устройство для очистки воды от нефти и нефтепродуктов и их извлечения

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ И ИХ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, содержащее систему забора загрязненной воды, камеру для отделения воды от нефти и нефтепродуктов с входным патрубком, соединенным с системой забора, и с двумя выходными патрубками для вывода очищенной воды и извлеченных нефти и нефтепродуктов, отличающееся тем, что оно снабжено горизонтально размещенным внутри камеры фильтрующим элементом на основе пористого нетканого материала в форме цилиндра с отверстием по продольной оси цилиндра, соединенным с одного торца с системой забора загрязненной воды, а с другого торца - герметично закрытым и установленным с возможностью вращения с переменной скоростью вокруг продольной оси, а также лотком для сбора очищенной воды, размещенным под фильтрующим элементом и связанным с выходным патрубком для вывода очищенной воды, и экраном, установленным с возможностью вращения вокруг продольной оси фильтрующего элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено фильтрующей насадкой, выполненной из пористого нетканого материала, установленной на конце выходного патрубка для вывода очищенной воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки воды от нефти, масел, мазута, топлив, углеводородных загрязнений, предусматривающим извлечение последних для дальнейшего использования и может быть применено на морях, реках, озерах или в искусственно создаваемых водоемах.

Известна установка для очистки пляжа от плавающей грязи, в том числе и нефтепродуктов. Установка предусматривает устройство для съема всплывшей грязи вместе с небольшим количеством воды, сепаратор, в котором происходит отстаивание воды от нефтепродуктов. Накапливающаяся в процессе отстаивания вода направляется обратно на пляж.

Известна также установка для извлечения нефти, содержащая узел сбора нефти в виде вертикальных стенок, выступающих над поверхностью воды и частично погруженных в воду, узел извлечения, состоящий из флотационного сборника и вертикального цилиндра с открытыми торцами, имеющего погруженную нижнюю часть, насосный узел, состоящий из погружной трубы с вмонтированным в нее насосом. Насосный узел находится между узлом сбора и извлечения. В цилиндре происходит всплывание нефти и накапливание ее на поверхности воды. Незагрязненная вода вытекает из нижней части цилиндра.

Известна разборная установка для сбора разлитой нефти (прототип) по поверхности, содержащая систему ограничения нефтяного пятна и направленного перемещения его в зону сбора, насос для откачки загрязненного нефтью верхнего слоя воды из зоны сбора в транспортную линию и баллон с открытым нижним концом, погруженным в массу воды. Внутри баллона происходит разделение воды и нефти, которая всплывает вверх и образует отдельный слой. По мере накопления нефти в баллоне последнюю откачивают насосом в трюм рядом стоящей баржи.

Известны устройства очистки водномасляных стоков на металлургических заводах, содержащие отстойники и систему подачи стоков в отстойники.

Недостатками указанных установок являются низкие скорость и степень отделения воды и углеводородов.

Более высокой степени отделения воды от нефти и нефтепродуктов можно добиться фильтрованием, т.е. пропусканием воды через пористую среду, в которой, например, частицы нефтепродуктов прилипают к поверхности фильтрующего материала и задерживаются в мелких порах. Фильтрующей средой может служить песок, антрацитовая крошка, керамзит, шлак и др. Однако, трудной задачей является извлечение с их поверхности поглощенных нефтепродуктов с целью дальнейшего использования последних. Для устройств с такой фильтрующей средой речь идет о восстановлении ее фильтрующей способности путем например, промывки горячей водой и продувки сжатым воздухом, но не о сборе нефтепродуктов, извлеченных из фильтрующей среды.

Известны устройства с отжимаемой фильтрующей средой, предусматривающие сбор нефти и нефтепродуктов. Например, устройство с отжимаемой полиуретановой загрузкой, выполненной в виде хлопьев, образующих рыхлую среду.

Очистка воды на фильтре и его регенерация производятся в такой последовательности. Нефтесодержащая вода равномерно подается на поверхность загрузки и, проходя фильтр сверху вниз, отводится через трубопровод. Для проведения регенерации фильтра включают привод механизма регенерации. При этом нижняя ветвь скребкового экскаватора захватывает нижние слои загрузки и равномерно подает их на транспортерную ленту. Насыпной слой загрузки на ленте отжимается барабанами, а отжатый продукт (нефтяная масса) стекает по ленте и желобу в сборник. Таким образом, задача выделения и сбора углеводородов усложняет конструкцию.

Известны также изделия из волокон или частиц, образующих рыхлую массу и упакованных в проницаемую для масла оболочку. Изделия могут быть выполнены в виде подушки, патрона или покрова. Конкретно фильтрующей средой может служить древесная мука, вискоза, модифицированный аэросил, поливинилхлорид в виде порошка, волокнистая древесина и др. которым физической и химической обработкой преданы олеофильность и гидрофобность. Фильтрующая среда выполнена на основе пробкового дерева. Изделие накладывается на поверхность воды. Сорбированное масло и подобные продукты предлагается извлекать давлением, воздействием центробежной силы, экстракцией растворителем или отгонкой. Однако использование на практике этих изделий показало, что извлечение из них в рабочих условиях нефти и нефтепродуктов затруднено. Для этого нужны специальные установки. Трудоемко также перемещение насыщенных нефтью и нефтепродуктами изделий в эти установки. Поэтому изделия чаше всего подвергают сжиганию.

Целью изобретения является создание устройства, сочетающего высокую степень очистки воды, простоту вывода из установки нефти и нефтепродуктов для дальнейшего использования и удобство в эксплуатации.

Как и в прототипе устройство содержит систему забора загрязненной нефтью и нефтепродуктами воды, а также камеру для отделения воды от нефти и нефтепродуктов, снабженную входным патрубком, соединенным с системой забора и двумя выходными патрубками для вывода очищенной воды и извлеченных нефти и нефтепродуктов. В отличие от прототипа внутри камеры установлен фильтрующий элемент на основе пористого нетканого материала. Фильтрующий элемент выполнен в форме цилиндра с отверстием по продольной оси и герметично закрытого с одного торца, в которое подают загрязненную воду, расположенного горизонтально, с возможностью вращения вокруг продольной оси в медленном и быстром режиме. Кроме того, в отличие от прототипа в камере находится система вывода очищенной воды, связанная с входным патрубком для очищенной воды.

Фильтрующий элемент во время очистки загрязненной воды работает в режиме медленного вращения, а после его насыщения нефтью и нефтепродуктами переходит в режим быстрого вращения для их отделения от фильтрующего элемента под действием центробежных сил, при этом загрязненную воду в камеру не подают.

Система вывода очищенной воды может содержать лоток для сбора очищенной воды, расположенный под фильтрующим элементом и связанный с выходным патрубком для очищенной воды, и перемещаемый экран, закрывающий лоток от загрязнения во время работы фильтрующего элемента в быстром режиме.

В другом варианте система вывода очищенной воды может содержать фильтрующую насадку, выполненную из пористого нетканого материала и установленную на выходном патрубке для очищенной воды.

Устройство действует следующим образом.

С помощью системы забора загрязненную нефтью и нефтепродуктами воду пода-ют в камеру. Вода поступает через входной патрубок в отверстие по продольной оси фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент медленно вращается и при своем движении захватывает и увлекает всплывший слой нефти и нефтепродуктов. Последние задерживаются в фильтрующем элементе. Кроме того, очищаемая вода постепенно под действием силы тяжести просачивается сквозь стенку фильтра, при этом очищается, попадает в систему вывода очищенной воды и выводится через связанный с ней выходной патрубок для очищенной воды. Для вывода из камеры отделенных нефти и нефтепродуктов прекращают пода-чу в нее загрязненной воды и дожидаются полного выхода очищенной воды. Затем фильтрующий элемент переводят в режим быстрого вращения. В результате нефть и нефтепродукты отделяются от фильтрующего элемента под действием центробежных сил и отводятся из камеры через предназначенный для этого патрубок.

В одном случае прошедшая через фильтрующий элемент очищенная вода поступает в лоток и выводится через связанный с лотком патрубок. Во время работы фильтрующего элемента в быстром режиме лоток закрывают подвижным экраном.

В другом случае очищенная вода, прежде чем попасть в выходной патрубок, проходит через фильтрующую насадку на основе пористого нетканого материала, что позволяет удалить из воды случайные загрязнения, появившиеся в ней, например, от соприкосновения со стенками камеры.

Наличие фильтрующего элемента, который собирает слой всплывших углеводородов механически при своем медленном движении и в то же время фильтрует загрязненную воду в своей толще, позволяет достигать высокой степени очистки воды. Установка фильтрующего элемента горизонтально позволяет создать максимальную площадь всплывших углеводородов, что в сочетании с медленным вращением ведет к наиболее эффективному использованию внутренней поверхности фильтрующего элемента для осаждения на ней пленки углеводородов.

Материал и форма фильтра, его установка совместно с механизмом, посредством которого можно произвести выделение нефти и нефтепродуктов и режим работы, обеспечивают простоту вывода нефтепродуктов.

Перевод работы устройства от фильтрации воды к выделению нефти и нефтепродуктов только путем изменения режима вращения фильтрующего элемента делает устройство удобным в эксплуатации и также обуславливает простоту вывода нефти и нефтепродуктов.

На фиг. 1 3 показаны общий вид предлагаемого устройства и варианты его выполнения.

Устройство для очистки воды от нефти и нефтепродуктов и их извлечения содержит систему 1 забора загрязненной воды, представленную в данном случае погружной трубой и насосом. Но система 1 может быть выполнена и любым другим известным образом, например дополненная средствами ограничения нефтяного пятна и его направленного перемещения в зону сбора.

Устройство также содержит камеру 2 для отделения воды от нефти и нефтепродуктов, снабженную входным патрубком 3, соединенным с системой 1 забора, и двумя выходными патрубками: выходной патрубок 4 для вывода очищенной воды и выходной патрубок 5 для вывода извлеченных нефти и нефтепродуктов. Внутри камеры 2 установлен фильтрующий элемент 6 на основе пористого нетканого материала в форме цилиндра с отверстием по продольной оси и герметично закрытого с одного торца, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси в медленном и быстром режиме. Под фильтрующим элементом 6 расположен лоток 7 для сбора очищенной воды, соединенный с патрубком 4 для вывода очищенной воды. В камере 2 размещен перемещаемый экран 8 лотка.

Система 1 забора направляет загрязненную воду в камеру 2 через входной патрубок 3. В камере 2 вода поступает в отверстие, имеющееся в фильтрующемся элементе 6. Фильтрующий элемент 6 медленно вращается, захватывает своей внутренней поверхностью всплывшие нефть и нефтепродукты, а также фильтрует воду в своей толще. Очищенная вода, пройдя сквозь стенки фильтрующего элемента, попадает на лоток 7 для сбора очищенной воды и выводится через патрубок 4. При необходимости вывода нефти и нефтепродуктов прекращают подачу воды в камеру 2 и после очистки оставшейся в камере 2 воды и ее полного вывода, закрывают лоток 7 для сбора очищенной воды экраном 8 и переводят фильтрующий элемент 6 в режим быстрого вращения, при котором из него под действием центробежных сил выделяются нефть и нефтепродукты. Последние попадают на стенки камеры 2 и стекают вниз, а затем выводятся из камеры 2 через патрубок 5.

Второй вариант предусматривает установку на выходном патрубке 4 очищенной воды фильтрующей насадки 9, выполненной из пористого нетканого материала и позволяющей удалить из воды случайные загрязнения.

Таким образом, в устройстве сочетаются высокая степень очистки воды, простота вывода из установки углеводородов для дальнейшего использования и удобство в эксплуатации.