Патент на изобретение №2381994
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СИСТЕМА ОЧИСТКИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДОЕМОВ ОТ НЕФТИ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для использования на природных и/или искусственных загрязненных водных объектах в местах аварийных разливов нефти и/или нефтепродуктов. Система очистки донных отложений водоемов от нефти и/или нефтепродуктов содержит взаимосвязанные между собой трубопроводами плавающую емкость-отстойник, придонный блок очистки и блок подачи воздуха, снабженный распылителем, при этом придонный блок очистки снабжен вибраторами механических колебаний, размещенными на внешней стороне его днища, и пневматическими преобразователями, установленными на внутренней стороне его днища и соединенными гибким трубопроводом с блоком подачи воздуха. Отношение диаметра вибратора механических колебаний к расстоянию между вибраторами механических колебаний равно 1:3-1:5. Верхняя стенка придонного блока очистки выполнена с сужением. Днище придонного блока очистки выполнено в виде решетки. Изобретение позволяет очистить водоем от нефти и/или нефтепродуктов погребенных слоев донных отложений на всю глубину их загрязнения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для использования на природных и искусственных загрязненных водных объектах в местах аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Известен способ очистки донных отложений обезвоживанием суспензии донных отложений и воды и термообработкой осадка горячей водой при 80°С в течение 24 часов (3 раза) с дальнейшей аэробной биологической очисткой (см. патент РФ Недостатком данного изобретения является высокая стоимость очистки отложений за счет необходимости их изъятия для очистки из водного объекта. Известен способ очистки донных отложений нефтешламовых накопителей (см. патент РФ Недостатком данного изобретения является высокая стоимость очистки осадка за счет необходимости его смешивания и изъятия из объекта для дальнейшей обработки, что практически не применимо на природных водных объектах. Известен способ очистки воды и донных отложений водоемов и система очистки водоемов, содержащая модуль поверхностной очистки, состоящий из активных бонов, очищающим составом, содержащим алюмосиликаты, органические вещества и минеральные удобрения, и связанные между собой гибким трубопроводом плавающую емкость-отстойник, флотатор (придонный блок очистки), установленный на дно водоема, и блок подачи воздуха, снабженный распылителем (см. ЕА Недостатком системы очистки водоемов является отсутствие очистки глубоких (погребенных) слоев загрязненных донных отложений, а также размытие донных отложений, которое вызывает вторичное загрязнение придонных слоев. Поставлена задача разработать экологически эффективную систему очистки воды и донных отложений водных объектов. Технический результат, реализуемый при использовании заявленной системы очистки, заключается в увеличении степени очистки донных отложений. Для достижения названного технического результата в известной системе очистки воды и донных отложений водных объектов, содержащей взаимосвязанные между собой трубопроводами плавающую емкость-отстойник, придонный блок очистки и блок подачи воздуха, снабженный распылителем, новым является то, что придонный блок очистки снабжен вибраторами механических колебаний, размещенными на внешней стороне днища, и пневматическими вибропреобразователями, установленными на внутренней стороне днища и соединенными гибким трубопроводом с блоком подачи воздуха. Отношение диаметра вибраторов механических колебаний к расстоянию между вибраторами механических колебаний равно 1:3-1:5. Придонный блок очистки может иметь произвольную геометрическую фигуру, предпочтительнее прямоугольная форма. Прямоугольная форма экономически более приемлема при исполнении и эффективна в работе. Придонный блок очистки выполнен в виде прямоугольной формы, имеющей верхнюю, нижнюю (днище) и боковые стенки. Верхняя стенка выполнена конусообразной или пирамидальной формы, т.е. сужающейся. Сужение (к выходу образовавшихся нефтяных агрегатов) необходимо для того, чтобы не создавалась «мертвая зона» из скопившихся пузырьков воздуха в верхней части придонного блока очистки и для поднятия вверх образовавшихся агрегатов нефти и нефтепродуктов вместе с пузырьками воздуха, например, по гибкому трубопроводу в плавающую емкость-сборник. Длина и ширина придонного блока относятся как 1:2 до 1:1 для наиболее эффективной работы системы. Высота придонного блока относится к его стороне в пределах 1:3-1:2 для более эффективной работы. Днище придонного блока очистки выполнено в виде решетки, размеры отверстий необходимы и достаточны для прохождения нефти и нефтепродуктов сквозь них. Днище придонного блока очистки служит основанием для размещения на нем вибраторов механических колебаний и пневматических преобразователей. Вибраторы механических колебаний укреплены на днище с внешней его стороны и ориентированы в донные отложения. Крепление жесткое, например с помощью резьбового соединения. При этом вибраторы механических колебаний размещены таким образом, что соотношение их диаметра к расстоянию между ними находится от 1:3 до 1:5. Вибраторы механических колебаний могут иметь любую геометрическую форму, но предпочтительно цилиндрическую, стержневидную или конусовидную. Количество вибраторов механических колебаний определяется площадью придонного блока очистки. В придонном блоке очистке, на внутренней стороне днища, размещены пневматические вибропреобразователи, которые приводят в действие при помощи воздушных компрессоров. Пневматические вибропреобразователи укреплены на днище таким образом, чтобы максимально эффективно передавать механические колебания на решетчатое днище с вибраторами. Крепление жесткое, например с помощью резьбового соединения. Пневматические преобразователи размещать можно как по периметру, так и в центре. Наиболее целесообразный вариант – установка преобразователей по углам придонного блока очистки и один – в центре. Количество пневматических вибропреобразователей зависит от их технических характеристик. Расстояние между пневматическими вибропреобразователями зависит от их мощности, от этого же зависит их количество. При этом между днищем и боковыми стенками придонного блока очистки размещены резиновые прокладки или подушки для гашения вибрации (на чертеже не показаны). Распылитель воздуха, а их может быть несколько, располагают на расстоянии от решетчатого днища придонного блока очистки, таким образом, чтобы не вызвать потоки, которые бы приводили к размытию донных отложений. С помощью пневматических преобразователей колебания передаются решетчатому днищу, а от него – к вибраторам механических колебаний. В результате чего происходит отделение агрегатов нефти и нефтепродуктов, которые приобретают положительную плавучесть и далее они с потоком воздушных пузырьков поднимаются в сужающуюся верхнюю часть придонного блока очистки. Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема системы очистки воды и донных отложений водоемов. Предлагаемая система очистки содержит придонный блок очистки 1, на внешней стороне его днища размещены вибраторы механических колебаний 2, а на внутренней стороне его днища установлены пневматические преобразователи 3, соединенные гибким трубопроводом 4 с блоком подачи воздуха 5, последний через гибкий трубопровод 6 с распылителем воздуха 7 соединен с придонным блоком очистки 1, при этом блок очистки 1 соединен через гибкий трубопровод 8 с плавающей емкостью-отстойником 9. Система очистки работает следующим образом: на загрязненный участок водного объекта опускают на дно или удерживают на уровне поверхности донных отложений придонный блок очистки 1 с установленными на его днище (донной части) вибраторами механических колебаний 2, которые погружаются в толщу донных отложений. Включают блок подачи воздуха 5, производят регулировку подачи воздуха (не показано) к распылителю 7 и к пневматическим вибропреобразователям 3. Приводят в действие вибраторы механических колебаний 2. Отделяемые от донных отложений по средствам вибрации агрегаты нефти и/или нефтепродуктов увлекаются воздушными пузырьками, выходящими из распылителя 7 в придонный блок очистки 1, и попадают по гибкому трубопроводу 8 в плавающую приемную емкость 9. На агрегаты нефти и/или нефтепродуктов, отделенные вибрацией от донных отложений, воздействуют пузырьками воздуха из блока подачи воздуха, которые, поднимаясь к поверхности воды, увлекают за собой агрегаты нефти и/или нефтепродуктов. Аккумулированные в плавающей на поверхности воды приемной емкости-отстойнике 9 нефть и/или нефтепродукты перекачивают в емкости (на чертеже не указанно) и вывозят в места сбора переработки или утилизации. Система очистки воды и донных отложений водоемов была апробирована в лабораторных условиях. Чистый грунт (объем ила в количестве 100 литров, ил сметанообразной консистенции) загрязняли нефтью в количестве 1500 г и в течение 15 суток ежедневно перемешивали для достижения грунтом максимального загрязнения в результате процессов сорбции. Далее загрязненный грунт помещали на дно 250-литрового аквариума слоем 20 см и в течение 3-х часов заливали водопроводной водой (которую отстаивали в течение 1 суток во избежание размытия отложений). После наполнения аквариум накрывали покровным стеклом и оставляли на 30 суток для прохождения процессов коагуляции нефти (для приближения естественных условий). Модель системы очистки воды и донных отложений от нефти приводили в действие, в частности блок придонной очистки, на котором установлены пневматические преобразователи, опускали на дно таким образом, чтобы механические вибраторы проникли в загрязненный нефтью грунт. Из блока подачи воздуха 5 (использован воздушный компрессор) по гибкому шлангу 4 подают воздух на пневматические вибропреобразователи 3 до достижения колебаний с частотой 250 Гц. В зоне работы системы, т.е. вибраторов механических колебаний 2, отмечают активный подъем агрегатов нефти, которые, проходя сквозь решетчатые отверстия в днище, поднимаются вверх. Пузырьки воздуха, выходя из распылителя 7, увлекают за собой нефтяные агрегаты. Поднимаемые током воздушных пузырьков нефтяные агрегаты поступают через гибкий трубопровод 8 в плавающую емкость – сборник 9. Пробы донных отложений отбирали с помощью трубчатого дночерпателя непосредственно перед началом эксперимента и после эксперимента и анализировали. Результаты анализа свидетельствуют о том, что среднее содержание нефти составило 19,3 г/кг сухого грунта и после эксперимента – 2,1 г/кг. Это свидетельствует о 9-кратном снижении нефти в 20-сантиметровом слое донных отложений. Преимущества заявленного изобретения: – возможность извлечения нефти из погребенных слоев донных отложений; – улучшено качество очистки по сравнению с прототипом в 2-5 раз; – отсутствие вторичного загрязнения воды, т.к. отделение нефти происходит без размытия донных отложений; – осуществляют очистку не только нефти с поверхности, но и слоя загрязненного ила (на глубину проникновения вибраторов); – способ реализуется без расстановки активных бонов, что уменьшает стоимость очистки донных отложений. Положительным эффектом является также и то, что очистку от нефти и/или нефтепродуктов с помощью системы осуществляют непосредственно в природных и искусственных водных объектах на загрязненных участках на всю глубину их загрязнения.
Формула изобретения
1. Система очистки донных отложений водоемов от нефти и/или нефтепродуктов, содержащая взаимосвязанные между собой трубопроводами плавающую емкость – отстойник, придонный блок очистки и блок подачи воздуха, снабженный распылителем, отличающаяся тем, что придонный блок очистки снабжен вибраторами механических колебаний, размещенными на внешней стороне днища, и пневматическими преобразователями, установленными на внутренней стороне днища и соединенными гибким трубопроводом с блоком подачи воздуха. 2. Система очистки по п.1, отличающаяся тем, что отношение диаметра вибратора механических колебаний к расстоянию между вибраторами механических колебаний равно 1:3-1:5. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что верхняя стенка придонного блока очистки выполнена с сужением. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что днище придонного блока очистки выполнено в виде решетки.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
2246451, МПК С02F 11/02, 2003.09.16).