Устройства очистки сточных вод от нефтепродуктов по А.И. Демкову

3. Выбор общей конструкции фильтра - системы ППФ

Концепция создания общей системы фильтра ППФ основывается на нескольких принципах: расчет на максимальную производительность; компромиссе между минимальной производственной площади фильтра и максимальной его высотой; надежности и многообразии технологических схем ППФ; минимальности объема загрузки ФМ; удобства в обслуживании; максимальной автоматизации основного процесса фильтрации и автоматическое отслеживание возможных аварийных ситуаций и ряд других условий, например, дизайн, освещение, дистанционное управление.

Монтажная конструкция фильтра необходима для надежного расположения горизонтально фильтрующих элементов на заданной высоте и в нужном положении.

Для этого нужно выбрать по расчету конструкцию швеллера и уголка. Четыре вертикальных стойки швеллера будут внизу опираться на конструкцию, состоящую из двух швеллеров, сваренных вместе. Нижние опорные швеллеры создадут давление на поверхность фундамента, которое не должна превышать допустимого давления для данного материала поверхности.

Расчет надо провести с учетом полного заполнения водой фильтрующей системы. Вертикальные стойки швеллеров обвязываются уголком рассчитанного профиля строго горизонтально и под заданным углом наклона (обычно i = 0,1). По направляющим уголкам производят монтаж фильтрующих элементов.

Главное правило монтажа заключается в горизонтальности листов фильтрующего элемента в ее верхней части. Уголки, швеллера, листы должны быть смонтированы на электросварке сплошным швом или на надежных прихватках. Вертикальный лист фильтрующего элемента должен быть герметично обварен Т- образным швом с нижним листом днища. Конструкция красится для защиты от коррозии в цвета, отвечающей дизайну и техники безопасности.

Для более глубокого понимания конструкции как фильтра - системы обозначим каждый фильтрующий элемент, начиная с верхнего фильтра (1), цифрой 1, 2, 3, 4 и т.д.

Исходя из формулы изобретения, фильтрующих элементов может быть два, три, четыре, пять и т.д. Как уже отмечено ранее, место подачи и отвода очищаемых стоков может быть разной. На практике иногда возникают задачи, когда надо очистить сток с максимальной эффективностью, например, когда нефтесодержащих эмульгированных примесей максимальное количество, и наоборот, надо очистить стоки с большой производительностью, но малой эффективностью, т. к. содержание примесей в очищаемой воде не большое. Эта задача может возникнуть реально по времени при очистки поверхностных стоков. Промежуточные варианты также имеют место. Итак, рассмотрим пять вариантов: двух, трех, четырех, пяти и шестиэлементную систему.

Двухэлементная система. Варианты подачи и отвода очищаемых стоков.

Параллельно: 1; 2; 12 - 3 варианта.

Последовательно: 12 - 1 вариант.

Итого: 4 варианта.

Трехэлементная система. Варианты подачи и отвода очищаемых стоков.

Параллельно: 1; 2; 3; 12; 13; 23; 123 - 7 вариантов.

Последовательно: 12; 13; 23; 123 - 4 варианта.

Смешенная схема: 1 - 23 (2 и 3- подключены последовательно).

Итого: 12 варианта.

Четырехэлементная система. Варианты подачи и отвода очищаемых стоков.

Параллельно: 1; 2; 3; 4; 12; 13; 14; 123; 1234; 23; 234; 34 - 12 вариантов.

Последовательно: 12; 13; 14; 123; 1234; 23; 234; 34 - 8 вариантов.

Смешанная схема: 12+34; 1+34; 2+34 - 3 варианта.

Итого: 23 варианта.

Пятиэлементная система. Варианты подачи и отвода очищаемых стоков.

Параллельно: 1; 2; 3; 4; 5; 12; 13; 14; 15; 23; 24; 25; 34; 35; 45; 123; 124; 125; 234; 235; 1234; 1235; 1345; 1245; 12345 - 25 вариантов.

Последовательно: 12; 13; 14; 15; 23; 24; 25; 34; 35; 45; 123; 124; 125; 34; 235; 1234; 1235; 1345; 1245; 12345 - 20 вариантов.

Смешанная схема: 12+34; 1+34; 1+45; 123+5; 23+45; 3+45 - 6 вариантов.

Итого: 51 вариант.

Шестиэлементная схема. Варианты подачи и отвода очищаемых стоков.

Параллельно: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 12; 13; 14; 15; 16; 23; 24;25;26; 34; 35; 36; 45; 46; 123; 124; 125; 126; 234; 235; 236; 345; 356; 456; 1234; 1235; 1345; 1356; 1245; 1256; 2356; 2346; 2345; 3456; 12345; 13456, 12356; 12346; 23456; 123456 - 46 вариантов.

Последовательно: 12; 13; 14; 15; 16; 23; 24; 25; 26; 34; 35; 36; 45; 46; 123; 124; 125; 126; 234; 235; 236; 345; 356; 456; 1234; 1235; 1345; 1356; 1245; 1256; 2356; 2346; 2345; 3456; 12345; 13456, 12356; 12346; 23456; 123456 - 40 вариантов.

Смешанная схема: 12+34; 1+34; 1+45; 1+56; 123+5; 23+45; 3+45; 23+46; 34+6; 12+56; 23+56; 34+56; 4+56; 2+56; 3+56 - 15 вариантов.

Итого: 101 вариант.

Данный ряд можно продолжить, но даже на уровне 4-х элементной системы практически трудно понять, на какой фильтрующей системе сделать выбор. Критерий, очевидно, должен быть один: решение эффективности очистки с минимальными средствами, например, если можно очистить сток на заданный уровень одним фильтрующим элементом, то нет необходимости привлекать для этой цели еще дополнительные фильтрующие элементы.

Другими словами должен быть заложен принцип минимальной достаточности.

Практически это можно осуществить следующим образом: запустить, например, трехэлементную фильтрующую систему, задать максимально - оптимальную скорость фильтрации по приборам качества стока, после этого не нужные фильтрующие элементы можно отключить. Фильтрующий элемент должен работать до тех пор, пока технологическая эффективность его будет минимальная, определенная технологическим регламентом на конкретных очистных сооружениях.

После этого он выводится из эксплуатации для замены фильтрующего материала, а технолог выбирает новую технологическую схему. Таким образом, профилактические работы не останавливают фильтр в целом - это существенное преимущество предлагаемой конструкции.

Если проанализировать высоту фильтрующей системы (0,6 м - технологический проем, (0,5 0,6) м - высота фильтрующего элемента) в зависимости от количества элементов, то получается следующая ситуация: 2-х элементный фильтрующая система имеет высоту - 2,5 м; 3-х - 3,6 м; 4-х - 4,7м; 5-ти - 5,8 м; 6-ти - 7 м. Исходя из логики, считаю, что для удобства обслуживания необходимо иметь электрический подъемник, по типу тех, какие применяют в строительстве. Удобно обслуживать фильтрующий элемент, когда фильтр находится по отношению к человеку на высоте (1,1 1,4) м, в зависимости от роста человека, в этом заключается компромисс между минимальной производственной площадью ППФ и его максимальной высотой.

4. Выбор количество инфразвуковых вибраторов

По условию надежности:

- на каждой фильтрующей секции ППФ должно быть не менее двух инфразвуковых вибратора;

гидравлическая связь вибратора с корпусом ППФ должна быть через заслонку, которая открывается полностью только на время промывки, регенерации ФМ.

Максимальная частота вибратора определяется по формуле:

f_в = (S_ф ·с·g): (з · П).

Минимальная мощность всей секции вибратора N_c определяется в зависимости от количества n ФУМ в фильтрующей секции:

N_c = n? N_фум = ( ДVв²· с²·g²)/( з · П)

В связи с тем, что давление от вибратора в воде передается во все стороны одинаково, монтаж вибраторов можно производить в любом месте под слоем ФМ секции: на стенках или днище.

5. Технологические рекомендации по эффективной работе ППФ

5.1 Рекомендации на максимальную эффективность ППФ

На основании проведенных исследований на Запорожской АЭС можно выдать рекомендации по максимальной эффективности ППФ.

1. Необходимо иметь максимально возможное количество фильтрующих слоев в ФУМ.

2. В ФУМ необходимо верхний слой фильтропласта ставить с минимальным размером пор, в настоящем это 0,3 мкм, производители утверждают, что возможно при усовершенствовании оборудования, уменьшить размер пор в 5 - 10 раз.

3. Использовать «намывной эффект» для уменьшения размер пор ФМ, при этом необходимо уменьшать скорость фильтрации для удержания давления фильтрации ниже максимального рабочего значения.

4. По возможности, исключить процессы, связанные с производством коллоидных частиц в водной среде. Улучшать процессы агрегации коллоидных примесей.

5. Использовать многоступенчатый метод фильтрации очищаемых сточных вод. Конструкция фильтра - системы ППФ позволяет это осуществлять, для этого надо будет использовать дополнительное насосное оборудование.

6. Производить фильтрацию на максимальных рабочих давлениях (например, до 0,4 МПа), на которое должен быть рассчитан по нагрузкам ППФ.

5.2 Рекомендации по определению фильтроцикла ППФ

Фильтроцикл определяется временем от промывки до промывки ФМ. Основным условием фильтроцикла будет максимальное давление фильтрации (от 0,2 до 0,4 МПа), на которое рекомендуем рассчитать ППФ.

На фильтроцикл влияют следующие показатели:

1. Фильтрующая загрузка ФУМ.

2. Качество очищаемых сточных вод.

3. Скорость фильтрации.

4. Качество проводимых регенераций ФМ.

Теоретически рассчитать фильтроцикл очень сложно, поэтому рекомендуем эту проблему предварительно исследовать с помощью экспериментальной ППФ.

В следующей статье мы приведем данные по научным исследованиям экспериментальной ППФ на объектах Запорожской АЭС и ВОС г. Старый. Крым. Эти исследования вошли в данную методику расчета, как производственный опыт и аналитические выводы.

фильтр гидравлический нефтепродукт

Использованная литература

1.Жуков А. И., Мангайт И. Л., Радзиллер И. Д. Методы очистки произ - водственных сточных вод. Справочное пособие. М,: Стройиздат, 1977. -208 с.

2.Роев Г.А. Очистные сооружения газоперекачивающих станций и нефтебаз. М.:Недра, 1981.- 240 с.

3. Когановский А.М., Кульский Л.А., Сотникова Е.В., Шмарук В.Л. Очистка промышленных сточных вод. Киев,:Технiка, 1974. -257 с.

4. Молоков М.В., Шифрин В.Н. Очистка промышленных стоков с территорий городов и промышленных площадок. М,:Стройиздат, 1977. - 103 с.

5. Орлов. В.О., Шевчук Б.И. Интенсификация работы водоочистных сооружений. К.:Будiвельник, 1989. -125 с.

6. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

7. . Бондар О. А., Микитин Г.А. Исследования режимов микробиологической очистки нефтесодержащих сточных вод// Химия и технология воды. - 1997.-№2.-С.207-211.

8. Штондина В.С., Баранова Л.Б. Очистка нефтесодержащих вод электронной промышленности//Совершенствование методов биологической и фізико - химической очистки производственных сточных вод.- М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1990.- С.56-59.

9. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высш.шк., 1987. - 479 с.

10. Аюкаев Р.И., Мельцер В.З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л.,1985. - 199с.

11. Бабаев И.С. Безреагентные методы очистки высокомутных вод. М., 1978.- 80 с.

12. Журба М.Г. Очистка воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.-199 с.

13. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов.- М.: Недра, 1987.- 224 с.

14. Интернет, www. rambler.ru

15. Лурье Л.Д. Исследование процесса очистки нефтесодержащих сточных вод транспортных предприятий фильтрованием через гранулированные и нетканые синтетические материалы: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.,1982.-26 с.

16. Патент 1086585 (СССР). Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов/А.И. Демков.

17. А.с. 1261240 (СССР). Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов/ А. И. Демков.

18. Guignes F. Le Traitement et le controle des eause polluces par hydrocorbues compte rendu dessais dun siparateus. T.P.S/C.P.Z Ingr - Couseil France, 1969, №140.

19. Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский А.М., Шевченко М.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. Киев.: Наукова думка, 1980. - 680 с.

20. Кедров В.С., Пальгунов П.П., Сомов М.А. Водоснабжение и канализация. М.: Стройиздат, 1984.- 288с.

21. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. -136с.

22. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.:Химия. 1971. - 784с.

23. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1984.- 121с.

24. Зимин А.А. Гидравлические расчеты нефтепроводов и насосных станций. М.: ГНТИ. 1962.- 110с.

25. Лихтерников Я.М. Клыков В.М., Ладыженский Д.В. Расчет стальных конструкций. К.: Будiвельник, 1976. -350 с.

Размещено на Allbest.ru