RU2701023C1

RU2701023C1 - Oil-containing wastewater treatment plant

Info

Publication number: RU2701023C1
Application number: RU2018145125A
Authority: RU
Inventors: Илья Александрович Вежновец
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-09-24

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to floatation waste water treatment plants and can be used in oil deposits. Oil-containing wastewater treatment plant comprises impeller 6, supercharger 3 and aerators. In impeller 6 there are electrodes installed on upper edges of blades. Filter plate is built into the inner space of blades and is connected to the supercharger of air 3 through the hollow shaft of impeller 6.

EFFECT: invention allows simplifying the plant design and improving efficiency of waste water treatment from oil products.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к флотационным установкам очистки сточных вод и касается установок импеллерной флотации, и может быть применимо на месторождениях нефти с высокой обводненностью продукции.The invention relates to flotation plants for wastewater treatment and for impeller flotation plants, and may be applicable to oil fields with high water cut.

Известна установка очистки нефтесодержащих сточных вод (Патент РФ №2146228, М. кл. C02F 1/24, Импеллерный флотатор/ Пономарев В.Г., Самсонова С.П.; Заявл. 1998.04.06; Опубл. 2000.03.10), содержащая корпус разделенный перегородками на три сообщающиеся секции, в двух из которых установлены импеллерные диспергераторы, над которыми установлены перфорированные решетки, механизм удаления пены и патрубки для подвода и отвода воды.A known installation for the purification of oily wastewater (RF Patent No. 2146228, M. cl. C02F 1/24, Impeller flotator / Ponomarev V.G., Samsonova S.P .; Claim. 1998.04.06; Publish. 2000.03.10), containing the case is divided by partitions into three interconnecting sections, in two of which impeller dispersers are installed, over which perforated grids are installed, a foam removal mechanism and nozzles for supplying and discharging water.

Данная установка работает следующим образом. Исходная вода через вводной патрубок подается в первую по ходу секцию, предназначенную для смешения воды с реагентом. Затем вода перфорированной перегородки равномерно распределяется по сечению флотатора, где смешивается с поднимающимся водовоздушным потоком, продуцируемым импеллерным диспергатором, установленным по центру секции. Подпитка водой диспергатора происходит из нижнего объема, расположенного под решеткой, установленной над статором диспергатора. Частично отфлотированный поток другой перфорированной перегородкой распределяется в следующей секции, где процесс повторяется. За последней секцией, в которой размещается диспергатор, располагается зона отстаивания, где происходит процесс выделения мелкодиспергированных пузырьков воздуха с адсорбированными загрязнениями, которые не смогли выделиться в зонах флотации вследствие турбулентного режима перемешивания. Проходя под полупогруженной перегородкой, очищенная вода через водослив удаляется в водоприемный лоток и отводится из флотатора через патрубок. Удаление пены и всплывших нефтепродуктов осуществляется при помощи механизма удаления пены.This installation works as follows. The source water through the inlet pipe is fed into the first section along the way, intended for mixing water with a reagent. Then, the water of the perforated partition is evenly distributed over the cross-section of the flotator, where it is mixed with the rising water-air flow produced by the impeller dispersant installed in the center of the section. Water dispersant comes from the lower volume located under the grill mounted above the stator of the dispersant. A partially flotated stream with another perforated septum is distributed in the next section, where the process is repeated. Behind the last section, in which the dispersant is placed, there is a settling zone, where there is a process of separation of finely dispersed air bubbles with adsorbed contaminants that could not be released in the flotation zones due to the turbulent mixing mode. Passing under a semi-submerged baffle, the purified water through the spillway is removed into the water intake tray and is discharged from the flotator through the nozzle. Foam and floating oil products are removed using a foam removal mechanism.

Недостатками установки является необходимость использования реагентов, а также наличие зоны отстоя, что увеличивает количество времени затрачиваемого на очистку сточной воды.The disadvantages of the installation is the need to use reagents, as well as the presence of a sludge zone, which increases the amount of time spent on wastewater treatment.

Известна установка очистки нефтесодержащих сточных вод (Патент РФ №2130897, М. кл. C02F 1/24, B03D 1/14. Флотационная машина для очистки сточных вод/ Ксенофонтов Б.С; Заявл. 1997.10.21; Опубл. 1999.05.27), принятая за прототип, содержащая корпус, разделенный сетками на пять сообщающихся между собой камер, внутри которых установлены импеллерные блоки, а в первой по ходу движения сточной воды камере дополнительно установлены струйные аэраторы, в последней - пластинчатый осветлитель и карман с фильтрующим дисперсным материалом.A known installation for the treatment of oily wastewater (RF Patent No. 2130897, M. cl. C02F 1/24, B03D 1/14. Flotation machine for wastewater treatment / Xenophon B.S.; Claim. 1997.10.21; Publish. 1999.05.27) adopted for the prototype, containing a housing divided by grids into five interconnected chambers, inside which impeller units are installed, and in the first chamber along the movement of wastewater, jet aerators are additionally installed, in the latter there is a plate clarifier and a pocket with filtering dispersed material.

Данная установка, работает следующим образом. Исходная сточная вода под избыточным давлением, через патрубок, подается в первую камеру флотационной машины, где за счет струйного истечения происходит турбулизация и диспергирование газожидкостной смеси. За счет совместного действия вращения импеллера и истечения жидкости через трубчатые аэраторы, объединенные в коллектор, происходит образование мелкодисперсных пузырьков за счет дробления воздуха, засасываемого из атмосферы. На образующихся микропузырьках воздуха выделяются загрязнения, присутствующие в сточных водах, в частности жиры и нефтепродукты. Образующиеся флотокомплексы капли (частицы) загрязнений - пузырьки воздуха всплывают, образуя пенный слой, который самотеком переливается через пенный порог, попадая в желоб.This installation works as follows. The initial wastewater under excess pressure, through the nozzle, is fed into the first chamber of the flotation machine, where due to the jet outflow, turbulization and dispersion of the gas-liquid mixture takes place. Due to the combined action of the rotation of the impeller and the outflow of fluid through the tubular aerators integrated into the collector, the formation of fine bubbles occurs due to crushing of the air drawn in from the atmosphere. On the resulting air microbubbles, contaminants present in wastewater, in particular fats and oil products, are released. The resulting flotation complexes of the droplet (particles) of contaminants - air bubbles float, forming a foam layer, which flows by gravity over the foam threshold, falling into the gutter.

Недостатком этой установки является то, что процесс флотации осуществляется в нескольких камерах со множеством дополнительных устройств подачи воздуха, что приводит к усложнению конструкции аппарата, а это в свою очередь повышает затраты на эксплуатацию и изготовление установки. Эффективность очистки сточной воды при таком способе невелика.The disadvantage of this installation is that the flotation process is carried out in several chambers with many additional air supply devices, which complicates the design of the apparatus, and this in turn increases the cost of operation and manufacturing of the installation. The efficiency of wastewater treatment with this method is small.

Задачей (техническим результатом) изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности очистки сточных вод от нефтепродуктов.The objective (technical result) of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of wastewater treatment from petroleum products.

Технический результат достигается тем, что конструкция установки очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащая импеллер, нагнетатель воздуха и аэраторы, делается однокамерной, а также лопасти импеллера совмещаются с аэрационными элементами в единую конструкцию с дополнительно установленными электродами на лопастях.The technical result is achieved in that the design of the oil-containing wastewater treatment plant, comprising an impeller, an air blower and aerators, is made single-chamber, and the impeller blades are combined with aeration elements in a single design with additionally mounted electrodes on the blades.

Задача достигается тем, что зона образования флотокомплексов помещается в постоянное электромагнитное поле за счет введения в конструкцию установки очистки нефтесодержащих сточных вод электродов, установленные на верхних гранях лопастей импеллера.The task is achieved in that the formation zone of the flotation complexes is placed in a constant electromagnetic field due to the introduction of electrodes installed on the upper faces of the impeller blades into the design of the oil-containing wastewater treatment plant.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки очистки нефтесодержащих сточных вод. На фиг. 2 представлена принципиальная конструкция лопастей импеллера. На фиг. 3 представлено внутреннее устройство лопастей импеллера.In FIG. 1 is a schematic diagram of an oily wastewater treatment plant. In FIG. 2 shows the basic design of the impeller blades. In FIG. 3 shows the internal structure of the impeller blades.

Установка очистки нефтесодержащих сточных вод (фиг. 1) включает в себя: насос откачки пены 1, асинхронный электропривод 2, воздушный компрессор 3, пеногон 4, источник ЭДС 5, импеллер 6, флотационную камеру 7. Лопасти импеллера (фиг. 2) оснащены электродами 8, зонами выпуска пузырьков воздуха 9, фильтросной плитой 10 (фиг. 3).An oil-containing wastewater treatment plant (Fig. 1) includes: a foam pump 1, an asynchronous electric drive 2, an air compressor 3, foam foam 4, an EMF source 5, an impeller 6, a flotation chamber 7. The impeller blades (Fig. 2) are equipped with electrodes 8, zones of release of air bubbles 9, filter plate 10 (Fig. 3).

Установка очистки нефтесодержащих сточных вод работает следующим образом. Сточная вода подается во флотационную камеру установки 7. Приводимый во вращение асинхронным электроприводом 2 импеллер 6, лопасти которого содержат электроды 8, зоны для выпуска воздуха 9 и фильтросную плиту 10 для диспергирования воздуха, создает условия для слипания шариков нефти с пузырьками воздуха между электродами. Воздух нагнетается в плиту при помощи компрессора 3 через полый вал импеллера. Напряжение между электродами регулируется внешним источником напряжения 5, кабель от которого также проложен в полом валу импеллера. Слипшиеся воздух и нефть поднимаются в верхнюю часть установки, где образуют пену. Пена вытесняется пеногоном 4 к краям установки, где из специального желоба откачивается насосом 1.Installation treatment oily wastewater works as follows. Wastewater is supplied to the flotation chamber of unit 7. The impeller 6, driven by an asynchronous electric drive 2, the blades of which contain electrodes 8, air discharge zones 9 and a filter plate 10 for dispersing air, creates conditions for adhesion of oil balls to air bubbles between the electrodes. Air is pumped into the stove using compressor 3 through the hollow shaft of the impeller. The voltage between the electrodes is regulated by an external voltage source 5, the cable from which is also laid in the hollow shaft of the impeller. Adhesive air and oil rise to the top of the unit where they form foam. The foam is displaced by foam 4 to the edges of the installation, where it is pumped out of a special trough by pump 1.

За счет помещения зоны образования флотокомплексов в постоянное электромагнитное поле поляризованные частицы нефти слипаются между собой, при этом образуя с диспергированным воздухом более крупные флотокомплексы.By placing the formation zone of the flotation complexes in a constant electromagnetic field, the polarized oil particles stick together, thus forming larger flotation complexes with dispersed air.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного следующим: флотация проводится в одной камере, что снижает количество «обвязывающих» устройств, требующих технического обслуживания; лопасти импеллера снабжены фильтросной плитой и электродами для создания наилучших условий образования слипшихся пузырьков воздуха и частиц нефти. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that no analogue was found, characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known one in the following: flotation is carried out in one chamber, which reduces the number of "binding" devices requiring maintenance; The impeller blades are equipped with a filter plate and electrodes to create the best conditions for the formation of sticking air bubbles and oil particles. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показали, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из определенного в поиске уровня техники, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.To check the conformity of the claimed invention to the requirement of the inventive step, an additional search was carried out for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which showed that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art, since it is determined from the search the level of technology, it is not revealed the effect provided by the essential features of the claimed invention, the transformations on the achievement ix technical result. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования очистки сточной воды от нефтепродуктов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способствует повышению эффективности очистки сточной воды; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention: the agent embodying the claimed invention in its implementation is intended to use wastewater treatment from oil products; means that embody the claimed invention in its implementation, improves the efficiency of wastewater treatment; means embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of a technical result. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims

An oily wastewater treatment plant containing an impeller, an air blower and aerators, characterized in that electrodes mounted on the upper faces of the blades are introduced into the impeller, and a filter plate integrated in the inner space of the blades and connected to the air blower through the hollow shaft of the impeller.