Erdölfraktionen, wie beispielsweise \le und Benzine, gehören zu den organischen Schadstoffen, die Gewässer mit verheerenden Auswirkungen verschmutzen können. Diese Stoffe werden in immer grösseren Mengen auf dem Wasserweg transportiert. Bei einem Unfall kommt es zwangsläufig zu einer massiven Verschmutzung des Gewässers, deren ökologische Folgen nur schwer abzuschätzen sind und die nur mit beschränkten oder mit schwer zu handhabenden Mitteln bekämpft werden können.
Eine erste Möglichkeit zur Beseitigung von \l aus Wasser ist hierbei der biologische Abbau dieser Stoffe durch Mikroorganismen. Biochemisch gesehen ist der Abbau der meisten \le ein relativ unkomplizierter Vorgang. Er bedarf des Angriffs durch Enzyme, die diese Stoffe durch nur wenige Umsetzungsschritte oxidativ abbauen. Der Abbau von \l ist jedoch nicht nur an den Besitz dieser Enzyme geknüpft. Eine Schwierigkeit besonderer Art besteht in der beschränkten Zugänglichkeit der ölabbauenden Bakterien zum abzubauenden Substrat. \le sind, wie alle flüssigen Kohlenwasserstoffe, in der Regel sehr schlecht wasserlöslich. Diese Wasserunlöslichkeit bewirkt eine Phasentrennung und die Ausbildung eines mehr oder weniger dicken \lteppichs oder \lfilms auf dem Wasser, der für Bakterien, die in der Regel eine hydrophile Oberfläche haben, nur an der Grenzfläche zwischen Wasser und \l angreifbar ist.
Häufig ist der Abbau von \l vom Vorhandensein von Tensiden, das heisst von oberflächenaktiven Substanzen, die einen hydrophoben und einen hydrophilen Molekülanteil besitzen, abhängig. Obwohl einige Bakterien in der Lage sind, Tenside zu produzieren und diese in ihre Oberfläche einzubauen, so dass sie dadurch hydrophobisiert werden und eine bessere Zugänglichkeit zum Substrat erlangen, gibt es eine Reihe von Bakterien, die nur diejenigen Moleküle von Kohlenwasserstoffen angreifen können, die durch Turbulenzen in die Wasserphase gelangen.
Der mikrobielle \labbau wird zudem durch eine Reihe von abiotischen Faktoren beeinflusst bzw. durch diese begrenzt. Dabei ist die Geschwindigkeit sowie auch der oxidative Prozess des Abbauvorganges des \ls von der im Wasser gelösten Sauerstoffkonzentration und von der Wassertemperatur abhängig. So kann das Wachstum der Bakterien und somit der Abbau von \l dadurch gehemmt sein, dass zuwenig Sauerstoff vorhanden ist oder eine zu niedrige Temperatur herrscht. Im Zusammenhang mit dem Sauerstoff besteht zusätzlich die Gefahr, dass dem Wasser in stehenden und fliessenden Gewässern durch die übermässige Zersetzungstätigkeit der ölfressenden Bakterien zuviel Sauerstoff entzogen wird, so dass aerobe Organismen, die nur geringe Schwankungen der Sauerstoffkonzentration ertragen, gefährdet werden.
Andererseits benötigen die Bakterien eine ausreichende Versorgung mit Stickstoff- und Phosphatsalzen, deren Fehlen sehr oft ihr Wachstum und ihren Zellstoffwechsel hemmt.
Ferner ist nur wenig darüber bekannt, was mit diesen Bakterien, die sich in einem \lteppich exponentiell vermehren, geschieht, wenn das Wasser keinen \lteppich mehr trägt. Es besteht durchaus die Gefahr, dass sich aus diesen Bakterien, die sich so zahlreich vermehren, unvorhersehbare neue Bakterienstämme entwickeln können.
Bei einer zweiten Methode zur Bekämpfung der Folgen von einer \lkatastrophe werden synthetische Tenside verwendet, um eine Ausbreitung des \ls auf dem Wasser zu verhindern und dadurch Tiere und vor allem Strände vor dem Kontakt mit dem \lteppich zu schützen.
Diese Methode weist zwei grosse Nachteile auf: Zum einen wird durch den Einsatz dieser Tenside der \lteppich weder beseitigt noch aufgesaugt und zum andern sind diese Tenside sehr oft giftige Substanzen, die nur schwer oder überhaupt nicht biologisch abbaubar sind und somit eine zusätzliche Belastung für das Wasser darstellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Mittel zum Adsorbieren und/oder Absorbieren von einem im Wasser vorhandenen, hydrophoben, flüssigen Medium, das aus Erdöl, sonstigem \l und/oder einer Erdölfraktion besteht, zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Mittel zur Beseitigung eines \lteppichs nicht aufweist. Dabei wird insbesondere angestrebt, ein Produkt zu schaffen, das aus einem billigen und in grossen Mengen vorhandenen Ausgangsmaterial herstellbar ist, eine hohe Ad- bzw. Absorbtionskapazität aufweist, einfach hergestellt werden kann und bei seiner Verwendung das Gewässer, aus dem das genannte, hydrophobe Medium zu entfernen ist, nicht zusätzlich durch chemische Stoffe und/oder Mikroorganismen belastet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Mittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein derartiges Mittel weist eine Reihe von Vorteilen auf. So kann es als Ersatz für synthetische Tenside und Mikroorganismen verwendet werden und hat gegenüber den Mikroorganismen, die nur bestimmte \le abbauen können, den Vorteil, dass es ein breiteres Einwirkungsspektrum für hydrophobe Flüssigkeiten aufweist und insbesondere für \l und Benzin eine hohe Ad- bzw. Absorbtionskapazität hat. Nachdem ein derartiges Mittel beispielsweise \l und/oder Benzin adsorbiert und/oder absorbiert hat, kann es zur Energiegewinnung in Fernheizanlagen oder Industrieanlagen verbrannt und entsorgt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit das adsorbierte \l und/oder Benzin durch Pyrolyse in einer Industrieanlage zurückzugewinnen.
In bevorzugten Ausführungsformen weist das Mittel eine Vielzahl von mindestens zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen auf, die eine kleinste Querschnittsabmessung von höchstens 10 cm, zweckmässigerweise höchstens 1 cm und vorzugsweise höchstens 2 mm haben. Die Teilchen sind dabei im allgemeinen brockenförmig oder knollenförmig oder zylinderförmig oder scheibenförmig oder streifenförmig oder fetzenförmig oder faserförmig. Die Teilchen weisen ferner eine rauhe Oberfläche auf, die im Verhältnis zum Volumen der Teilchen relativ gross ist, und/oder die Teilchen sind mindestens an ihrer Oberfläche und eventuell sogar durchgehend porös, wobei die Poren unregelmässig verteilt sein und unterschiedliche Abmessungen haben können.
Die Erfindung betrifft des weiteren Einrichtungen mlt einem derartigen Mittel, wobei Haltemittel eine Vielzahl von zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen zusammenhalten und den Zugang des hydrophoben Mediums zu den Teilchen ermöglichen. Dabei können die Teilchen durch eine sie allseitig umschliessende, flüssigkeitsdurchlässige Umhüllung umschlossen sein. Die Haltemittel können jedoch auch durch mindesten ein lineares und/oder flächenartiges Halteelement gebildet sein, an dem die Teilchen befestigt, vorzugsweise angeklebt und/oder anvulkanisiert sind. Mehrere Halteelemente bildet dabei vorzugsweise ein Gitterwerk, in dem mehrere Halteelemente einander kreuzen, bei den Kreuzungsstellen miteinander verbunden sind und zusammen ein Netz und/oder Geflecht bilden.
Die Erfindung betrifft auch Verwendungen des Mittels und der Einrichtungen, die das genannte Mittel aufweisen, wobel die Verwendungen darin bestehen, dass man das Mittel bzw. die Einrichtungen derart auf die Oberfläche eines Gewässers bringt, dass sich die Teilchen zum Teil unter der Oberfläche befinden und zum Teil die Oberfläche des Gewässers durchdringen und/oder sich zum Teil über dieser befinden, um das hydrophobe Medium, das sich an der Oberfläche des Gewässers befindet, zu adsorbieren und/oder zu absorbieren.
Dabei besteht die Möglichkeit, die Teilchen einzeln auf die Oberfläche des Gewässers auszustreuen oder die Teilchen durch Haltemittel an der Oberfläche zusammenzuhalten.
Nachstehend werden nun anhand der Zeichnung Verfahren zur Herstellung von zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen, Ausführungsbeispiele von Einrichtungen mit einem derartigen Mittel zum Adsorbieren und/oder Absorbieren von einem in Wasser vorhandenen, hydrophoben Medium, sowie Verwendungen des Mittels beschrieben.
In der Zeichnung zeigt
die Fig. 1 eine vereinfachte, schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen von porösen und aufgeschäumten Teilchen,
die Fig. 2 eine vereinfachte, schematische Darstellung einer Einrichtung zur Herstellung von rauhen Teilchen,
die Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils eines mit Teilchen gefüllten, perforierten Schlauches, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt,
die Fig. 4 eine schematische Ansicht eines perforierten Schlauches auf einem Gewässer mit einem \lteppich,
die Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch den in Fig. 3 dargestellten perforierten Schlauch in gleichem Massstab,
die Fig. 6 eine schematische Darstellung eines mit Teilchen gefüllten Käfigs, wobei ein Teil der Wandung entfernt ist,
die Fig. 7 einen Abschnitt eines Fadens mit aufgeklebten Teilchen,
die Fig.
8 ein Querschnitt durch den in Fig. 7 dargestellten Faden,
die Fig. 9 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf ein Netz, das aus Fäden mit aufgeklebten Teilchen besteht,
die Fig. 10 einen Querschnitt durch ein Netz, das auf der dem Wasser und/oder \l zugewandter Seite Teilchen aufweist, und
die Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Einrichtung mit der sich Teilchen ins Wasser ausstreuen und wieder einsammeln lassen.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Herstellung von aufgeschäumten gummihaltigen Teilchen weist eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 auf. Diese besitzt einen Einlass 3 und einen Auslass 5 und ein Werkzeug zum Zerkleinern und/oder Zerreissen und/oder Zerhacken von durch den Einlass 3 zugeführten Fahrzeugreifen 7. Ein Reservoir 11 ist über eine Fördervorrichtung 13 mit einem Mischer 15 verbunden. Die Fördervorrichtung 13 kann dabei aus einer Rüttelvorrichtung und/oder einer Bandwaage bestehen. Ferner ist ein zweites Reservoir 17 vorhanden, das Stärke 19 enthält und mit dem Mischer 15 über eine Dosiervorrichtung 21 verbunden ist. Die Dosiervorrichtung 21 weist eine mit einer Antriebsvorrichtung versehenen Schnecke auf. Der Mischer 15 weist einen Behälter auf, in welchem mindestens ein mit einer Antriebsvorrichtung versehenes Mischwerkzeug drehbar gelagert ist.
Der Ausgang des Mischers 15 mündet über eine motorisch angetriebene Schnecke, die als Dosiervorrichtung 23 dient, in den Einlasstrichter 25 einer Extruderpresse 27. Diese besitzt eine doppelwandige, horizontalachsige, zylindrische Kammer 29, die einen Innenraum 31 begrenzt. In der Doppelwand ist eine Heizvorrichtung 33 angeordnet, die eine Rohrschlange zum Hindurchleiten eines Heizfluides aufweist. Im Innenraum 31 ist als Pressorgan eine Schnecke 35 angeordnet, die axial unverschiebbar gelagert ist und mit einer Antriebsvorrichtung 37 um ihre horizontale Achse 39 gedreht werden kann. Ferner weist die Kammer 29 zusätzlich einen Flüssigkeitseinlass auf. Dieser Einlass mündet - in bezug auf die Förder- und Pressrichtung - in die hintere Hälfte des Innenraums 31.
Der Flüssigkeitseinlass ist dabei über eine Leitung 41 und durch eine Pumpe 43 und ein Ventil 45 an das Reservoir 47, das eine als Treibmittel dienende Substanz 49 enthält, angeschlossen. Der mit 51 bezeichnete Auslass 51 der Kammer 29 kann als Breitschlitzdüse ausgebildet sein oder er kann im Querschnitt kreisförmig sein. Neben dem Auslass 51 ist eine Schneidevorrichtung 53 mit einem Messer 55 zum Zerteilen des aus dem Extruder austretenden Material- stranges oder -bandes angeordnet, von welcher die abgeschnittenen Teilchen in das Becken 57 fallen.
Beim Betrieb der Einrichtung werden Fahrzeugreifen der Zerkleinerungsvorrichtung 1 zugeführt. Diese werden dort zerhackt und/oder zermahlen und/oder zerrissen und/oder zerfetzt und/oder in fadenförmige Teile zerlegt, so dass ein zerkleinertes Material 91 entsteht, das aus gummihaltigen Teilen besteht. Die Teile haben eine kleinste Querschnittsabmessung, die höchstens 5 cm beträgt, und werden im Reservoir 11 gespeichert. Die Fördervorrichtung 13 führt dem Mischer 15 vom Reservoir 11 das Material 91 zu. Dieses kann dabei im Mischer 15 mit Stärke 19 und/oder Holzkohle und/oder cellulosehaltigem Material vermischt werden, wobei diese Beifügungen im Reservoir 17 gespeichert und über eine Förder- und Dosiervorrichtung 21 dem Material 91 zugeführt werden.
Die durch diese Beifügungen im Mischer 15 entstandene Mischung 93 weist höchstens 60 Gew.-%, vorzugsweise aber nur 20 Gew.-% Stärke und/oder Holzkohle und/oder cellulosehaltiges Material auf. Die Mischung 93 wird dann aus dem Mischer durch die Dosiervorrichtung 23 dem Einlasstrichter 25 der Extruderpresse 27 zugeführt.
Die das Pressorgan bildende, rotierende Schnecke 35 fördert die Mischung 93 vom Einlass zum Auslass 51 und verdichtet und homogenisiert sie dabei. Die Mischung 93 wird durch diesen Förder-, Press- und Verdichtungsvorgang etwas erwärmt und zu einer pastösen Masse verarbeitet und kann mit der Heizvorrichtung 33 noch zusätzlich erwärmt werden, so dass die pastöse Masse im Innenraum 31 eine Temperatur von mindestens 90 DEG C und vorzugsweise mindestens 100 DEG C aufweist. Der entstandenen pastösen Masse wird - in bezug auf die Förderrichtung - in der hinteren Hälfte der Kammer 29 über die Zuleitung 41 ein Treibmittel beigefügt. Als Treibmittel wird dabei vorzugsweise in Wasser gelöstes Ammoniak und/oder in Wasser gelöstes Ammoniumsalz verwendet. Die Menge dieser Beifügungen kann 5 bis 15 Gew.-%, maximal jedoch 35 Gew.-% der pastösen Masse betragen.
Durch die im Extruder 27 herrschende Temperatur von mindesten 90 DEG C entsteht freies, gasförmiges Ammoniak, so dass die Masse beim Austritt aus dem Auslass 51 aufschäumt und je nach dessen Form zu einem porösen und aufgeschäumten Strang oder zu einer porösen und aufgeschäumten Bahn 94 geformt wird.
Der Strang bzw. die Bahn 94 wird dann durch die Schneidevorrichtung 53 zu einem Endprodukt verarbeitet, nämlich zu scheibenförmigen oder zylinderförmigen zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen 95. Diese haben dabei eine kleinste Querschnittsabmessung, die beispielsweise höchstens 10 cm und zweckmässigerweise höchstens 1 cm beträgt. Das Aufschäumen der Mischung während des Hinauspressens aus dem Auslass 51 der Extruderpresse 27 bewirkt, das einerseits die Teilchen porös und teilweise durchgehend porös werden und andererseits eine geringere Dichte erhalten, so dass sie leichter werden und auf dem Wasser schwimmen.
Bei diesem Verfahren zur Herstellung eines Mittels zum Adsorbieren und/oder Absorbieren des in Wasser vorhandenen Mediums können eventuell auch andere gummihaltige Abfallprodukte, wie beispielsweise Schläuche von Fahrzeugrädern oder Schaumstoffe einzeln oder gemischt als Ausgangsmaterial verwendet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, während oder nach dem Zerkleinern des Ausgangsmaterials in der Zerkleinerungsvorrichtung 1 Stoffe, wie beispielsweise metallische Fäden und Drähte, die in Fahrzeugreifen vorhanden sind, mittels einer magnetisch arbeitenden Vorrichtung aus dem zerkleinerten Material 91 zu entfernen.
Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung weist eine Zerkleinerungsvorrichtung 1, die mit der anhand der Fig. 1 beschriebenen Einrichtung übereinstimmt. Unter ihrem Auslass 5 ist hier ein Förderband 61 angeordnet. Dieses ist durch eine als Ganzes mit 63 bezeichnete Sprühanlage hindurch geführt. Diese weist eine Kammer 65 auf, deren Wandung einen Innenraum 67 begrenzt und diesen annähernd dicht gegen die Umgebung abschliesst. Die Kammer 65 hat einen Einlass 69 und einen Auslass 71. Die Sprühanlage 63 weist zudem ein Reservoir 73 zum Speichern eines Treibmittels 75 auf. Das Reservoir 73 ist über ein Ventil 77 und eine Pumpe 79 und mindestens eine Zuleitung 81 mit dem Innenraum 67 verbunden, wobei die Zuleitung 81 im Innenraum mit Spritzdüsen 83 versehen ist, um das auf dem Förderband beförderte Material mit einem Treibmittel 75 zu besprühen bzw. zu bespritzen.
Am Ausgang der Sprühanlage 63 ist ein Auffangbecken 85 angeordnet.
Bei dieser Einrichtung werden die gummihaltigen Teile des Materials 91 direkt zu Produktteilchen verarbeitet, indem die in den gummihaltigen Teilen vorhandenen Poren durch Ammoniak und/oder Ammoniumsalz angelöst und/oder gereinigt werden.
Beim Betrieb der Einrichtung wird das von der Zerkleinerungsvorrichtung 1 hergestellte, zerkleinerte Material 91 auf das Förderband 61 gebracht. Das Material 91 wird durch das Förderband vom Auslass 5 wegtransportiert und gelangt durch den Einlass 69 in die Sprühanlage 63. Im Innenraum der Sprühanlage 63 werden die gummihaltigen Teile des Materials 91 durch die an der Zuleitung 81 angebrachten Spritzdüsen 83 mit in Wasser gelöstem und im Reservoir 73 gespeichertem Ammoniak und /oder Ammoniumsalz besprüht, so dass sich eine Oberfläche bildet, die durch eine erhöhte chemische Affinität zu \l und/oder Benzin gekennzeichnet ist. Es besteht auch die Möglichkeit, das Ammoniak ungelöst und somit gasförmig auf die gummihaltigen Teilchen aufzusprühen.
Die durch diese Behandlung entstandenen, zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen 97 werden durch das Förderband 61 aus dem Auslass 71 hinaus in das Auffangbecken 85 befördert.
Selbstverständlich können die gummihaltigen Teile des zerkleinerten Materials 91 auch in einer anderen Vorrichtung mit Ammoniak und/oder Ammoniumsalz behandelt werden. Eine solche Vorrichtung kann dabei auch mindestens eine Wanne mit in Wasser gelöstem Ammoniak und/oder Ammoniumsalz aufweisen, so dass die gummihaltigen Teile chargenweise entweder intermitierend in eine Wanne oder alternierend in zwei Wannen mit Ammoniak und/oder Ammoniumsalzen eingebracht werden können.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass die nach den beiden vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten, zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen selbstverständlich für alle genannten Einrichtungen verwendet werden können.
Der in den Fig. 3, 4 und 5 gezeichnete, perforierte Schlauch 101 weist eine, im allgemeinen lange und im Querschnitt runde Form auf, wobei der Schlauch 101 einen Durchmesser von 2 m und eine Länge von mindestens 50 m aufweist. Der Schlauch 101 weist eine saugfähige Füllung 103 und eine diese allseitig, umschliessende, flüssigkeitsdurchlässige Hülle 105 auf, die in den Fig. 3 und 5 im Verhältnis zum Schlauchdurchmesser zu dick wiedergegeben ist. Die saugfähige Füllung 103 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus zum Teil aus Gummi bestehenden, aufgeschäumten und porösen Teilchen 107, die gemäss den anhand der in Fig. 1 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind. Die Teilchen 107 haben dabei eine kleinste Querschnittsabmessung von zweckmässigerweise höchstens 1 cm.
Die Hülle 105 besteht aus einer perforierten Kunststofffolie, vorzugsweise aus Nylon, wobei die Poren 109 der Hülle 105 einen Durchmesser von höchstens 5 mm aufweisen.
Wie man besonders deutlich aus den Fig. 4 und 5 ersehen kann, wird bei der Verwendung des Schlauches 101 dieser auf der Oberfläche eines Gewässers 110 gehalten, wobei sich die Teilchen 107 zum Teil unterhalb und zum Teil oberhalb der Oberfläche des Gewässers 110 befinden. Der Schlauch kann dabei durch Bojen 111 in einer stabilen Lage gehalten werden, wobei die Bojen an Verankerungsmitteln 117 am Boden des Gewässsers 110 oder beispielswelse auch an einem Schiff befestigt sein können.
Zweckmässigerweise wird der Schlauch 101 derart auf die Oberfläche des Gewässers 110 gebracht, so dass der hier mit 113 bezeichnete \lteppich durch den Schlauch umschlossen und dadurch vom noch sauberen Wasser 115 des Gewässers isoliert wird, so dass sich der \lteppich 113 nicht weiter ausbreitet oder verschiebt, sondern durch die Saugwirkung der im Schlauch vorhandenen Teilchen adsorbiert bzw. absorbiert wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die anhand der Fig. 3, 4, und 5 beschriebene Einrichtung in der Ausgestaltung in verschiedener Hinsicht geändert werden kann. So ist es durchaus möglich, dass anstelle eines Schlauches auch perforierte Säcke verwendet werden können oder dass bei einer grösseren Verschmutzung mit \l mehrere solcher Schläuche 101 hintereinander und/oder auch nebeneinander ausgelegt werden können.
Die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung zeigt einen Käfig 121, der eine stabile Metall- oder Kunststoff- Rahmenkonstruktion 123, sowie eine aus einem Gitter bestehende Wandung 125 aufweist, wobei die Poren - bzw. Maschengrösse der Wandung 125 höchstens 0.5 mm beträgt. Der Käfig 121 ist ferner mit einem Deckel 127 versehen, so dass der Inhalt jederzeit ausgewechselt werden kann. Der Inhalt besteht in der dargestellten Einrichtung aus stäbchenförmigen, zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen 129, die eine kleinste Querschnittsabmessung von mindestens 0.5 mm haben und die nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt sein können.
Das in den Fig. 7, 8, 9 und 10 dargestellte Produkt zeigt ein Gitterwerk 130, das aus miteinander verflochtenen Halteelementen, d.h. Fäden 131, zusammengesetzt ist, wobei diese Fäden 131 aus Kunststoff bestehen und einen Durchmesser von mindestens 1 mm aufweisen. Die Fig. 7 und 8 zeigen, dass an den Fäden 131 ringsum Teilchen 133 befestigt sind, die vorzugsweise nach dem anhand der Fig. 2 beschriebenen Verfahren hergestellt sind. Die Teilchen sind vorzugsweise angeklebt, und zwar beispielsweise mit dem im Handel unter dem Namen MECOTEC L 360 bekannten Haftklebstoff.
Das in der Fig. 10 dargestellte Gitterwerk 137, das auf der Oberfläche eines mit einem \lteppich 113 verschmutzten Gewässers 110 aufliegt, unterscheidet sich von dem in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Gitterwerk 130 dadurch, dass die Teilchen 133 nur auf einer, und zwar auf der dem Wasser bzw. \l zugewandten Seite angeklebt sind.
Es sei auch hier darauf hingewiesen, dass die anhand der Fig. 7 bis 10 beschriebenen Einrichtungen in der Ausgestaltung geändert werden können. So können die Gitterwerke 130, 137 selbstverständlich auch aus metallischem Material bestehen und/oder mindestens aus einer Schnur oder einem Seil zusammengesetzt sein.
Die anhand der Fig. 3 bis 10 dargestellten Einrichtungen mit einem Mittel zum Adsorbieren und/oder Absorbieren eines hydrophoben Mediums, können bei ihrer Verwendung von einem Schiff in ein Gewässer gebracht und später, nach dem sie das hydrophobe Medium adsorbiert und/oder absorbiert haben, wieder eingeholt werden.
Wie in Fig. 11 dargestellt ist, besteht auch die Möglichkeit, die zum Teil aus Gummi bestehenden Teilchen 141 auf die Oberfläche eines mit einem hydrophoben Medium 142 verschmutzten Gewässers 143 auszustreuen, wobei die Teilchen 141 vorzugsweise mittels einer an einem Schiff 145 angebrachten Zerstreuungsvorrichtung 147 ausgestreut werden. Mit hydrophobem Medium vollgesaugte Teilchen 141 werden dann später durch eine am Heck des Schiffes 145 angebrachte Sammelvorrichtung 149 wieder eingesammelt.
Petroleum fractions such as \ le and petrol are among the organic pollutants that can pollute waters with devastating effects. These substances are transported in ever greater quantities by water. In the event of an accident, there is inevitable massive pollution of the water, the ecological consequences of which are difficult to assess and which can only be combated with limited or difficult to handle means.
The first way to remove \ l from water is to biodegrade these substances using microorganisms. From a biochemical point of view, breaking down most of the le is a relatively straightforward process. It needs to be attacked by enzymes that oxidatively break down these substances in just a few steps. The degradation of \ l is not only linked to the possession of these enzymes. A particular type of difficulty is the limited accessibility of the oil-degrading bacteria to the substrate to be degraded. \ le, like all liquid hydrocarbons, are usually very poorly water-soluble. This water-insolubility causes a phase separation and the formation of a more or less thick carpet or film on the water, which is only vulnerable to bacteria, which usually have a hydrophilic surface, at the interface between water and oil.
The breakdown of \ l is often dependent on the presence of surfactants, that is to say on surface-active substances which have a hydrophobic and a hydrophilic molecular component. Although some bacteria are able to produce surfactants and incorporate them into their surface so that they become hydrophobized and have better access to the substrate, there are a number of bacteria that can only attack those molecules of hydrocarbons that are caused by Turbulence get into the water phase.
Microbial \ lab construction is also influenced or limited by a number of abiotic factors. The speed and also the oxidative process of the degradation process of the oil depend on the oxygen concentration dissolved in the water and on the water temperature. The growth of the bacteria and thus the breakdown of \ l can be inhibited by the fact that there is insufficient oxygen or the temperature is too low. In connection with oxygen, there is also the danger that too much oxygen will be withdrawn from the water in standing and flowing waters due to the excessive decomposition activity of the oil-eating bacteria, so that aerobic organisms that can only tolerate small fluctuations in the oxygen concentration are endangered.
On the other hand, the bacteria need an adequate supply of nitrogen and phosphate salts, the lack of which very often inhibits their growth and cell metabolism.
Furthermore, little is known about what happens to these bacteria, which multiply exponentially in a carpet, when the water no longer carries a carpet. There is a real danger that these bacteria, which multiply so many, could develop unpredictable new bacterial strains.
A second method to combat the consequences of a catastrophe is to use synthetic surfactants to prevent the oil from spreading on the water and thereby to protect animals and especially beaches from contact with the carpet.
This method has two major disadvantages: on the one hand, the use of these surfactants neither removes nor absorbs the carpet and, on the other hand, these surfactants are very often toxic substances that are difficult or not biodegradable and therefore an additional burden for the Represent water.
The object of the present invention is to provide a means for adsorbing and / or absorbing a hydrophobic liquid medium which is present in the water and which consists of petroleum, other oil and / or a petroleum fraction, which has the disadvantages of the known Does not have means of removing a carpet. In particular, the aim is to create a product that can be produced from an inexpensive starting material that is available in large quantities, has a high adsorption or absorption capacity, can be easily produced and, when it is used, the water from which the hydrophobic medium mentioned is used to be removed is not additionally contaminated by chemical substances and / or microorganisms.
According to the invention, this object is achieved by means having the features of claim 1.
Such an agent has a number of advantages. It can be used as a substitute for synthetic surfactants and microorganisms and has the advantage over the microorganisms that can only degrade certain \ le that it has a broader range of action for hydrophobic liquids and especially for \ l and petrol a high ad or Has absorption capacity. After such an agent has adsorbed and / or petrol, for example, and / or gasoline, it can be incinerated and disposed of for district heating systems or industrial plants for energy generation. However, there is also the possibility of recovering the adsorbed oil and / or gasoline by pyrolysis in an industrial plant.
In preferred embodiments, the agent has a multiplicity of particles which are at least partially made of rubber and which have a smallest cross-sectional dimension of at most 10 cm, expediently at most 1 cm and preferably at most 2 mm. The particles are generally lump-shaped or tuber-shaped or cylindrical or disc-shaped or strip-shaped or shredded or fibrous. The particles furthermore have a rough surface which is relatively large in relation to the volume of the particles, and / or the particles are at least on their surface and possibly even continuously porous, the pores being irregularly distributed and having different dimensions.
The invention further relates to devices with such a means, wherein holding means hold together a plurality of particles, some of which are made of rubber, and allow the access of the hydrophobic medium to the particles. The particles can be enclosed by a liquid-permeable covering enclosing them on all sides. However, the holding means can also be formed by at least one linear and / or area-like holding element, to which the particles are attached, preferably glued and / or vulcanized. A plurality of holding elements preferably forms a lattice work in which a plurality of holding elements cross one another, are connected to one another at the crossing points and together form a network and / or braid.
The invention also relates to uses of the agent and of the devices comprising the said agent, the uses being that the agent or the devices are brought onto the surface of a body of water in such a way that the particles are partly below the surface and partially penetrate the surface of the body of water and / or are partially above it in order to adsorb and / or absorb the hydrophobic medium which is located on the surface of the body of water.
It is possible to scatter the particles individually onto the surface of the water or to hold the particles together on the surface by holding means.
Processes for the production of partly rubber particles, exemplary embodiments of devices with such an agent for adsorbing and / or absorbing a hydrophobic medium present in water, and uses of the agent will now be described with reference to the drawing.
In the drawing shows
1 is a simplified, schematic representation of a device for producing porous and foamed particles,
2 shows a simplified, schematic representation of a device for producing rough particles,
3 shows a schematic illustration of a part of a perforated hose filled with particles, partly in view and partly in section,
4 is a schematic view of a perforated hose on a body of water with a carpet;
5 shows a schematic cross section through the perforated hose shown in FIG. 3 on the same scale,
6 shows a schematic illustration of a cage filled with particles, with part of the wall removed,
7 shows a section of a thread with glued-on particles,
the fig.
8 shows a cross section through the thread shown in FIG. 7,
9 shows a detail from a top view of a network consisting of threads with glued-on particles,
10 shows a cross section through a network which has particles on the side facing the water and / or the oil, and
11 shows a schematic representation of a device with which particles can be scattered into the water and collected again.
The device shown in FIG. 1 for producing foamed rubber-containing particles has a comminution device 1. This has an inlet 3 and an outlet 5 and a tool for crushing and / or tearing and / or chopping vehicle tires 7 fed through the inlet 3. A reservoir 11 is connected to a mixer 15 via a conveyor device 13. The conveyor device 13 can consist of a vibrating device and / or a belt scale. There is also a second reservoir 17 which contains starch 19 and is connected to the mixer 15 via a metering device 21. The metering device 21 has a screw provided with a drive device. The mixer 15 has a container in which at least one mixing tool provided with a drive device is rotatably mounted.
The outlet of the mixer 15 opens via a motor-driven screw, which serves as a metering device 23, into the inlet funnel 25 of an extruder press 27. This has a double-walled, horizontal-axis, cylindrical chamber 29 which delimits an interior space 31. A heating device 33 is arranged in the double wall and has a coil for passing a heating fluid through it. In the interior 31, a screw 35 is arranged as a pressing member, which is axially immovable and can be rotated about its horizontal axis 39 with a drive device 37. Furthermore, the chamber 29 additionally has a liquid inlet. With respect to the conveying and pressing direction, this inlet opens into the rear half of the interior 31.
The liquid inlet is connected via a line 41 and through a pump 43 and a valve 45 to the reservoir 47, which contains a substance 49 serving as a propellant. The outlet 51 of the chamber 29, designated 51, can be designed as a slot die or it can be circular in cross section. Next to the outlet 51 there is a cutting device 53 with a knife 55 for dividing the strand or strip of material emerging from the extruder, from which the cut particles fall into the basin 57.
When operating the device, vehicle tires are fed to the shredding device 1. There they are chopped and / or ground and / or torn and / or shredded and / or broken up into thread-like parts, so that a comminuted material 91 is formed which consists of rubber-containing parts. The parts have a smallest cross-sectional dimension, which is at most 5 cm, and are stored in the reservoir 11. The conveying device 13 feeds the material 91 to the mixer 15 from the reservoir 11. This can be mixed in the mixer 15 with starch 19 and / or charcoal and / or cellulose-containing material, these additions being stored in the reservoir 17 and being fed to the material 91 via a conveying and metering device 21.
The mixture 93 resulting from these additions in the mixer 15 has at most 60% by weight, but preferably only 20% by weight, of starch and / or charcoal and / or cellulose-containing material. The mixture 93 is then fed from the mixer through the metering device 23 to the inlet funnel 25 of the extruder press 27.
The rotating screw 35 forming the pressing member conveys the mixture 93 from the inlet to the outlet 51 and compresses and homogenizes it in the process. The mixture 93 is slightly warmed by this conveying, pressing and compacting process and processed into a pasty mass and can be additionally heated with the heating device 33 so that the pasty mass in the interior 31 has a temperature of at least 90 ° C. and preferably at least 100 ° C. The resulting pasty mass is added - with respect to the direction of conveyance - in the rear half of the chamber 29 via the feed line 41 a blowing agent. The blowing agent used is preferably ammonia dissolved in water and / or ammonium salt dissolved in water. The amount of these additions can be 5 to 15% by weight, but not more than 35% by weight of the pasty mass.
The temperature in the extruder 27 of at least 90 ° C. gives rise to free, gaseous ammonia, so that the mass foams when it exits the outlet 51 and, depending on its shape, is formed into a porous and foamed strand or into a porous and foamed sheet 94 .
The strand or the web 94 is then processed by the cutting device 53 to form an end product, namely disc-shaped or cylindrical particles 95, some of which are made of rubber. These have a smallest cross-sectional dimension, for example at most 10 cm and expediently at most 1 cm. The foaming of the mixture during the extrusion from the outlet 51 of the extrusion press 27 causes the particles to become porous and partly continuously porous on the one hand and to obtain a lower density on the other hand, so that they become lighter and float on the water.
In this method for producing an agent for adsorbing and / or absorbing the medium present in water, other rubber-containing waste products, such as hoses from vehicle wheels or foams, may also be used individually or as a mixture as a starting material. It is also possible to remove substances, such as metallic threads and wires, which are present in vehicle tires, from the comminuted material 91 during or after the comminution of the starting material in the comminution device 1 by means of a magnetically operating device.
The device shown in FIG. 2 has a comminution device 1 which corresponds to the device described with reference to FIG. 1. A conveyor belt 61 is arranged here below its outlet 5. This is passed through a spray system designated as a whole by 63. This has a chamber 65, the wall of which delimits an interior space 67 and seals it approximately tightly from the surroundings. The chamber 65 has an inlet 69 and an outlet 71. The spray system 63 also has a reservoir 73 for storing a propellant 75. The reservoir 73 is connected to the interior 67 via a valve 77 and a pump 79 and at least one feed line 81, the feed line 81 being provided with spray nozzles 83 in the interior in order to spray or propellant the material conveyed on the conveyor belt with a propellant 75. to splash.
A collecting basin 85 is arranged at the outlet of the spraying system 63.
With this device, the rubber-containing parts of the material 91 are processed directly into product particles by dissolving and / or cleaning the pores present in the rubber-containing parts by ammonia and / or ammonium salt.
During operation of the device, the comminuted material 91 produced by the comminution device 1 is brought onto the conveyor belt 61. The material 91 is transported away from the outlet 5 by the conveyor belt and reaches the spray system 63 through the inlet 69. In the interior of the spray system 63, the rubber-containing parts of the material 91 are sprayed into the reservoir by the spray nozzles 83 attached to the feed line 81 and dissolved in water 73 stored ammonia and / or ammonium salt sprayed, so that a surface is formed, which is characterized by an increased chemical affinity for \ l and / or gasoline. It is also possible to spray the ammonia undissolved and thus in gaseous form onto the rubber-containing particles.
The particles 97, which are formed by this treatment and are partly made of rubber, are conveyed out of the outlet 71 into the collecting basin 85 by the conveyor belt 61.
Of course, the rubber-containing parts of the comminuted material 91 can also be treated with ammonia and / or ammonium salt in another device. Such a device can also have at least one tray with ammonia and / or ammonium salt dissolved in water, so that the rubber-containing parts can be introduced in batches either intermittently into one tray or alternately into two trays with ammonia and / or ammonium salts.
It should be pointed out here that the particles, some of which are made of rubber, which are produced by the two processes described above can of course be used for all of the facilities mentioned.
The perforated hose 101 shown in FIGS. 3, 4 and 5 has a generally long and round cross-sectional shape, the hose 101 having a diameter of 2 m and a length of at least 50 m. The hose 101 has an absorbent filling 103 and a liquid-permeable sheath 105 surrounding it on all sides, which is shown in FIGS. 3 and 5 too thick in relation to the hose diameter. In this exemplary embodiment, the absorbent filling 103 consists of foamed and porous particles 107, some of which are made of rubber, and which have been produced using the methods described in FIG. 1. The particles 107 have a smallest cross-sectional dimension of 1 cm at most.
The sleeve 105 consists of a perforated plastic film, preferably made of nylon, the pores 109 of the sleeve 105 having a diameter of at most 5 mm.
As can be seen particularly clearly from FIGS. 4 and 5, when the hose 101 is used, it is held on the surface of a body of water 110, the particles 107 being partly below and partly above the surface of the water 110. The hose can be held in a stable position by buoys 111, the buoys being able to be fastened to anchoring means 117 on the bottom of the body of water 110 or, for example, to a ship.
The hose 101 is expediently brought onto the surface of the water 110 in such a way that the \ r carpet designated here by 113 is enclosed by the hose and is thus isolated from the still clean water 115 of the water, so that the \ r carpet 113 does not continue to spread or shifts, but is adsorbed or absorbed by the suction of the particles present in the hose.
It should be noted that the design of the device described with reference to FIGS. 3, 4 and 5 can be changed in various ways. It is therefore entirely possible that perforated sacks can also be used instead of a hose, or that, in the event of greater contamination with \ l, several such hoses 101 can be laid out one behind the other and / or next to one another.
The device shown in FIG. 6 shows a cage 121 which has a stable metal or plastic frame construction 123 and a wall 125 consisting of a grid, the pore or mesh size of the wall 125 being at most 0.5 mm. The cage 121 is also provided with a cover 127 so that the content can be replaced at any time. In the device shown, the contents consist of rod-shaped particles 129, some of which are made of rubber, which have a smallest cross-sectional dimension of at least 0.5 mm and which can be produced by one of the methods described above.
The product shown in Figs. 7, 8, 9 and 10 shows a latticework 130 made up of interlaced holding elements, i.e. Threads 131, is composed, these threads 131 are made of plastic and have a diameter of at least 1 mm. 7 and 8 show that particles 133 are attached to the threads 131 all around, which are preferably produced by the method described with reference to FIG. 2. The particles are preferably glued on, for example using the pressure sensitive adhesive known commercially under the name MECOTEC L 360.
The lattice work 137 shown in FIG. 10, which rests on the surface of a body of water 110 contaminated with a carpet 113, differs from the lattice work 130 shown in FIGS. 7, 8 and 9 in that the particles 133 only on one , namely on the side facing the water or \ l.
It should also be pointed out here that the design of the devices described with reference to FIGS. 7 to 10 can be changed. The latticework 130, 137 can of course also consist of metallic material and / or be composed of at least one cord or rope.
The devices shown in FIGS. 3 to 10 with a means for adsorbing and / or absorbing a hydrophobic medium can, when used, be brought from a ship into a body of water and later, after they have adsorbed and / or absorbed the hydrophobic medium, be caught up again.
As shown in FIG. 11, there is also the possibility of sprinkling the particles 141, which are partly made of rubber, onto the surface of a water 143 contaminated with a hydrophobic medium 142, the particles 141 preferably being scattered by means of a scattering device 147 attached to a ship 145 will. Particles 141 soaked with hydrophobic medium are then later collected again by a collecting device 149 attached to the stern of the ship 145.