RU2602566C2 - Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation - Google Patents

Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2602566C2
RU2602566C2 RU2015112535/05A RU2015112535A RU2602566C2 RU 2602566 C2 RU2602566 C2 RU 2602566C2 RU 2015112535/05 A RU2015112535/05 A RU 2015112535/05A RU 2015112535 A RU2015112535 A RU 2015112535A RU 2602566 C2 RU2602566 C2 RU 2602566C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
water
oil products
magnetic
products
Prior art date
Application number
RU2015112535/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015112535A (en
Inventor
Юрий Иосифович Страдомский
Николай Александрович Морозов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
Priority to RU2015112535/05A priority Critical patent/RU2602566C2/en
Publication of RU2015112535A publication Critical patent/RU2015112535A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602566C2 publication Critical patent/RU2602566C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/488Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: invention relates to methods of purifying water medium from oil products by providing magnetic properties for the oil products and can be used for waste water purification in all industries and in case of man-made disasters. Method of purifying water from oil products, consisting in coalescence of dispersed phase by passing a stream of water with oil products through a layer of oleophilic coalescing material followed by separation of oil products, coalescence of dispersed phase is carried out simultaneously with its magnetization. Magnetic fluid on related basis to the separated oil product is used as a coalescing material, as which kerosene or liquid derivative of oil production is used, covering with a layer the ferromagnetic material with developed surface, magnetized by external magnetic field. Separation of the magnetized oil product from ferromagnetic material is carried out in gradient magnetic field. Housing 1 of the device for water purification from oil products in cross section has a shape of symmetrical trapezium with smaller top base. End walls 8, bottom 9, housing cover 10 and horizontal partition 2 are made of nonmagnetic material, and side walls 11 are made of magnetic material and extend below the bottom of the housing, under which there are permanent magnets 12 adjoining by like poles to the side walls claws.
EFFECT: technical result consists in increase of efficiency of water purification and improved quality of collected oil products.
3 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к способам очистки водной среды от нефтепродуктов путем придания этим нефтепродуктам магнитных свойств и может применяться для очистки сточных вод во всех отраслях промышленности и при техногенных катастрофах.The present invention relates to methods for cleaning the aquatic environment from petroleum products by imparting magnetic properties to these petroleum products and can be used for wastewater treatment in all industries and in industrial disasters.

Известен способ для очистки воды от нефтепродуктов с использованием магнитной жидкости (см. Дворник С.Е., Реутский С.Ю., Свижер А.Я. Использование магнитных жидкостей для очистки воды от нефтепродуктов // Химия и технология воды. - 1992, т. 14, №9. - С. 706-712). Он заключается в разбрызгивании на пятна нефтепродуктов, образовавшиеся на поверхности воды в отстойниках промышленных стоков или в естественных водоемах при аварийном разливе нефтепродуктов, магнитной жидкости, приготовленной на основе жидкости-носителя, полученной из нефтепродуктов, омагничивании таким образом нефтепродуктов и в последующем сборе этих омагниченных нефтепродуктов специальным магнитосборником, из которого собранный нефтепродукт откачивается насосом или удаляется иным способом.A known method for purifying water from oil products using magnetic fluid (see Janitor S.E., Reutsky S.Yu., Svizher A.Ya. Use of magnetic fluids to purify water from oil products // Chemistry and Water Technology. - 1992, t . 14, No. 9. - S. 706-712). It consists of spraying oil products onto spots formed on the surface of water in industrial sewage tanks or in natural bodies of water during accidental oil product spills, magnetic fluids prepared on the basis of a carrier fluid obtained from petroleum products, magnetizing petroleum products in this way and subsequently collecting these magnetized petroleum products a special magnet collector from which the collected oil product is pumped out or removed by other means.

Общим признаком с заявляемым способом является использование магнитной жидкости (МЖ) для омагничивания нефтепродуктов.A common feature with the claimed method is the use of magnetic fluid (MF) for the magnetization of petroleum products.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- возможность сбора нефтепродуктов только с поверхности воды;- the ability to collect oil products only from the surface of the water;

- наличие остатков нефтепродуктов в виде мелких капель в уходящей после очистки воде.- the presence of residues of petroleum products in the form of small drops in the water leaving after treatment.

Высокая степень очистки воды от нефтепродуктов возможна при использовании объемной очистки в фильтрах, активной частью которых являются волокнистые наполнители или специальные сорбенты разной степени дисперсности: песок, уголь и т.п.A high degree of purification of water from oil products is possible when using volumetric purification in filters, the active part of which are fibrous fillers or special sorbents of varying degrees of dispersion: sand, coal, etc.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированнные нефтепродукты (патент РФ 2156225, МПК7 C02F 1/40, B01D 17/05, 2000 г.). Способ заключается в пропускании сточной воды через фильтр, заполненный адсорбционным комплексом, состоящим из сфер магнитотвердого материала диаметром 8-10 мм, являющихся постоянными магнитами, гранул и порошка с диаметром частиц не более 100 мкм, прокаленного гальваношлама, являющихся в основном Y-оксидами железа. Компоненты смешиваются в соотношении 8:2:1 (масс.ч.). Гранулы и порошок удерживаются на поверхности шариков магнитотвердого материала за счет магнитного поля шариков и являются адсорбентами нефтепродуктов. После неоднократного пропускания через фильтр отработанной смазочно-охлаждающей жидкости, являющейся отбираемым из очищаемых стоков компонентом, адсорбционный комплекс регенерируется путем прокаливания при температуре 400°C, то есть не превышающей точку Кюри, составляющей для данного магнитотвердого материала, феррита бария, значение 450°C.A known method of treating wastewater containing emulsified oil products (RF patent 2156225, IPC 7 C02F 1/40, B01D 17/05, 2000). The method consists in passing wastewater through a filter filled with an adsorption complex consisting of spheres of magnetically hard material with a diameter of 8-10 mm, which are permanent magnets, granules and powder with a particle diameter of not more than 100 μm, calcined galvanic sludge, which are mainly Y-oxides of iron. The components are mixed in a ratio of 8: 2: 1 (parts by weight). Granules and powder are held on the surface of balls of hard magnetic material due to the magnetic field of the balls and are adsorbents of oil products. After repeatedly passing through the filter the spent cutting fluid, which is a component taken from the effluents to be cleaned, the adsorption complex is regenerated by calcination at a temperature of 400 ° C, that is, not exceeding the Curie point, which constitutes 450 ° C for this magnetically hard material, barium ferrite.

Общим признаком с заявляемым способом является удержание гранул и порошка, адсорбирующих капли нефтепродукта, на поверхности сфер магнитным полем.A common feature with the claimed method is the retention of granules and powder adsorbing drops of oil on the surface of the spheres with a magnetic field.

Недостатками данного способа фильтрации нефтесодержащих стоков воды являются:The disadvantages of this method of filtering oily wastewater are:

- необходимость неоднократного пропускания этих стоков через фильтр;- the need for repeatedly passing these drains through the filter;

- дискретность процесса очистки стоков, что связано с демонтажом устройства, его разборкой, извлечением адсорбирующего комплекса, его регенерацией, повторным заполнением фильтра и монтажом устройства на рабочем месте;- discreteness of the wastewater treatment process, which is associated with the dismantling of the device, its disassembly, extraction of the adsorbent complex, its regeneration, refilling the filter and installing the device at the workplace;

- адсорбенты совместно с нефтепродуктами аккумулируют в себе и значительное количество воды, что уменьшает время цикла использования сорбентов и затрудняет их регенерацию;- adsorbents together with oil products accumulate in themselves a significant amount of water, which reduces the cycle time of the use of sorbents and makes their regeneration difficult;

- адсорбенты регенерируются нагревом, что требует большого расхода энергии и сложной системы утилизации испарившихся нефтепродуктов.- adsorbents are regenerated by heating, which requires a large energy consumption and a complex system for the disposal of evaporated oil products.

Известен способ разделения водо-масляных эмульсий и установка для его осуществления (заявка на изобретение 97103709, МПК 6B01D 17/022 опубл. 10.03.1999), принятый за прототип, который заключается в коалесценции дисперсной фазы на олеофильном коалесцирующем материале с последующим ее отделением, коалесценцию дисперсной фазы осуществляют путем последовательного пропускания потока водо-масляной эмульсии через слой олеофильного гранулированного материала с отрицательной плавучестью, а затем через слой олеофильного гранулированного материала с положительной плавучестью, а скоалесцированную дисперсную фазу отделяют от дисперсионной среды на уровне границы их раздела. Дополнительную очистку дисперсионной среды от остатков дисперсной фазы осуществляют путем последовательного пропускания ее через слой гидрофильного волокнистого материала, пропитанного чистой дисперсионной средой, а затем через слой активированного угля.A known method of separating water-oil emulsions and installation for its implementation (patent application 97103709, IPC 6 B01D 17/022 publ. 10.03.1999), adopted for the prototype, which consists in the coalescence of the dispersed phase on an oleophilic coalescing material with its subsequent separation, coalescence of the dispersed phase is carried out by sequentially passing a stream of water-oil emulsion through a layer of oleophilic granular material with negative buoyancy, and then through a layer of oleophilic granular material with positive buoyancy, and the coalesced dispersed phase is separated from the dispersion medium at the level of their interface. Additional purification of the dispersion medium from the remnants of the dispersed phase is carried out by sequentially passing it through a layer of hydrophilic fibrous material impregnated with a clean dispersion medium, and then through a layer of activated carbon.

Общим признаком с заявляемым способом является наличие олеофильных свойств поверхности материала, через слой которого проходит водо-масляная эмульсия.A common feature with the claimed method is the presence of oleophilic properties of the surface of the material through which a water-oil emulsion passes.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- трудности в подборе олеофильного гранулированного материала с отрицательной и положительной плавучестью;- difficulties in the selection of oleophilic granular material with negative and positive buoyancy;

- сложность отделения дисперсной фазы от олеофильного гранулированного материала и от дисперсионной среды на уровне границы раздела олеофильных гранулированных материалов с положительной и отрицательной плавучестью;- the difficulty of separating the dispersed phase from the oleophilic granular material and from the dispersion medium at the interface between oleophilic granular materials with positive and negative buoyancy;

- сложность очистки и утилизации гидрофильного волокнистого материала и слоя активированного угля, адсорбирующих на своей поверхности отделяемую дисперсную фазу.- the complexity of cleaning and disposal of hydrophilic fibrous material and a layer of activated carbon adsorbing on its surface a separated dispersed phase.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в увеличении производительности при очистке воды, за счет создания условий очистки водных стоков без демонтажа устройства и частой замены фильтровального комплекса, уменьшения вероятности повторного перехода капель нефтепродукта в очищенную воду и повышение качества собираемых нефтепродуктов за счет уменьшения и/или исключения из них водных включений.The technical result of the claimed invention is to increase productivity in water treatment, by creating conditions for treating water effluents without dismantling the device and frequent replacement of the filter complex, reducing the likelihood of re-transfer of oil drops into purified water and improving the quality of collected oil products by reducing and / or eliminating them water inclusions.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки воды от нефтепродуктов, заключающемся в коалесценции дисперсной фазы путем пропускания потока воды с нефтепродуктами через слой олеофильного коалесцирующего материала с последующим отделением нефтепродуктов, коалесценцию дисперсной фазы осуществляют одновременно с ее омагничиванием, в качестве коалесцирующего материала используют магнитную жидкость на основе, родственной отделяемому нефтепродукту, слоем покрывающую ферромагнитный материал с развитой поверхностью, намагниченный внешним магнитным полем, а отделение омагниченного нефтепродукта от ферромагнитного материала с развитой поверхностью осуществляют в градиентном магнитном поле. Используют магнитную жидкость с намагниченностью насыщения не менее 5 кА/м.The technical result is achieved by the fact that in the method of purifying water from oil products, which consists in coalescing a dispersed phase by passing a stream of water with oil products through a layer of oleophilic coalescing material with subsequent separation of oil products, the coalescing of the dispersed phase is carried out simultaneously with its magnetization, magnetic fluid is used as a coalescing material on the basis related to the separated oil product, a layer covering a ferromagnetic material with a developed surface, we gnichenny external magnetic field, and the separation of oil from the magnetized ferromagnetic material with a developed surface is carried out in a gradient magnetic field. A magnetic fluid with a saturation magnetization of at least 5 kA / m is used.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки воды от нефтепродуктов, содержащем корпус с проницаемой для воды и нефтепродуктов горизонтальной перегородкой, разделяющей его внутреннюю полость на сообщающиеся между собой нижнюю рабочую камеру, заполненную фильтрующим коалесцентным материалом, снабженную входным патрубком и патрубком для отвода очищенной воды, и верхнюю камеру сбора нефтепродукта, снабженную патрубком для отвода нефтепродуктов, в поперечном сечении корпус имеет вид симметричной трапеции с меньшим верхним основанием, торцевые стенки, дно, крышка корпуса и горизонтальная перегородка выполнены из немагнитного материала, а боковые стенки выполнены из магнитного материала и выступают ниже дна корпуса, под которым размещены постоянные магниты, выполненные в виде параллелепипедов, прилегающие одноименными полюсами к выступам боковых стенок, фильтрующим коалесцентным материалом является магнитная жидкость, слоем покрывающая ферромагнитный материал с развитой поверхностью, в верхней камере сбора нефтепродукта над горизонтальной перегородкой у боковых стенок симметрично размещены клинообразные вкладыши из магнитопроводящего материала, образующие канал, сужающийся к патрубку для отвода нефтепродуктов, размещенному в торцевой стенке корпуса.The technical result is achieved in that in a device for purifying water from petroleum products, comprising a housing with a horizontal partition permeable to water and petroleum products, dividing its internal cavity into a lower working chamber communicating with each other, filled with filtering coalescent material, equipped with an inlet pipe and a pipe for removal of purified water, and the upper chamber for collecting petroleum products, equipped with a pipe for the removal of petroleum products, in cross section the body has the form of a symmetrical trapezoid with a smaller m the upper base, the end walls, the bottom, the cover of the case and the horizontal partition are made of non-magnetic material, and the side walls are made of magnetic material and protrude below the bottom of the case, under which are placed permanent magnets made in the form of parallelepipeds, adjacent by the same poles to the protrusions of the side walls , the filtering coalescent material is a magnetic fluid, a layer covering a ferromagnetic material with a developed surface, in the upper chamber for collecting oil over a horizontal A wedge-shaped liner made of magnetically conductive material is symmetrically placed at the side walls by a partition, forming a channel that tapers to a pipe for the removal of petroleum products located in the end wall of the housing.

Заявляемый способ заключается в пропускании сточных вод через слой фильтрующего материала, который состоит из магнитопроводящего наполнителя с развитой поверхностью (например, в виде элементов мелкодробленой стальной стружки и/или элементов отходов фрезерного производства в виде чешуек) и МЖ, удерживаемой на поверхности элементов магнитопроводящего наполнителя и в зазорах между ними внешним магнитным полем. Мелкокапельный нефтепродукт, проходя вместе с водой через щелевые зазоры между элементами магнитопроводящего наполнителя, контактирует со слоями МЖ, удерживаемой на поверхности элементов наполнителя, и коалесцирует с МЖ, приобретая магнитные свойства. По мере роста толщины слоев омагниченного нефтепродукта на поверхности элементов наполнителя магнитные силы, удерживающие омагниченный нефтепродукт на поверхности элементов наполнителя, уменьшаются и под действием гравитационных сил наиболее удаленные от поверхности наполнителя объемы нефтепродукта перемещаются в верхние области фильтра. Перемещению нефтепродуктов способствуют также слияние слоев нефтепродукта на поверхности элементов наполнителя друг с другом и направление вверх результирующего градиента магнитного поля. Градиентное магнитное поле удерживает омагниченный нефтепродукт в верхней камере сбора, предотвращает повторный унос нефтепродукта уходящей водой и вытесняет из омагниченного нефтепродукта капли воды как немагнитные включения, на которые действуют силы, выталкивающие их из области магнитного поля, заполненной жидкой магнитопроводящей средой. После удаления необходимого количества нефтепродуктов следует остановить проток очищаемых нефтесодержащих сточных вод и через специально предусмотренное отверстие провести заполнение рабочей камеры новой порцией МЖ с необходимыми магнитными свойствами. Заправочное отверстие герметизируется и процесс очистки воды от нефтепродуктов продолжается. Возможно также после отбора определенного количества нефтепродукта добавление новой порции МЖ с хорошими магнитными свойствами через входной патрубок рабочей камеры вместе с очищаемой водой.The inventive method consists in passing wastewater through a layer of filtering material, which consists of a magnetically conductive filler with a developed surface (for example, in the form of elements of finely divided steel shavings and / or milling waste elements in the form of flakes) and MF held on the surface of the elements of the magnetically conductive filler and in the gaps between them by an external magnetic field. A small-droplet oil product, passing together with water through slit gaps between the elements of the magnetic conductive filler, is in contact with the layers of the MF held on the surface of the elements of the filler, and coalesces with the MF, acquiring magnetic properties. As the thickness of the layers of magnetized oil product on the surface of the filler elements increases, the magnetic forces that hold the magnetized oil product on the surface of the filler elements decrease and, under the influence of gravitational forces, the volumes of oil product that are farthest from the filler surface move to the upper regions of the filter. The movement of oil products is also facilitated by the merging of the layers of oil on the surface of the filler elements with each other and the upward direction of the resulting magnetic field gradient. A gradient magnetic field holds the magnetized oil in the upper collection chamber, prevents re-entrainment of the oil by leaving water and displaces water droplets from the magnetized oil as non-magnetic inclusions, which are acted upon by forces pushing them out of the magnetic field filled with a liquid magnetically conductive medium. After removal of the required amount of oil products, the flow of the oily wastewater to be treated should be stopped and the working chamber should be filled with a new portion of the breast with the necessary magnetic properties through a specially provided opening. The filling hole is sealed and the process of purification of water from oil products continues. It is also possible, after selecting a certain amount of oil product, to add a new portion of the breast with good magnetic properties through the inlet pipe of the working chamber together with the water to be cleaned.

На фиг. 1 приведено устройство для очистки воды от нефтепродуктов с помощью магнитной жидкости в продольном и поперечном сечении, на фиг. 2 приведено горизонтальное сечение верхней камеры сбора нефтепродукта устройства для очистки воды от нефтепродуктов с помощью магнитной жидкости.In FIG. 1 shows a device for purifying water from oil products using magnetic fluid in a longitudinal and transverse section, FIG. 2 shows a horizontal section of the upper chamber for collecting oil product of a device for purifying water from oil products using magnetic fluid.

Устройство для очистки воды от нефтепродуктов с помощью магнитной жидкости содержит корпус 1 с проницаемой для воды и нефтепродуктов горизонтальной перегородкой 2, разделяющей его внутреннюю полость на сообщающиеся между собой нижнюю рабочую камеру 3, заполненную фильтрующим коалесцентным материалом, снабженную входным патрубком 4 и патрубком для отвода очищенной воды 5, и верхнюю камеру сбора 6 нефтепродукта, снабженную патрубком для отвода нефтепродуктов 7, корпус 1 в поперечном сечении имеет вид симметричной трапеции с меньшим верхним основанием, торцевые стенки 8, дно 9, крышка корпуса 10 и горизонтальная перегородка 2 выполнены из немагнитного материала, а боковые стенки 11 выполнены из магнитного материала и выступают ниже дна 9 корпуса 1, под которым размещены постоянные магниты 12, выполненные в виде параллелепипедов, прилегающие одноименными полюсами к выступам боковых стенок 11, фильтрующим коалесцентным материалом является магнитная жидкость, слоем покрывающая стружку ферромагнитного материала 13, при этом входной патрубок 4 и патрубок для отвода нефтепродуктов 7 размещены в противоположных торцевых стенках корпуса 1. В верхней камере сбора 6 нефтепродукта над горизонтальной перегородкой 2 у боковых стенок 11 симметрично размещены клинообразные вкладыши 14 из магнитопроводящего материала, образующие канал, сужающийся к патрубку для отвода нефтепродуктов 7.A device for purifying water from oil products using magnetic fluid comprises a housing 1 with a horizontal partition 2 permeable to water and oil products, dividing its internal cavity into lower working chamber 3 connected to each other, filled with filtering coalescent material, equipped with an inlet pipe 4 and a pipe for removal of cleaned water 5, and the upper chamber for collecting oil 6, equipped with a pipe for the removal of oil 7, the housing 1 in cross section has the form of a symmetrical trapezoid with a smaller upper base, end walls 8, bottom 9, housing cover 10 and horizontal partition 2 are made of non-magnetic material, and the side walls 11 are made of magnetic material and protrude below the bottom 9 of the housing 1, under which there are permanent magnets 12 made in the form of parallelepipeds, adjacent poles of the same name to the protrusions of the side walls 11, the filtering coalescent material is magnetic fluid, a layer covering the chips of the ferromagnetic material 13, while the inlet pipe 4 and the pipe for the removal of oil products 7 ra mescheny in opposite end walls of the housing 1. In the upper oil collecting chamber 6 above the horizontal partition 2 at the side walls 11 are arranged symmetrically wedge-shaped inserts 14 of magnetically conductive material forming a channel tapering towards the nozzle 7 for discharging oil.

Устройство очистки воды от нефтепродуктов работает следующим образом.A device for purifying water from petroleum products works as follows.

При сборке устройства очистки воды от нефтепродуктов в нижнюю рабочую камеру 3, в которой создается магнитное поле, помещают фильтрующий коалесцентный материал (стружку ферромагнитного материала), весом G=(0,2-0,3)Vp/ρ, где Vp - объем нижней рабочей камеры 3; ρ - плотность стружки ферромагнитного материала. Используют дробленую стружку в виде чешуек толщиной от 0,1 до 1,0 мм и длиной от 2 до 10 мм в плоскости чешуек, полученную при обработке деталей из конструкционной стали типа Ст3, Ст10 или другой конструкционной нелегированной стали с ферромагнитными свойствами. При необходимости стружку после токарной обработки дополнительно дробят до требуемых размеров. При фрезерной обработке размер чешуек снимаемого материала соответствует требуемым размерам. Стружку ферромагнитного материала уплотняют равномерно по всему объему нижней рабочей камеры 3. До начала процесса очистки сточной воды от нефтепродуктов в нижнюю рабочую камеру 3 через входной патрубок 4 подается МЖ в объеме 20-30% от объема фильтрующего коалесцентного материала (стружки ферромагнитного материала). МЖ представляет собой коллоидную систему из нанодисперсной твердой фазы ферромагнитного материала размерами 10-40 нанометров, покрытых поверхностно-активным веществом и помещенных в жидкость-носитель. Можно использовать в качестве ферромагнитного материала магнетит, поверхностно-активного вещества - олеиновую кислоту, жидкости-носителя - керосин или другое жидкое производное нефтеперегонного производства. МЖ с намагниченностью насыщения не менее 5 кА/м, первоначально может быть заложена в устройство во время его сборки. Наилучший технический результат обеспечивается при использовании МЖ с намагниченностью MS=10-15 кА/м.When assembling the device for purifying water from oil products in the lower working chamber 3, in which a magnetic field is created, a filter coalescent material (chips of a ferromagnetic material) is placed, weighing G = (0.2-0.3) Vp / ρ, where Vp is the volume of the lower a working chamber 3; ρ is the density of the chips of the ferromagnetic material. Crushed shavings in the form of flakes with a thickness of 0.1 to 1.0 mm and a length of 2 to 10 mm in the plane of flakes are used, obtained by processing parts from structural steel of the type St3, St10 or other structural unalloyed steel with ferromagnetic properties. If necessary, the chips after turning are further crushed to the required dimensions. When milling, the size of the flakes of the material to be removed corresponds to the required dimensions. The chips of the ferromagnetic material are compacted uniformly throughout the entire volume of the lower working chamber 3. Prior to the process of purification of wastewater from oil products, the MF in the volume of 20-30% of the volume of filtering coalescent material (chips of ferromagnetic material) is supplied through the inlet 4 to the lower working chamber 3. MF is a colloidal system of a nanosized solid phase of a ferromagnetic material 10-40 nanometers in size, coated with a surfactant and placed in a carrier fluid. Magnetite can be used as a ferromagnetic material, oleic acid as a surfactant, kerosene or another liquid derivative of oil refining production as a carrier fluid. MF with a saturation magnetization of at least 5 kA / m may initially be incorporated into the device during assembly. The best technical result is achieved when using MF with magnetization MS = 10-15 kA / m.

В нижней рабочей камере 3 существует неоднородное магнитное поле, созданное постоянными магнитами 12. Магнитные силовые линии проходят от одной боковой магнитопроводящей стенки 11 к другой. Стружка ферромагнитного материала 13, находясь в намагниченном состоянии, притягивает к себе МЖ, которая покрывает ее тонким слоем. Градиент напряженности магнитного поля VH направлен в сторону уменьшения расстояния между боковыми магнитопроводящими стенками 11, то есть вверх, а его абсолютное значение определяется углом наклона боковых стенок 11.In the lower working chamber 3 there is an inhomogeneous magnetic field created by permanent magnets 12. Magnetic lines of force extend from one side of the magnetically conductive wall 11 to another. The chips of the ferromagnetic material 13, being in a magnetized state, attracts the MF, which covers it with a thin layer. The gradient of the magnetic field VH is directed towards decreasing the distance between the side magnetically conducting walls 11, that is, upward, and its absolute value is determined by the angle of inclination of the side walls 11.

Сточные воды (СВ) по входному патрубку 4 поступают в нижнюю рабочую камеру 3, заполняя свободное пространство между стружкой ферромагнитного материала 13. При протекании СВ под действием перепада давлений через фильтрующий коалесцентный материал происходит соприкосновение содержащихся в воде капель нефтепродукта с пленкой МЖ на поверхности стружки ферромагнитного материала 13. Ввиду родственности химикофизических свойств нефтепродукта и МЖ происходит их активной взаимодействие, и капли нефтепродукта коалесцируют с МЖ, растворяясь в ней. В результате на поверхности стружки ферромагнитного материала 13 образуется слой омагниченного нефтепродукта. По сравнению с исходной МЖ его намагниченность уменьшается вследствие уменьшения объемной концентрации присутствующих в нем магнитных наночастиц. По мере продвижения сточных вод через фильтрующий коалесцентный материал в направлении патрубка для отвода очищенной воды 5 содержание нефтепродуктов в водах снижается, и на выходе получаем очищенную воду (ОВ).Wastewater (CB) through the inlet pipe 4 enters the lower working chamber 3, filling the free space between the chips of the ferromagnetic material 13. When the CB flows under the influence of a pressure drop through the filter coalescent material, the oil droplets in the water come into contact with the MF film on the surface of the ferromagnetic chip 13. Due to the relatedness of the chemical-physical properties of the oil product and MF, their active interaction occurs, and the droplets of the oil coalesce with MF, dissolving in th. As a result, a magnetized oil product layer forms on the surface of the chips of the ferromagnetic material 13. Compared to the initial MF, its magnetization decreases due to a decrease in the volume concentration of the magnetic nanoparticles present in it. As the wastewater moves through the filter coalescent material in the direction of the nozzle for the removal of purified water 5, the oil content in the water decreases, and at the outlet we get purified water (OM).

На слой омагниченного нефтепродукта, обволакивающего стружки ферромагнитного материала 13, действуют силы гравитации FГ, стремящиеся вытолкнуть нефтепродукт в верхние слои воды, и магнитные силы FM1, удерживающие омагниченный нефтепродукт на поверхности мелкочешуйчатого ферромагнитного материал. В процессе работы устройства очистки воды от нефтепродуктов толщина слоя омагниченного нефтепродукта увеличивается, а его намагниченность уменьшается, что способствует уменьшению магнитных сил FM1. При выполнении условия FГ>FM1 происходит отрыв омагниченного нефтепродукта от поверхности стружки ферромагнитного материала 13. Образовавшаяся капля 15 омагниченного нефтепродукта будет передвигаться в верхние слои не только под действием силы гравитации FГ, но и магнитной силы

Figure 00000001
, направление которой совпадает с направлением градиента напряженности магнитного поля ∇H (здесь µ0 - магнитная проницаемость вакуума, М - намагниченность капли нефтепродукта). Гравитационная FГ и магнитная FM2 силы совпадают по направлению, что способствует повышению скорости подъема капель омагниченного нефтепродукта и производительности процесса очистки воды от нефтепродуктов. Отделенный омагниченный нефтепродукт собирается в верхней камере сбора 6 над горизонтальной перегородкой 2 в канале, образованном клиновидными вкладышами 14 и сужающемся по направлению к патрубку для отвода нефтепродуктов 7. Собранный таким образом омагниченный нефтепродукт подтягивается магнитными силами к патрубку для отвода нефтепродуктов 7 и удаляется. Таким образом, повышается эффективность отбора собранного нефтепродукта из верхней камеры сбора 6 нефтепродукта.The layer of magnetized oil product enveloping the shavings of the ferromagnetic material 13 is affected by gravity forces F Г , which tend to push the oil into the upper layers of the water, and magnetic forces F M1 , which hold the magnetized oil product on the surface of the fine-grained ferromagnetic material. During operation of the device for purifying water from petroleum products, the thickness of the layer of magnetized petroleum product increases, and its magnetization decreases, which helps to reduce the magnetic forces F M1 . When the condition F G > F M1 is met, the magnetized oil product breaks off from the surface of the chips of the ferromagnetic material 13. The resulting drop 15 of the magnetized oil product will move to the upper layers not only under the influence of the gravitational force F G , but also magnetic force
Figure 00000001
whose direction coincides with the direction of the magnetic field gradient ∇H (here μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum, M is the magnetization of a drop of oil). Gravitational F G and magnetic F M2 forces coincide in direction, which contributes to an increase in the rate of rise of drops of magnetized oil product and the productivity of the process of purifying water from oil products. The separated magnetized oil product is collected in the upper collection chamber 6 above the horizontal partition 2 in the channel formed by the wedge-shaped liners 14 and tapering towards the pipe for the removal of oil products 7. The magnetized oil product thus collected is pulled by magnetic forces to the pipe for the removal of oil products 7 and is removed. Thus, the efficiency of the selection of collected oil from the upper collection chamber 6 of the oil product is increased.

По мере работы устройства происходит унос магнитных наночастиц из нижней рабочей камеры 3, первоначально заполненной некоторым объемом МЖ с хорошими магнитными силами, вследствие чего происходит уменьшение намагниченности омагниченного нефтепродукта и снижение качества процесса очистки. В технологическом цикле необходим этап восстановления фильтрующих свойств коалесцентного фильтрующего материала. Для этого входной патрубок 4 закрывают, а фильтр очищают путем подачи сжатого воздуха в патрубок для отвода нефтепродуктов 7 и отвода жидкой фазы через патрубок для отвода очищенной воды 5. Затем через входной патрубок 4 в нижнюю рабочую камеру 3, как и в начале технологического процесса, подается новая партия МЖ с намагниченностью насыщения не менее 5 кА/м в объеме 20-30% от объема стружки ферромагнитного материала 13, который заменять не следует.As the device operates, the magnetic nanoparticles are carried away from the lower working chamber 3, which is initially filled with a certain volume of MF with good magnetic forces, which results in a decrease in the magnetization of the magnetized oil product and a decrease in the quality of the cleaning process. In the technological cycle, the stage of restoration of the filtering properties of the coalescent filter material is necessary. To do this, the inlet pipe 4 is closed, and the filter is cleaned by supplying compressed air to the pipe for the removal of petroleum products 7 and the discharge of the liquid phase through the pipe to drain the purified water 5. Then, through the inlet pipe 4 into the lower working chamber 3, as at the beginning of the process, a new batch of MF is supplied with a saturation magnetization of at least 5 kA / m in a volume of 20-30% of the volume of chips of the ferromagnetic material 13, which should not be replaced.

Таким образом, применение заявляемого способа и устройства обеспечивает увеличение производительности при очистке воды, за счет создания условий очистки водных стоков без демонтажа устройства и частой замены фильтровального комплекса, уменьшение вероятности повторного перехода капель нефтепродукта в очищенную воду и повышение качества собираемых нефтепродуктов за счет уменьшения и/или исключения из них водных включений.Thus, the application of the proposed method and device provides an increase in productivity in water treatment, by creating conditions for treating water effluents without dismantling the device and frequent replacement of the filter complex, reducing the likelihood of re-transfer of oil droplets into purified water and improving the quality of collected oil products by reducing and / or exclusions from them of water inclusions.

Claims (3)

1. Способ очистки воды от нефтепродуктов, заключающийся в коалесценции дисперсной фазы путем пропускания потока воды с нефтепродуктами через слой олеофильного коалесцирующего материала с последующим отделением нефтепродуктов, отличающийся тем, что коалесценцию дисперсной фазы осуществляют одновременно с ее омагничиванием, в качестве коалесцирующего материала используют магнитную жидкость на основе, родственной отделяемому нефтепродукту, в качестве которой используют керосин или жидкое производное нефтеперегонного производства, слоем покрывающую ферромагнитный материал с развитой поверхностью, намагниченный внешним магнитным полем, а отделение омагниченного нефтепродукта от ферромагнитного материала с развитой поверхностью осуществляют в градиентном магнитном поле.1. The method of purification of water from oil products, which consists in the coalescence of a dispersed phase by passing a stream of water with oil products through a layer of oleophilic coalescing material followed by separation of oil products, characterized in that the coalescence of the dispersed phase is carried out simultaneously with its magnetization, as magnetic fluid is used as a coalescing material a basis related to the separated oil product, which is used as kerosene or a liquid derivative of oil refining production, with a layer covering a ferromagnetic material with a developed surface, magnetized by an external magnetic field, and the separation of magnetized oil from a ferromagnetic material with a developed surface is carried out in a gradient magnetic field. 2. Способ очистки воды от нефтепродуктов по п. 1, отличающийся тем, что используют магнитную жидкость с намагниченностью насыщения не менее 5 кА/м.2. A method of purifying water from petroleum products according to claim 1, characterized in that a magnetic fluid with a saturation magnetization of at least 5 kA / m is used. 3. Устройство для очистки воды от нефтепродуктов, содержащее корпус с проницаемой для воды и нефтепродуктов горизонтальной перегородкой, разделяющей его внутреннюю полость на сообщающиеся между собой нижнюю рабочую камеру, заполненную фильтрующим коалесцентным материалом, снабженную входным патрубком и патрубком для отвода очищенной воды, и верхнюю камеру сбора нефтепродукта, снабженную патрубком для отвода нефтепродуктов, отличающееся тем, что корпус в поперечном сечении имеет вид симметричной трапеции с меньшим верхним основанием, торцевые стенки, дно, крышка корпуса и горизонтальная перегородка выполнены из немагнитного материала, а боковые стенки выполнены из магнитного материала и выступают ниже дна корпуса, под которым размещены постоянные магниты, выполненные в виде параллелепипедов, прилегающие одноименными полюсами к выступам боковых стенок, фильтрующим коалесцентным материалом является магнитная жидкость, слоем покрывающая ферромагнитный материал с развитой поверхностью, в верхней камере сбора нефтепродукта над горизонтальной перегородкой у боковых стенок симметрично размещены клинообразные вкладыши из магнитопроводящего материала, образующие канал, сужающийся к патрубку для отвода нефтепродуктов, размещенному в торцевой стенке корпуса. 3. A device for purifying water from petroleum products, comprising a housing with a horizontal partition permeable to water and petroleum products, dividing its internal cavity into a lower working chamber communicating with each other, filled with filter coalescent material, equipped with an inlet pipe and a pipe for draining purified water, and an upper chamber oil product collection, equipped with a pipe for the removal of oil products, characterized in that the body in cross section has the form of a symmetrical trapezoid with a smaller upper base, the end walls, the bottom, the housing cover and the horizontal partition are made of non-magnetic material, and the side walls are made of magnetic material and protrude below the bottom of the housing, under which there are permanent magnets made in the form of parallelepipeds, adjacent by the same poles to the protrusions of the side walls, filtering coalescent material is a magnetic fluid, a layer covering a ferromagnetic material with a developed surface, in the upper chamber for collecting oil over a horizontal partition at the side wedge-shaped liners of magnetically conductive material are symmetrically placed on the walls, forming a channel tapering to a pipe for the removal of petroleum products located in the end wall of the housing.
RU2015112535/05A 2015-04-06 2015-04-06 Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation RU2602566C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112535/05A RU2602566C2 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112535/05A RU2602566C2 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015112535A RU2015112535A (en) 2016-10-27
RU2602566C2 true RU2602566C2 (en) 2016-11-20

Family

ID=57216152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112535/05A RU2602566C2 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602566C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1212970A1 (en) * 1984-05-15 1986-02-23 Уфимский Нефтяной Институт Device for magnetic treatment of water supply systems
RU2057380C1 (en) * 1992-09-14 1996-03-27 Редкинский опытный завод Magnetic fluid concentrate and its production process
RU2181068C2 (en) * 1997-03-12 2002-04-10 Дегтярев Владимир Александрович Plant for separation of water-and-oil emulsions
RU2391492C2 (en) * 2007-10-09 2010-06-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский проектно-изыскательский институт "ИнжГео" ЗАО "НИПИ"ИнжГео" Method of processing well heading

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1212970A1 (en) * 1984-05-15 1986-02-23 Уфимский Нефтяной Институт Device for magnetic treatment of water supply systems
RU2057380C1 (en) * 1992-09-14 1996-03-27 Редкинский опытный завод Magnetic fluid concentrate and its production process
RU2181068C2 (en) * 1997-03-12 2002-04-10 Дегтярев Владимир Александрович Plant for separation of water-and-oil emulsions
RU2391492C2 (en) * 2007-10-09 2010-06-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский проектно-изыскательский институт "ИнжГео" ЗАО "НИПИ"ИнжГео" Method of processing well heading

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015112535A (en) 2016-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8951422B2 (en) Apparatus and method for separation of phases in a multiphase flow
JP6309090B2 (en) Pressure levitation device
US7666318B1 (en) Process, method and system for removing mercury from fluids
AU2005316207B2 (en) Magnetic resin separator
JP6358519B1 (en) Soil purification system
US9315394B2 (en) Method and apparatus for separation of multiphase fluids, and applications thereof
US7820053B2 (en) Magnetic separation and seeding to improve ballasted clarification of water
JP6399325B1 (en) Soil purification system
JP2019103998A (en) Soil remediation system
JP6399326B1 (en) Soil purification system
CN2787647Y (en) Oil-containing sewage aggregating separator
CN201240883Y (en) Oil-water separating apparatus
JP6458975B1 (en) Soil purification system
CN112499858A (en) Demulsification device and method for coalescence of coupling medium of non-uniform electric field
RU2602566C2 (en) Method of purifying water from oil products by means of magnetic fluid and device for its implementation
JP2003144805A (en) Oil-water separating apparatus
US8357289B2 (en) Method and system for removing contaminants from a fluid
CN108483788A (en) Sewage disposal system
JP2020082055A (en) Soil purification system
JP2020011218A (en) Soil purification system
JP2020011222A (en) Soil remediation system
CN208545254U (en) Sewage disposal system
CN105776424B (en) A kind of efficiently waste water degreasing unit
CN103833153A (en) Recycle separator for integrated extraction of organic phase and working method thereof
RU2724778C2 (en) Method of water purification from emulsified oil products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170407