the filter medium by countercurrent washing of the filter medium. In one embodiment, countercurrent flushing may be initiated when the pressure drop within the filter medium reaches a predetermined value, or when the tank has been in maintenance mode for a predetermined time.

Как показано в ФИГ. 2b, при инициировании противоточной промывки прерывают поток отработанной воды, подаваемый на подводящий впускной канал 32, и поток фильтрата из выпускного канала для фильтрата. Включают поток газа через впускной канал 34 для первой текучей среды и диффузор 46, и инициируют поток отработанной воды через впускной канал 36 для второй текучей среды. В одном варианте исполнения течение второй текучей среды может происходить через выпускной канал для фильтрата, тем самым устраняя необходимость в отдельном впускном канале для второй текучей среды. Течение газа через впускной канал 34 для первой текучей среды может, но не обязательно должно происходить до того, как инициируют течение второй текучей среды. В одном варианте исполнения течение первой и второй текучих сред начинается одновременно, тогда как в еще одном варианте исполнения течение второй текучей среды начинается до того, как инициируют течение первой текучей среды. При введении первой и второй текучих сред слой фильтрующей среды расширяется и перемещается в противоточных потоках внутри резервуара 20, как показано обозначающими течение стрелками в ФИГ. 2а. В ФИГ. 2а фильтрующая среда рядом с первым концом 22 всасывающей трубы перемещается в сторону второго конца 24 в направлении, противоположном течению отработанной воды во время фильтрации. Фильтрующая среда 16 рядом со вторым концом 24 всасывающей трубы перемещается вдоль наружной стороны всасывающей трубы в сторону первого конца 22 всасывающей трубы, тем самым обеспечивая частичное или полное оборачивание слоя.As shown in FIG. 2b, when initiating countercurrent washing, the flow of waste water supplied to the inlet channel 32 and the filtrate stream from the filtrate outlet channel are interrupted. The gas flow through the inlet 34 for the first fluid and the diffuser 46 are turned on, and the flow of waste water through the inlet 36 for the second fluid is initiated. In one embodiment, flow of the second fluid may occur through the filtrate outlet, thereby eliminating the need for a separate inlet for the second fluid. The flow of gas through the inlet 34 for the first fluid may, but does not have to, occur before the flow of the second fluid is initiated. In one embodiment, the flow of the first and second fluids begins simultaneously, while in yet another embodiment, the flow of the second fluid begins before the flow of the first fluid is initiated. With the introduction of the first and second fluids, the filter medium layer expands and moves in countercurrent flows inside the tank 20, as shown by arrows in FIG. 2a. In FIG. 2a, the filter medium near the first end 22 of the suction pipe moves towards the second end 24 in the opposite direction to the flow of waste water during filtration. The filter medium 16 near the second end 24 of the suction pipe moves along the outside of the suction pipe towards the first end 22 of the suction pipe, thereby providing a partial or complete wrapping of the layer.

Фильтрующая среда, перемещающаяся через всасывающую трубу, перемешивается, тем самым высвобождая часть нефти и взвешенных твердых частиц, зафиксированных на фильтрующей среде. Фильтрующая среда, выходящая из всасывающей трубы, может дополнительно перемешиваться в очистной зоне, тем самым высвобождая дополнительные нефть и взвешенные твердые частицы из фильтрующей среды. Нефть и взвешенные твердые частицы выводят из резервуара 20 через выпускной канал 50 для загрязнений в ФИГ. 2b. Газ также удаляют из резервуара 20 через выпускной канал 50 для загрязнений.The filter medium moving through the suction pipe is mixed, thereby releasing part of the oil and suspended solids fixed on the filter medium. The filter medium emerging from the suction pipe can be further mixed in the treatment zone, thereby releasing additional oil and suspended solids from the filter medium. Oil and suspended solids are removed from the reservoir 20 through an exhaust channel 50 for contamination in FIG. 2b. Gas is also removed from the reservoir 20 through an exhaust duct 50 for contamination.

Первая текучая среда и вторая текучая среда во время противоточной промывки могут протекать непрерывно. Альтернативно, течение одной или обеих из первой и второй текучих сред может быть периодическим. В одном варианте исполнения воздух непрерывно протекает через всасывающую трубу, тогда как воду подают импульсами в периферийную зону. Пульсирующее течение может быть периодическим, в котором течение происходит с регулярной периодичностью между выключением и включением с предварительно заданными интервалами. Период времени, в течение которого протекает текучая среда, может, но не обязательно должен быть таким же, как период времени, в течение которого поток текучей среды прерывают. Например, текучая среда может протекать в течение более длительного или более короткого периода времени, чем период времени, в течение которого поток текучей среды прерывают. В одном варианте исполнения период времени, в течение которого текучая среда протекает, по существу идентичен периоду времени, в течение которого поток текучей среды прерывают.The first fluid and the second fluid may flow continuously during countercurrent flushing. Alternatively, the flow of one or both of the first and second fluids may be periodic. In one embodiment, air continuously flows through the suction pipe, while water is supplied by pulses to the peripheral zone. The pulsating flow can be periodic, in which the flow occurs at regular intervals between switching off and on at predetermined intervals. The period of time during which the fluid flows may, but does not have to be, the same as the period of time during which the flow of fluid is interrupted. For example, the fluid may flow for a longer or shorter period of time than the period of time during which the fluid flow is interrupted. In one embodiment, the period of time during which the fluid flows is substantially identical to the period of time during which the fluid flow is interrupted.

В еще одном варианте исполнения первую текучую среду можно периодически подавать во всасывающую трубу, тогда как вторую текучей среды непрерывно подводят во время противоточной промывки. Вторая текучая среда проходит в фильтровый резервуар и в фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов в течение первого периода времени, в направлении, противоположном течению жидкости через резервуар, и первая текучая среда проходит через фильтрующую среду из скорлупы грецких орехов во всасывающую трубу в течение второго периода времени, для отделения по меньшей мере части загрязнения из фильтрующей среды. Продолжительность первого периода времени может быть достаточной для выполнения частичного оборачивания, или одного или более полных оборачиваний слоя. Течение первой текучей среды может быть прервано, тогда как течение второй текучей среды продолжается, и загрязнения удаляются. Течение фильтрата через выходной канал для фильтрата может быть прервано, и может быть возобновлено течение первой текучей среды. Затем может быть прервано течение первой текучей среды, тогда как течение второй текучей среды продолжается, чтобы опять провести частичное или полное оборачивание слоя один или более раз. Опять же, может быть удален поток загрязнений, тогда как течение второй текучей среды продолжается. Течение первой текучей среды может быть непрерывно перемежаться, пока не будет достигнут желательный уровень противоточной промывки. Для завершения цикла противоточной промывки течение первой текучей среды может быть прервано, тогда как течение второй текучей среды продолжается, и загрязнения удаляются из резервуара. При удалении загрязнений течение второй текучей среды может быть прервано, и может быть инициировано проточное течение отработанной воды. Комбинация импульсных противоточных промывок может иметь результатом частичное или одно или несколько полных оборачиваний слоя во время противоточной промывки. В одном варианте исполнения слой оборачивают около 3 раз. В еще одном варианте исполнения слой оборачивают около 4 раз.In yet another embodiment, the first fluid may be periodically supplied to the suction pipe, while the second fluid is continuously supplied during countercurrent flushing. The second fluid passes into the filter tank and into the filter medium from the walnut shell for the first time period, in the direction opposite to the fluid flow through the tank, and the first fluid passes through the filter medium from the walnut shell into the suction pipe for a second period of time , to separate at least part of the contamination from the filter medium. The length of the first time period may be sufficient to perform partial wrapping, or one or more complete wrapping of the layer. The flow of the first fluid may be interrupted, while the flow of the second fluid continues, and contaminants are removed. The flow of the filtrate through the filtrate outlet can be interrupted and the flow of the first fluid can be resumed. Then, the flow of the first fluid may be interrupted, while the flow of the second fluid continues to again partially or completely wrap the layer one or more times. Again, the contaminant stream can be removed while the flow of the second fluid continues. The flow of the first fluid can be continuously alternated until the desired level of countercurrent flushing is achieved. To complete the countercurrent flushing cycle, the flow of the first fluid may be interrupted while the flow of the second fluid continues and contaminants are removed from the reservoir. When contaminants are removed, the flow of the second fluid may be interrupted and the flow of waste water may be initiated. The combination of pulsed countercurrent flushing can result in partial or one or more complete layer wrapping during countercurrent flushing. In one embodiment, the layer is wrapped about 3 times. In yet another embodiment, the layer is wrapped about 4 times.

Система импульсной противоточной промывки обеспечивает преимущества над традиционными способами противоточной промывки в том, что она может сокращать капиталовложения и эксплуатационные расходы благодаря устранению механического оборудования внутри фильтрового резервуара или снаружи резервуара. Способ импульсной противоточной промывки также может быть более простым в исполнении, поскольку он может исключить традиционные рециркуляционные насосы, которые удаляют фильтрующую среду из резервуара для регенерации и затем возвращают регенерированную фильтрующую среду обратно в резервуар. Техническое обслуживание общеупотребительных рециркуляционных насосов часто является затруднительным, поскольку эти насосы часто размещают на высоте от 20 до 25 футов (6,1-7,62 м) над полом. Промывание рециркуляционных трубопроводов при завершении цикла противоточной промывки также может быть затруднительным, и может включать удаление фильтрующей среды вручную. Кроме того, устранение необходимости в механических смесителях и рециркуляционных насосах сокращает вес системы и занимаемую ею площадь. Кроме того, поскольку компоненты противоточной промывки находятся внутри резервуара, они могут быть сформированы из менее дорогостоящих материалов, таких как пластики, поскольку они не работают в рециркуляционной системе под давлением, как традиционные наружные компоненты противоточной промывки. Использование более легких компонентов также может уменьшать затраты на монтаж оборудования в некоторых вариантах применения, таких как платформы для морской добычи, где стоимость монтажных работ значительно возрастает с увеличением веса системы. Еще одно преимущество состоит в том, что газ или воздух, используемые в системе импульсной противоточной промывки, могут быть легкодоступными на многих установках, такие как газ, извлеченный при добыче углеводородов или полученный на нефтеперегонных установках, тем самым устраняя необходимость в компрессоре для подачи газа для системы импульсной противоточной промывки. Более существенно то, что, поскольку система импульсной противоточной промывки может использовать газ и жидкость, это может сокращать объем образующейся промывной жидкости. Кроме того, поскольку фильтрующую среду не удаляют из резервуара во время противоточной промывки, сокращается воздействие на нее трубопроводов и насосов, так что может быть использована фильтрующая среда, имеющая более низкий модуль упругости, чем традиционная фильтрующая среда. Например, скорлупа черного и английского грецкого ореха известна как обеспечивающая превосходное слияние и отфильтровывание нефти, содержащейся в отработанной воде, однако фильтры из скорлупы грецких орехов типично заполняют более дорогой скорлупой черного грецкого ореха, поскольку она имеет более высокий модуль упругости, чем скорлупа английского грецкого ореха, и поэтому имеет более прочную поверхность для применения в наружных системах противоточной промывки. Поскольку согласно одному варианту исполнения операции противоточной промывки выполняют внутри, может быть возможным применение менее дорогостоящей скорлупы английского грецкого ореха без ухудшения производительности.A pulsed countercurrent flushing system offers advantages over conventional countercurrent flushing methods in that it can reduce investment and operating costs by eliminating mechanical equipment inside the filter tank or outside the tank. The pulse countercurrent flushing method may also be simpler to implement since it can eliminate traditional recirculation pumps that remove the filter medium from the regeneration tank and then return the regenerated filter medium back to the tank. Maintenance of commonly used recirculation pumps is often difficult because these pumps are often placed at 20 to 25 feet (6.1-7.62 m) above the floor. Flushing the recirculation piping at the end of the countercurrent flushing cycle can also be difficult, and may include manually removing the filter medium. In addition, eliminating the need for mechanical mixers and recirculation pumps reduces the weight of the system and its footprint. In addition, since countercurrent flushing components are located inside the tank, they can be formed from less expensive materials, such as plastics, because they do not work in a recirculation system under pressure, like traditional external countercurrent flushing components. The use of lighter components can also reduce equipment installation costs in some applications, such as offshore platforms, where installation costs increase significantly with increasing system weight. Another advantage is that the gas or air used in the pulse countercurrent flushing system can be readily available in many plants, such as gas recovered from hydrocarbon production or obtained from oil refineries, thereby eliminating the need for a compressor to supply gas for pulse countercurrent flushing systems. More significantly, since a pulsed countercurrent flushing system can use gas and liquid, this can reduce the amount of flushing fluid generated. In addition, since the filter medium is not removed from the reservoir during counterflow washing, the effect of piping and pumps on it is reduced, so that a filter medium having a lower modulus than a conventional filter medium can be used. For example, black and English walnut shells are known to provide excellent coalescence and filtering of the oil contained in the waste water, however, walnut shell filters are typically filled with more expensive black walnut shells, since it has a higher modulus than English walnut shells , and therefore has a more durable surface for use in external countercurrent flushing systems. Since, according to one embodiment, countercurrent flushing operations are performed internally, it may be possible to use a less expensive English walnut shell without compromising performance.

Как только определяют, что нефть и взвешенные твердые частицы удалены из фильтрующей среды в достаточной степени, и/или противоточная промывка проходила в течение предварительно заданного периода времени, течение первой и второй текучих сред затем прерывают, и в подводящий впускной канал направляют поток отработанной воды, как показано в ФИГ. 2с, когда фильтрующая среда оседает в слой.Once it is determined that the oil and suspended solids have been sufficiently removed from the filter medium, and / or countercurrent flushing has taken place for a predetermined period of time, the flow of the first and second fluids is then interrupted, and the waste water stream is directed into the inlet duct, as shown in FIG. 2c when the filter medium settles into the bed.

ФИГ. 3 представляет схематический вид сверху в разрезе устройства 300 с фильтрующей средой, подобного устройству 200 с фильтрующей средой, от которого устройство с фильтрующей средой отличается тем, что имеет четыре всасывающих трубы 18, размещенных в фильтрующей среде 16. Устройство 300 с фильтрующей средой также отличается от фильтрующей среды 200 тем, что устройство 300 также может включать четыре впускных канала для первой текучей среды (не показаны) для направления первой текучей среды к каждой из четырех всасывающих труб. Другие конструкционные особенности устройства 300 могут быть подобными или идентичными таковым в устройстве 200 и поэтому не показаны. Циклы фильтрации и противоточной промывки в устройстве 300 выполняют таким же образом, как в устройстве 200, кроме того, что течение к четырем впускным каналам для первой текучей среды может быть либо инициировано, либо прервано одновременно. Как и для устройства 200, устройство 300 с фильтрующей средой может необязательно включать дополнительные впускные каналы для первой текучей среды и/или впускные каналы для второй текучей среды в периферийной зоне 26, чтобы способствовать оборачиванию слоя. Благодаря присутствию многочисленных всасывающих труб внутри фильтрующей среды можно более равномерно распределять газ, выходящий из всасывающих труб и поступающий в очистную зону, тем самым увеличивая турбулентность перемешивания в очистной зоне для более эффективного удаления нефти и взвешенных твердых частиц из фильтрующей среды. Устранение центральной всасывающей трубы, как показано в ФИГ. 3, хотя и не является обязательным, может обеспечивать более легкое и более универсальное распределение воды.FIG. 3 is a schematic cross-sectional top view of a filter medium device 300, similar to a filter medium device 200, from which the filter medium device is characterized in that it has four suction tubes 18 disposed in the filter medium 16. The filter medium device 300 is also different from filter medium 200 in that the device 300 can also include four inlet channels for a first fluid (not shown) for directing a first fluid to each of the four suction pipes. Other design features of the device 300 may be similar or identical to those of the device 200 and therefore not shown. Filtration and countercurrent flushing cycles in the device 300 are performed in the same manner as in the device 200, except that the flow to the four inlet channels for the first fluid can either be initiated or interrupted simultaneously. As with device 200, the filter medium device 300 may optionally include additional inlets for the first fluid and / or inlets for the second fluid in the peripheral zone 26 to facilitate wrapping of the layer. Due to the presence of numerous suction pipes inside the filter medium, it is possible to more evenly distribute the gas leaving the suction pipes and entering the treatment zone, thereby increasing mixing turbulence in the treatment zone to more efficiently remove oil and suspended solids from the filter medium. Elimination of the central suction pipe as shown in FIG. 3, although not required, may provide an easier and more versatile distribution of water.

ФИГ. 4 представляет схематическое изображение устройства 400 с фильтрующей средой. Устройство 400 с фильтрующей средой подобно устройству с фильтрующей средой, за тем исключением, что всасывающая труба 18 устройства 400 включает перегородку 62. Перегородка может быть полезной, когда диаметр промывной трубы является достаточно большим для возникновения возможности обратного перемешивания внутри всасывающей трубы. Обратное перемешивание отработанной воды и фильтрующей среды внутри всасывающей трубы может оказывать негативное влияние на течение и перемешивание фильтрующей среды во всасывающей трубе, приводя к ухудшению всасывания на первом конце всасывающей трубы и снижению эффективности оборачивания фильтрующей среды. Перегородке могут быть приданы размеры и форма соответственно конкретному варианту применения. ФИГ. 4 показывает цилиндрическую перегородку 62, размещенную по центру внутри всасывающей трубы 18. Хотя показаны 4 всасывающих трубы, понятно, что могут быть использованы любое число и компоновка всасывающих труб в такой мере, насколько всасывающая трубная система обеспечивает желательный объем оборачивания среды через резервуар.FIG. 4 is a schematic illustration of a filter medium device 400. The device 400 with a filter medium is similar to a device with a filter medium, except that the suction pipe 18 of the device 400 includes a baffle 62. The baffle may be useful when the diameter of the wash pipe is large enough to allow back mixing inside the suction pipe. Re-mixing the waste water and the filter medium inside the suction pipe can adversely affect the flow and mixing of the filter medium in the suction pipe, leading to poor absorption at the first end of the suction pipe and a decrease in the wrapping efficiency of the filter medium. The septum can be dimensioned and shaped according to the particular application. FIG. 4 shows a cylindrical baffle 62 centered inside the suction pipe 18. Although 4 suction pipes are shown, it will be appreciated that any number and arrangement of suction pipes can be used to the extent that the suction pipe system provides the desired volume of medium wrapping through the tank.

В устройстве 400 впускной канал 34 для первой текучей среды, такой как газовый впускной канал, может быть скомпонован и размещен для направления воздуха через всю всасывающую трубу, в том числе наружную часть 66, ограниченную боковой стенкой всасывающей трубы и боковой стенкой перегородок, а также через центральную часть 64 всасывающей трубы, ограниченную боковой стенкой перегородки 62. Наружная область 66 может представлять собой окружную кольцевую область, ограниченную цилиндрической всасывающей трубой и цилиндрической перегородкой. Циклы фильтрации и противоточной промывки в устройстве 400 выполняют таким же образом, как в устройстве 200. Как и в устройстве 200, устройство 400 с фильтрующей средой может необязательно включать дополнительные впускные каналы для первой текучей среды и/или впускные каналы для второй текучей среды в периферийной зоне 26, чтобы способствовать оборачиванию слоя. Во время противоточной промывки фильтрующая среда протекает через центральную часть 64, а также наружную область 66, тогда как фильтрующая среда в периферийной зоне протекает в противоточном направлении. Во время прямоточной фильтрации жидкость, содержащая загрязнения, протекает через фильтрующую среду, размещенную в периферийной зоне 26, наружную область 66 и центральную часть 64.In the device 400, the inlet 34 for the first fluid, such as the gas inlet, can be arranged and placed to direct air through the entire suction pipe, including the outer part 66, bounded by the side wall of the suction pipe and the side wall of the partitions, and also through the central portion 64 of the suction pipe bounded by the side wall of the partition 62. The outer region 66 may be a circumferential annular region bounded by a cylindrical suction pipe and a cylindrical partition. Filtration and countercurrent flushing cycles in the device 400 are performed in the same manner as in the device 200. As in the device 200, the filter medium 400 may optionally include additional inlets for the first fluid and / or inlets for the second fluid in the peripheral zone 26 to facilitate the wrapping of the layer. During countercurrent washing, the filter medium flows through the central portion 64 as well as the outer region 66, while the filter medium in the peripheral zone flows in the countercurrent direction. During the direct-flow filtration, the liquid containing contaminants flows through the filter medium located in the peripheral zone 26, the outer region 66 and the central part 64.

ФИГ. 5 представляет схематический вертикальный вид сбоку одного варианта исполнения базовой части 500 всасывающей трубы 518, пригодной для применения в любой из установок 200, 300, 400 с фильтрующей средой. В этом варианте исполнения всасывающая труба 518 включает многочисленные протоки 570 в первом конце 522 всасывающей трубы. Вырезы могут способствовать течению фильтрующей среды из периферийной зоны (не показана) к первому концу 522 и через всасывающую трубу 518. Протоки могут быть идентичными друг другу и размещенными в регулярном порядке вокруг второго конца всасывающей трубы для обеспечения единообразного течения внутри всасывающей трубы. Протоки 570 могут иметь любые размеры и формы, чтобы создавать достаточное течение фильтрующей среды и промывной текучей среды внутри всасывающей трубы при проведении желательного цикла противоточной промывки.FIG. 5 is a schematic vertical side view of one embodiment of a base part 500 of a suction pipe 518 suitable for use in any of the filter media 200, 300, 400. In this embodiment, the suction pipe 518 includes multiple ducts 570 at the first end 522 of the suction pipe. The cutouts can facilitate the flow of the filter medium from the peripheral zone (not shown) to the first end 522 and through the suction pipe 518. The ducts can be identical to each other and placed regularly around the second end of the suction pipe to ensure a uniform flow inside the suction pipe. The ducts 570 can be of any size and shape to create sufficient flow of the filter medium and the flushing fluid inside the suction pipe during the desired countercurrent flushing cycle.

ФИГ. 6 представляет блок-схему системы 600 для обработки отработанной воды, включающей первое устройство 610 с фильтрующей средой и второе устройство 620 с фильтрующей средой, действующие параллельно. Установки 610 и 620 с фильтрующей средой могут включать резервуар, фильтрующую среду и всасывающую трубу, размещенную внутри среды. Источник 630 отработанной воды, содержащей нефть и взвешенные твердые частицы, сообщается по текучей среде с впускным каналом для подачи отработанной воды в устройство 610 с фильтрующей средой через клапан 632. Подобным образом источник 630 отработанной воды сообщается по текучей среде с впускным каналом для подачи отработанной воды в устройство 620 с фильтрующей средой через клапан 634. Источник отработанной воды сообщается по текучей среде с впускным каналом для второй текучей среды устройства 610 через клапан 636, и также соединен по текучей среде с впускным каналом для второй текучей среды устройства 620 через клапан 638.FIG. 6 is a block diagram of a waste water treatment system 600 including a first filter medium device 610 and a second filter medium device 620 operating in parallel. Filter media installations 610 and 620 may include a reservoir, a filter media, and a suction pipe disposed within the medium. A source 630 of waste water containing oil and suspended solids is in fluid communication with an inlet for supplying waste water to a filter medium 610 through a valve 632. In a similar manner, a source of waste water 630 is in fluid communication with an inlet for supplying waste water to a device 620 with a filter medium through a valve 634. A source of waste water is in fluid communication with an inlet for the second fluid of the device 610 through a valve 636, and is also fluidly coupled e with the inlet for the second fluid device 620 through the valve 638.

Источник 640 газа, такой как воздуходувка, соединен по текучей среде с газовым впускным каналом устройства 610 через клапан 646. Источник 640 газа также сообщается по текучей среде с газовым впускным каналом устройства 620 через клапан 648.A gas source 640, such as a blower, is fluidly connected to the gas inlet of the device 610 via a valve 646. A gas source 640 is also in fluid communication with the gas inlet of the device 620 through a valve 648.

Когда устройство 610 действует в цикле фильтрации, клапан 632 открыт для подведения отработанной воды в устройство. Соответственно этому, клапаны 636, 646 закрыты для предотвращения противоточной промывки слоя отработанной водой и газом, соответственно. Подобным образом, клапан 642 остается закрытым, чтобы предотвратить вытеснение отработанной воды газом во время фильтрации.When the device 610 operates in a filtration cycle, the valve 632 is open to supply waste water to the device. Accordingly, valves 636, 646 are closed to prevent countercurrent flushing of the layer with waste water and gas, respectively. Similarly, valve 642 remains closed to prevent gas from being displaced by the gas during filtration.

Устройство 620 может действовать в цикле противоточной промывки в течение всего или части времени, когда устройство 610 работает в цикле фильтрации. Когда устройство 620 действует в цикле противоточной промывки, клапан 634 закрыт, чтобы предотвращать поступление отработанной воды в подводящий впускной канал устройства. Клапаны 638, 648 открыты для подведения отработанной воды и газа в цикл противоточной промывки. В системе согласно ФИГ. 6, управляющее устройство 650 может срабатывать по сигналу, посланному таймером, который указывает на истечение предварительно заданного периода противоточной промывки, и выдает один или более управляющих сигналов на закрывание клапанов 638, 648 и открывание клапана 634, чтобы устройство 620 могло работать в условиях фильтрации.The device 620 may operate in a countercurrent flushing cycle for all or part of the time when the device 610 operates in a filtering cycle. When the device 620 operates in a countercurrent flushing cycle, the valve 634 is closed to prevent wastewater from entering the inlet of the device. Valves 638, 648 are open for supplying waste water and gas to the countercurrent flushing cycle. In the system according to FIG. 6, control device 650 may be triggered by a timer signal that indicates the expiration of a predetermined countercurrent flushing period, and provides one or more control signals to close valves 638, 648 and open valve 634 so that device 620 can operate under filtering conditions.

Необязательно, источник фильтрата может сообщаться по текучей среде с впускным каналом для второй текучей среды первого устройства и впускным каналом для второй текучей среды второго устройства. В еще одном варианте исполнения вторая текучая среда может быть соединена с первым и вторым выпускными каналами для фильтрата для подведения второй текучей среды в первое устройство и второе устройство, тем самым исключая отдельные впускные каналы для второй текучей среды.Optionally, the source of filtrate may be in fluid communication with an inlet for the second fluid of the first device and an inlet for the second fluid of the second device. In yet another embodiment, the second fluid may be connected to the first and second outlet channels for the filtrate to supply a second fluid to the first device and second device, thereby eliminating separate inlet channels for the second fluid.

В системе в ФИГ. 6, управляющее устройство 650 может также срабатывать на сигналы от датчиков (не показаны), размещенных в любом конкретном месте внутри системы. Например, датчик в устройстве 610 с фильтрующей средой, работающем в цикле фильтрации, может посылать сигнал, показывающий, что падение давления в пределах слоя фильтрующей среды достигло предварительно заданного значения, при котором может быть желательным выполнение противоточной промывки среды в устройстве 610. Управляющее устройство 650 может срабатывать посыланием одного или более управляющих сигналов на закрывание клапана 632 и открывание клапанов 636, 646 для начала цикла противоточной промывки. Управляющее устройство 650 затем может получать сигналы и отвечать на них попеременным переводом одной или обеих установок 610, 620 в эксплуатационный режим или выведением одной или другой из них из рабочего режима для проведения цикла противоточной промывки.In the system in FIG. 6, control device 650 may also be triggered by signals from sensors (not shown) located at any particular location within the system. For example, a sensor in a filter medium device 610 operating in a filter cycle may send a signal indicating that the pressure drop within the filter medium layer has reached a predetermined value at which countercurrent flushing of the medium in device 610 may be desirable. Control device 650 can be triggered by sending one or more control signals to close the valve 632 and open the valves 636, 646 to start the countercurrent flushing cycle. The control device 650 can then receive signals and respond to them by alternately putting one or both of the units 610, 620 into operational mode or by removing one or the other of them from the operating mode for conducting a countercurrent flushing cycle.

Во время циклов противоточной промывки одного из устройств 610, 620 управляющее устройство 650 может подавать сигнал клапанам 636, 638, 646, 648, чтобы они оставались постоянно открытыми или открывались и закрывались периодически для проведения пульсирующей противоточной промывки. Во время переключения каждого слоя из цикла противоточной промывки управляющее устройство 650 может также периодически открывать и закрывать клапан 646, 648 для создания импульсных подач газа во всасывающую трубу, чтобы способствовать оседанию слоя. Импульсная подача газа через всасывающую трубу может взмучивать слой, после чего слой оседает под действием силы тяжести. Затем импульсная подача газа может быть опять направлена через всасывающую трубу, чтобы опять взмутить слой, после чего слой оседает под действием силы тяжести. Осаждение слоя в пульсирующем режиме может продолжаться в течение предварительно заданного периода времени или числа импульсов, или до тех пор, пока слой не осядет до желательной высоты, в каковой момент времени клапаны 646, 648 могут оставаться закрытыми, когда инициируют прямоточную подачу от источника 630 отработанной воды. Во время пульсирующего оседания слоя с помощью газа, жидкость может, но не обязательно должна подаваться импульсами в резервуар через клапаны 636, 638, чтобы способствовать оседанию. Импульсная подача жидкости может происходить между моментами или в то же время, когда для оседания слоя проводят импульсную подачу газа.During countercurrent flushing cycles of one of the devices 610, 620, the control device 650 may signal valves 636, 638, 646, 648 so that they remain constantly open or open and close periodically for a pulsating countercurrent flushing. During the switching of each layer from the countercurrent washing cycle, the control device 650 may also periodically open and close the valve 646, 648 to create pulsed gas supplies to the suction pipe to facilitate settling of the layer. A pulsed gas supply through the suction pipe can agitate the layer, after which the layer settles by gravity. Then, the pulsed gas supply can again be directed through the suction pipe to again disturb the layer, after which the layer settles under the action of gravity. The deposition of the layer in a pulsed mode can continue for a predetermined period of time or the number of pulses, or until the layer settles to the desired height, at which point in time the valves 646, 648 can remain closed when direct flow from the source 630 is initiated water. During the pulsating sedimentation of the layer by gas, the fluid may, but need not, be impulse-fed into the reservoir through valves 636, 638 to facilitate sedimentation. A pulsed supply of liquid can occur between moments or at the same time when a pulsed supply of gas is carried out to settle the layer.

ФИГ. 8 представляет блок-схему, иллюстрирующую вариант исполнения изобретения. В ФИГ. 8 стадия 801 включает пропускание подводимой жидкости в фильтровальное устройство. Фильтрат удаляют во время прямоточной фильтрации в стадии 801. При пропускании подводимой жидкости датчик отслеживает давление в первом фильтровальном устройстве для определения, не достигло ли падение давления в пределах фильтрующей среды предварительно заданного значения, как показано в стадии 802. Если значение падения давления не достигло предварительно заданного значения, подводимая жидкость продолжает проходить через первое фильтровальное устройство, как в стадии 801. Если же показания давления определяют достижение или превышение предварительно заданного значения, течение подводимой жидкости в фильтровальное устройство прерывают в стадии 803.FIG. 8 is a block diagram illustrating an embodiment of the invention. In FIG. 8, step 801 includes passing the inlet fluid into the filter device. The filtrate is removed during in-line filtration in step 801. When passing inlet fluid, the sensor monitors the pressure in the first filter device to determine if the pressure drop within the filter medium has reached a predetermined value, as shown in step 802. If the pressure drop value has not reached of the set value, the liquid supplied continues to pass through the first filter device, as in step 801. If the pressure readings determine the achievement or excess predetermined value, the flow of fluid supplied to the filter device is interrupted in step 803.

В ФИГ. 8, после прерывания течения подводимой жидкости, поток первой текучей среды вводят во всасывающую трубу в резервуаре на стадии 804 в направлении, противоположном течению подводимой жидкости. Поток второй текучей среды также вводят в периферийную зону на стадии 805. В стадии 806 проводят определение того, достаточным ли или нет было оборачивание фильтрующей среды. Это определение может проводиться в течение всего периода времени выполнения стадий 804 и 805. В стадии 806, если оборачивание фильтрующей среды было достаточным, течение первой текучей среды прерывают в стадии 807. Если оборачивание фильтрующей среды было недостаточным, течение второй текучей среды прерывают в стадии 809. После прерывания течения второй текучей среды опять инициируют течение первой текучей среды в стадии 810. Еще раз проводят определение в стадии 811, было ли достаточным или нет оборачивание фильтрующей среды. Если оборачивание слоя было достаточным, то течение первой текучей среды прерывают в стадии 807. Если оборачивание фильтрующей среды было недостаточным, течение второй текучей среды прерывают в стадии 809. Стадии 809-811 повторяют до тех пор, пока в стадии 811 будет определено, что оборачивание фильтрующей среды было достаточным.In FIG. 8, after the flow of the supplied fluid is interrupted, the flow of the first fluid is introduced into the suction pipe in the tank at step 804 in the direction opposite to the flow of the supplied fluid. A second fluid stream is also introduced into the peripheral zone at step 805. At step 806, a determination is made as to whether or not wrapping of the filter medium was sufficient. This determination can be carried out during the entire time period of steps 804 and 805. In step 806, if the wrapping of the filter medium was sufficient, the flow of the first fluid is interrupted in step 807. If the wrapping of the filter medium is insufficient, the flow of the second fluid is interrupted in step 809 After interruption of the flow of the second fluid, the flow of the first fluid is again initiated in step 810. Once again, a determination is made in step 811 of whether or not the wrapping of the filter medium was sufficient. If the wrapping of the layer was sufficient, then the flow of the first fluid was interrupted in step 807. If the wrapping of the filter medium was insufficient, the flow of the second fluid was interrupted in step 809. Steps 809-811 are repeated until it is determined in step 811 that the wrapping filter medium was sufficient.

Когда в стадии 807 прерывают течение первой текучей среды после определения, что оборачивание фильтрующей среды было достаточным, в стадии 812 из фильтровального устройства удаляют загрязнения. После удаления загрязнений течение второй текучей среды прерывают в стадии 813, и течение жидкости, подводимой в фильтровальное устройство, возобновляют в стадии 814. Фильтрат опять удаляют во время прямоточной фильтрации в стадии 814.When the flow of the first fluid is interrupted in step 807 after determining that wrapping the filter medium was sufficient, in step 812 contaminants are removed from the filter device. After removal of contaminants, the flow of the second fluid is interrupted in step 813, and the flow of liquid supplied to the filter device is resumed in step 814. The filtrate is again removed during direct-flow filtration in step 814.

Назначение и преимущества этих и других вариантов осуществления настоящего изобретения будут полнее понятными из нижеследующих примеров. Эти примеры предполагаются быть иллюстративными по своему характеру и не должны рассматриваться как ограничивающие область изобретения.The purpose and advantages of these and other embodiments of the present invention will be more fully understood from the following examples. These examples are intended to be illustrative in nature and should not be construed as limiting the scope of the invention.

ПРИМЕР IEXAMPLE I

Провели эксперимент для определения эффективности противоточной промывки импульсной подачей воды. Испытательное устройство скомпоновали из прозрачной пластмассовой колонки, имеющей диаметр около 12 дюймов (304,8 мм) и высоту около 12 футов (3,66 м). В центр колонки поместили всасывающую трубу с диаметром около 3 дюймов (76,2 мм) и высотой около 5 футов (1,53 м). Воздушный диффузор присоединили к воздушному впускному каналу у основания всасывающей трубы. Три сопла для подачи воды разместили на равных расстояниях друг от друга по наружной стороне колонки. Каждое сопло включало колено для направления воды в колонку по касательной. Колонку заполнили скорлупой черного грецкого ореха на 66 дюймов (1676,4 мм) так, что слой скорлупы выступал приблизительно на 6 футов (1,83 м) над высотой всасывающей трубы.An experiment was conducted to determine the effectiveness of countercurrent flushing with a pulsed water supply. The test device was assembled from a transparent plastic column having a diameter of about 12 inches (304.8 mm) and a height of about 12 feet (3.66 m). A suction pipe with a diameter of about 3 inches (76.2 mm) and a height of about 5 feet (1.53 m) was placed in the center of the column. An air diffuser is connected to the air inlet at the base of the suction pipe. Three nozzles for supplying water were placed at equal distances from each other on the outside of the column. Each nozzle included a bend to guide the water tangentially into the column. The column was filled with 66-inch (1676.4 mm) black walnut shells so that the shell layer protruded approximately 6 feet (1.83 m) above the height of the suction pipe.

Провели серию испытаний для измерения действия воздуха и воды при различных значениях расхода потока во время противоточной промывки. Эффективность противоточной промывки измеряли по скорости перемещения скорлупы грецких орехов вниз снаружи всасывающей трубы в периферийной зоне. Часть скорлупы грецких орехов окрасили для визуального подтверждения перемещения во время противоточной промывки. Первоначальные результаты показали, что при пульсирующей подаче воды объем образующейся промывной воды из фильтра из скорлупы грецких орехов был значительно снижен без ущерба эффективности противоточной промывки.We conducted a series of tests to measure the effects of air and water at various flow rates during countercurrent flushing. The efficiency of countercurrent washing was measured by the speed of movement of the walnut shell down outside the suction pipe in the peripheral zone. Part of the walnut shell was painted to visually confirm movement during countercurrent washing. Initial results showed that with a pulsating water supply, the volume of generated wash water from the filter from the walnut shell was significantly reduced without compromising the efficiency of countercurrent washing.

Дополнительные испытания провели с использованием вышеописанного устройства для сравнения непрерывного протекания промывной воды с импульсной подачей воды, в то же время поддерживая на постоянном уровне величину расхода потока воздуха через всасывающую трубу. В первом испытании вода непрерывно протекала в периферийную зону при величине расхода потока около 3 GPM (галлонов в минуту) (11,355 л/мин), в то время как в сравнительном испытании течение воды в периферийную зону было пульсирующим с импульсной подачей воды при величине расхода потока около 6 GPM (22,71 л/мин) в течение около 1 секунды, с последующим прерыванием потока в течение около 1 секунды, для достижения общей величины расхода потока около 3 GPM (11,355 л/мин). Во втором испытании вода непрерывно протекала в периферийную зону при величине расхода потока около 4 GPM (15,14 л/мин), в то время как в сравнительном испытании течение воды в периферийную зону было пульсирующим с импульсной подачей воды при величине расхода потока около 8 GPM (30,28 л/мин) в течение около 1 секунды, с последующим прерыванием потока в течение около 1 секунды, для достижения общей величины расхода потока около 4 GPM (15,14 л/мин). Результаты показаны в Таблице I.Additional tests were carried out using the above-described device for comparing the continuous flow of washing water with a pulsed water supply, while at the same time maintaining the flow rate of air through the suction pipe at a constant level. In the first test, water continuously flowed into the peripheral zone at a flow rate of about 3 GPM (gallons per minute) (11.355 l / min), while in the comparative test, the flow of water into the peripheral zone was pulsating with a pulsed water supply at a flow rate about 6 GPM (22.71 L / min) for about 1 second, followed by interruption of the flow for about 1 second, to achieve a total flow rate of about 3 GPM (11.355 l / min). In the second test, water continuously flowed into the peripheral zone at a flow rate of about 4 GPM (15.14 l / min), while in the comparative test, the flow of water into the peripheral zone was pulsating with a pulsed water supply at a flow rate of about 8 GPM (30.28 l / min) for about 1 second, followed by interruption of the flow for about 1 second, to achieve a total flow rate of about 4 GPM (15.14 l / min). The results are shown in Table I.

Как можно видеть, пульсирующая подача воды повышает скорость перемещения скорлупы грецких орехов примерно на 12 процентов и сокращает продолжительность оборачивания слоя примерно на 11 процентов, по сравнению с непрерывным течением с величинами расхода потока 3 GPM (11,355 л/мин), в то же время с созданием одинакового объема промывной воды. Подобным образом, пульсирующая подача воды повышает скорость перемещения скорлупы грецких орехов примерно на 21 процент и сокращает продолжительность оборачивания слоя примерно на 17 процентов, по сравнению с непрерывным течением с величинами расхода потока 4 GPM (15,14 л/мин), в то же время с созданием одинакового объема промывной воды.As you can see, the pulsating water supply increases the speed of movement of the walnut shell by about 12 percent and reduces the wrapping time of the layer by about 11 percent, compared with a continuous flow with flow rates of 3 GPM (11.355 l / min), at the same time creating the same amount of wash water. Similarly, a pulsating water supply increases the speed of movement of the walnut shell by about 21 percent and reduces the wrapping time of the layer by about 17 percent, compared to a continuous flow with 4 GPM flow rates (15.14 l / min), at the same time with the creation of the same volume of wash water.

Эти результаты показывают, что пульсирующая подача воды во время противоточной промывки является более эффективной в том плане, что цикл противоточной промывки может быть выполнен за более короткий период времени, создает меньше промывных стоков, или обеспечивает комбинацию обоих факторов. На основе этих данных была сделана оценка, что пульсирующая противоточная промывка создавала бы 20-30 галлонов (75,7-113,55 литров) воды на квадратный фут (0,093 м²) площади фильтрования, по сравнению с образованием около 160 галлонов (605,6 литров) воды на квадратный фут (0,093 м²) площади фильтрования при непрерывно протекающей воде.These results show that a pulsating water supply during countercurrent flushing is more efficient in that a countercurrent flushing cycle can be performed in a shorter period of time, creates fewer flush flows, or provides a combination of both factors. Based on these data, it was estimated that a pulsating countercurrent flushing would create 20-30 gallons (75.7-113.55 liters) of water per square foot (0.093 m ² ) of filtration area, compared with the formation of about 160 gallons (605, 6 liters) of water per square foot (0.093 m ² ) of filtration area with continuously flowing water.

ПРИМЕР IIEXAMPLE II

Провели испытание для определения эффективности противоточной промывки фильтра из скорлупы черного грецкого ореха, имеющего многочисленные всасывающие трубы, по сравнению с единичной всасывающей трубой. В первом испытании изготовили резервуар, имеющий диаметр 4 фута (1,22 м), который имел одну размещенную по центру всасывающую трубу, имеющую диаметр 12 дюймов (304,8 мм). Часть скорлупы грецких орехов окрасили для идентификации, и в различных местах на резервуаре разместили окошки для наблюдения за перемещением скорлупы грецких орехов. Во втором испытании изготовили резервуар, имеющий диаметр 4 фута (1,22 м), который включал 4 всасывающих трубы, каждая из которых имела диаметр 6 дюймов (152,4 мм). Эти 4 всасывающих трубы были равномерно размещены в объеме резервуара. Объем промывной воды и объем газа в обоих испытаниях были идентичными.A test was performed to determine the effectiveness of countercurrent flushing of a black walnut shell filter with multiple suction pipes compared to a single suction pipe. In the first test, a reservoir was made having a diameter of 4 feet (1.22 m), which had one centrally located suction pipe having a diameter of 12 inches (304.8 mm). Part of the walnut shell was painted for identification, and windows were placed in various places on the tank to monitor the movement of the walnut shell. In a second test, a reservoir was made having a diameter of 4 feet (1.22 m), which included 4 suction pipes, each of which had a diameter of 6 inches (152.4 mm). These 4 suction pipes were evenly placed in the tank volume. The volume of wash water and the volume of gas in both tests were identical.

Результаты визуального наблюдения показали, что конструкция с многочисленными всасывающими трубами была по меньшей мере столь же эффективной в оборачивании слоя, как и компоновка с одной всасывающей трубой, и в некоторых случаях была даже более эффективной. Без намерения вдаваться в какую-либо конкретную теорию, представляется, что присутствие многочисленных всасывающих труб более равномерно распределяет воздух, выходящий из всасывающих труб и поступающий в очистную зону, тем самым увеличивая турбулентность при перемешивании в очистной зоне для более эффективного удаления нефти и взвешенных твердых частиц с фильтрующей среды.The results of visual observation showed that the design with numerous suction pipes was at least as effective in wrapping the layer as the layout with one suction pipe, and in some cases was even more effective. Without intending to go into any particular theory, it seems that the presence of numerous suction pipes more evenly distributes the air leaving the suction pipes and entering the treatment zone, thereby increasing turbulence during mixing in the treatment zone for more efficient removal of oil and suspended solids with filter medium.

ПРИМЕР IIIEXAMPLE III

Провели контрольное испытание для определения эффективности противоточной промывки фильтра из скорлупы черного грецкого ореха, имеющего перегородку, расположенную во всасывающей трубе. Резервуар с фильтрующей средой, имеющий диаметр 4 фута (1,22 м), оснастили всасывающей трубой, сделанной из трубы с диаметром 12 дюймов (304,8 мм). Перегородку сформировали из трубы с диаметром 6 дюймов (152,4 мм) и разместили по центру во всасывающей трубе. В резервуар с фильтрующей средой вставили прозрачные окошки, чтобы наблюдать за эффективностью противоточной промывки. Результаты визуальных наблюдений в контрольном испытании подтвердили, что всасывающая труба с перегородкой обеспечивает надлежащую противоточную промывку для резервуара с большим диаметром, составляющим 4 фута (1,22 м).Conducted a control test to determine the effectiveness of countercurrent washing of the filter from the shell of a black walnut with a partition located in the suction pipe. A reservoir with a filter medium having a diameter of 4 feet (1.22 m) was equipped with a suction pipe made of a pipe with a diameter of 12 inches (304.8 mm). The septum was formed from a pipe with a diameter of 6 inches (152.4 mm) and placed centrally in the suction pipe. Transparent windows were inserted into the filter medium tank to monitor the effectiveness of countercurrent flushing. The results of visual observations in the control test confirmed that the suction pipe with a baffle provides adequate countercurrent flushing for a tank with a large diameter of 4 feet (1.22 m).

ПРИМЕР IVEXAMPLE IV

Провели испытание для определения эффективности пульсирующей подачи попеременно отработанной воды и воздуха в слой среды из скорлупы черного грецкого ореха на оседание слоя после цикла противоточной промывки. Среду из скорлупы грецких орехов традиционным способом осаждали в резервуаре, имеющем диаметр 12 дюймов (304,8 мм), при подаче отработанной воды в прямоточном потоке в слой высотой 60 дюймов (1524 мм). Затем среду из скорлупы грецких орехов расширили во время цикла противоточной промывки до высоты 66 дюймов (1676,4 мм). Для сравнения, слой традиционным способом осаждали обратно до высоты 60 дюймов (1524 мм) при непрерывном прямоточном потоке в течение около 5 минут. Затем проводили прямоточную подачу для измерения эффективности слояA test was carried out to determine the effectiveness of the pulsating supply of alternately exhausted water and air into a layer of medium from a black walnut shell for settling of the layer after a countercurrent washing cycle. The walnut shell medium was conventionally precipitated in a tank having a diameter of 12 inches (304.8 mm) when the wastewater was fed in a direct-flow stream to a layer 60 inches high (1524 mm). The walnut shell medium was then expanded during the countercurrent wash cycle to a height of 66 inches (1676.4 mm). For comparison, a layer was conventionally deposited back to a height of 60 inches (1524 mm) with a continuous forward flow for about 5 minutes. Then direct flow was carried out to measure the effectiveness of the layer

Затем среду из скорлупы грецких орехов опять расширили до высоты 66 дюймов (1676,4 мм), после чего в среду из скорлупы грецких орехов попеременно подавали импульсы, или короткие выбросы, отработанной воды и воздуха в противоположном питающему потоку направлении в течение около 2 минут, и оставляли для оседания. Воду подавали импульсами через слой с величиной расхода потока около 1,5 галлона/минуту (5,68 л/мин) в течение одной секунды, после чего подавали импульс воздуха через слой в виде короткого выброса в течение одной секунды. Слой оседал до высоты 53 дюйма (1346,2 мм), что было на 7 дюймов (177,8 мм) меньше, чем исходная высота, приводя к уплотненному слою, имеющему уменьшенный поровый объем в фильтрующей среде. Затем проводили прямоточную подачу на уплотненном слое для определения эффективности уплотненного слоя сравнительно с традиционно осажденным слоем. Результаты общей концентрации нефти на выходе в зависимости от времени при прямоточной фильтрации показаны в ФИГ. 7. Из этих данных были рассчитаны уравнения линейной регрессии для осажденного традиционным путем слоя, обозначенные как «свободный слой», и осажденного в пульсирующем режиме слоя, обозначенные как «осажденный слой». Данные...Then, the medium from the walnut shell was again expanded to a height of 66 inches (1676.4 mm), after which the medium from the walnut shell alternately gave impulses, or short emissions, of waste water and air in the opposite direction to the feed stream for about 2 minutes, and left to settle. Water was supplied by pulses through a bed with a flow rate of about 1.5 gallons / minute (5.68 L / min) for one second, after which a pulse of air was supplied through the bed as a short burst for one second. The layer deposited to a height of 53 inches (1346.2 mm), which was 7 inches (177.8 mm) less than the original height, resulting in a densified layer having a reduced pore volume in the filter medium. Then direct-flow feeding was performed on the compacted layer to determine the effectiveness of the compacted layer compared to the traditionally deposited layer. The results of the total concentration of oil at the outlet as a function of time with direct-flow filtration are shown in FIG. 7. From these data, linear regression equations were calculated for the conventionally deposited layer, designated as a “free layer”, and a pulsed-deposited layer, designated as a “deposited layer”. Data...

Как видно из вышеприведенных таблиц, по мере увеличения продолжительности фильтрации слой, осажденный в пульсирующем режиме, был значительно более эффективным в удалении общей и свободной нефти из отработанной воды, по истечении 800 минут более чем на 30 процентов. Подобным образом, график также показывает, что с увеличением продолжительности фильтрации осажденный в пульсирующем режиме слой удаляет больше нефти, чем слой, осажденный традиционным путем.As can be seen from the above tables, as the filtration time increased, the pulsed precipitated layer was significantly more effective in removing total and free oil from waste water, after 800 minutes more than 30 percent. Similarly, the graph also shows that as the filtration time increases, the pulsed-deposited layer removes more oil than the conventionally-deposited layer.

Поэтому осажденный в пульсирующем режиме слой может обеспечивать более продолжительный период времени работы фильтрующей среды из скорлупы грецких орехов, чем традиционно осажденные слои, прежде чем станет желательным проведение противоточной промывки. Увеличение периода времени между циклами противоточной промывки также может сокращать общее количество образующихся промывных стоков на протяжении срока службы среды. Уплотнение слоя также может иметь результатом компоновки слоев с меньшей высотой слоя, тем самым сокращая размер и вес резервуара.Therefore, the pulsed-deposited layer can provide a longer period of operation of the filter medium from the walnut shell than the traditionally precipitated layers before countercurrent washing is desired. An increase in the length of time between countercurrent wash cycles can also reduce the total amount of wash water generated during the life of the medium. Layer compaction can also result in arranging layers with a lower layer height, thereby reducing the size and weight of the tank.

При наличии таким образом описанных нескольких аспектов по меньшей мере одного варианта осуществления настоящего изобретения, должно быть принято во внимание, что квалифицированным специалистами в этой области технологии будут без труда сделаны разнообразные изменения, модификации и усовершенствования. Такие изменения, модификации и усовершенствования предполагаются составляющими часть настоящего изобретения, и предполагаются входящими в пределы смысла и области изобретения. Соответственно этому, вышеприведенные описание и чертежи представлены только в качестве примера.In the presence of the several aspects thus described of at least one embodiment of the present invention, it should be appreciated that various changes, modifications, and improvements will be readily made by those skilled in the art. Such changes, modifications, and improvements are intended to be part of the present invention, and are intended to be within the meaning and scope of the invention. Accordingly, the above description and drawings are presented by way of example only.

Настоящее изобретение не ограничивается в его реализации деталями конструкции и компоновки компонентов, изложенными в следующем описании или иллюстрированными в чертежах. Изобретение подразумевает и прочие варианты осуществления и может быть реализовано или исполнено различными путями. Кроме того, использованные здесь фразеология и терминология предназначены для цели описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Применение здесь терминов «включающий», «заключающий в себе», или «имеющий», «содержащий», «содержащий в себе» и их вариаций означает то, что они охватывают объекты, перечисленные после этого и их эквиваленты, а также дополнительные объекты. Только переходные фразы «состоящий из» и «по существу состоящий из» являются замкнутыми или полузамкнутыми переходными выражениями, соответственно, в отношении пунктов формулы изобретения. Как используемый здесь, термин «многочисленные» имеет отношение к двум или более объектам или компонентам.The present invention is not limited in its implementation to the details of the construction and layout of the components set forth in the following description or illustrated in the drawings. The invention also includes other embodiments and may be implemented or implemented in various ways. In addition, the phraseology and terminology used herein is intended for the purpose of description and should not be construed as limiting. The use of the terms “including”, “comprising”, or “having”, “comprising”, “comprising”, and their variations here means that they encompass the objects listed thereafter and their equivalents, as well as additional objects. Only the transition phrases “consisting of” and “essentially consisting of” are closed or semi-closed transition expressions, respectively, in relation to the claims. As used here, the term "multiple" refers to two or more objects or components.

Claims

1. A method of filtering contaminants from a liquid, comprising the steps of:
fluid supply including oil and suspended solids;
passing liquid through a filter tank, the filter tank including a walnut shell medium, a suction pipe system, a peripheral zone between a side wall of the suction pipe system and a side wall of the tank;
interruption of fluid flow through the tank;
passing the first fluid through the filter medium and the suction pipe system in a direction opposite to the fluid flow, thereby causing the filter medium to wrap;
passing a second fluid through a filter medium and a peripheral zone;
interrupting the flow of the second fluid while continuing to pass the first fluid through the filter medium and the suction pipe system;
resuming flow of the second fluid;
removing at least a portion of the oil and suspended solids from the filter tank;
interrupting the flow of the first fluid and the second fluid; and resuming fluid flow through the filter tank.

2. The method according to claim 1, wherein the first fluid is a gas.

3. The method according to claim 2, in which the second fluid is a liquid.

4. The method according to claim 3, in which the second fluid is a liquid comprising oil and suspended solids.

5. The method according to claim 1, in which the stage in which the first fluid is passed through the filter medium and the suction pipe system includes a stage in which the first fluid is passed during the first time period, and in which the stage in which the second the fluid through the filter medium and the peripheral zone includes a step in which a second fluid is passed for a second period of time less than the first period of time.

6. The method according to claim 1, in which the stage in which the first fluid is passed through the filter medium and the suction pipe system, includes a stage in which the first fluid is passed during the first time period, and in which the stage in which the second the fluid through the filter medium and the peripheral zone includes a step in which a second fluid is passed for a second period of time longer than the first period of time.

7. The method according to claim 3, in which the stage in which the second fluid is passed into the filter tank includes a stage in which a pulsating flow of the second fluid is supplied to the filter tank.

8. The method according to claim 2, further comprising:
sedimentation of the filter layer
by alternately carrying out the stages in which gas is passed through the suction pipe system and the possibility of deposition of the filter medium for the deposition of the specified layer.

9. The method of claim 8, in which the stage in which gas is passed through the suction pipe, includes a stage in which gas is passed for a first predetermined period of time.

10. The method according to claim 9, further comprising a stage in which the second fluid is passed through the filter medium in the peripheral zone in a direction opposite to the direction of transmission of the supplied fluid.

11. The method according to claim 10, in which the stage in which the second fluid is passed includes a stage in which the second fluid is passed for a second predetermined period of time.

12. The method of claim 10, further comprising a step in which the second fluid is passed through the peripheral zone, while at the same time passing gas through the suction pipe system.

13. The method of claim 10, further comprising a step in which the second fluid is passed through the peripheral zone after the gas flow is interrupted.

14. The method of claim 11, wherein the first predetermined time period is substantially the same as the second predetermined time period.

15. The method of claim 11, wherein the first predetermined time period is less than the second predetermined time period.

16. The method according to claim 11, in which the first predetermined time period is longer than the second predetermined time period.