RU2474539C1

RU2474539C1 - Method treatment of oil-bearing effluents

Info

Publication number: RU2474539C1
Application number: RU2011141964/05A
Authority: RU
Inventors: Антон Андреевич Еськин; Ксения Васильевна Цыганкова; Геннадий Александрович Захаров; Дмитрий Сергеевич Морозов
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to treatment of effluents and may be used for separating oil products therefrom. Proposed method comprises aeration in air at pressure higher than barometric pressure, flotation in fluid and removal of floated contaminants at barometric pressure. Oil-bearing effluents are aerated in aeration tank by compressed air jets to force effluents into nozzle adapter and, then, to spray in aeration tank air at pressure higher than barometric pressure to form effluents atomised spray directed upward. Aerated effluents are derived from aeration tank bottom and, via aerated water distributor, fed to flotation at barometric pressure.

EFFECT: better saturation of oil-bearing water and effluent with air to floatation at flotation treatment units, power savings.

1 dwg

Description

Изобретение относится к очистке нефтесодержащих сточных жидкостей и может быть использовано для выделения из них различных примесей, например нефтепродуктов.The invention relates to the purification of oily waste liquids and can be used to isolate various impurities from them, for example, petroleum products.

Известен способ очистки нефтесодержащих сточных жидкостей, включающий их подачу в резервуар под поверхность сточных вод в резервуаре затопленной струей под давлением, с последующей флотационной очисткой воды от примесей, в зоне, изолированной от зоны насыщения сточных вод воздухом (SU №996332, МКИ С02F 1/00, 1981 г.).A known method of purification of oily wastewater, including feeding it into the tank under the surface of the wastewater in the tank with a flooded jet under pressure, followed by flotation treatment of water from impurities in an area isolated from the zone of saturation of wastewater with air (SU No. 996332, MKI C02F 1 / 00, 1981).

Недостаток этого решения - неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных вод из-за низкой степени их аэрирования.The disadvantage of this solution is the unsatisfactory degree of purification of oily wastewater due to the low degree of aeration.

Известен способ очистки нефтесодержащих сточных жидкостей, включающий их аэрирование подачей струями в объем аэрируемой жидкости через объем воздуха, находящийся под давлением, бóльшим атмосферного, в полости герметичного кожуха, нижняя часть которого контактирует с аэрируемым объемом жидкости, последующее флотирование аэрированной жидкости при атмосферном давлении с удалением флотированных загрязнений, последующий нагрев жидкости, очищенной на первом этапе, и ее повторное флотирование во флотационном отсеке герметичного бака, в полости которого над поверхностью жидкости поддерживают давление паровоздушной смеси меньше атмосферного (см. патент на ПМ №72965, МКИ С02F 1/40, 2008 г.).A known method of purification of oily wastewater, including their aeration by supplying jets to the volume of the aerated liquid through an air pressure under atmospheric pressure in the cavity of the sealed casing, the lower part of which is in contact with the aerated liquid volume, subsequent flotation of the aerated liquid at atmospheric pressure with removal flotated contaminants, subsequent heating of the liquid purified in the first stage, and its re-flotation in the flotation compartment of a sealed tank, in Lost which above the liquid surface maintained at a pressure less than atmospheric steam mixture (see. the PM patent №72965, MKI S02F 1/40, 2008 YG).

Недостатком этого решения также является неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных жидкостей от тонкодисперсных примесей, равномерно распределенных по их объему, из-за недостаточно высокого качества аэрирования их объема (степени насыщения, равномерности распределения воздушных пузырьков по объему вод и их дисперсности). Кроме того, в связи с малыми размерами пузырьков воздуха (что характерно для очистки вакууммированием) скорость флотации, определяемая скоростью их всплытия невысока, что предопределяет невысокую производительность устройства.The disadvantage of this solution is also the unsatisfactory degree of purification of oily wastewater from finely dispersed impurities uniformly distributed over their volume, due to the insufficient quality of aeration of their volume (degree of saturation, uniform distribution of air bubbles over the volume of water and their dispersion). In addition, due to the small size of the air bubbles (which is typical for vacuum cleaning), the flotation rate, determined by the speed of their ascent, is low, which determines the low productivity of the device.

Известен способ аэрирования очищаемой жидкости, включающий формирование струи очищаемой жидкости в полости кожуха, содержащего воздух с давлением, бóльшим атмосферного, нижняя часть которого открыта в аэрируемый объем очищаемой жидкости, при этом струю очищаемой жидкости подают по оси потока сжатого воздуха, ориентированного перпендикулярно поверхности объема очищаемой жидкости, при этом сначала на поверхности жидкости формируют воздушный кратер путем подачи воздушной струи, выходящей из нижнего основания дополнительного кожуха, после чего в сформированный воздушный кратер подают струю очищаемой жидкости (см. патент РФ №2389692, МПК C02F 1/24, C02F 1/74, 2010 г.).A known method of aerating the liquid to be cleaned, comprising forming a jet of liquid to be cleaned in a cavity of a casing containing air with a pressure greater than atmospheric pressure, the lower part of which is open in the aerated volume of the liquid to be cleaned, while the jet of liquid to be cleaned is fed along the axis of the compressed air flow oriented perpendicular to the surface of the volume to be cleaned liquid, while first on the liquid surface an air crater is formed by supplying an air stream leaving the lower base of the additional casing, p then follows a crater formed by the air jet fed liquid to be purified (see. №2389692 RF patent IPC C02F 1/24, C02F 1/74, 2010 YG).

Недостатком этого решения является неудовлетворительная степень очистки нефтесодержащих сточных вод от тонкодисперсных примесей, равномерно распределенных по их объему, из-за недостаточно высокого качества аэрирования их объема (степени насыщения, равномерности распределения воздушных пузырьков по объему вод и их дисперсности).The disadvantage of this solution is the unsatisfactory degree of purification of oily wastewater from fine impurities uniformly distributed over their volume, due to the insufficient quality of aeration of their volume (degree of saturation, uniform distribution of air bubbles over the volume of water and their dispersion).

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в повышении степени эффективности очистки нефтесодержащих вод.The problem to which the claimed solution is directed is to increase the degree of efficiency of purification of oily waters.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении степени насыщения воздухом нефтесодержащих сточных жидкостей за счет объема воздуха, абсорбированного очищаемой жидкостью при ее распылении через сопловой насадок. Кроме того, способ позволяет осуществлять флотирование при атмосферном давлении, что минимизирует общую энергоемкость процесса очистки (обеспечивает эффективное «раскрытие» пузырьков воздуха в воздухонасыщенной (аэрированной) сжатым воздухом жидкости.The technical result achieved by solving the problem is expressed in increasing the degree of air saturation of oil-containing wastewater due to the volume of air absorbed by the cleaned liquid when it is sprayed through nozzle nozzles. In addition, the method allows flotation at atmospheric pressure, which minimizes the overall energy intensity of the cleaning process (provides effective "opening" of air bubbles in an air-saturated (aerated) compressed liquid.

Поставленная задача решается тем, что способ очистки нефтесодержащих сточных жидкостей, включающий их аэрирование подачей через объем воздуха, находящийся под давлением, бóльшим атмосферного, и флотирование в объеме жидкости, при последующем удалении сфлотированных загрязнений при атмосферном давлении, отличается тем, что нефтесодержащие сточные воды аэрируют в аэрирующей емкости посредством струи сжатого воздуха, которой их эжектируют в сопловой насадок, а затем распыляют в объеме воздуха, находящегося в аэрирующей емкости под давлением выше атмосферного, с формированием факела распыленных сточных вод, направленного вверх, при этом аэрированные сточные воды отводят из нижней части аэрирующей емкости и через распределитель аэрированной воды подают на флотирование, которое осуществляют при атмосферном давлении.The problem is solved in that the method of purification of oily wastewater, including aeration by supplying through a volume of air under a pressure greater than atmospheric, and flotation in a volume of liquid, with subsequent removal of flotated contaminants at atmospheric pressure, is characterized in that the oily wastewater is aerated in the aeration tank by means of a jet of compressed air, which they eject into the nozzle nozzles, and then sprayed into the volume of air in the aeration tank under pressure Niemi above atmospheric pressure, with the formation of the plume of sputtered wastewater upward, the aerated waste water withdrawn from the bottom of the container and through the aeration valve aerated water fed to flotation, which is carried out at atmospheric pressure.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

При этом совокупность существенных признаков формулы изобретения решает следующие функциональные задачи.In this case, the set of essential features of the claims solves the following functional tasks.

Признаки «…нефтесодержащие сточные воды аэрируют в аэрирующей емкости посредством струи сжатого воздуха, которой их эжектируют в сопловой насадок, а затем распыляют в объеме воздуха, находящегося в аэрирующей емкости…» обеспечивают возможность как распыла жидкости сжатым воздухом, так и эжектирование этой жидкости в резервуар.The signs "... oily wastewater is aerated in the aeration tank by means of a jet of compressed air, which is ejected into the nozzle nozzles, and then sprayed in the volume of air in the aeration tank ..." provide the possibility of both spraying liquid with compressed air and ejecting this liquid into the tank .

Признак, указывающий, объем воздуха, находящегося в аэрирующей емкости «под давлением выше атмосферного», обеспечивает повышенную эффективность аэрирования жидкости, исходно находящейся при атмосферном давлении.A sign indicating that the volume of air in the aerating tank is “above atmospheric pressure” provides increased aeration efficiency of the liquid initially at atmospheric pressure.

Признак «…с формированием факела распыленных сточных вод, направленного вверх…» обеспечивает увеличение продолжительности взаимодействия жидкости и воздушной среды (поскольку траектория движения капель и струй увеличивается вдвое), что также способствует повышению качества ее аэрирования.The sign “... with the formation of a jet of sprayed wastewater, directed upwards ...” provides an increase in the duration of the interaction of the liquid and the air (since the path of the droplets and jets doubles), which also improves the quality of its aeration.

Признак «…аэрированные сточные воды отводят из нижней части аэрирующей емкости…» при соответствующем взаимном размещении аэрирующей и флотирующей емкостей обеспечивает поступление аэрированной воды самотеком и с «поддавливанием» ее воздушной средой аэрирующей емкости и отвод аэрированной воды ее сливом.The sign “... aerated wastewater is discharged from the lower part of the aerating tank ...” with appropriate mutual placement of the aerating and floating containers ensures the flow of aerated water by gravity and with “squeezing” the aerated tank with its air and draining aerated water with its discharge.

Признак, указывающий, что аэрированные сточные воды «подают через распределитель аэрированной воды на флотирование, которое осуществляют при атмосферном давлении» минимизирует общую энергоемкость процесса очистки (обеспечивает эффективное «раскрытие» пузырьков воздуха в воздухонасыщенной (аэрированной) сжатым воздухом жидкости.A sign indicating that aerated wastewater “is supplied through a dispenser of aerated water for floatation, which is carried out at atmospheric pressure” minimizes the overall energy consumption of the cleaning process (provides effective “opening” of air bubbles in an air-saturated (aerated) compressed air.

На фиг.1 схематически показан поперечный разрез устройства, позволяющего осуществить способ.Figure 1 schematically shows a cross section of a device that allows the method.

На фиг.1 показаны резервуар 1, подводящая труба 2, сопловой насадок 3, уровень нефтесодержащих сточных вод 4 в резервуаре 1, вертикальная ось 5, нижнее 6 и верхнее 8 отверстия соплового насадка 3, источник сжатого воздуха 7, регулятор давления газа 9, каплеотбойник 10, дренажные трубки 11, кольцевой выступ 12, флотирующий стакан 13, кольцевой накопительный зазор 14, патрубок 15 отвода сфлотированного материала, трубопровод 16, дросселирующий вентиль 17, распределитель 18 аэрированной воды, патрубок 19 отвода очищенной воды.Figure 1 shows the tank 1, the inlet pipe 2, nozzle nozzles 3, the level of oil-containing wastewater 4 in the tank 1, the vertical axis 5, the lower 6 and upper 8 holes of the nozzle nozzle 3, a source of compressed air 7, a gas pressure regulator 9, a drop eliminator 10, drainage tubes 11, an annular protrusion 12, a flotation cup 13, an annular storage gap 14, a nozzle 15 for discharging flotated material, a pipe 16, a throttling valve 17, an aerated water distributor 18, and a purified water outlet 19.

Устройство для очистки нефтесодержащих и сточных вод содержит аэрирующий, флотирующий и накопительный узлы.A device for cleaning oily and wastewater contains aeration, floating and storage nodes.

Аэрирующий узел содержит резервуар 1, предпочтительно цилиндрический, выполненный с возможностью поддержания давления воздуха в нем выше атмосферного. Подводящая труба 2 сообщена с сопловым насадком 3, выход которого размещен над уровнем нефтесодержащих сточных вод 4 в резервуаре 1, расположенном на его вертикальной оси 5. Сопловой насадок 3 выполнен в виде цилиндрической втулки, нижнее отверстие 6 которой сообщено с источником сжатого воздуха 7, а верхнее 8 выполнено в виде диффузора и открыто к крыше резервуара. При этом сопловой насадок 3 выполнен с возможностью эжектирования нефтесодержащих сточных вод, для чего выпускное отверстие подводящей трубы 2, соединяющее полость резервуара 1 с источником сточных вод (не показан), открыто в полость соплового насадка 3. В крыше резервуара 1 установлен регулятор давления газа 9. Для предотвращения попадания жидкой фазы в регулятор давления газа 9 резервуар 1 оборудуют каплеотбойником 10, снабженным дренажными трубками 11 для отвода скопившейся в нем жидкости. Также резервуар 1 оборудован каплеформирующим кольцевым выступом 12, препятствующим стеканию капель распыляемой жидкости по стенкам резервуара 1.The aeration unit comprises a reservoir 1, preferably cylindrical, configured to maintain the air pressure therein above atmospheric. The supply pipe 2 is in communication with a nozzle nozzle 3, the outlet of which is located above the level of oily wastewater 4 in the tank 1, located on its vertical axis 5. The nozzle nozzle 3 is made in the form of a cylindrical sleeve, the lower hole 6 of which is communicated with a compressed air source 7, and the upper 8 is made in the form of a diffuser and is open to the roof of the tank. In this case, the nozzle nozzles 3 are made with the possibility of ejection of oily wastewater, for which the outlet of the supply pipe 2 connecting the cavity of the reservoir 1 to the source of wastewater (not shown) is open into the cavity of the nozzle nozzle 3. A gas pressure regulator 9 is installed in the roof of the reservoir 1 To prevent the liquid phase from entering the gas pressure regulator 9, the tank 1 is equipped with a droplet eliminator 10, equipped with drainage tubes 11 to drain the accumulated liquid in it. Also, the tank 1 is equipped with a droplet-forming annular protrusion 12, which prevents the dripping of sprayed liquid on the walls of the tank 1.

Флотирующий узел выполнен в виде флотирующего стакана 13, открытого сверху, сообщенного с кольцевым накопительным зазором 14 (накопительный узел), охватывающим флотирующий стакан 13, снабженный патрубком 15 отвода сфлотированного материала.The flotation unit is made in the form of a flotation cup 13, open at the top, in communication with an annular storage gap 14 (storage unit), covering the flotation cup 13, equipped with a nozzle 15 for discharging the flotated material.

Дно резервуара 1 сообщено трубопроводом 16, оборудованным дросселирующим вентилем 17, с распределителем аэрированной воды 18, размещенным у дна флотирующего стакана 13, кромка стенок которого размещена ниже уровня очищаемой жидкости в накопительном зазоре 14, донная часть которого снабжена патрубками отвода очищенной воды 19.The bottom of the tank 1 is indicated by a pipe 16 equipped with a throttling valve 17, with an aerated water distributor 18 located at the bottom of the float cup 13, the edge of the walls of which is located below the level of the liquid to be cleaned in the storage gap 14, the bottom of which is equipped with pipes for the discharge of purified water 19.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В сопловой насадок 3, располагаемый внутри напорного резервуара 1, от источника 7 подают сжатый воздух, который эжектирует через подводящий патрубок 2 нефтесодержащую жидкость, подлежащую очистке. В результате взаимодействия поступающей жидкости со сжатым воздухом из верхнего отверстия 8 соплового насадка 3 распыляется факел, состоящий из мелкодисперсных частиц насыщаемой жидкости, симметричный вертикальной оси 5 резервуара 1, ориентированный вверх, что существенно увеличивает длину траектории перемещения капель жидкости в объеме резервуара 1. За счет создаваемого сжатым воздухом в резервуаре 1 избыточного давления (величину которого контролируют встроенным в крышу резервуара 1 регулятором давления 9) и большой поверхности раздела жидкой и газовой фаз очищаемая жидкость быстро насыщается воздухом при давлении выше атмосферного. Препятствует попаданию аэрируемой среды в регулятор давления 9 каплеотбойник 10, а дренажные трубки 11 отводят к стенкам резервуара 1 скопившуюся в нем жидкость. Каплеформирующий кольцевой выступ 12 препятствует стеканию жидкости по стенкам резервуара 1, увеличивая тем самым площадь и время контакта между жидкой и газовой фазами. Насыщенная нефтесодержащая жидкость по трубопроводу 16, оборудованному дросселирующим вентилем 17, поступает в распределитель аэрированной воды 18, размещенный у дна флотирующего стакана 13. При этом происходит интенсивное беспрепятственное разделение частиц примесей во всем объеме очищаемой жидкости (происходит флотация частичек нефтепродуктов пузырьками воздуха, т.е. образование агрегатов частица-пузырек, которые всплывают на поверхность благодаря их низкому удельному весу). В результате образуется слой пены, содержащий сфлотированные примеси, который удаляют известным способом через отводящий патрубок 15. Флотирующий стакан 13 имеет расширение в верхней части, что приводит к замедлению скорости движения жидкости, тем самым предотвращая попадание пенного продукта в накопительный зазор 14. Чистая вода поступает в кольцевой накопительный зазор 14, откуда ее отводят через патрубок 19 отвода очищенной воды.In the nozzle nozzles 3, located inside the pressure tank 1, from the source 7 serves compressed air, which ejects through the inlet pipe 2 oily liquid to be cleaned. As a result of the interaction of the incoming liquid with compressed air from the upper hole 8 of the nozzle nozzle 3, a torch is sprayed, consisting of fine particles of the saturated liquid, symmetrical to the vertical axis 5 of the tank 1, oriented upward, which significantly increases the length of the trajectory of movement of liquid droplets in the volume of the tank 1. Due to the excess pressure generated by compressed air in the tank 1 (the value of which is controlled by the pressure regulator 9 integrated in the roof of the tank 1) and a large section surface For liquid and gas phases, the liquid being cleaned is quickly saturated with air at a pressure above atmospheric. It prevents the aerated medium from entering the pressure regulator 9 by a drop eliminator 10, and the drainage tubes 11 discharge the accumulated liquid into the walls of the tank 1. The droplet-forming annular protrusion 12 prevents liquid from draining along the walls of the tank 1, thereby increasing the area and contact time between the liquid and gas phases. Saturated oil-containing liquid through a pipe 16 equipped with a throttling valve 17 enters the aerated water distributor 18 located at the bottom of the flotation cup 13. In this case, an intensive unimpeded separation of impurity particles in the entire volume of the liquid being cleaned (particles of oil products flotate with air bubbles, i.e. formation of particle-bubble aggregates that float to the surface due to their low specific gravity). The result is a foam layer containing flotted impurities, which is removed in a known manner through the outlet pipe 15. The flotation cup 13 has an expansion in the upper part, which slows down the speed of the fluid, thereby preventing the foam product from entering the storage gap 14. Pure water enters in the annular storage gap 14, from where it is diverted through the pipe 19 of the outlet of purified water.

Claims

The method of purification of oily wastewater, including aeration by supplying through a volume of air under pressure greater than atmospheric, and flotation in a volume of liquid during subsequent removal of flotated contaminants at atmospheric pressure, characterized in that the oily wastewater is aerated in an aeration tank by means of a jet of compressed air with which they are ejected into the nozzle nozzles, and then sprayed in the volume of air located in the aeration tank at a pressure higher than atmospheric, with iem flame sprayed wastewater upward, the aerated waste water withdrawn from the bottom of the container and through the aeration valve aerated water fed to flotation, which is carried out at atmospheric pressure.