Для интенсификации механического выделения дисперсных примесей из нефтесодержащих сточных вод можно применять центрифугирование. В его основе лежит процесс разделения суспензии и эмульсий в поле центробежных сил. Центрифугирование может быть осуществлено в аппаратах, называемых центрифугами и гидроциклонами. В центрифугах вращательное движение жидкости передается от вращающихся с большой скоростью элементов механизма, в гидроциклонах оно обеспечивается потоком жидкости, поступающей на разделение через тангенциально расположенный входной патрубок. Центрифуги наибольшее применение получили при сгущении суспензий высокой концентрации, и в технологии очистки сточных вод их целесообразно применять для обезвоживания осадков. Механическую очистку нефтесодержащих сточных вод осуществляют в гидроциклонах, которые могут быть напорными, т. е. с повышенным сверх атмосферного давлением на сливе, и безнапорными (открытыми), работающими в условиях атмосферного давления.[ ...]
Наряду с основными нисходящими и восходящими потоками в гидроциклонах наблюдаются многочисленные местные циркуляции и турбулентное перемешивание. Все это определяет сложность гидродинамических процессов и оказывает большое влияние на разделение дисперсных систем в гидроциклонах. Однако принципиальные положения механизма выделения дисперсных примесей из воды в поле центробежных сил сводятся к нижеследующему.[ ...]
Как видно из выражения (2.20), на частицы плотностью больше плотности воды центробежная сила будет действовать в направлении от центра вращения, при плотности частиц меньше плотности воды они будут двигаться к центру вращения.[ ...]
Для областей Re = 0,4-i-2 и Re = 5• 102-i-103 отсутствуют конкретные рекомендации по количественному определению коэффициента сопротивления и поэтому сила сопротивления приближенно оценивается выражением (2.21) для Re — 0,4 2 или выражением (2.22) для Re = 5 • 102-г-103.[ ...]
Сила тяжести в напорных гидроциклонах во много раз меньше центробежной силы и поэтому ею можно пренебречь. В открытых гидроциклонах при малых скоростях вращения она имеет существенное значение н поэтому при расчете выделения тяжелых взвешенных веществ ею пренебрегать нельзя.[ ...]
Из соотношения скоростей радиального потока воды и относительного движения частиц можно оценить поведение примесей в воде, т. е. будут ли частицы в наружном вихревом потоке отброшены к стенкам гидроциклона или попадут во внутренний вихревой поток и в дальнейшем в слийной трубопровод. При выделении примесей в наружном вихревом потоке самое невыгодное положение будет у частиц, находящихся в плоскости основания конуса, т. е. начала поворота потока к сливному патрубку. В других частях этого потока центробежные енлы будут больше. Размер наименьшей тяжелой частицы, задерживаемой в гидроциклоне, определяется при условии направления суммарного вектора радиальной и и вертикальной гг) скоростей движения частицы в вершину конуса (точка А на рис. 2.21, б).[ ...]
Нефтяные частицы в гидроциклоне будут двигаться с опережающей жидкость скоростью во внутренний вихревой поток. Более благоприятные для этого движения условия находятся в вершине конуса, где в наибольшей степени проявляют себя центробежные силы. Ближе к сливному патрубку они уменьшаются и увеличивается путь частицы к поверхности воздушного столба. Во внутреннем вихревом потоке нефтяные частицы будут концентрироваться в его центральной области (точка Б на рис. 2.22,6), из которой они могут удаляться с помощью дополнительного сливного патрубка, располагаемого внутри сливного патрубка для воды (трехпродуктовые гидроциклоны). С учетом гидродинамических и геометрических параметров гидроциклона можио ориентировочно оценить размеры улавливаемых частиц [9].[ ...]
При очистке нефтесодержащих сточных вод открытые гидроциклоны (рис. 2.22) имеют существенные преимущества перед напорными. В них достигается высокий эффект очистки от нефтепродуктов, так как в вихревом движении воды создается увеличивающаяся к центру угловая скорость, которая способствует концентрации нефтяных частиц в центральной части аппарата, Осветленная вода отводится тонким слоем через водослив, отделенный от всплывшего слоя полупогружной перегородкой. Уловленные нефтепродукты с поверхности воды в гидроциклоне могут быть удалены через переливные воронки или лотки. Осадок, образующийся в конусной части гидроциклона, выпускается через патрубок или удаляется с помощью гидроэлеватора.[ ...]
В простом по конструкции открытом гидроциклоне (рис. 2.22, а) уходящим потоком воды могут захватываться взвешенные вещества из периферийной зоны и это снижает эффективность гидроциклона при увеличение гидравлической нагрузки. Преодолеть этот недостаток позволяет установка конической диафрагмы и внутренней цилиндрической стенки (рис. 2.22, б). Существенно увеличивает производительность гидроциклона и качество очистки воды перевод его па режим работы гидроцик-лона-флотатора. Последний отличается от обычного открытого гидроциклона тем, что 20—30 % очищаемой воды подвергается насыщению воздухом при избыточном давлении в напорном резервуаре (см. гл. 6). При этом эффект очистки по взвешенным веществам 45—60 %, по нефтепродуктам 60—95 % [10].[ ...]
В открытых гидроциклонах высоту цилиндрической части принимают равной диаметру, диаметр выпускного отверстия — в 10 раз меньше диаметра аппарата, угол наклона образующей конической поверхности — 60°. Для гидроциклонов с дополнительным оборудованием принимают диаметр отверстия в диафрагме равным половине диаметра аппарата, диаметр и высоту перегородки 0,8—0,85 диаметра гидроциклона; угол конусности диафрагмы 45°; число впускных отверстий, тангенциально присоединенных к нижней части перегородки, 2—3.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема работы гидроциклона. |
 |