AT391852B - Einsatzkoerper fuer schwerkraftabscheider - Google Patents

Description

Nr. 391 852

Die Erfindung betrifft einen Einsatzkörper für Schwerkraftabscheider, insbesondere Ölabscheider, als hydrodynamischer Widerstand, beispielsweise in Form von ölabweisenden Bremsflächen in der Flüssigkeitsströmung zwecks Anlagerung von Tröpfchen, insbesondere Öltröpfchen, die mit nachströmenden Tröpfchen koalieren und größere auftriebsintensivere Tröpfchen bilden. 5 Die AT-PS 310 685 bezieht sich auf das Problem, Öl von der Wasseroberfläche aufzusaugen. Dazu sind Phenolformaldehydharzteilchen in einem durchlässigen Behälter vorgesehen, der auf die Wasseroberfläche zum Binden von Öl aufgelegt wird.

Die DE-OS 21 35 936 leistet ebenfalls einen Beitrag zur Absorption von Ölkontamination von Wasseroberflächen. Netzartig umschlossene Absorptionskörper, gemischt mit schwimmfähigem Material werden 10 zu Ketten verbunden auf die kontaminierte Wasseroberfläche gelegt. Ein Ölfleck wird so eingegrenzt und aufgesaugt.

Bei Schwerkraftabscheidem, wie beispielsweise ölabscheidem, die das Öl nicht aufsaugen bzw. binden sondern von Wasser trennen, hängt die Abscheidegeschwindigkeit und damit auch der Wirkungsgrad neben dem Dichteunterschied zwischen Wasser und dem abzuscheidenden Medium hauptsächlich vom Tropfendurchmesser 15 des abzuscheidenden Mediums ab. Je größer die Tröpfchen sind, desto größer ist der Auftrieb bzw. die Differenz zwischen Auftrieb und der diesem entgegenwirkende Reibung, die wiederum unter anderem eine Funktion der Größe der Tröpfchenoberfläche darstellt.

Vs = (g/ΐδη). (dw - dg). D2 Vg = Steiggeschwindigkeit des Öltröpfchens cm/sec g = Schwerkraftbeschleunigung 9,81 cm/sec^ η = Absolute Viskosität des Wassers Poise d^y=Dichte des Wassers g/crn^ dö = Dichte des Öls g/cm^ D = Durchmesser des Öltröpfchens cm

Um die Abscheideleistung von Ölabscheidem zu erhöhen, nutzt man das Prinzip der sogenannten Plattenabscheider bzw. mechanischen Koalescensabscheider aus. Bei diesen werden in den Abscheideraum 30 Koalisationsflächenträger in Form von Platten aus Asbestzement, Metall, Kunststoffe, Glas usw. eingebracht.

Dadurch wird dem langsam aufsteigenden Tröpfchen nach kurzer Weglänge mechanisch eine Barriere geboten, bei welcher das aufsteigende Tröpfchen mit dem bereits abgeschiedenen Medium in Kontakt treten muß. Die Tröpfchen koalieren notwendigerweise zu größeren Tropfen - welche nun eine höhere Steiggeschwindigkeit haben; dadurch wird der Wirkungsgrad der Ölabscheider erhöht. 35 Diese Koalescensabscheider sind derzeit durchwegs so konstruiert, daß der Koalisationsranm als eigenes Bauelement im Ölabscheidersystem fungiert. Im Koalisationsraum sind dabei die Befestigungs- bzw. Abgrenzungseinrichtungen für die Abscheideeinrichtungen fix angebracht. Die derart ausgestatteten Schwerkraftäbscheider sind teuer in der Herstellung und aufwendig in der Wartung.

Die Erfindung zielt darauf ab, die genannten Nachteile zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß der 40 Einsatzkörper als flüssigkeitsdurchlässig, beispielsweise netzartig, umhülltes oder durch innere Verbindungen zusammenhaltendes Paket ausgebildet ist, das Hächenelemente, vorzugsweise in unregelmäßiger Verteilung, mit Zwischenräumen für das Hindurchströmen der Flüssigkeit aufweist. Ein oder mehrere solche Einsätze werden einfach in einem Schwerkraftabscheider eingelegt Dadurch werden die anströmenden Tröpfchen im Inneren des Paketes an den Flächen zurückgehalten und den nachfolgenden Tröpfchen die Möglichkeit des Koalierens geboten. 45 Vergrößerte Tröpfchen treten mit höherem Auftrieb aus dem Paket aus, und gelangen rascher an die Oberfläche des Abscheiders als bisher. Es kann dadurch die Durchsatzgeschwindigkeit durch einen Ölabscheider wesentlich erhöht werden, ohne daß Öltröpfchen den Abscheider wirkungslos passieren. Somit wird der Wirkungsgrad vorhandener Ölabscheider durch die erfindungsgemäßen Einsätze wesentlich verbessert bzw. es kann ein vorhandener Abscheider zur Reinigung einer größeren Zulaufmenge von Flüssigkeit eingesetzt werden, wenn man 50 die erfindungsgemäßen Einsätze verwendet Ein Neubau einer vergrößerten Anlage kann eingespart werden. Es ist zweckmäßig, wenn das Paket mit einer Aufholvorrichtung aus dem Abscheider und vorzugsweise auch mit einer Niederholvorrichtung, beispielsweise in Form von mindestens einer an den oberen Abscheiderrand geführten Leine ausgestattet ist. Zur Reinigung bzw. zum Austausch können die erfindungsgemäßen Pakete problemlos aufgeholt werden. Sind die Pakete genügend schwer, dann sinken sie an die gewünschte Stelle ab. Zur -55 Verankerung bzw. zum Beschweren der Pakete können Steine in die Pakete eingelagert werden. Ist ein Paket mit einem Seilzug in Form einer Leine als Aufholer und eine vom Paket über einen Ring im Boden des Abscheiders nach oben laufende weitere Leine als Niederholer befestigt, dann kann das Paket in jeder beliebigen Höhe des Abscheiders zwischen Boden und Oberfläche fixiert werden. In einem Abscheider können mehrere Pakete dieser Art bzw. kombiniert mit anderen Ausführungen des Erfindungsgegenstandes eingelegt werden. Besonders 60 zweckmäßig ist es, wenn das Paket als Flächenelemente Kunststoffabfälle, insbesondere Behälter aus dem -2-

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Hausmüll wie Joghurtbehälter od. dgl., vorzugsweise in zerschnittener Form, enthält. Die Verwendung von Abfallbehältern aus dem Hausmüll führt zu einer zweiten Nutzungsebene eines Massenprodukts und bewirkt gleichzeitig auf Grund der dünnen Wandstärken, besonders im zerschnittenen Zustand, einen hohen Wirkungsgrad. In diesem Sinn wurden Joghurtbecher durch Abtrennen des Bodenteils in Kegelmäntel verwandelt und in der Längsmitte durch eine Heftklammer verbunden. Werden solche Körper in ein Netz gefüllt und dieses verschlossen, dann bildet der Inhalt einen idealen Koalescenskörper im Sinne der Erfindung. Die Verbindung bzw. der Zusammenhalt der einzelnen Flächenelemente bzw. Flächenstücke zu einem Paket kann auch durch Verkleben, insbesondere Erhitzen und Verschweißen der Oberflächen im Sinne eines Sintervorganges erfolgen. Werden Netze verwendet, dann ist es zweckmäßig, von einem Schlauch auszugehen und diesen nach Füllung an beiden Enden abzubinden, wobei an den Enden eventuell die vorgenannten Leinen zum Auf- und Niederholen angebracht sein können. Die Pakete können auch mattenartig ausgeführt sein und durch vier Leinen in eine bestimmte Tiefe abgesenkt werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Die Fig. zeigt einen Ölabscheider schematisch, im Querschnitt

Ein Ölabscheider (1) umfaßt eine vom oberen Beckenrand kommende in das Becken eintauchende und nahe dem Beckengrund ausmündende Zuflußleitung (2) für mit Öl verunreinigtes Wasser sowie eine Abflußleitung (3) für gereinigtes Abwasser, die ebenso im unteren Beckenbereich beginnt bis an den Beckenrand hochgeführt ist und von dort beispielsweise in den Kanal einmündet. Die Ausmündung der Zuflußleitung (2) ist im Becken von der Einmündung für die Abflußleitung (3) möglichst weit entfernt Die Leitungen können im Bereich des Abscheiders auch durch Trennwände (4, 5) vom Becken abgegrenzt sein. Das mit Öl verunreinigte Wasser strömt von der Ausmündung der Zuflußleitung (2) in Richtung zur Einmündung der Abflußleitung (3). In dem dazwischen liegenden Becken hat das öl die Möglichkeit auf Grund des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes gegenüber Wasser hochzusteigen. Das Öl sammelt sich im oberen Bereich des Abscheiders.

Die in feiner Verteilung im Wasser vorhandenen Öltröpfchen steigen bei einer bestimmten horizontalen Strömungsgeschwindigkeit des verunreinigten Wassers im Durchschnitt längs der strichlierten Linie (6) auf. Man sieht, daß das Ende dieser Linie oberhalb der Ausmündung des Abscheiders liegt. Die meisten Tröpfchen werden also im Abscheider Zurückbleiben. Steigt allerdings die horizontale Strömungsgeschwindigkeit im Abscheider an, dann gelangen mehr und mehr der Öltröpfchen in die Abflußleitung. Mit zunehmender Durchflußgeschwindigkeit nimmt demnach der Wirkungsgrad des Abscheiders ab. Gelingt es, den Auftrieb der Öltröpfchen zu vergrößern, indem größere Tröpfchen durch Koalieren einer Anzahl kleinerer Tröpfchen (Vereinigung zu einem großen Tröpfchen) gebildet werden, dann ergibt sich die strichlierte Linie (7) für das durchschnittliche Aufsteigen der großen Tröpfchen bei gleicher horizontaler Strömungsgeschwindigkeit wie für Linie (6). Es verbleiben also wesentlich mehr große Tröpfchen im Ölabscheider und das ausfließende Wasser wird ölfrei sein. Es ist nun durchaus vertretbar, die horizontale Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen, daß sich eine Aufstiegslinie ergibt, die zwischen den Linien (6 und 7) liegt. Mit einer Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit im Ölabscheider wird bei gleichem Wirkungsgrad die Leistung des Ölabscheiders erhöht.

Diese oben genannte Vergrößerung der Tröpfchen als Voraussetzung für die Erhöhung des Wirkungsgrades und/oder der Leistung eines Ölabscheiders wird durch Pakete (8,9,10) im Abscheider ermöglicht, die durch ein Netz (11) umhüllt sind und Flächenelemente (12) mit Zwischenräumen für das Hindurchströmen des mit Öl verunreinigten Wassers enthalten. Die Flächenelemente sind im Ausführungsbeispiel zerschnittene Joghurtbecher sowie andere Behälter aus dem Hausmüll. Es handelt sich um Material, das von Öl und Wasser nicht angegriffen wird.

Beim Durchströmen des verunreinigten Wassers werden die Öltröpfchen durch die Flächenelemente kurz zurückgehalten, sodaß nachfolgende Tröpfchen in die vorgenannten Tropfen übergehen ("koalieren") und ein gemeinsames größeres mit verstärktem Auftrieb bilden.

Leinen (13) sind zum Aufholen der Pakete (8, 9, 10) vorgesehen. Die Pakete haben im Ausführungsbeispiel die Form von Säcken. Es können aber auch mit geringem Druck gepreßte Blöcke sein, die aus zumindest im Randbereich des Blockes teilweise miteinander verschmolzenen Flächenelementen bestehen. Unter Flächenelementen werden hier Köiper verstanden, die mindestens eine Fläche aufweisen, welche zur Anlagerung von Tröpfchen zum Zwecke des Koalierens geeignet sind. Dies sind in erster Linie dünnwandige gekrümmte oder flache Formstücke.

Auftriebskörper innerhalb des Paketes können dieses auch im Bereich der Oberfläche des Abscheiders halten. Dies ist etwa dann zweckmäßig, wenn der Zulauf zum Abscheider im oberen Abscheiderbereich einmündet. Mit Hilfe eines Grundgewichtes an einer Leine und von Auftriebskörpem im Inneren des Paketes kann das Paket je nach Länge der Leine zum Grundgewicht in der Einsatzhöhe eingestellt werden. -3-

Claims (5)

1. Nr. 391 852 PATENTANSPRÜCHE 1. Einsatzkörper für Schwerkraftabscheider, insbesondere Ölabscheider, als hydrodynamischer Widerstand, beispielsweise in Form von ölabweisenden Bremsflächen in der Flüssigkeitsströmung zwecks Anlagerung von Tröpfchen, insbesondere Öltröpfchen, die mit nachströmenden Tröpfchen koalieren und größere auftriebsintensivere Tröpfchen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper als flüssigkeitsdurchlässig, beispielsweise netzartig, umhülltes oder durch innere Verbindungen zusammenhaltendes Paket (8,9,10) ausgebildet ist, das Flächenelemente (12), vorzugsweise in unregelmäßiger Verteilung, mit Zwischenräumen für das Hindurchströmen der Flüssigkeit, aufweist.
2. 2. Einsatzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket (8, 9, 10) mit einer Aufholvorrichtung aus dem Abscheider (1) und vorzugsweise auch mit einer Niederholvorrichtung, beispielsweise in Form von mindestens einer an den oberen Abscheiderrand geführten Leine (13) ausgestattet ist.
3. 3. Einsatzkörper nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket (8, 9,10) als Flächenelemente (12) Kunststoffabfalle, insbesondere Behälter aus dem Hausmüll, wie Joghurtbehälter od. dgl., vorzugsweise in zerschnittener Form, enthält
4. 4. Einsatzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Paket ein Grundgewicht, beispielsweise ein Stein, eingelagert ist, um es im Sohlenbereich des Abscheiders zu positionieren.
5. 5. Einsatzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Paket mindestens ein Auftriebskörper eingelagert ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-