Установка очистки нефтесодержащих сточных вод

Изобретение относится к флотационным установкам очистки сточных вод и касается установок импеллерной флотации, и может быть применимо на месторождениях нефти с высокой обводненностью продукции.

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.

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.

Недостатками установки является необходимость использования реагентов, а также наличие зоны отстоя, что увеличивает количество времени затрачиваемого на очистку сточной воды.

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.

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.

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.

Задачей (техническим результатом) изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности очистки сточных вод от нефтепродуктов.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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".