фильтровальная установка для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов

Формула изобретения

Фильтровальная установка для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов, содержащая корпус, пористую фильтрующую загрузку, нажимные пластины и гидравлический цилиндр, отличающаяся тем, что корпус фильтра имеет форму параллелепипеда и состоит из отдельных секций трех видов: верхней, нескольких промежуточных и нижней, которые имеют штуцеры ввода и отвода жидкости и боковые дверцы, крепятся между собой с помощью фланцев, причем нижние фланцы каждой секции образуют с нажимными пластинами, связанными между собой стойками, изолированные камеры для приема отжатых маслонефтепродуктов, в качестве фильтрующей загрузки использованы эластичные перфорированные или сетчатые кассеты, заполненные эластичными пористыми гранулами или кусками неправильной формы пенополиуретана, гидравлический цилиндр расположен вне корпуса и предназначен для отжима пористой фильтрующей загрузки, снабжен шестеренным масляным насосом и буферным баком.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к фильтровальным установкам для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, машиностроительной отраслях промышленности, а также в системах очистки стоков предприятий промышленности и бытового обслуживания.

Известна установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов (авт. свид. СССР 466029 по кл. В 01 D 25/02. Установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов / В.И. Филиппов, М.В. Сумароков, С.Н. Мокрышев // Опубл. 05.04.75; БИ 13), включающая в себя смонтированные в едином корпусе секции грубой очистки, отстаивания, фильтрования и сборник очищенной воды. Сточная вода во время очистки последовательно проходит все секции установки. При этом фильтрующие секции содержат дренажные решетки, на которые уложен фильтрующий волокнистый материал, и переливные трубы, расположенные по оси установки и позволяющие воде перетекать в следующую секцию либо после фильтрования, либо минуя слой материала.

Фильтрующие секции установки описанной конструкции имеют существенный недостаток: для регенерации фильтрующего материала требуется его выгрузка из корпуса установки.

Также известна конструкция фильтра для очистки жидкостей (авт. свид. СССР 454038 по кл. В 01 D 25/26. Фильтр для очистки жидкостей / И.И. Троицкий, А. С. Криксунов // Опубл. 25.12.74; БИ 47), содержащего фильтрующий пакет, набранный из пористых дисков, промежуточных и торцевых шайб и насаженный на перфорированную осевую трубу. Фильтрование загрязненной жидкости происходит из внутреннего объема корпуса через пористые диски внутрь центральной трубы. Регенерация фильтрующего пакета осуществляется путем его попеременного поджатия и разжатия с помощью специального кулачкового механизма. При этом отжатая вода вместе с примесями удаляется из фильтра.

Описанная конструкция фильтра также обладает целым рядом серьезных недостатков. Прежде всего, кулачковый механизм создает небольшую и конструктивно заданную (обусловленную геометрическим эксцентриситетом привода) степень сжатия фильтрующего пакета, недостаточную для значительной деформации эластичного пористого материала, что существенно ограничивает эффективность его регенерации отжимом. Кроме того, указанная система сжатия не обеспечивает равномерности распределения усилия поджатия фильтрующего пакета по его торцевой поверхности, что может привести к заклиниванию дисков. Величина сжатия пакета ограничена также и положением отверстий в центральной трубе. Наличие внутри корпуса фильтра сальниковых уплотнений (между перфорированной осевой трубой и фильтрующим пакетом) существенно снижает надежность работы описанной конструкции.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности (прототипом) является фильтр для очистки жидкостей (авт. свид. СССР 488597 по кл. В 01 D 25/26. Фильтр для очистки жидкостей / И.И. Троицкий, Р.Г. Акберов, В.Д. Карпов, А.С. Криксунов // Опубл. 25.10.75; БИ 39), внутри корпуса которого расположена фильтрующая загрузка, набранная из эластичных пористых дисков, разделенных нажимными пластинами. Указанная загрузка укреплена на центральной опоре, выполненной из телескопически установленных усеченных конусов. Регенерация пористых дисков осуществляется сжатием их с помощью гидравлического цилиндра, размещенного внутри телескопической опоры. Возвращение фильтрующей загрузки в рабочее положение происходит посредством установленных между промежуточными нажимными пластинами распорных пружин.

Фильтр известной конструкции также имеет ряд существенных недостатков. Радиальное направление движения очищаемой воды приводит к неравномерному использованию внутреннего объема пористых дисков (вследствие сокращения по радиусу площади их поперечных сечений). Для обеспечения функционирования фильтра требуется изготовление специальных пористых дисков строго определенных геометрических размеров. Их замена требует полной разборки фильтра. Наличие во внутреннем объеме корпуса фильтра требующих постоянного контроля и регулировки гидравлического цилиндра и пружин значительно снижает надежность работы аппарата. Размеры гидроцилиндра (площадь его поперечного сечения) ограничены габаритами фильтрующей загрузки, поэтому с его помощью трудно достичь высокой степени сжатия, требующей больших сжимающих усилий. Кроме того, величина степени сжатия загрузки ограничена также и величиной хода поршня. Указанные ограничения приводят к недостаточно глубокой регенерации фильтрующих пористых дисков и, как следствие, к сокращению длительности фильтроцикла.

Еще один недостаток известного фильтра заключается в том, что маслонефтепродукты, отжатые из фильтрующей загрузки в период ее регенерации, удаляются из аппарата через тот же штуцер, из которого во время основного технологического процесса (фильтрования) отводится очищенная жидкость. Это может приводить к ее вторичному загрязнению.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы фильтра и увеличение длительности фильтроцикла.

Поставленная задача достигается тем, что в фильтровальной установке для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов, содержащей корпус, пористую фильтрующую загрузку, нажимные пластины и гидравлический цилиндр, корпус имеет форму параллелепипеда и состоит из отдельных секций трех видов: верхней, нескольких промежуточных и нижней, которые имеют штуцеры ввода и отвода жидкости и боковые дверцы, крепятся между собой с помощью фланцев, причем нижние фланцы каждой секции образуют с нажимными пластинами, связанными между собой стойками, изолированные камеры для приема отжатых маслонефтепродуктов, в качестве фильтрующей загрузки использованы эластичные перфорированные или сетчатые кассеты, заполненные эластичными пористыми гранулами или кусками неправильной формы пенополиуретана, гидравлический цилиндр расположен вне корпуса и предназначен для отжима пористой фильтрующей загрузки, снабжен шестеренным масляным насосом и буферным баком.

Повышение надежности работы фильтра достигается тем, что гидравлический цилиндр, используемый для отжима пористой фильтрующей загрузки, расположен вне корпуса аппарата. Это позволяет выполнить поперечное сечение гидроцилиндра гораздо большим по сравнению с прототипом, что существенно снижает давление в нем, необходимое для достижения достаточной степени сжатия загрузки при ее регенерации. Кроме того, внешнее расположение гидроцилиндра позволяет легко осуществлять его осмотр и ремонт, контролировать качество его работы (например, наличие утечек и т.п.). При этом внутри корпуса фильтра отсутствуют сальниковые устройства, требующие постоянного обслуживания, и пружины, ресурс работы которых ограничен.

Увеличение длительности фильтроцикла достигается за счет лучшей регенерации эластичной пористой пенополиуретановой (ППУ) загрузки. Более глубокая степень регенерации фильтрующей загрузки в предлагаемой нами конструкции достигается тем, что корпус фильтра имеет форму параллелепипеда и состоит из отдельных секций, которые крепятся между собой с помощью фланцев, в нижней части каждой секции расположены нажимные пластины, образующие с нижними фланцами секций камеры для приема отжатых маслонефтепродуктов, не соприкасающиеся с каналами для отвода очищенной воды, в качестве фильтрующей загрузки используются эластичные перфорированные или сетчатые кассеты, заполненные эластичными пористыми гранулами или кусками неправильной формы (например, отходами производства мягкой мебели), диаметр цилиндра и ход поршня гидропривода достаточны для создания такой степени деформации загрузки, которая соответствует полному сжатию пор фильтрующего материала.

При такой конструкции отжимных устройств можно существенно увеличить степень деформации эластичной фильтрующей загрузки (вплоть до полного сжатия пор). При этом количество остаточных загрязнений в загрузке значительно уменьшается, а срок ее службы от регенерации до регенерации (фильтроцикл) удлиняется.

Кроме того, в отличие от прототипа, в предлагаемом аппарате в качестве фильтрующей загрузки могут использоваться не только специально изготовленные блоки эластичного пенополиуретана, но и более дешевые эластичные перфорированные или сетчатые кассеты, заполненные пенополиуретановыми гранулами или обрезками неправильной формы (например, отходами производства мягкой мебели), что существенно снижает затраты на процесс очистки жидкости.

Предлагаемая конструкция фильтра обеспечивает отвод отжатых маслонефтепродуктов и очищенной жидкости через разные штуцеры, что исключает возможность вторичного загрязнения фильтрата.

На чертеже изображен фронтальный разрез фильтровальной установки для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов. Корпус установки 1 имеет форму параллелепипеда и состоит из отдельных секций трех видов: верхней, нескольких промежуточных и нижней. В нижней части каждой секции расположены нажимные пластины 2. Все секции крепятся между собой с помощью фланцев 3. Нажимные пластины 2 образуют с нижними фланцами 3 изолированные камеры 4 для приема отжатых маслонефтепродуктов. Нажимные пластины 2 всех секций жестко связаны стойками 5. Все секции имеют жесткий каркас и боковые дверцы 6, через которые во внутренний объем секций помещают эластичные кассеты 7 с ППУ. Для ввода исходной загрязненной воды в каждую секцию фильтра служат штуцеры 8, для отвода очищенной воды - штуцеры 9. Для отжима фильтрующего материала установка включает гидроцилиндр 10, шестеренный масляный насос 11 и буферный бак 12. Для отвода отжатых нефтепродуктов служат патрубки 13.

Фильтровальная установка работает следующим образом. Загрязненная вода подается в каждую секцию через отдельные штуцеры 8 и фильтруется через кассеты 7. Очищенная вода выводится через штуцеры 9. После исчерпания грязеемкости кассет проводится их регенерация путем отжима ППУ с помощью гидроцилиндра 10, шток которого жестко связан с нажимной пластиной 2 нижней секции. Перемещение поршня гидроцилиндра осуществляется с помощью системы, включающей шестеренный масляный насос 11 - буферный бак 12.

Поднимаясь, пластины 2 сжимают ППУ в кассетах 7. Отжатые при этом маслонефтепродукты стекают в камеры 4 нижних фланцев 3 и отводятся из них через специальные боковые штуцеры 13. Затем внутренний объем секций заполняется промывной водой, отжим кассет повторяется, образующаяся загрязненная вода отводится через боковые штуцеры 13 нижних фланцев 3. После окончания отжима кассет пластины 2 с помощью системы, включающей гидроцилиндр 10, насос 11 и бак 12, отводятся в исходное положение, и цикл работы фильтра повторяется. Периодичность регенерации фильтрующего материала зависит от концентрации маслонефтепродуктов в исходной сточной воде.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Использование фильтровальной установки указанной конструкции с зернистой загрузкой из ППУ позволяет при исходной концентрации загрязнений в стоках до 250 мг/л достигать после их очистки остаточной концентрации 2-3 мг/л, что соответствует растворимости нефти в воде и свидетельствует о том, что эмульгированные нефтепродукты удаляются фильтром практически полностью.

Повышение надежности конструкции позволяет увеличивать межремонтные пробеги по сравнению с прототипом в 1,3-1,5 раза.

При регенерации эластичной ППУ загрузки в фильтре описанной конструкции двукратным механическим отжимом с промежуточной промывкой небольшим количеством фильтрата длительность фильтроцикла (по сравнению с прототипом) увеличивается в 2-3 раза и составляет от 6 до 12 месяцев (в зависимости от концентрации маслонефтепродуктов в исходной сточной воде). Материал при таком отжиме выдерживает без ухудшения свойств не менее 10-15 циклов работы.