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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen von auf- schwimmbaren und sedimentierbaren Stoffen aus damit verunreinigtem Wasser gemäss Ober- begriff des Patentanspruchs 1.
Oberflächenwasser von Plätzen und Strassen, insbesondere solchen, auf denen Öl, Benzin, Kohlenwasserstoffe aller Art umgeschlagen werden, enthält immer grössere oder kleinere Anteile von solchen aufschwimmbaren Stoffen. Aufschwimmbare Stoffe wie Speiseöle und Fette fallen auch in privaten und gewerblichen Betrieben an und können Abwässer belasten. Solches Schmutzwasser enthält oft auch sedimentierbare Stoffe wie Sand, Abrieb von Reifen und andere feinkörnige Stoffe, deren Dichte > 1 ist.
Solche Abwässer müssen vor der Einleitung in ein Gewäs- ser oder in eine biologisch arbeitende Abwasserreinigungsanlage einer Vorreinigung zugeführt werden, in welcher zum einen die aufschwimmbaren Stoffe, insbesondere mineralische, pflanzliche und tierische Öle und Fette sowie Kohlenwasserstoffe, ausgeschieden werden, aber auch sedi- mentierbare Stoffe wie Kies, Sand, Schlamm etc., welche zu Verstopfungen oder Versandungen von Leitungen führen können.
Die im Handel bereits erhältlichen andere zum Stand der Technik gehörenden Abscheidevor- richtungen arbeiten nur bei sorgfältiger Wartung einwandfrei. Sie basieren einzig auf der Schwer- kraftabscheidung, indem das mit Fremdstoffen belastete Wasser einem grossdimensionierten Raum zugeführt wird, in welchem die aufschwimmbaren Stoffe wie Öle etc. während einer Verweil- zeit zur Oberfläche gelangen und die sedimentierbaren Stoffe sich am Grund des Behälters fest- setzen. Bei geringen Zuflussmengen und damit hoher Verweilzeit kann eine befriedigende Ab- scheidung der aufschwimmbaren Stoffe erlangt werden. Diese aufschwimmenden Stoffe werden an in die Flüssigkeitsoberfläche tauchenden Plattenwänden und allenfalls darin angeordneten Koaleszenz-Abscheidevorrichtungen festgehalten und die Tropfenbildung begünstigt.
Bei grösse- ren Wassermengen werden die Trenn- oder Tauchwände, die als Koaleszenz- Abscheidevorrichtungen dienen, vom Wasser durchflossen. Sind diese Trennwände durch Schwemmstoffe verschmutzt, verlieren sie die Abscheidefähigkeit. Das Abführen der zurückgehal- tenen aufschwimmbaren Stoffe kann nur durch Entleerung des gesamten Schachtinhalts erfolgen, was zu entsprechend hohen Entsorgungsgebühren führt, weil dadurch nicht nur die zurückgehalte- nen aufschwimmbaren Stoffe abgeführt werden können, sondern auch der übrige, sich derzeit im Schacht befindliche Abwasserinhalt. Erfahrungsgemäss bildet das sachgerechte Wiederauffüllen der Schächte eine zusätzliche Gefahrenquelle, da bei zu wenig hoch gefülltem Schacht die Tauchwände nicht wirksam sind, oder bei deren Überfüllung wird Schmutzwasser mit den auf- schwimmbaren Stoffen ungewollt abgeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit der das Trennen von aufschwimmbaren und sedimentierbaren Stoffen aus Abwasser kontinuierlich möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentan- spruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen defi- niert.
Es gelingt mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wesentlich wirkungsvoller aus dem ver- schmutzten Wasser sowohl aufschwimmbare Stoffe wie Öle, Fette und Kohlenwasserstoffe als auch sedimentierbare Stoffe abzuscheiden. Die Vorrichtung kann ohne periodische Entleerung des Auffangbehälters betrieben werden. Durch geeignete stationäre oder mobile Absaugvorrichtungen können sowohl die sedimentierbaren Stoffe vom Boden des Auffangbehälters abgesaugt als auch die im Zentrum des Behälters aufgefangenen aufschwimmbaren Stoffe abgesaugt werden. Bei Verwendung der Vorrichtung im Bereich von Mineralöl-Umschlagplätzen wie Tankanlagen, Lösch- anlagen in Häfen oder auch in Fabrikationsanlagen, kann ein zusätzlicher Tank die unfallbedingten zusätzlich anfallenden ausgeschiedenen aufschwimmbaren Stoffe auffangen.
In Vorrichtungen, welche stark schwankende Zulaufmengen verarbeiten müssen, ist die Überlaufkante am Sammel- rohr höhenverstellbar.
Die Vorrichtung ist preiswert herstellbar, da sie im wesentlichen nur aus einem kostengünsti- gen aus Beton, Metall oder Kunststoff bestehenden Auffangbehälter, einem darin eingesetzten Rohr und den Zu- und Ablaufleitungen besteht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt um das Rohr ein Mantel aus einem Vliesmaterial aus Metall oder Kunststoff, welcher die Koaleszenz erhöht und der bei Bedarf entweder entsorgt oder gereinigt werden kann.
Bei Verwendung der Vorrichtung in Kleinstanlagen, beispielsweise Bergrestaurants,
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SAC-Hütten oder abseits stehenden Wohnhäusern, können die aufschwimmenden Stoffe, insbe- sondere Öle und Fette in einem Auffangsack aufgefangen und periodisch aus der Vorrichtung entnommen werden. Die Entsorgung des Sackes kann mit dem Hausmüll erfolgen. Dies erlaubt eine Wartung der Vorrichtung durch den Betreiber und ist daher sehr kostengünstig. In vorteilhafter Weise gelingt es mit der vorliegenden Erfindung, auf kleinstem Raum sowohl aufschwimmbare als auch absinkbare Stoffe aus verschmutztem Wasser zu trennen.
Durch die über dem Ablauf liegen- de radiale Zuleitung des verschmutzten Wassers können die leichten, d. h. die aufschwimmbaren Stoffe, während der langen Verweildauer bzw. dem langen Weg während der Zirkulation im Ring- raum koalieren und infolge der kreisenden Strömung gegen das Zentrum hin gefördert werden und dort aufsteigen. Durch die kontinuierliche Abführung der aufschwimmbaren Stoffe und dadurch die kurze Verweildauer an der Oberfläche des Sammelbehälters kann der Sammelraum für die auf- schwimmbaren Stoffe sehr klein gehalten werden. Gleiches trifft zu für die sedimentierbaren Stoffe, die sich ebenfalls infolge Rotation des verschmutzten Wassers in einem Ringraum an dessen Boden ablagern.
Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Grundriss eines Auffangbehälters mit zu- und Ablaufleitung,
Figur 2 einen Axialschnitt durch den Auffangbehälter längs Linie 11-11 in Figur 1,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung des das Rohr umgebenden Mantels
Figur 4 eine Ansicht der Zulaufleitung aus Richtung des Pfeils A in Figur 2 und
Figur 5 eine Ansicht der Ablaufleitung aus Richtung des Pfeils C in Figur 2,
Figur 6 ein vergrössert dargestelltes geschnittenes oberes Rohrende, dessen oberer Rand vertikal verschiebbar ist,
Figur 7 ein vergrössert dargestelltes oberes Rohrende einer weiteren Ausführungsform mit vertikal verschiebbaren Rohrende,
Figur 8 eine schematische Grundrissdarstellung einer Vorrichtung mit einer Zulaufdrossel,
Figur 9 einen schematisch dargestellten Vertikalquerschnitt einer Vorrichtung mit einem
Zusatztank für Katastrophenfälle,
Figur 10 eine weitere Ausführungsform eines Sammelrohres,
Figur 11 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem ringförmigen Absaugbe- reich.
Mit Bezugszeichen 1 ist ein Auffangbehälter aus Beton, Kunststoff oder Metall mit einem kreis- runden Querschnitt bezeichnet. Dessen Mantelfläche 3 kann zylindrisch (wie abgebildet) oder konisch verlaufend ausgebildet sein. Der Auffangbehälter 1 ist unten durch einen Boden 5 ver- schlossen. Oben überspannt ein Deckel 7 den Öffnungsquerschnitt. Der Deckel 7 kann zudem eine oder mehrere Inspektionsöffnungen (nicht dargestellt) aufweisen. Eine Zulaufleitung 9 mündet auf der Höhe ho in den Auffangbehälter 1. Im Innern schliesst an die Zulaufleitung 9 ein geneigt nach unten verlaufender Einlaufstutzen 11 an, dessen unteres Ende 13 mit der Ausflussöffnung auf der Höhe h1 endet. Die Ausrichtung des Zulaufstutzens 11 ist im wesentlichen tangential oder wenigs- tens in spitzem Winkel zur Mantelfläche 3 verlaufend.
Auf der Höhe h2 verlässt ein Ablaufrohr 15 den Auffangbehälter 1. Das abfliessende Wasser gelangt vorerst über ein Tauchrohr 17, dessen unteres Ende 19 auf der Höhe h3 liegt, zur höher liegenden Ablaufleitung 15. Sowohl im Knie 14 der Ablaufleitung 15 als auch im Knie 16 der Zulaufleitung 9 sind nach oben gerichtete Spühl- und Entlüftungsöffnungen 21 bzw. 23 angebracht. Das untere Ende des Tauchrohrs 17 ist entweder schräg angeschnitten (vgl. Figur 5) oder es ist daran ein horizontal verlaufend endendes Bogen- stück 25 abgebracht (vgl. Figur 5 [dort Bogenstück 25 in gebrochenen Linien dargestellt]).
Die Zulauf- bzw. Ablaufleitungen 9,15 und deren innenliegende Teile können aus Kunststoff oder aus Metall ein- oder mehrteilig hergestellt sein.
Im Zentrum des Auffangbehälters 1 liegt vorzugsweise konzentrisch ein vertikal stehendes Sammelrohr 27 für die Aufnahme von aufschwimmbaran Stoffen. Das Sammelrohr 27 ist am Boden 5 befestigt. Dessen oberes offenes Ende 29 liegt auf einer Höhe h4. Vorzugsweise ist das obere Ende 29 mit einem konischen Kragen 31 versehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Mantel 33 das Sammelrohr 27 in seinem unteren Bereich 35. Im oberen Bereich 37 kann der Mantel 33 zylindrisch sein oder eine trichterförmige Erweiterung aufweisen (vgl. Figur 3). Die Oberkante 39 des Mantels 33 liegt auf der Höhe hs, d. h. sie liegt höher als die Einlauföffnung 13 am unteren Ende des Einlaufstutzens 11
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(Niveau h1) und zudem höher als die Auslauföffnung 19 am unteren Ende des Tauchrohrs 17 (Niveau h3).
Der Mantel 33 ist vorzugsweise aus einer Wirrgelege- oder Wirrvliesmatte aus Kunststoff oder Metall hergestellt. Alternativ kann der Mantel 33 auch eine bürstenartige Oberfläche aufweisen, bei der die Borsten radial nach aussen abstehen (keine Abbildung).
Nachfolgend wird die Punktionsweise der ersten Ausführungsform der Vorrichtung näher erläu- tert. Durch die Zulaufleitung 9 fliesst mit aufschwimmbaren und absinkbaren Stoffen verunreinigtes Abwasser in den Auffangbehälter 1 und wird dort durch den Zulaufstutzen 11 vorerst nach unten und anschliessend im wesentlichen tangential an die Innenwand 3 des Auffangbehälters 1 geleitet.
Das zufliessende Wasser, dessen maximale Menge vorzugsweise durch eine Drossel (vgl. Figur 8) oder einen Überlauf begrenzt ist, verursacht eine im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Zirkulation im Ringraum des Auffangbehälters 1. Diese bewirkt, dass Verunreinigungen mit spezifischer Dichte > 1 durch die Zentrifugalwirkung an die Aussenwand (Mantelfläche 3) und dort durch die Schwer- kraft nach unten getrieben werden. Die Stoffe mit spezifischer Dichte < 1 werden radial zur Mitte hin gefördert und koalieren zunehmend zu grösseren Tröpfchen, welche einen erhöhten Auftrieb aufweisen und dadurch im Zentrum ausserhalb des Rohres 27 aufsteigen.
In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der um das Rohr 27 ein Mantel 33 aus locker zusammengehalte- nen Fasern gelegt ist, koalieren die feinsten Schwebestoffe an und in diesem und steigen ebenfalls als zunehmend grösser werdende Tröpfchen an die Oberfläche des im Behälter 1 befindlichen Abwassers. An der Wasseroberfläche, welche auf der Höhe h2 liegt, sammeln sich die aufsteigen- den Stoffe und bilden vorerst einen Film und sukzessive eine aufschwimmende Schicht S. Diese liegt anfänglich noch unterhalb der Öffnung, das heisst der Oberkante des Rohres 27, welche sich auf der Hohe h4 befindet. Die Höhendifferenz (H=h4-h2) beträgt lediglich wenige Millimeter. Sobald die Stärke der Schicht S der aufschwimmendbaren Stoffe die Dicke H erreicht hat, kann ein Ab- fluss über die Oberkante 29 des Rohres 27 in dessen Inneres erfolgen.
Die Schichtstärke S der aufschwimmendbaren Stoffe erhöht sich danach nicht mehr, sondern sie wird stetig durch den abfliessenden Teil konstant gehalten. Die ins Innere des Rohres 27, das als Sammelraum dient, abgeführten aufschwimmenden Stoffe, können aus dem Rohr 27 periodisch oder kontinuierlich durch eine mobile oder eine permanent angebrachte Leitung abgesaugt werden. Bei diskontinuier- licher Absaugung kann durch einen Signalgeber 36 bei Erreichen eines vorgegebenen Niveaus eine Pumpe zum Abpumpen eingeschaltet werden (Pumpe nicht dargestellt).
Um zu vermeiden, dass aufschwimmbare Stoffe durch das Tauchrohr 17 abgesaugt werden, liegt dessen untere Öffnung 19 im unteren Bereich des Behälters 1, d. h. in genügendem Abstand von der aufschwimmenden Schicht S. Die Öffnung 19 liegt aber nicht in Bodennähe, um zu ver- meiden, dass dort abgelagerte Sedimente mitgeschleppt werden. Die Sedimente werden vorzugs- weise periodisch von oben oder durch eine spezielle Entleerungsöffnung (keine Abbildung) aus dem Auffangbehälter 1 entnommen. Die Entnahme kann wie bei den im Rohr 27 gesammelten aufschwimmbaren Stoffe ohne Unterbruch des Betriebs der Vorrichtung erfolgen.
Die konische Ausbildung des oberen Endes des Mantels 33 verhindert einerseits Turbulenzen im Bereich der oberen Öffnung des Rohres 27 und in der Schicht S und andererseits wird die Oberfläche des Mantels 33 in diesem Bereich vergrössert und damit die Ausscheidung der tropfen- förmigen aufschwimmbaren Stoffe erhöht (vgl. dazu auch Figur 3).
Der Wasserspiegel schwankt zwischen Ruhezustand (kein Zufluss) und Lastzustand (Wasser- zufluss). Vorzugsweise ist aus diesem Grund der Niveauunterschied H zwischen dem oberen Ende des Rohrs 27 und dem Abflussrohr 15 derart bemessen, dass ein Ölabfluss nur im Lastzustand erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäss Figuren 6 und 7 ist das obere Ende des Rohres 27 als vertikal verschiebbares Endstück 30 ausgebildet und wird von einem Auftriebskörper 32, z. B. einem das Endstück 30 umfassenden Torus getragen. Im Beispiel gemäss Figur 6 wird die Längenveränderung der Verbindung des Endstücks 30 mit dem Rohr 27 durch einen dazwischen eingesetzten elastischen Faltenbalg 34 ausgeglichen. Im Beispiel nach Figur 7 ist das Endstück 30 als teleskopischer Rohrabschnitt ausgestaltet, der mit einer elastischen Manschette dicht mit dem Sammelrohr 27 verbunden ist.
Um bei einem extrem starken Regenereignis die Funktionssicherheit der Vorrichtung zu ge- währleisten, kann die Zulauflaufmenge durch eine Drossel 36 bekannter Bauweise, z. B. eine
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Wirbeldrossel, oder durch einen Überlauf in der Zulaufleitung 9 mengenmässig begrenzt und die Übermenge durch eine Leitung 38 abgeführt werden (vgl. Figur 8).
Für Vorrichtungen, welche im Bereich von Mineralöl-Umschlagplätzen wie Tankanlagen, Löschanlagen in Häfen oder auch in Fabrikationsanlagen, aufgestellt werden und bei denen in Katastrophenfällen mit riesigen Mengen an ausgelaufenem Öl oder dergl. zu rechnen ist, kann ein zusätzlicher Tank 42 die unfallbedingt zusätzlich anfallenden ausgeschiedenen aufschwimmbaren Stoffe auffangen. Der Tank 42 kann in unmittelbarer Nachbarschaft zum Auffangbehälter 1 stehen und ist über eine Leitung 44 direkt mit dem Sammelrohr 27 verbunden (Figur 9). Um auch bei dieser Ausführungsform auf störungsanfällige Ventile und dergl. verzichten zu können, kann das Rohr 27 doppelwandig ausgeführt sein. Das obere Ende des innenliegenden Einsatzrohres 27' endet dabei unterhalb des trichterförmigen Abschnitts 31. Der zusätzliche trockenliegende Tank 42 benötigt keine Wartung.
Figur 10 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bei der innerhalb des Rohres 27 ein wasserdurchlässiger Sack 28 eingesetzt ist. Dieser hängt am unteren Ende des trichterförmig verlaufenden Teils 31 des Rohrs. Die in der Schicht S aufschwimmenden Stoffe gelangen radial über den Rand des trichterförmigen Teils 31 und fliessen dort in den Sack 28. Allfällig mitge- schlepptes Wasser kann den Sack verlassen und im Zwischenraum zwischen der Wandung des Rohres 27 und dem Sack nach unten austreten. Das austretende Wasser kann unten durch eine Leitung 26 zurück in den Auffangbehälter 1 fliessen oder abgeleitet werden. Die im Sack 28 zu- rückgehaltenen aufschwimmbaren Stoffe, z. B. Fette oder Öle, können zusammen mit dem Sack 28 aus dem Rohr 27 herausgehoben und entsorgt werden.
Diese Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders für Vorrichtungen, die an Orten aufgestellt werden, wo keine Zufahrt für Absaugfahrzeuge, z. B. in Bergrestaurants, SAC-Hütten etc., besteht oder für Kleinanlagen, bei denen der Anfall an aufschwimmbaren Stoffen wie Ölen und Fetten sehr gering ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Sack teilweise oder ganz mit Ölbinde- mitteln aufgefüllt sein, welche das zufliessende Öl an sich binden. Als Ölbindemittel kann bei- spielsweise Sägemehl oder ähnliches verwendet werden.
In Figur 11ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Der als Filter dienende Mantel 33 liegt in einem Abstand zum Sammelrohr 27, so dass ein kreisringförmiger Zwischenraum 80 für das von sedimentierbaren Schlammpartikeln und dem Öl befreiten Abwasser entsteht. Dieses kann dort gesammelt und durch ein ringförmig verlaufendes Sammelrohr 81, welches mit runden oder schlitzförmigen Öffnungen 82 versehen ist, abgesaugt werden. Das ringförmige Sammelrohr 81 ist direkt mit dem Tauchrohr 17 verbunden D. h. die bisher auf dem Niveau h3 angeordnete Absaugöffnung 19 entfällt und die Absaugung erfolgt im beruhigten Bereich zwischen dem Filtermantel 33 und dem Sammelrohr 27. Das Aufsteigen der koalierten Öltröpfchen erfolgt wie bei den übrigen Ausgestaltungen der Erfindung.
Vorzugsweise ist der Filtermantel 33 unterhalb des Niveaus h3 undurchlässig gestaltet, so dass keine Schlammpartikel durch die Saug- wirkung der ringförmigen Leitung 8 angesaugt werden können. Alternativ zum Sammelrohr 81 könnte das Sammelrohr 27 mit einem beabstandet zum Boden 5 liegenden Zwischenboden 85 (in begrochenen Linien angedeutet) versehen sein, unter dem das Ende des Tauchrohres 17 unter- halb des Zwischenbodens 85 mündet. Der Wassereinlauf unter dem Zwischenboden 85 erfolgt durch geeignet angebrachte Löcher (keine Abb.).
Damit bei einer nur alle fünf bis zehn Jahre notwendigen Reinigung der Vorrichtung die auf- schwimmenden Stoffe vor dem Abpumpen des Behälterinhalts abgeführt werden können, kann am Endstück 30 ein nach oben ragender Stab mit einem Griff 46 befestigt sein. An diesem Griff 46 kann eine Bedienungsperson das Endstück 30 einige Millimeter auf das Niveau h2 nach unten schieben und auf diese Weise alle auf der Wasseroberfläche aufschwimmenden Stoffe ohne Abwasser ins Innere des Rohres 27 ableiten.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der obere Rand 29 des Rohrs 27 oder dessen unmittelbare Umgebung durch ein Heizband oder durch einen Heizdraht 40 beheizt werden, um die Viskosität der auszuscheidenden und abzuführenden aufschwimmbaren Stoffe zu erhöhen. Es ist dazu nur eine sehr geringe Energiemenge notwendig, damit durch eine kleine Temperaturdifferenz eine genügende Erhöhung der Viskosität möglich ist (Figur 6).
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The invention relates to a device for the continuous separation of floatable and sedimentable substances from water contaminated therewith according to the preamble of patent claim 1.
Surface water from squares and streets, especially those on which oil, petrol, hydrocarbons of all kinds are handled, contains ever larger or smaller proportions of such floatable substances. Floatable substances such as edible oils and fats also occur in private and commercial companies and can pollute waste water. Such dirty water often also contains sedimentable substances such as sand, tire abrasion and other fine-grained substances whose density is> 1.
Such wastewater must be fed to a pre-treatment facility before it is discharged into a water body or into a biological wastewater treatment plant, in which the floatable substances, in particular mineral, vegetable and animal oils and fats and hydrocarbons, are excreted, but also sedimentable substances Substances such as gravel, sand, mud etc., which can lead to blockages or sanding of lines.
The other separating devices which are already commercially available and which belong to the prior art only work properly if they are carefully maintained. They are based solely on the separation of gravity, in that the water contaminated with foreign substances is fed into a large-sized room in which the floatable substances such as oils etc. reach the surface during a dwell time and the sedimentable substances attach themselves to the bottom of the container , With small inflow quantities and thus a long dwell time, a satisfactory separation of the floatable substances can be achieved. These floating substances are held on plate walls dipping into the liquid surface and any coalescence separators arranged therein and the formation of drops is promoted.
In the case of larger quantities of water, the dividing walls or baffles, which serve as coalescence separators, are flowed through by the water. If these partitions are contaminated by floating substances, they lose their ability to separate. The retained floatable substances can only be removed by emptying the entire shaft contents, which leads to correspondingly high disposal fees, because not only the retained floating substances can be discharged, but also the remaining waste water currently in the shaft. Experience has shown that proper refilling of the manholes is an additional source of danger, since the baffle walls are not effective if the manhole is insufficiently overfilled, or if they are overfilled, dirty water is unwantedly drained off with the floating substances.
The object of the present invention is to provide a device with which the separation of floatable and sedimentable substances from waste water is possible continuously.
This object is achieved by a device according to the features of patent claim 1. Advantageous refinements of the invention are defined in the dependent claims.
With the device according to the invention, it is possible to separate out floatable substances such as oils, fats and hydrocarbons as well as sedimentable substances from the polluted water. The device can be operated without periodic emptying of the collecting container. By means of suitable stationary or mobile suction devices, the sedimentable substances can be suctioned off from the bottom of the collecting container as well as the floating substances caught in the center of the container. If the device is used in the area of mineral oil transshipment points such as tank systems, extinguishing systems in ports or also in production facilities, an additional tank can collect the additional, accidental, accumulated, floating substances.
The height of the overflow edge on the header pipe can be adjusted in devices that have to process strongly fluctuating feed quantities.
The device can be produced inexpensively, since it essentially consists only of an inexpensive collection container made of concrete, metal or plastic, a pipe inserted therein and the inlet and outlet lines. In an advantageous embodiment of the invention, a jacket made of a non-woven material made of metal or plastic is located around the tube, which increases the coalescence and which can either be disposed of or cleaned if necessary.
When using the device in small systems, for example mountain restaurants,
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SAC huts or detached houses, the floating substances, in particular oils and fats, can be collected in a collecting bag and periodically removed from the device. The sack can be disposed of with household waste. This allows maintenance of the device by the operator and is therefore very inexpensive. In an advantageous manner, the present invention succeeds in separating both floatable and sinkable substances from contaminated water in the smallest space.
Due to the radial supply of the polluted water above the drain, the light, ie. H. the floatable substances coalesce in the ring space during the long dwell time or the long way during the circulation and are conveyed towards the center due to the circulating current and rise there. Due to the continuous removal of the floatable substances and thus the short dwell time on the surface of the collecting container, the collecting space for the floating substances can be kept very small. The same applies to the sedimentable substances, which are also deposited on the bottom of an annular space due to the rotation of the polluted water.
The invention is explained in more detail on the basis of illustrated exemplary embodiments. Show it
FIG. 1 shows a floor plan of a collecting container with an inlet and outlet line,
FIG. 2 shows an axial section through the collecting container along line 11-11 in FIG. 1,
Figure 3 is a perspective view of the jacket surrounding the tube
Figure 4 is a view of the inlet line from the direction of arrow A in Figure 2 and
FIG. 5 shows a view of the drain line from the direction of arrow C in FIG. 2,
FIG. 6 shows an enlarged cut upper tube end, the upper edge of which can be moved vertically,
FIG. 7 shows an enlarged upper pipe end of a further embodiment with a vertically displaceable pipe end,
FIG. 8 shows a schematic plan view of a device with an inlet throttle,
FIG. 9 shows a schematically illustrated vertical cross section of a device with a
Additional tank for disasters,
FIG. 10 shows a further embodiment of a manifold,
FIG. 11 shows a further embodiment of the invention with an annular suction area.
Reference number 1 denotes a collecting container made of concrete, plastic or metal with a circular cross section. Its outer surface 3 can be cylindrical (as shown) or conical. The collecting container 1 is closed at the bottom by a base 5. At the top, a cover 7 spans the opening cross section. The cover 7 can also have one or more inspection openings (not shown). An inlet line 9 opens out at the level ho into the collecting container 1. Inside the inlet line 9 adjoins an inclined downwardly extending inlet connection 11, the lower end 13 of which ends with the outflow opening at level h1. The orientation of the inlet connection 11 is essentially tangential or at least at an acute angle to the lateral surface 3.
At the height h2, a drain pipe 15 leaves the collecting container 1. The outflowing water initially reaches the drain pipe 15 at a higher level via a dip pipe 17, the lower end 19 of which is at the height h3. Both in the knee 14 of the drain pipe 15 and in the knee 16 the inlet line 9 have upward flushing and venting openings 21 and 23 respectively. The lower end of the immersion tube 17 is either cut obliquely (cf. FIG. 5) or a curved piece 25 that ends horizontally is attached to it (see FIG. 5 [curved piece 25 shown there in broken lines]).
The inlet and outlet lines 9, 15 and their internal parts can be made of plastic or metal in one or more parts.
In the center of the collecting container 1 there is preferably a concentrically vertical collecting tube 27 for receiving substances that can be floated. The manifold 27 is attached to the bottom 5. Its upper open end 29 is at a height h4. The upper end 29 is preferably provided with a conical collar 31.
In a preferred embodiment of the invention, a jacket 33 comprises the collecting tube 27 in its lower region 35. In the upper region 37, the jacket 33 can be cylindrical or have a funnel-shaped extension (cf. FIG. 3). The upper edge 39 of the jacket 33 lies at the height hs, d. H. it is higher than the inlet opening 13 at the lower end of the inlet nozzle 11
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(Level h1) and also higher than the outlet opening 19 at the lower end of the dip tube 17 (level h3).
The jacket 33 is preferably made of a non-woven or non-woven mat made of plastic or metal. Alternatively, the jacket 33 can also have a brush-like surface, in which the bristles protrude radially outward (not shown).
The method of puncturing the first embodiment of the device is explained in more detail below. Waste water that is contaminated with floatable and sinkable substances flows through the inlet line 9 into the collecting container 1 and is there initially led downward through the inlet nozzle 11 and then essentially tangentially to the inner wall 3 of the collecting container 1.
The inflowing water, the maximum amount of which is preferably limited by a throttle (see FIG. 8) or an overflow, causes a counterclockwise circulation in the annular space of the collecting container 1. This causes impurities with a specific density> 1 due to the centrifugal effect on the Outer wall (lateral surface 3) and are driven down there by gravity. The substances with a specific density <1 are conveyed radially towards the center and increasingly coalesce into larger droplets, which have an increased buoyancy and thus rise outside the tube 27 in the center.
In the preferred embodiment of the invention, in which a jacket 33 of loosely held fibers is placed around the tube 27, the finest suspended matter coalesce in and in it and likewise rise as increasingly large droplets to the surface of the waste water in the container 1 , The ascending substances collect on the water surface, which is at height h2, and initially form a film and successively a floating layer S. This is initially still below the opening, that is, the upper edge of the tube 27, which is on the High h4 is located. The difference in height (H = h4-h2) is only a few millimeters. As soon as the thickness of the layer S of the floatable substances has reached the thickness H, an outflow can take place via the upper edge 29 of the tube 27 in the interior thereof.
The layer thickness S of the floating substances then no longer increases, but is kept constant by the outflowing part. The floating substances discharged into the interior of the tube 27, which serves as a collecting space, can be sucked out of the tube 27 periodically or continuously by a mobile or a permanently attached line. In the case of discontinuous suction, a pump can be switched on by a signal transmitter 36 when a predetermined level is reached (pump not shown).
In order to prevent floating substances from being sucked off through the immersion tube 17, its lower opening 19 lies in the lower region of the container 1, ie. H. at a sufficient distance from the floating layer S. However, the opening 19 is not close to the ground in order to avoid that sediments deposited there are carried along. The sediments are preferably removed periodically from the top of the collecting container 1 or through a special emptying opening (not shown). As with the floatable substances collected in the tube 27, the removal can take place without interrupting the operation of the device.
The conical design of the upper end of the jacket 33 prevents turbulence in the area of the upper opening of the tube 27 and in the layer S on the one hand, and on the other hand the surface of the jacket 33 is enlarged in this area and thus the excretion of the drop-shaped floating substances is increased (cf. see also Figure 3).
The water level fluctuates between the idle state (no inflow) and the load state (inflow of water). For this reason, the level difference H between the upper end of the pipe 27 and the drain pipe 15 is preferably dimensioned such that oil drainage takes place only in the loaded state.
In a further embodiment of the invention according to Figures 6 and 7, the upper end of the tube 27 is designed as a vertically displaceable end piece 30 and is supported by a buoyancy body 32, for. B. a torus comprising the end piece 30. In the example according to FIG. 6, the change in length of the connection of the end piece 30 to the tube 27 is compensated for by an elastic bellows 34 inserted between them. In the example according to FIG. 7, the end piece 30 is designed as a telescopic tube section which is tightly connected to the collecting tube 27 by means of an elastic sleeve.
In order to ensure the functional reliability of the device in the event of an extremely heavy rain event, the inflow flow rate can be determined by means of a throttle 36 of a known design, eg. Legs
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Vortex throttle, or limited in terms of quantity by an overflow in the feed line 9, and the excess is discharged through a line 38 (cf. FIG. 8).
For devices which are set up in the area of mineral oil transshipment points such as tank systems, extinguishing systems in ports or also in production facilities and for which in the event of a catastrophe huge amounts of oil or the like have to be expected, an additional tank 42 can be added to the accidental accidents Collect excreted floatable substances. The tank 42 can be in the immediate vicinity of the collecting container 1 and is connected directly to the collecting pipe 27 via a line 44 (FIG. 9). In order to be able to dispense with valves and the like which are susceptible to malfunction in this embodiment as well, the tube 27 can be designed with double walls. The upper end of the inner insert tube 27 'ends below the funnel-shaped section 31. The additional dry tank 42 does not require any maintenance.
FIG. 10 shows a further embodiment of the invention in which a water-permeable sack 28 is inserted within the tube 27. This hangs at the lower end of the funnel-shaped part 31 of the tube. The substances floating in the layer S reach radially over the edge of the funnel-shaped part 31 and flow there into the sack 28. Any water carried along can leave the sack and emerge downwards in the space between the wall of the tube 27 and the sack. The escaping water can flow back through a line 26 back into the collecting container 1 or be drained off. The floatable substances retained in the sack 28, eg. B. fats or oils can be lifted out of the tube 27 together with the sack 28 and disposed of.
This embodiment of the invention is particularly suitable for devices that are installed in places where there is no access for suction vehicles, e.g. B. in mountain restaurants, SAC huts, etc., or for small systems where the build-up of floating substances such as oils and fats is very low.
In a further embodiment of the invention, the sack can be partially or completely filled with oil binding agents which bind the inflowing oil to itself. For example, sawdust or the like can be used as the oil binder.
A further advantageous embodiment of the invention is shown in FIG. The jacket 33 serving as a filter lies at a distance from the collecting pipe 27, so that an annular space 80 is created for the wastewater freed from sedimentable sludge particles and the oil. This can be collected there and suctioned off through an annular collecting tube 81, which is provided with round or slot-shaped openings 82. The annular manifold 81 is connected directly to the dip tube 17. the suction opening 19, which was previously arranged at level h3, is omitted and the suction takes place in the calmed area between the filter jacket 33 and the collecting tube 27. The coalized oil droplets rise as in the other embodiments of the invention.
The filter jacket 33 is preferably made impermeable below the level h3, so that no sludge particles can be sucked in by the suction effect of the annular line 8. As an alternative to the collecting tube 81, the collecting tube 27 could be provided with an intermediate base 85 (indicated in broken lines) at a distance from the base 5, under which the end of the dip tube 17 opens below the intermediate base 85. The water inlet under the intermediate floor 85 takes place through suitably arranged holes (not shown).
So that when the device is only cleaned every five to ten years, the floating substances can be removed before the contents of the container are pumped out, an upwardly projecting rod can be attached to the end piece 30 with a handle 46. On this handle 46, an operator can push the end piece 30 down a few millimeters to the level h2 and in this way discharge all substances floating on the water surface into the interior of the pipe 27 without waste water.
In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the upper edge 29 of the tube 27 or its immediate vicinity can be heated by a heating tape or by a heating wire 40 in order to increase the viscosity of the floatable substances to be separated and removed. Only a very small amount of energy is required for this, so that a sufficient increase in viscosity is possible by means of a small temperature difference (FIG. 6).