Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства (стр. 21 )

Выделенные в гидроциклоне частицы загрязнений попадают в шламовую камеру и отстаиваются в ней, оседая на дне. При отсутствии жидкости в шламовой камере или при низком ее уровне поплавок под действием силы тяжести занимает нижнее положение и закрывает запорный клапан, что предотвращает засасывание эжектором воздуха из шламовой камеры.

При повышении уровня жидкости в шламовой камере поплавок всплывает, открывая клапан, при этом жидкость из шламовой камеры начинает засасываться эжектором и поступает на повторную очистку в гидроциклон.

Нами усовершенствована и запатентована конструкция шламоуплотнителя со шламовой камерой с установленным в ней фильтрующим элементом [6].

Очищаемая жидкость, содержащая взвешенные твердые частицы и нефтепродукты, поступает в шламоуплотнитель через шламовый патрубок гидроциклона и направляется на крыльчатку, обеспечивающую вращение фильтрующего элемента. За счет центробежных сил крупные механические примеси смещаются к стенкам шламовой камеры и удаляются. Эмульсия поступает в фильтрующий элемент, где за счет разности плотностей происходит ее разделение. При этом нефтепродукты, двигаясь вверх, поступают в приемную воронку, а водная составляющая поступает в патрубок для воды, расположенный в основании фильтрующего элемента.

Нами предложена конструкция шламоуплотнителя [7], состоящая из осевой шламовой камеры с гибкой вставкой. К осевой камере в нижней ее части соосно присоединен бункер. Бункер выполнен в виде конуса и своим основанием соединен с конусной фильтрующей перегородкой, которая соединена со шламовым патрубком. В нижней части осевой камеры установлен вибратор.

Поток жидкости, истекая из шламового патрубка, соударяется с конусной фильтрующей перегородкой. В результате этого частицы загрязнений отбрасываются от конусной фильтрующей перегородки, попадают в бункер и далее выводятся через патрубок для отвода обезвоженного осадка, а жидкость, двигаясь по инерции, проходит через конусную фильтрующую перегородку и выводится через патрубок для очищенной жидкости. Вибратор обеспечивает вибрацию нижней части осевой камеры и связанных с ней бункера и нижнего основания конусной фильтрующей перегородки. Вибрация конусной фильтрующей перегородки способствует эффективному отбрасыванию частиц загрязнений.

Нами предложен гидроциклонный аппарат, содержащий соединенные между собой посредством канала цилиндрический и конический гидроциклоны [8]. Цилиндрический гидроциклон выполняет очистку жидкости на первом этапе, в коническом гидроциклоне происходит доочистка жидкости.

Для повышения эффективности гидроциклонной очистки нами предложено в цилиндрическом гидроциклоне устанавливать винтовой карман, переходящий в шламовый патрубок. Использование винтового кармана позволит предотвратить переход крупных загрязнений из цилиндрического гидроциклона в конический.

Описанные устройства позволяют повысить эффективность гидроциклонной очистки жидкости за счет укрупнения тонкодисперсных загрязнений при использовании электромагнитной обработки; дают возможность улучшить режим работы гидроциклона за счет повышения эффективности удаления загрязнений с внутренней поверхности цилиндрической части; а также снизить потери жидкости путем ее возврата из шламоуплотнителя на повторную очистку.

Предложенные средства интенсификации работы гидроциклонов могут рассматриваться как перспективные для использования при очистке водных растворов СМС на сельскохозяйственных ремонтных предприятиях.

Литература

1. Моющие средства, их использование в машиностроении и регенерация / А. Ф. Тельнов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1993. – 208 с.

2. Мажугин, Е. И. Исследование влияния магнитной обработки на седиментацию загрязнений в воде и моющем растворе Лабомид-203 / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков // Агропанорама. – 2006. – № 6. – С. 35–39.

3. Гидроциклон: пат. 1572 Респ. Беларусь, МПК В 04С 9/00 / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. – № u 20030407; заявл. 13.11.2003; опубл. 30.09.2004 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2004. – № 3. – С. 217.

4. Гидроциклон: пат. 2823 Респ. Беларусь, МПК B 04C 5/00 / А. Л. Казаков, В. Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. – № u 20050699; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2006. – № 3. – С. 164.

5. Гидроциклон: пат. 3749 Респ. Беларусь, МПК B 04C 5/00 / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков, ; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. – № u 20060625; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.05.2007 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2007. – № 4. – С. 205–206.

6. Шламоуплотнитель: пат. 2817 Респ. Беларусь, МПК C 02F 1/00 / А. Л. Казаков, В. Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. – № u 20050692; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2006. – № 3. – С. 181.

7. Устройство для разделения суспензий: пат. 2814 Респ. Беларусь, МПК В 02С 5/185 / А. Л. Казаков, В. Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. – № u 20050689; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2006. – № 3. – С. 165.

8. Гидроциклонный аппарат: пат. 4013 Респ. Беларусь, МПК B 04C 1/00 / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х акад. – № u 20070294; заявл. 23.04.2007; опубл. 20.08.2007 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2007. – № 6. – С. 184.

УДК 621.928.37:621.318

ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОЧИСТКЕ МОЮЩИХ РАСТВОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ

НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РЕМОНТНЫХ

ПРЕДПРИЯТИЯХ

, канд. техн. наук, доцент;

, канд. техн. наук;
, студент

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»

г. Горки, Республика Беларусь

По количеству сбрасываемых сточных вод в Республике Беларусь сельское хозяйство занимает третье место, составляя 12 % от их общего количества [1]. Охрана водоемов от производственных стоков является актуальной проблемой для Республики Беларусь.

Производственные сточные воды сельскохозяйственных ремонтных предприятий являются одними из наиболее вредных [1]. В объеме данных сточных вод водные растворы, загрязненные синтетическими моющими средствами (СМС), занимают одно из первых мест, так как имеют в своем составе самые разнообразные загрязнители: взвешенные вещества, щелочи, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), нефтепродукты. Моющие растворы могут накапливать в себе до 15–20 г/л взвешенных веществ и до 7 г/л нефтепродуктов [2].

Наиболее часто применяемыми моющими жидкостями при ремонте сельскохозяйственных машин и оборудования являются водные растворы СМС. Ограниченное применение находят органические растворители и такие растворы CMC, как MС-6, Аэрол, Комплекс, Диас-2. На сельскохозяйственных ремонтных предприятиях Беларуси в последние годы наиболее широко применяются водные растворы каустической и кальцинированной соды, а также водные растворы CMC Лабомид-102, Лабомид-203, МЛ-52, МС-8, МС-15, КМ-10А, «Техникс» М-10 (М-11, М-20, М-21), КМ-1 [3].

В состав водных растворов CMC в качестве одного из основных компонентов входят поверхностно-активные вещества. Они понижают поверхностное натяжение растворов, что улучшает смачивание загрязненных поверхностей и проникновение раствора в труднодоступные места на поверхности детали и т. д. Адсорбция СПАВ на частицах загрязнений и на поверхности обрабатываемой детали способствует отрыву загрязнений от детали и их стабилизации в объеме моющего раствора.

В состав большинства СМС (МС, Лабомид, Темп, Комплекс) входят неионогенные СПАВ: Синтанолы ДТ-7 и ДС-10; Синтамид-5, Синтамид-10; ОС-20; смачиватель ДБ, Оксифос-Б, Оксифос-КД-6 и др. Реже в состав растворов СМС входят анионные СПАВ: Сульфонол, ДНС-паста [3], что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на свойства моющих растворов и выбор метода их очистки.

При выборе метода очистки моющих растворов необходимо в первую очередь учитывать такие факторы, как сохраняемость компонентов моющих средств и экономичность процесса очистки.

Химические и биологические, а также большинство физико-химических методов (сорбция, коагуляция, флокуляция, флотация) нельзя использовать для очистки моющих растворов, так как они предназначены для получения нормативно чистой воды и в случае их применения нарушается условие сохраняемости компонентов моющих средств. Наиболее широко для очистки моющих растворов применяются механические способы очистки – отстаивание, фильтрование, центрифугование [4].

Отстаивание загрязненных моющих растворов является наиболее простым и доступным способом очистки. Процесс отстаивания в основном протекает в растворных баках струйных моечных машин, которые предназначены для хранения и подогрева моющего раствора. Отстаивание протекает также и в самих рабочих емкостях моечных машин. В баках эмульгированные загрязнения всплывают на поверхность раствора, твердые частицы загрязнений оседают на дно.

Для более эффективного отстаивания баки моечных машин часто разделяют перегородками на секции [5]. Такая схема очистки моющего раствора применяется в моечной машине АКТБ-114. Бак-отстойник состоит из нескольких секций, каждая секция имеет конусное дно с заслонкой для выгрузки шлама. Моющий раствор, проходя последовательно по секциям, постепенно очищается сначала от крупных загрязнений и нефтепродуктов, затем от менее крупных загрязнений.

Интенсифицировать очистку моющих растворов отстаиванием можно путем применения тонкослойных отстойников, которые отличаются от обычных отстойников тем, что глубина зоны осаждения загрязнений у них меньшая. Малая глубина зоны осаждения обеспечивает уменьшение времени очистки моющего раствора. Это позволяет резко уменьшить объем отстойника.

Сложность применения отстаивания моющих растворов связана с их повышенной вязкостью по сравнению с водой. Это снижает разделяемость дисперсной системы «моющий раствор – загрязнение». При рабочих концентрациях моющего раствора компоненты СМС повышают агрегативную и, следовательно, седиментационную устойчивость. Это явление не позволяет выделить из загрязненного моющего раствора мелкие частицы загрязнений. Поэтому очистку моющих растворов отстаиванием можно производить лишь как первую стадию очистки в комбинированных схемах очистки.