DE102004019871B4

DE102004019871B4 - Abscheider für Ölanteile in einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102004019871B4
Application number: DE102004019871A
Authority: DE
Inventors: Walter Müller
Original assignee: MUELLER GERAETEBAU GmbH; Mueller Geratebau GmbH
Current assignee: MUELLER GERAETEBAU GmbH; Mueller Geratebau GmbH
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: DE102004019871A1

Abstract

Abscheider für Ölanteile und andere nicht gelöste, in einer Flüssigkeit aufsteigenden Fremdanteile, die an die Flüssigkeitsoberfläche in einer Abscheidekammer (2) aufsteigen, wobei die geklärte Flüssigkeit in eine im Bodenbereich (8) zur Abscheidekammer (2) hin offene Austrittskammer (3) einströmt und die geklärte Flüssigkeit über einen an der Austrittskammer (3) vorgesehenen Flüssigkeitsüberlauf (11) abläuft, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abscheidekammer (2) im Abstand übereinander mehrere mehrfach abgewinkelte und an ihren Scheitelkanten (6) fluchtend gelochte Winkelplatten (5) angeordnet sind, dass die Abscheidekammer (2) einen im Niveau unveränderlichen Schmutzüberlauf (10) für die Ableitung der aufschwimmenden Fremdanteile hat, der auf einem geringfügig höheren Niveau angeordnet ist als das Niveau des Flüssigkeitsüberlaufs (11), und dass das Flüssigkeitsniveau an dem Schmutzüberlauf (10) mittels Einstellung der Differenzmenge zwischen der dem Abscheider (1) zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und der aus der Austrittskammer (3) ablaufenden Flüssigkeitsmenge eingestellt ist, wobei die Differenzmenge durch Änderung der zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und/oder durch Änderung des Strömungswiderstandes in...

Description

Die Erfindung betrifft einen Abscheider für Ölanteile und andere nicht gelöste, in einer Flüssigkeit aufsteigenden Fremdanteile gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind sogenannte Plattenabscheider bekannt, die in geringem Abstand übereinander mehrere schräg angeordnete Platten besitzen, an deren Unterseite sich aufsteigende Öl oder andere Fremdanteile absetzen und dann entlang der schrägen Platten nach oben wandern. Durch den geringen Abstand der in der verschmutzten Flüssigkeit einliegenden Platten ergeben sich für die aufschwimmenden Fremdanteile sehr geringe Abscheidewege und es wird ein hoher Wirkungsgrad der Ölabscheidung erreicht.
Bei den bekannten Ölabscheidern schwimmt das abgeschiedene Öl an der Oberfläche der zu klärenden Flüssigkeit auf, um dort dann über höhenverstellbare Skimmer oder Absaugeinrichtungen einem Sammelbehälter zugeführt zu werden. Ein Fremdölabscheider mit einem aufschwimmenden Skimmer ist aus der DE 100 21 753 A1 bekannt. Weiter sind Ölabscheider aus den Druckschriften US 4 643 834 A , JP 2002210301 A (abstract), DE 21 64476 C3 , DE 78 21 869 U1 und DE 38 38 070 A1 bekannt.
Die US 4 643 834 A betrifft eine Trennvorrichtung u. a. für in einer Flüssigkeit aufsteigende Fremdanteile. Die Vorrichtung weist mehrere, nebeneinander angeordnete, Stapel von an ihren Scheitelkanten gelochten Winkelplatten auf. Die Flüssigkeitsmischung wird in unterschiedliche Phasen getrennt, welche über in unterschiedlicher Höhe angeordnete Abflüsse abgeführt werden.
Aus der JP 2002210301 A ist eine Trennvorrichtung für Flüssigkeitsgemische von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte bekannt. Die Vorrichtung enthält gleichfalls mehrere Stapel winkelförmiger Platten mit Öffnungen an den Scheitelkanten. Die leichtere Flüssigkeit (z. B. Öl) wird an der Flüssigkeitsoberfläche gesammelt und über einen dort befindlichen Ablauf entsorgt. Die gereinigte Flüssigkeit wird an einem weiteren Ablauf abgeführt.
In der DE 21 64476 C3 wird eine Vorrichtung zum Trennen von Dispersionen aus miteinander nicht mischbarer Flüssigkeiten beschrieben. Der Trennbehälter enthält Einbauten aus schichtweise übereinander angeordneten, gewellten oder zickzackförmigen Platten. Der Behälter weist im Niveau unveränderliche (starr angeordnete) Überläufe/Abläufe für die abgetrennte leichtere bzw. schwerere Phase auf.
Die DE 78 21 869 U1 beinhaltet eine Vorrichtung zum Klassieren von in Abwasser enthaltenen Schwimm-, Schweb- und Sinkstoffen. Auslaufseitig sind in verschiedener Höhe starr angeordnete Abläufe für die unterschiedlichen Phasen vorgesehen. Es wurde erkannt, dass durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit die Auf- und Abtriebskräfte veränderbar sind. So soll eine flexible Anpassung an schwankende Abwassermengen bzw. hinsichtlich der Art der Verschmutzung möglich sein. Die Steuerung erfolgt dabei durch Veränderung des Durchflussquerschnitts der einzelnen Abläufe. Die Abläufe enthalten bestimmte Steuerschieber.
Die DE 38 38 070 A1 beschreibt einen Leichtflüssigkeitsabscheider mit einem Zulauf für ein Leichtflüssigkeits-Schwerflüssigkeitsgemisch, mindestens einer Abscheidekammer, einem Schwerflüssigkeitsablauf und einer Leichtflüssigkeitsabführung. Zur Verhinderung der Überfüllung der Abscheidekammer bzw. des entsprechenden Leichtflüssigkeitsspeichers ist dem Zulauf für das Flüssigkeitsgemisch ein Absperrorgan zugeordnet, sodass bei entsprechender Höhe des Leichtflüssigkeitsspiegels der Zulauf gesperrt werden kann.
Die Lösungen gemäß dem Stand der Technik sind somit relativ komplex mit zum Teil verschleißanfälligen Teilen ausgebildet oder eignen sich nicht zum Abscheiden von Öl sondern von Dispersionen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider für Ölanteile und andere in einer Flüssigkeit nicht gelösten, aufsteigenden Fremdanteile zu schaffen, bei dem die Ableitung der aufschwimmenden Fremdanteile auf möglichst einfache Weise erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das in der Abscheidekammer aufschwimmende Öl und die anderen aufschwimmenden Fremdanteile werden über einen starr angeordneten, also nicht höhenverstellbaren Schmutzüberlauf abgeführt. Dies ist dadurch möglich, dass das Flüssigkeitsniveau und damit auch das Niveau der aufschwimmenden Fremdanteile durch eine entsprechende Einstellung der Differenzmenge zwischen der zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und der abgeleiteten Flüssigkeitsmenge der geklärten Flüssigkeit eingestellt wird. Diese Mengeneinstellung kann durch eine entsprechende Einstellung der Pumpenleistung im Schmutzflüssigkeitszulauf erfolgen, oder aber auch beispielsweise durch eine Querschnittsänderung am Flüssigkeitsüberlauf der Austrittskammer oder am Schmutzüberlauf der Abscheidekammer.
Der erfindungsgemäße Abscheider benötigt keine höhenverstellbaren Absaugeinrichtungen oder höhenverstellbare Skimmer, sondern besitzt starr angeordnete Überläufe für die abzuleitenden Fremdanteile und für die abzuleitende geklärte Flüssigkeit. Dabei wird das Niveau der beiden Überläufe so gewählt, dass die aufschwimmende Schicht der Fremdanteile ausreichend dick genug ist, dass am Schmutzüberlauf auch nur aufschwimmende Fremdanteile abgeleitet werden. Bei einem Abscheider mittlerer Größe, der zur Klärung einer mit Teflon-Bestandteilen belasteten Flüssigkeit eingesetzt wurde, war das Niveau des Schmutzüberlaufs geringfügig über dem Niveau des Flüssigkeitsüberlaufs für die geklärte Flüssigkeit angeordnet und die Schicht der aufschwimmenden Fremdanteile betrug etwa 3 bis 4 mm. Ein derart ausgelegter Abscheider mit einer Vielzahl von in geringem Abstand übereinander angeordneten Winkelplatten erwies sich in Versuchen als äußerst vorteilhaft, was den Reinheitsgrad der geklärten Flüssigkeit und was die Durchsatzmenge pro Zeiteinheit betraf.
Die Differenzmenge zur Einstellung des Überlaufniveaus lässt sich durch Änderung der zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und/oder durch eine Änderung des Strömungswiderstands im Bereich der für die geklärte Flüssigkeit vorgesehenen Austrittskammer erreichen. Da die Austrittskammer und die Abscheidekammer kommunizierende Gefäße sind, kann auf sehr einfache Weise das Niveau in der Abscheidekammer durch eine Querschnittsänderung im Bereich des Flüssigkeitsüberlaufs an der Austrittskammer verändert werden. Eine Querschnittsänderung ist damit gleichbedeutend mit einer Änderung des Ablaufwiderstands, so dass eine Verkleinerung des Überlaufquerschnitts eine Erhöhung des Niveaus in der Abscheidekammer zur Folge hat, wenn die Menge der zugeführten Schmutzflüssigkeit gleich bleibt.
In der Abscheidekammer sind im Abstand übereinander mehrere an ihren Scheitelkanten gelochte Winkelplatten vorgesehen, wobei durch die Löcher in den Scheitelkanten das abgeschiedene Öl oder andere aufschwimmenden Fremdanteile schnell nach oben zur Flüssigkeitsoberfläche geführt werden. Die Verwendung von Winkelplatten hat dabei den Vorteil, dass ein für die Ölabscheidung optimaler, einheitlicher Neigungswinkel gewählt werden kann und sich für das oder die Winkelplattenpakete ein stabiler und einfach realisierbarer Gesamtaufbau ergibt.
Sehr gute Versuchsergebnisse erbrachten Winkelplatten, deren Abscheideflächen gegenüber der Horizontalen um etwa 30° geneigt waren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abscheiders mit in der Abscheidekammer befindlichen Winkelplatten und
2 einen schematisierten Querschnitt durch einen Abscheider mit Winkelplatten.
Der in 1 dargestellte Abscheider 1 ist in eine Abscheidekammer 2 und eine Austrittskammer 3 unterteilt. Der Zulauf 4 für die Schmutzflüssigkeit befindet sich an der Abscheidekammer 2, in der übereinander gestapelt mehrere Winkelplatten 5 mit geringem Abstand von etwa 2 bis 20 mm zueinander angeordnet sind. An ihren Scheitelkanten 6 besitzen die Winkelplatten 5 jeweils mittig ein Loch 7. Die Löcher der übereinander angeordneten Winkelplatten 5 sind jeweils fluchtend angeordnet, so dass durch die Löcher 7 das an den Unterseiten der Winkelplatten 5 sich ablagernde Öl nach oben zur Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen kann.
Die Abscheidekammer 2 und die Austrittskammer 3 sind im Bodenbereich 8 über eine Durchlassöffnung 9 miteinander verbunden, so dass die Abscheidekammer 2 und die Austrittskammer 3 kommunizierende Gefäße bilden. Jede der beiden Kammern besitzt einen Überlauf, und zwar ist an der Abscheidekammer 2 zur Ableitung der aufschwimmenden Fremdanteile ein Schmutzüberlauf 10 vorgesehen, während an der Austrittskammer 3 ein Flüssigkeitsüberlauf 11 für die geklärte Flüssigkeit angebracht ist. Die Überlaufkante 12 des Flüssigkeitsüberlaufs 11 befindet sich auf einem geringfügig niedrigeren Niveau als die Überlaufkante 13 des Schmutzüberlaufs 10.
In der schematisierten Darstellung von 2 ist insbesondere die Anordnung der übereinander positionierten Winkelplatten 5 ersichtlich, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Stapel von zwanzig Winkelplatten 5 bilden. An der Zulaufseite ist der Stapel von Winkelplatten 5 mittels einer Dichtung 14 so abgedichtet, dass die gesamte über den Zulauf 4 zugeführte Schmutzflüssigkeit in die Zwischenräume der beabstandeten Winkelplatten 5 gelangt. Die nicht gelösten, eine geringere Dichte als die Flüssigkeit aufweisenden Fremdanteile legen sich an den Unterseiten der Winkelplatten 5 an und werden entlang der Unterseiten und durch die Löcher 7 nach oben geleitet. Diese aufsteigende Strömung der aufschwimmenden Fremdanteile ist mit den vertikalen Pfeilen angedeutet. Die aufschwimmenden Fremdanteile bilden eine aufschwimmende Schmutzschicht 15, die über den Schmutzüberlauf 10 (1) kontinuierlich abgeleitet wird. Ebenfalls kontinuierlich läuft die geklärte Flüssigkeit an dem Flüssigkeitsüberlauf 11 ab und kann beispielsweise in einem Fertigungsprozess wieder seiner jeweiligen Verwendung zugeführt werden.
In 2 ist noch ein Schieber 16 angedeutet, der zur Feinregulierung der am Flüssigkeitsüberlauf 11 ablaufenden Flüssigkeitsmenge eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck wird der Schieber 16 in der Höhe so eingestellt, dass ein gewünschter Querschnitt und damit eine gewünschte Durchflussmenge am Flüssigkeitsüberlauf 11 erhalten wird.
Das Niveau der Schmutzschicht 15 kann durch Veränderung der am Zulauf 4 zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge verändert und so eingestellt werden, dass am Schmutzüberlauf 10 ausschließlich aufschwimmende Fremdanteile abgeleitet werden.
Es wird noch angemerkt, dass die Trennwand 17 zwischen Abscheidekammer 2 und Austrittskammer 3 einen Öldamm bildet, der nur geklärte Flüssigkeit durch die untere Durchgangsöffnung 9 in die Austrittskammer 3 einströmen lässt.

Claims

Abscheider für Ölanteile und andere nicht gelöste, in einer Flüssigkeit aufsteigenden Fremdanteile, die an die Flüssigkeitsoberfläche in einer Abscheidekammer (2) aufsteigen, wobei die geklärte Flüssigkeit in eine im Bodenbereich (8) zur Abscheidekammer (2) hin offene Austrittskammer (3) einströmt und die geklärte Flüssigkeit über einen an der Austrittskammer (3) vorgesehenen Flüssigkeitsüberlauf (11) abläuft, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abscheidekammer (2) im Abstand übereinander mehrere mehrfach abgewinkelte und an ihren Scheitelkanten (6) fluchtend gelochte Winkelplatten (5) angeordnet sind, dass die Abscheidekammer (2) einen im Niveau unveränderlichen Schmutzüberlauf (10) für die Ableitung der aufschwimmenden Fremdanteile hat, der auf einem geringfügig höheren Niveau angeordnet ist als das Niveau des Flüssigkeitsüberlaufs (11), und dass das Flüssigkeitsniveau an dem Schmutzüberlauf (10) mittels Einstellung der Differenzmenge zwischen der dem Abscheider (1) zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und der aus der Austrittskammer (3) ablaufenden Flüssigkeitsmenge eingestellt ist, wobei die Differenzmenge durch Änderung der zugeführten Schmutzflüssigkeitsmenge und/oder durch Änderung des Strömungswiderstandes in oder an der Austrittskammer (3) einstellbar ist.
Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt am Flüssigkeitsüberlauf (11) der Austrittskammer (3) verstellbar ist.
Abscheider nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmutzflüssigkeitsmenge durch Einstellung der Pumpenleistung der für die zugeführte Schmutzflüssigkeit verwendeten Pumpe einstellbar ist.
Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelplatten (5) gerade Abscheideflächen haben, die gegenüber der Horizontalen um etwa 30° geneigt sind.
Abscheider nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinander angeordneten Winkelplatten einen Höhenabstand von etwa 2 bis 20 mm zueinander haben.