UA17855U

UA17855U - Method for finishing purification oil-containing water

Info

Publication number: UA17855U
Application number: UAU200604325U
Authority: UA
Inventors: Valerii Oleksandrov Mykhailiuk; Natalia Valeriivna Kulalaieva
Original assignee: Nat Univ Admiral Makarov
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-10-16

Abstract

A method for finish purification of oil-containing water includes several-stage treatment of oil-containing water by application of different physicaland chemical processes and phenomena, which contribute to the destruction of oil-containing emulsions and solutions at the stage of finish treatment in the sorption filter with horizontal supply of water subjected to finish purification, and periodic washing of sorbent. Prior to transition to the mode of sorbent washing the change in the direction of water supply is made for the opposite one.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до техніки очищення нафтовмісних вод (НВВ) і може бути використаний при 2 очищенні НВВ на транспорті, а також стічних вод на бурових платформах, підприємствах нафтовидобувної та нафтопереробної галузей промисловості й інших промислових і сільськогосподарських об'єктах, де утворюються стічні води, котрі містять нафтопродукти.The useful model refers to the technique of cleaning oil-containing water (OW) and can be used for 2 cleaning of OW in transport, as well as wastewater on drilling platforms, enterprises of the oil production and oil refining industries and other industrial and agricultural facilities where wastewater is generated, which contain oil products.

Відомо про численні способи очищення НВВ, в яких використовуються різні фізичні, хімічні, біологічні процеси і явища, що сприяють руйнуванню багатокомпонентних нафтовмісних емульсій і розчинів. |Средства 70 очистки жидкостей на судах. Справочник. Под общ. Ред. И.А. Иванова. - Л.: Судостроение, 1984. - С.156).It is known about numerous methods of cleaning of hazardous waste, which use various physical, chemical, biological processes and phenomena that contribute to the destruction of multicomponent oil-containing emulsions and solutions. Means 70 for cleaning liquids on ships. Directory. Under the municipality Ed. I.A. Ivanova. - L.: Shipbuilding, 1984. - P.156).

Істотний вплив на одержання води, що пройшла очищення і задовольняє вимогам природоохоронних документів, має етап фінішної фільтрації (доочисної обробки), де звичайно здійснюється процес адсорбції нафтових частинок (НЯ) до завантажувального матеріалу |Зубрилов С.П., Ищук Ю.Г, Косовский В. И. Охрана окружающей средь! при експлуатации судов. - Л.: Судостроение, 1989. - С.34). У той же час відносно невелика 12 нафтоємність існуючих завантажень таких фільтрів вимагає їхньої частої заміни, що здорожує процес очищення в цілому.A significant influence on obtaining water that has undergone purification and meets the requirements of environmental protection documents is the stage of final filtration (pre-treatment), where the process of adsorption of oil particles (NO) to the loading material is usually carried out |Zubrilov S.P., Ishchuk Yu.G, Kosovsky V. I. Environmental protection! during operation of ships. - L.: Shipbuilding, 1989. - P.34). At the same time, the relatively small 12 oil capacity of existing loads of such filters requires their frequent replacement, which makes the cleaning process more expensive as a whole.

Відомо про спосіб очищення НВВ, який включає її багатоступінчасту обробку за допомогою фільтрування, докладання гравітаційних сил, коалесценції та сорбції. Цей спосіб реалізовано в установці УКФ ІЗубрилов С.П.,It is known about the method of cleaning NVV, which includes its multi-stage processing by means of filtering, application of gravitational forces, coalescence and sorption. This method was implemented in the installation of the UKF IZubrilov S.P.

Ищук Ю.Г, Косовский В.И. Охрана окружающей средь при експлуатации судов. - Л.: Судостроение, 1989. - С.511, де очищення здійснюють так. НВВ насосом подають через підігрівник і фільтр механічних домішок у верхню частину пристрою, що сепарує. Там відбувається часткове видалення з неї нафтопродуктів за рахунок різниці густин води і нафти (гравітаційний поділ). Нафтопродукти, котрі відокремилися, збираються у верхній порожнині, відкіля періодично зливаються в суднову нафтозбірну цистерну. Далі воду спрямовують у нижню частину сепаратора і пропускають через шар коалесціюючого завантаження, у якому вдруге очищають від 22 нафтопродуктів, що не відокремилися раніше. Після цього попередньо очищену воду спрямовують у сорбуючий -о фільтр на доочищення, де організовано спадну (зверху вниз) протоку оброблюваної суміші через шар змінного сорбуючого завантаження, котрий затримує нафтопродукти. Даний спосіб потребує частої заміни завантажувального матеріалу для підтримки необхідної якості очищення води.Ishchuk Yu.G., Kosovsky V.I. Environmental protection during the operation of ships. - L.: Sudostroenie, 1989. - P.511, where cleaning is carried out as follows. NVV is fed by a pump through a heater and a filter of mechanical impurities into the upper part of the separating device. There, oil products are partially removed from it due to the difference in densities of water and oil (gravitational separation). Oil products that have separated are collected in the upper cavity, from where they are periodically poured into the ship's oil collection tank. Next, the water is sent to the lower part of the separator and passed through a layer of coalescing loading, in which it is cleaned a second time from 22 oil products that have not separated before. After that, the pre-purified water is sent to the sorbing filter for further purification, where a descending (from top to bottom) flow of the processed mixture is organized through a layer of variable sorbent loading, which traps oil products. This method requires frequent replacement of the loading material to maintain the required quality of water purification.

Відомо також про спосіб очищення нафтовмісних вод, що включає багатоступінчасту обробку НВВ за о допомогою гравітаційного відстою, фільтрації, коалесценції та сорбції. Даний спосіб реалізовано в установціIt is also known about the method of purification of oil-containing waters, which includes multi-stage treatment of liquefied petroleum gas with the help of gravity settling, filtration, coalescence and sorption. This method is implemented in the installation

СКМ-2 ІЗубрилов С.П., Ищук Ю.Г, Косовский В.М. Охрана окружающей средьі при експлуатации судов. - Л.:SCM-2 Izubrilov S.P., Ishchuk Y.G., Kosovsky V.M. Environmental protection during the operation of ships. - L.:

Судостроение, 1989. - С.50). Очищення НВВ в установці СКМ-2 починають з підігріву води, після чого її подають со у фільтр, у котрому відокремлюють від механічних домішок і попередньо очищують. Далі НВВ спрямовують у ча камеру, де встановлено змінні коалесціюючі елементи. Тут за допомогою гравітаційного відстою і коалесценції здійснюють наступний етап очищення води від нафтопродуктів. Укрупнені НЧ періодично видаляють у суднову -- цистерну нафтових відходів. Фінішна стадія очищення НВВ відбувається в сорбуючому фільтрі зі змінним завантаженням, матеріал якого здатний затримувати емульговані нафтопродукти. Причому, у ньому організовано горизонтальний напрямок потоку НВВ, яку доочищають. Крім того, з метою підвищення ресурсу « завантаження застосовують його періодичне промивання зі зливом забрудненої води в шламову цистерну. У З 70 порівнянні з попереднім способом в останньому організовано горизонтальний рух води. котра очищається, в с сорбуючому фільтрі та його періодичне промивання. Дослідження, проведені авторами |ІВолошин В.П.,Shipbuilding, 1989. - P.50). The cleaning of the HWV in the SCM-2 installation begins with heating the water, after which it is fed to the filter, where it is separated from mechanical impurities and pre-cleaned. Next, the NVV is directed into the cha chamber, where replaceable coalescing elements are installed. Here, with the help of gravity sedimentation and coalescence, the next stage of water purification from oil products is carried out. Aggregated particulates are periodically removed into the ship's oil waste tank. The final stage of cleaning of LPG takes place in a sorbing filter with a variable load, the material of which is able to retain emulsified petroleum products. Moreover, it organizes the horizontal direction of the flow of NVV, which is being cleaned. In addition, in order to increase the loading resource, it is periodically washed with the discharge of contaminated water into the sludge tank. In Z 70, in comparison with the previous method, the horizontal movement of water is organized in the latter. which is cleaned in a sorbent filter and its periodic washing. Research conducted by the authors V. I. Voloshyn,

Із» Дзюбинский Б.В., Михайлюк В.А. Мсследование коалесцирующих матриц нефтесодержащих вод //From" Dzyubinsky B.V., Mykhailiuk V.A. Investigation of coalescing matrices of oil-containing waters //

Судостроительная промьішленность. Серия промьшленная енергетика, охрана окружающей средь и енергосбережение судов. Л. ЦНИЙ "Румб", 1989. Вьп.8. - С.40-43| підтверджують ефективність таких заходів.Shipbuilding industry. Series industrial energy, environmental protection and energy saving of ships. L. TSNY "Rumb", 1989. Vol. 8. - P.40-43| confirm the effectiveness of such measures.

Даний спосіб містить відповідні складові, сприятливі реалізації умов, які забезпечують можливість збільшення - ресурсу використання завантаження у фінішній ступіні. Слабким місцем даного способу є зниження згодом якості -і води, що очищається, за рахунок неефективного використання матеріалу завантаження в сорбуючому фільтрі.This method contains appropriate components, favorable implementation of conditions that provide the possibility of increasing - the resource of using loading in the finishing stage. The weak point of this method is the subsequent decrease in the quality of the purified water due to the inefficient use of the loading material in the sorbent filter.

Однак, незважаючи на зазначену недосконалість, описаний спосіб прийнятий за прототип, тому що в жодному бо іншому відомому способі очищення НВВ на етапі фінішної обробки не організовано горизонтального руху води. сл 20 котру доочищують, у сорбуючому фільтрі і його періодичне промивання. Таким чином, за кількістю загальних ознак, останній спосіб прийнято як прототип способу, що заявляється. сл В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу очищення НВВ, в якому зміна режиму реалізації фінішної обробки води, що дочищається, забезпечує підвищення ресурсних характеристик сепараційної установки в цілому. 29 Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі фінішного очищення нафтовмісних вод, який с включає багатоступінчасту обробку НВВ за допомогою застосування різних фізичних та хімічних процесів і явищ, що сприяють руйнуванню нафтовмісних емульсій і розчинів на стадії фінішної обробки в сорбуючому фільтрі з горизонтальним поданням води, котра доочищується, і періодичним промиванням сорбенту згідно з корисною моделлю перед переходом на режим промивання сорбенту здійснюють зміну напрямку подання води, що 60 дочищається, на протилежний. Останнє досягається поворотом касети із сорбентом на 180 2 у вертикальній площині навколо горизонтальної осі.However, despite the specified imperfection, the described method is accepted as a prototype, because in no other known method of cleaning LVV at the stage of finishing treatment, the horizontal movement of water is not organized. sl 20, which is further cleaned, in a sorbent filter and its periodic washing. Thus, according to the number of common features, the last method is accepted as a prototype of the claimed method. sl The useful model is based on the task of improving the method of wastewater treatment, in which the change in the mode of implementation of the final treatment of the treated water ensures an increase in the resource characteristics of the separation plant as a whole. 29 The task is solved due to the fact that in the method of final treatment of oil-containing waters, which includes multi-stage treatment of hazardous waste using various physical and chemical processes and phenomena that contribute to the destruction of oil-containing emulsions and solutions at the stage of final treatment in a sorbent filter with a horizontal supply water, which is further purified, and by periodically washing the sorbent according to a useful model, before switching to the sorbent washing mode, the direction of supply of the water being further purified is changed to the opposite. The latter is achieved by rotating the cassette with the sorbent by 180 2 in the vertical plane around the horizontal axis.

Зміну напрямку подання води, котра доочищується, на стадії фінішного очищення у сорбуючому фільтрі перед кожним промиванням сорбенту обгрунтовано тим, що в процесі роботи фільтра нафтопродукт розподіляється в поровому просторі його завантаження визначеним чином. Частина перетину завантаження 62 звільняється для проходження переважно води, оскільки при фронтальному русі НВВ від входу в завантаження до виходу з нього, під дією піднімальної сили, котра виникає внаслідок відмінностей густий нафти і води, нафтопродукт групується у верхній частині касети з завантаженням. Внаслідок цього частина перетину завантаження звільняється для проходження переважно води. Межа ж розділу води і нафтопродуктів прагне до параболічного вигляду |Волошин В.П., Дзюбинский Б.В., Михайлюк В.А. Исследование коалесцирующих матриц нефтесодержащих вод // Судостроительная промьішленность. Серия промьішленная енергетика, охрана окружающей средьй и енергосбережение судов. Л. ЦНИЙ "Румб", 1989. Вьп.8 - С.424. Звідси одна частина завантаження сорбуючого фільтру практично постійно знаходиться в середовищі нафтопродукту, а інша - води.The change in the direction of water supply, which is further purified, at the stage of final cleaning in the sorbent filter before each washing of the sorbent is justified by the fact that during the operation of the filter, the petroleum product is distributed in the pore space of its loading in a specified manner. Part of the cross-section of the loading 62 is freed for the passage of mainly water, because during the frontal movement of the NVV from the entrance to the loading to the exit from it, under the influence of the lifting force that arises as a result of the differences in the density of oil and water, the petroleum product is grouped in the upper part of the cassette with the loading. As a result, part of the cross-section of the load is freed for the passage of mainly water. The boundary between water and petroleum products tends to be parabolic | Voloshyn V.P., Dzyubinskiy B.V., Mykhailiuk V.A. Investigation of coalescing matrices of oil-containing waters // Shipbuilding industry. Series industrial energy, environmental protection and energy saving of ships. L. Tsnyi "Rumb", 1989. Vol. 8 - p. 424. Hence, one part of the loading of the absorbent filter is almost constantly in the oil product environment, and the other part is in water.

На елементах завантаження, що постійно підпадають під вплив нафтопродукту, відбувається адсорбція важких і /0 легких фракцій нафти. Причому, якщо легкі фракції видаляються з порового простору під час періодичних промивань, то важкі (асфальтени, нафтени) - залишаються і знижують адсорбційну ємність завантаження. Таким чином, найбільш напруженою частиною матеріалу завантаження, власне і визначальною його ресурсу, е частина, яка постійно знаходиться в середовищі нафтопродуктів. При зміні напрямку подання води, що дочищається, на протилежний з'являється можливість задіяти для реалізації процесу адсорбції і частину /5 матеріалу завантаження, котра знаходиться в середовищі води. Це дозволяє збільшити час дії сорбуючого ефекту завантаження в 1,3...1,5 рази. Відповідно підвищується і ресурсна характеристика установки в цілому.Adsorption of heavy and /0 light fractions of oil takes place on loading elements that are constantly under the influence of the oil product. Moreover, if light fractions are removed from the pore space during periodic washing, heavy fractions (asphaltenes, naphthenes) remain and reduce the adsorption loading capacity. Thus, the most stressed part of the loading material, actually determining its resource, is the part that is constantly in the environment of petroleum products. When changing the direction of the water that is being purified, to the opposite, it becomes possible to use part /5 of the loading material, which is in the water environment, for the implementation of the adsorption process. This allows you to increase the duration of the absorbing effect of loading by 1.3...1.5 times. Accordingly, the resource characteristics of the installation as a whole increase.

Періодичної зміни напрямку подання води, що дочищається, на сорбуючий фільтр можна досягнути шляхом повороту касети із сорбентом на 1802 у вертикальній площині через горизонтальну вісь.A periodic change in the direction of the water that is being purified to the sorbent filter can be achieved by rotating the cassette with the sorbent by 1802 in the vertical plane through the horizontal axis.

На рисунку подано схему установки, котра реалізує пропонований спосіб очищення.The figure shows a diagram of an installation that implements the proposed cleaning method.

До складу сепараційної установки входять: насос 1 із трубопроводом подання НВВ 2, водопідігрівач 3. фільтр механічного очищення 4, фільтр попереднього очищення 5, з'єднаний трубопроводом б з очисним пристроєм 7. постаченим порожниною 8 для збору відділених нафтопродуктів і послідовно встановленими фильтрувально-коалесціюючими елементами 9, доочисним сорбуючим фільтром 10, який виконано у вигляді касети з сорбентом, трубопроводами 11 для видалення нафтопродуктів, 12 - для подання води на промивання і 13 - для видалення очищеної води.The composition of the separation unit includes: pump 1 with an oil supply pipeline 2, a water heater 3. a mechanical cleaning filter 4, a pre-cleaning filter 5, connected by a pipeline b with a cleaning device 7. provided with a cavity 8 for collecting separated oil products and successively installed filtering-coalescing elements 9, pre-cleaning sorbent filter 10, which is made in the form of a cassette with a sorbent, pipelines 11 for removing oil products, 12 - for supplying water for washing and 13 - for removing purified water.

Очищення НВВ в установці починають з її підігріву у водопідігрівачі З, відділеному перегородкою від інших в) порожнин очисного пристрою 7 після подання насосом 1 за допомогою трубопроводу 2. Далі НВВ подають у фільтр 4, у якому затримуються механічні домішки, а потім попередньо очищають у фільтрі 5. В процесі роботи за допомогою трубопроводу 12 здійснюють періодичне промивання фільтруючого завантаження, при цьому ю зо нафтопродукти з корпусу фільтра 5 видаляють у порожнину 8 для збору відділених нафтопродуктів. Злив нафтопродуктів з верхньої кришки фільтра 5 здійснюють у спеціальну ємність для збору нафтових залишків (на о рисунку не показано) через трубопровід 11. Після обробки НВВ у фільтрі попереднього очищення 5, її Ге) спрямовують по трубопроводу б в очисний пристрій 7, де встановлено змінні коалесціюючі елементи 9. У них здійснюють наступний етап очищення води від нафтопродуктів. Частинки нафтопродуктів, укрупнені за - допомогою елементів 9. збираються в порожнині 8 і періодично видаляються з установки. Фінішну стадію «-- очищення НВВ здійснюють в сорбуючому фільтрі 10, котрий виконано у вигляді касети, завантаженої змінним завантаженням, матеріал якого здатний адсорбувати дрібнодисперсні нафтові частинки. При досягненні граничного перепаду тиску на сорбуючому фільтрі перед переходом на режим промивання касету із сорбентом повертають на 1802 у вертикальній площині навколо горизонтальної осі, після чого здійснюють її промивання « зі зливом забрудненої води в шламову цистерну і подальше очищення НВВ до наступного підвищення тиску. - с Після повороту касети і продовження роботи фільтра нафтопродукт розподіляється на тій частині перетину ц завантаження через який до цього проходила переважно вода, тобто вільної від адсорбованих важких фракцій "» нафтопродуктів, що і визначає збільшення часу збереження його працездатності. Далі процес повторюється.The purification of NVV in the installation begins with its heating in the water heater Z, separated by a partition from the other c) cavities of the cleaning device 7 after being fed by pump 1 through pipeline 2. Next, NVV is fed into filter 4, in which mechanical impurities are retained, and then pre-cleaned in the filter 5. In the process of work, with the help of the pipeline 12, periodic washing of the filter load is carried out, while the oil products from the filter housing 5 are removed into the cavity 8 for collecting the separated oil products. The draining of oil products from the top cover of the filter 5 is carried out into a special container for collecting oil residues (not shown in the figure) through the pipeline 11. After processing of LPG in the pre-cleaning filter 5, its gas is directed through the pipeline b to the cleaning device 7, where variable coalescing elements 9. They carry out the next stage of water purification from oil products. Particles of oil products, aggregated with the help of elements 9, are collected in cavity 8 and are periodically removed from the installation. The final stage of the "-- cleaning of LPG is carried out in the sorbent filter 10, which is made in the form of a cassette loaded with variable loading, the material of which is capable of adsorbing finely dispersed oil particles. When the maximum pressure drop on the sorbent filter is reached, before switching to the washing mode, the cassette with the sorbent is turned to 1802 in the vertical plane around the horizontal axis, after which it is washed "with the discharge of contaminated water into the sludge tank and further cleaning of the sorbent until the next increase in pressure. - c After rotating the cassette and continuing the operation of the filter, the oil product is distributed on that part of the cross-section t of loading through which mainly water passed, that is, free from adsorbed heavy fractions "" of oil products, which determines the increase in the time of preservation of its efficiency. Then the process is repeated.

Таким чином, досягається підвищення ресурсу завантаження сорбуючого фільтра в 1,3...1,5 рази.Thus, a 1.3...1.5 times increase in the load capacity of the sorbent filter is achieved.

Claims

- The formula of the invention -I Go) 1. The method of final purification of oil-containing waters (NWV), which includes multi-stage processing of NWV using various physical and chemical processes and phenomena that contribute to the destruction of oil-containing emulsions and solutions at the stage of final treatment in sorbent filter with horizontal supply of water, which is further purified, and periodic washing of the sorbent, which differs in that before switching to the mode of washing the sorbent, the direction of supply of the water to be further purified is changed to the opposite.

2. The method according to claim 1, which differs in that the change in the direction of water supply, which is further purified, is carried out by turning the cassette with the sorbent by 1802 in the vertical plane around the horizontal axis. p. 60 b5