DE102018214861A1

DE102018214861A1 - Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit und Vorrichtung

Info

Publication number: DE102018214861A1
Application number: DE102018214861.9A
Authority: DE
Inventors: Olaf Streich; Jan Freitag; Karsten Behnke; Torsten Lang
Original assignee: SKF Marine GmbH
Current assignee: SKF Marine GmbH
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-03-05
Also published as: KR20200026700A; CN110872157A

Abstract

Offenbart sind ein Verfahren zur Behandlung eines beispielhaften emulsionsartigen Flüssigkeitsgemisches, das zumindest zwei Flüssigkeiten von unterschiedlicher Dichte aufweist, insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, die in einem Flüssigkeitstank gesammelt wird, wobei die Behandlung eine zumindest zweistufige Vorreinigung aufweist, die eine Flüssigkeitsabscheidung wie eine Ölabschneidung und eine Grobfiltration der in der nach der nahezu vollständigen Abscheidung zurückbleibenden Flüssigkeit enthaltenden Trübstoffen, Schwebstoffe und dergleichen enthält, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Bilgenwasser ist eine heterogene Mischung bestehend aus verschiedenen Flüssigkeiten sowie Feststoffen, welche vornehmlich im Maschinenraum von Schiffen anfallen oder dort verwendet werden. Hauptbestandteile des Bilgenwassers sind in u.a. Wasser, verschiedene Sorten und Typen von Kohlenwasserstoffen (in erster Linie Mineralöle (Treibstoff), Bio-Öle und weitere Kohlenwasserstoff-verbindungen aus Kühl- und Schmierstoffen mit unterschiedlicher Viskosität oder Dichte), andere Flüssigkeiten aus Leckagen, Flüssigkeiten von Wartungsaktivitäten oder flüssige Reinigungsmitteln sowie eintretendes Seewasser oder auch Kondenswasser. Des Weiteren können Feststoffe wie z.B. Ruß, Metallspäne oder weitere im Wasser/Flüssigkeiten unlösliche chemische Verbindungen und Substanzen im Bilgenwasser enthalten sein. Diese insgesamt sehr heterogene Mischung bildet letztendlich im Schiff eine mitunter sehr stabile Suspension bzw. Emulsion, die zudem noch Mikroorganismen enthalten können. Die Zusammensetzung ist sehr individuell auf jedem Schiff und kann daher weder verallgemeinert werden noch zwischen Schiffen (gleichen Typs oder Baureihe) verglichen werden.
Gemäß der internationalen Richtlinie MARPOL 73/78 Annex 1 muss das Bilgenwasser gereinigt werden, bevor es über Bord gegeben werden kann und in das umliegende Gewässer eingeleitet wird. Diese Reinigung erfolgt grundsätzlich über sogenannte Bilgenwasserentöler, die vor ihrer Installation auf dem Schiff und der weiteren Verwendung ein Zulassungsverfahren durchlaufen müssen, in dem sie auf ihre Wirksamkeit getestet werden. Liegt der Ölgehalt des gereinigten Bilgenwasser oberhalb eines Grenzwertes, muss das Bilgenwasser innerhalb des Schiffs zirkulieren und darf nicht über Bord gegeben werden.
Die Reinigung des Bilgenwassers im Bilgenwasserentölers kann mittels unterschiedlicher verfahrenstechnischer Prozesse durchgeführt werden. Allen Verfahren gleich ist, dass bei stärker belasteten Bilgenwässern die Betriebskosten für die Verbrauchsmaterialien entsprechend ansteigen bzw. sich reduzieren, wenn die Konzentration der Verunreinigungen im Bilgenwasser geringer sind.
Es ist das Ziel von Reedern und Schiffsbetreibern, die Kosten für den Schiffsbetrieb zu minimieren - dazu gehören auch die Kosten für den Betrieb und die Instandhaltung von Bilgenwasserentölern. Dies kann zum einen sein, ein entsprechendes IBTS (Integrated Bilge Water Treatment Systems) einzurichten und zu betreiben, welches die Flüssigkeitsströme im Maschinenraum des Schiffs separiert betrachtet und behandelt, ohne diese zu vermischen. Zum anderen kann man das Bilgenwasser einer Vorreinigung zu unterziehen, um die Belastung für den Bilgenwasserentöler zu reduzieren. Man kann hier einen direkten Zusammenhang zwischen reduzierter Belastung im Zulauf des Bilgenwasserentölers und dessen letztendlichen Betriebs- und Instandhaltungskosten sehen. Die Kosten für eine Vorreinigung sind generell als geringer anzusehen, als die Kosten für die Reinigung mittels Bilgenwasserentöler. Nach IMO-Empfehlung des IBTS (Integrated Bilgewater Treatment System) sollen unterschiedliche Flüssigkeiten voneinander getrennt und behandelt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit, insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, zu schaffen, das eine effiziente Trennung und separate Behandlung der unterschiedlichen Flüssigkeiten und Feststoffe erlaubt. Zudem ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsgemisches, insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, die in einem Flüssigkeitstank gesammelt wird, umfasst eine zumindest zweistufige Vorreinigung, die eine nahezu vollständige Abscheidung einer Flüssigkeit aus der Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsgemisches und eine Grobfiltration einer verbleibenden Flüssigkeit umfasst, wobei die verbleibende Flüssigkeit Trüb- und Schwebstoffe enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt im Bordbetrieb die effiziente Trennung und separate Behandlung von unterschiedlichen Flüssigkeiten, wie Öl und Wasser, und Feststoffen und erfüllt somit die geltenden IMO-Empfehlung des IBTS.
Bei einem Ausführungsbeispiel schließt sich der Vorreinigung eine Endreinigung an, in der ein Restgehalt der abgeschiedenen Flüssigkeit in der vorgereinigten Flüssigkeit reduziert wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit ist bezugnehmend auf Bilgenwasser Öl. Die vorgereinigte Flüssigkeit wird quasi einem dritten Behandlungsschritt (erster Behandlungsschritt: Ölabscheidung während der Vorreinigung; zweiter Behandlungsschritt: Grobfiltration während der Vorreinigung) unterzogen und der Ölgehalt im gereinigten Bilgenwasser soweit reduziert, dass der international vorgegebene Einleitgrenzwert eingehalten werden kann. Der international vorgegebene Grenzwert ist in der IMO-Richtlinie MARPOL 73/78 und anhängigen Gesetzestexten auf 15 ppm festgelegt. Das in der Endreingung abgeschiedene / abgetrennte Restöl wird je nach anfallender Menge unterschiedlich häufig abgelassen bzw. abgepumpt und in einem separaten Öltank eingeleitet. Die vom Restöl befreite Flüssigkeit kann direkt über Bord gepumpt werden.
Wenn die Ölabscheidung der Vorreinigung im Flüssigkeitstank erfolgt, wird der vorrichtungstechnische Aufwand reduziert. Die Grobfiltration erfolgt bevorzugterweise außerhalb des Flüssigkeitstanks.
Wenn die vorgereinigte Flüssigkeit beispielsweise aufgrund von gesetzlichen Bestimmungen nicht über Bord gepumpt werden kann, kann die verbleibende Flüssigkeit nach der Vorreinigung im Kreislauf geführt werden. Hierfür kann die verbleibende Flüssigkeit dem Flüssigkeitstank zugeführt werden. Die verbleibende Flüssigkeit wird somit kontinuierlich vorgereinigt, um sie dann zu einem späteren Zeitpunkt effizienter über Bord zu pumpen.
Ebenso kann die endgereinigte Flüssigkeit dem Flüssigkeitstank zugeführt werden, wenn sie zum Beispiel aus gesetzlichen Bestimmungen nicht über Bord abgegeben werden darf.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens hat eine in einem Flüssigkeitstank anordbaren schwimmende Abscheideeinrichtung und eine Filtereinrichtung zur Durchführung der Vorreinigung, wobei die Abscheideeinrichtung dazu eingerichtet ist, aus einer Flüssigkeit bzw. einem Flüssigkeitsgemisch eine Flüssigkeit abzuscheiden und eine mit Trüb- und Schwebstoffen beladene verbleibende Flüssigkeit der Filtereinrichtung zuzuführen.
Um das abgeschiedene Öl und die vorgereinigte Flüssigkeit getrennt voneinander zu sammeln bzw. weiter zu behandeln, kann zwischen der Abscheideeinrichtung und der Filtereinrichtung eine Ventileinrichtung zum Auf- und Zusteuern einer Fluidverbindung zu einem Öltank und einer Fluidverbindung zur Filtereinrichtung angeordnet sein.
Die vorgereinigte Flüssigkeit lässt sich im Kreislauf führen, wenn die Filtereinrichtung einen Überlauf zum Rückführen der gefilterten Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank aufweist.
Zur Durchführung der Endreinigung kann die Vorrichtung eine Entölungseinrichtung aufweisen, die mit der Filtereinrichtung in Fluidverbindung steht.
Die endgereinigte Flüssigkeit lässt sich quasi im Kreislauf führen, wenn die Entölungseinrichtung eine Rückführung zum Rückführen der von ihr von Ölresten befreiten Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank aufweist.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausgangsbeispiel der Erfindung anhand von schematischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigten:

1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Einzeldarstellung einer Abscheideeinrichtung zur Vorreinigung aus 1,
3 eine Ausrichtung der Abscheideeinrichtung im Flüssigkeitstank bei einer ersten Tankneigung,
4 eine Ausrichtung der Abscheideeinrichtung im Flüssigkeitstank bei einer zur ersten Tankneigung entgegengesetzten zweiten Tankneigung,
5 eine Ölabscheidung während der Vorreinigung,
6 ein Ausführen der mit Trüb- und Schwebstoffen beladenen Flüssigkeit während der Vorreinigung, und
7 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung zur Vorreinigung aus 1.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Behandlung einer Flüssigkeit 4 bzw. eines Flüssigkeitsgemisches gezeigt. Die Flüssigkeit 4 hat sich in einem Flüssigkeitstank 6, einem sogenannten Bilgenwassertank, auf einem Schiff gesammelt hat und stellt gewöhnlich ein Öl-Wassergemisch dar, in dem sich Schwebstoffe, Feststoffe, Trübstoffe und dergleichen befinden. Die Vorrichtung 2 umfasst zumindest eine auf der zu reinigenden Flüssigkeit 4 schwimmende Abscheidevorrichtung 8 und eine Filtereinrichtung 10. Optional kann die Vorrichtung 2 zudem noch eine Entölungseinrichtung 12, ein sogenannter Bilgenwasserentöler, aufweisen.
Die Abscheidevorrichtung 8, ein sogenannter Skimmer, hat eine tellerförmige Gestalt. Sie ist in dem Flüssigkeitstank 6 montiert und über einen aus dem Flüssigkeitstank 6 herausgeführten Ableitungsschlauch 14 mit einer Pumpe 16 verbunden. Die Pumpe 16 steht zum einen über einen Zulauf 18 mit einem unteren Behälterbereich 20 der Filtereinrichtung 10 und zum anderen mit einem Öltank 22 in Fluidverbindung. Zum Auf- und Zusteuern der jeweiligen Fluidverbindung ist stromabwärts der Pumpe 16 eine Ventileinrichtung 24 vorgesehen, mittels der entweder die Fluidverbindung zum Öltank 22 auf- oder zugesteuert oder die Fluidverbindung zur Filtereinrichtung 10 auf- oder zugesteuert wird.
Die Filtereinrichtung 10 dient zur Grobfiltration und ist außerhalb des Flüssigkeitstanks 6 angeordnet. Aus ihrem oberen Behälterbereich 26 geht eine obere Leitung als Überlauf 28 zurück in den Flüssigkeitstank 6. Eine untere Auslassleitung 30 des oberen Behälterbereichs 26 mündet in eine Saugleitung 34 der Entölungseinrichtung 12, die sich von einer der Entölungseinrichtung 12 vorgeschalteten Pumpe 32 in den Flüssigkeitstank 6 erstreckt. Über eine bevorzugte im Mündungsbereich 35 angeordnete nicht gezeigte Ventileinrichtung kann entweder die Auslassleitung 30 oder die Saugleitung 34 auf- bzw. zugesteuert werden, so dass die Pumpe 32 entweder aus der Filtereinrichtung 10 oder aus dem Flüssigkeitstank 6 die Flüssigkeit 4, 52 ansaugen kann. Die Pumpe 32 steht hier mit einem Behälter 36 zur groben Vorseparation der Entölungseinrichtung 12 und mit dem Öltank 22 in Fluidverbindung. Zum Auf- und Zusteuern der jeweiligen Fluidverbindung ist stromabwärts der Pumpe 32 eine nicht bezifferte Ventileinrichtung vorgesehen, mittels der entweder die Fluidverbindung zum Öltank 22 auf- oder zugesteuert oder die Fluidverbindung zur Entölungseinrichtung 12 auf- oder zugesteuert wird.
Der Behälter 36 zur groben Vorseparation steht über eine untere Verbindungsleitung 40 mit einem Behälter 42 zur Feinseparation in Fluidverbindung. Der Behälter 42 zur Feinseparation weist eine obere Entnahmeleitung 44 zur Entnahme der gereinigten Flüssigkeit aus der Entölungseinrichtung 12 sowie eine Rückführung 46 in den Flüssigkeitstank 6 auf. Über eine Ventileinrichtung 48 kann entweder die Entnahmeleitung 44 oder die Rückführung 46 auf bzw. zugesteuert werden.
Mit Bezug zu den 2 bis 6 wird nun die erste Behandlungsstufe der Vorreinigung näher erläutert. In der ersten Behandlungsstufe erfolgt die Abscheidung eines Öls 50 oder einer Flüssigkeit mit einer geringeren Dichte als Wasser 52 über die schwimmende Abscheideeinrichtung 8. Diese Flüssigkeit 50, die sich aufgrund des Dichteunterschieds zum Wasser 52, auf der Wasseroberfläche 54 angesammelt hat, wird oberflächennah absaugt/ableitet. Im Folgenden wird zur vereinfachten Sichtweise die aufschwimmende Flüssigkeit 50 als Öl bezeichnet und die Flüssigkeit 52, von der das Öl zu separieren ist, als Wasser oder Bilgenwasser. Die Abscheideeinrichtung 8 ist über ein Kardangelenk 56 an der Tankoberseite 58 befestigt und wird an einer am Kardangelenk 56 befestigten Führungsschiene 60 vertikal geführt. Durch einen integrierten, nicht bezifferten Schwimmkörper schwimmt die Abscheideeinrichtung 8 immer auf der Oberfläche der aufschwimmenden Flüssigkeit 50 oder der Wasseroberfläche 54 und kann sich daher auf unterschiedliche Füllstände innerhalb des Flüssigkeitstanks 6 selbstständig einstellen. Eine Eintauchtiefe des nicht bezifferten Überlaufs der Abscheideeinrichtung 8 ist abhängig von der Flüssigkeitsdichte und liegt hier zwischen 0 und 20 mm.
Durch die spezielle Bauweise der Abscheideeinrichtung 8 mit seiner Befestigung über das Kardangelenk 56 an der Tankoberseite 58 wird bei entsprechender Schiffsbewegung gewährleistet, dass trotz Neigung des Schiffes bei starkem Seegang ausschließlich das Öl 50 von der Wasseroberfläche 54 abgezogen wird. Wie in den 3 und 4 gezeigt, bleibt bei Neigung des Schiffes in zwei verschiedene Richtungen, beispielsweise nach Steuerbord und Backbord, der Schichtaufbau der Flüssigkeit 4 im Flüssigkeitstank zwischen dem Öl 50 bzw. der Ölschicht und dem Wasser 2 bzw. der Wasserschicht durch den Dichteunterschied trotz der Schiffsbewegung gleich. Eine Durchmischung der zwei Flüssigkeitsphasen findet nicht statt. Aufgrund der kardanischen Aufhängung kann die Abscheideeinrichtung 8 der Neigung folgen und die Ölschicht 50 entsprechend einfach von der Wasseroberfläche 54 abziehen.
Das durch den Überlauf der Abscheideeinrichtung 8 abgezogene Öl 50 wird über den an der Unterseite 62 der Abscheideeinrichtung 8 befestigten flexiblen Ableitungsschlauchs 14 abgeleitet und über ein nicht gezeigtes Verbindungsstück aus dem Flüssigkeitstank 6 nach außen geführt. Dies geschieht entweder über einen freien Auslauf mittels Gravitationskräften in tieferliegende dafür vorgesehene Auffangtanks/-behälter. Als zweite Möglichkeit kann die Pumpe 16 das von der Abscheideeinrichtung 8 abgeleitete Öl 50 in dem höher gelegene oder weiter entfernter installierte Öltank 22 fördern. Dies können beispielsweise Restöltanks, Schlammtanks oder andere Auffangtanks sein.
Durch die Verwendung entsprechender nicht gezeigter Ventileinrichtungen sowie Probenahmeventile kann durch eine visuelle Kontrolle erfasst werden, wann die Ölschicht 50 vollends entfernt wurde, ohne einen Einblick in den Flüssigkeitstank 6 selbst zu haben. Die visuelle Kontrolle erfolgt bei geöffnetem Probenahmehahn dadurch, dass erfasst wird, wann aus einem entsprechenden Auslauf kein Öl 50 mehr aus dem Flüssigkeitstank 6 abgezogen wird, sondern lediglich das Wasser 52 aus dem Flüssigkeitstank 6 herausläuft bzw. herausgepumpt wird. Sobald Wasser 52 in dem Auslauf erscheint, ist die Ölschicht 50 aus dem Flüssigkeitstank weitestgehend entfernt worden. Das noch im Flüssigkeitstank 6 verbliebene unbehandelte Wasser 50 mit den enthaltenen Trüb- und Schwebstoffen kann nun direkt in die Entölungseinrichtung 12 oder der nächsten, zweiten Behandlungsstufe zugeführt werden.
Damit resultieren aus der Art der Konstruktion der Abscheideeinrichtung 8 und der entsprechenden vorangegangenen Beschreibung der Installation im Flüssigkeitstank 6 und des daraus folgenden Betriebs der Abscheideeinrichtung 8, zwei unterschiedliche Betriebsarten:

a) Die Entfernung bzw. das Ableiten einer leichteren Flüssigkeitsphase ( hier Öl 50) als Wasser 52, die sich aufgrund des Dichteunterschieds über der Wasserphase angesammelt hat. Dies sind im Allgemeinen Flüssigkeiten mit einer Dichte < 1 kg / dm³, also Schmieröle, Treibstoffe auf Mineralölbasis.
b) In einem weiteren Prozessschritt, der folgt, nachdem alle leichteren Flüssigkeiten wie das Öl 50 abgeleitet wurden (siehe Prozessschritt a)), kann die Abscheideeinrichtung 8 dazu verwendet werden, auch das Wasser 52 aus dem Flüssigkeitstank 6 abzuleiten. In diesem Fall wird die Abscheideeinrichtung 8 als einfacher oberflächennaher Überlauf bzw. Ablauf aus dem Flüssigkeitstank 6 genutzt, da keine Phasentrennung von Flüssigkeiten 50, 52 unterschiedlicher Dichte durchgeführt werden muss.

Es ist allerdings darauf zu achten, dass das Wasser 52 nach der vorherigen Abtrennung des Öls 50 nicht in den Öltank 22 eingeleitet wird. Dies erfolgt durch die Ventileinrichtung 24. Der Vorteil des hier beschriebenen oberflächennahen Wasserablaufs durch die Abscheideeinrichtung 8 liegt darin, dass sich möglicherweise in der Wasserphase enthaltenen Trüb- und Schwebstoffe durch Gravitationseinwirkung im Flüssigkeitstank 6 im bodennahen Bereich sammeln und absetzen können. Durch den oberflächennahen Wasserablauf verbleiben die abgesetzten Schwebstoffe im Flüssigkeitstank 6 und werden nicht den nachfolgenden Prozessschritten zugeführt. Eine Durchfallsperre 64 am unteren, freischwingenden Ende der Führungsschiene 60 verhindert zusätzlich, dass die die Abscheideeinrichtung 8 auch bei einem sehr niedrigen Flüssigkeitstankfüllstand in die Bereiche des abgesetzten Schlamms gelangen kann. Es wird immer eine Mindestfüllmenge im Flüssigleitstank 6 verbleiben, die keine weiteren negativen Auswirkungen auf die weiteren Prozessschritte hat. Dies hat zur positiven Folge, dass etwaige auf dem Tankboden 66 durch Schwerkraft abgesetzte Schwebstoffe im Flüssigkeitstank 6 als Bodensatz verbleiben, welche dann im Zuge einer Tankreinigung regelmäßig aus dem leeren Flüssigkeitstank 6 entfernt werden.
Als zweite Behandlungsstufe der Vorreinigung soll eine Grobfiltration die im Wasser 52 vorhandenen Schwebstoffe, Feststoffe, Trübstoffe und dergleichen abtrennen. Dazu wird die vorstehend beschriebene Abscheideeinrichtung 8 in der beschriebenen zweiten Betriebsart verwendet und dazu benutzt, um das im Flüssigkeitstank 6 verbliebene Wasser mit den darin enthaltenen Trüb- und Feststoffen oberflächenseitig abzuziehen bzw. von der Wasseroberfläche 54 abzuleiten und mittels eines freien Auslaufs oder der Pumpe 16 das Wasser 52 der nächsten Behandlungsstufe zuzuführen.
Die Filtration findet innerhalb einer in 7 gezeigten zum Umgebungsdruck hin drucklosen, zweistufigen Filtereinrichtung 10 statt. Der Zulauf 18 zu diesem Prozessschritt erfolgt entweder von einer entsprechenden Vorreinigungsstufe wie der Abscheideeinrichtung 8, einer möglicherweise vorgeschalteter Pumpe 16 oder einem in sonstiger Weise produzierten Vordruck, die einen Filtrationsvorgang und damit einhergehenden Druckverlust über sich in dem unteren Behälterbereich 20 befindenden nicht bezifferten Filtrationsflächen aufrecht erhalten und damit gewährleisten kann.
Das ungefilterte Wasser 52 gelangt von dem Zulauf 18 zunächst in den unteren Behälterbereich 20, der vom oberen Behälterbereich 26 mittels einer Trennwand 68 hydraulisch getrennt ist, in welchem Filtermedien bzw. Filtrationsmedien, die die Filtrationsflächen bilden, gehalten über ein Stützgerüst, installiert sind. Das zumindest eine Filtermedium trennt den unteren Behälterbereich 20 hydraulisch vom oberen Behälterbereich 26 insofern, dass das zu filtrierende Wasser 52 das Filtermedium zwangsweise durchströmen muss. Von einer sogenannten Rohwasserseite wird das vom freien Öl 50 in der Abscheideeinrichtung gereinigte Wasser 52 durch das Filtermedium geleitet, wobei die im Wasser 52 enthaltenen Schwebstoffe im Filtermedium zurückgehalten und aus dem Wasser 52 entfernt werden. Nach der Filtration gelangt das Wasser 52 in den oberen Behälterbereich 20, welcher als Sammel- und Vorlagebehälter für die nachgeschaltete Entölungseinrichtung 12 dient. Die Entölungseinrichtung 12 saugt über die eigene Pumpe 32 aus dem oberen Behälterbereich 26 entsprechend seiner Durchflusskapazität die Wassermenge kontinuierlich ab und führt sie dem weiteren Behandlungsprozess in der Entölungseinrichtung 12 zu.
Es ist sicherzustellen, dass die Förderleistung aus der Abscheideeinrichtung 8 grundsätzlich größer als die Förderleistung der Pumpe 32 der Entölungseinrichtung 12 ist, damit ein Leerlaufen des oberen Behälterbereichs 26 der Filtrationseinrichtung 10 bzw. ein Trockenlaufen der Pumpe 32 vermieden wird. Ist sichergestellt, dass die Förderleistung der Abscheideeinrichtung 8 größer als die Förderleistung der entölerseitigen Pumpe 32 ist, wird die überschüssige Menge an gefiltertem Wasser 52 über den Überlauf 28 zurück in den Flüssigkeitstank 6 geleitet, aus dem dieses mittels der Abscheideeinrichtung 8 ursprünglich entnommen wurde. Dabei sind die Rohrleitungen entsprechend zu dimensionieren, damit auch bei ausgeschalteter Entölungseinrichtung 12 der komplette Wasserstrom als Kreislauf zurück in den Flüssigkeitstank 6 geleitet werden kann.
Das zumindest eine Filtermedium kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die verschiedene Porengrößen bzw. Filterfeinheiten aufweisen und die je nach Zusammensetzung und Verschmutzungsgrad angepasst bzw. ausgetauscht werden kann. Bevorzugterweise wird ein Filtervlies verwendet. Die Filterfeinheit kann beispielsweise zwischen 10µm und 1000µm variieren. Mit zunehmender Betriebszeit wird sich das Filtermedium durch die abgetrennten Schwebstoffe zusetzen oder es werden sich entsprechend Filterkuchen ausbilden, die dadurch eine Abtrennung auch kleinerer Partikelgrößen, zum Beispiel < 10µm, bewirkt oder sogar mögliches feinst verteiltes oder emulgiertes Restöl zurückhalten kann. Die Ausbildung der Filterkuchen lassen den Differenzdruck über das Filtermedium ansteigen und damit wird gleichzeitig der Durchfluss reduziert. Ist dieser Zustand eingetreten, wird das Filtermedium ausgetauscht. Um zuvor dennoch den Durchfluss zu gewährleisten bzw. um sicherzustellen, dass der obere Behälterbereich 26 bei einer sich in Betrieb befindlichen Entölungseinrichtung 12 immer ausreichend mit Wasser 52 gefüllt ist, kann ein nicht beziffertes Sicherheitsventil wie ein Überdruckventil vorgesehen sein, welches bei einem vorher festgelegten Überdruck öffnet und dann den Wasserstrom partiell oder komplett direkt in den oberen Behälterbereich 26 bzw. Vorlagebehälter einleitet. Sobald die Entölungseinrichtung 12 nicht mehr aus dem oberen Behälterbereich 26 gespeist wird und die gesamte Vorrichtung 2 außer Betrieb gesetzt ist, kann dann das Filtermedium erneuert werden. Durch die erfolgte Vorreinigung des Wassers 52, in dem hier die Schwebstoffe und dergleichen abgetrennt wurden, verringert sich die Zulauffracht für die Entölungseinrichtung 12 signifikant.
In einer dritten Behandlungsstufe wird das bereits vorgereinigte Wasser 52 bzw. Bilgenwasser einer Endreinigung unterzogen und der restliche Ölgehalt im gereinigten Wasser 52 soweit reduziert, dass der international vorgegebene Einleitgrenzwert eingehalten werden kann. Der international vorgegebene Grenzwert ist in der IMO-Richtlinie MARPOL 73/78 und anhängigen Gesetzestexten zur Zeit auf 15 ppm festgelegt. Wie schon einleitend beschrieben, muss das Wasser 52 gemäß der internationalen Richtlinie MARPOL 73/78 Annex 1 von Restöl gereinigt werden, bevor es über Bord gegeben werden kann und in das umliegende Gewässer eingeleitet wird.
Die Reinigung erfolgt in der in 1 gezeigten Entölungseinrichtung 12 und kann mittels unterschiedlicher verfahrenstechnischer Prozesse durchgeführt werden, zum Beispiel durch Zentrifugalseparation, Adsorption, Koaleszenz, Flockung mittels chemischer Flockungsmittel, oder andere verfahrenstechnische Anwendungen.
Zur Steuerung der Ventileinrichtung 48, das sogenannte Überbordventil, ist die Entölungseinrichtung 12 mit einem Messgerät 70 ausgerüstet, die es erlaubt, den Ölgehalt des abzugebenden Wassers 52 zu analysieren. In Abhängigkeit des Messwerts, der nach IMO grundsätzlich unterhalb des erlaubten Grenzwerts von 15 ppm Ölgehalt liegen muss, um über Bord gepumpt zu werden, wird das gereinigte Wasser 52 entweder innerhalb des Schiffs zirkuliert oder über Bord gegeben. Bei einem Messwert < 15 ppm kann das gereinigte Wasser grundsätzlich über Bord gegeben werden. Bei einem Messwert > 15 ppm zirkuliert das Wasser innerhalb des Schiffes. Der Prozess aus Ölgehaltsmessung und -auswertung erfolgt automatisiert in dem Messgerät70. Die Steuerung der Ventileinrichtung 48 erfolgt durch das Messgerät 70 automatisch.
Das in der Entölungseinrichtung 12 abgeschiedene / abgetrennte Restöl wird je nach anfallender Menge unterschiedlich häufig aus der Entölungseinrichtung 10 abgelassen bzw. abgepumpt und in den Öltank 22 eingeleitet.
Wird dieses Gesamtkonzept der Bilgenwasserbehandlung an Bord umgesetzt, hat der Schiffsbetreiber insbesondere Vorteile hinsichtlich Betriebskosten aber auch in verfahrenstechnischer Sicht während des Bordbetriebs: Es ergeben sich Einsparungen bei den Kosten für Ersatzteile der Entölungseinrichtung 12. Diese sind teurer als die Ersatzteile für die Filtereinrichtung 10 zur Grobfiltration. Im Bordbetrieb können die unterschiedlichen Flüssigkeiten 50, 52 und Feststoffe effizient getrennt und separat behandelt werden.
Grundsätzlich kann das hier beschriebene Gesamtkonzept der Bilgenwasserbehandlung in zwei Arten betrieben werden.

a) Zum einen können die drei Behandlungsschritte bestehend aus Skimmer (Abscheideeinrichtung 8, Vorreinigung), anschließend Grobfiltration (Filtereinrichtung 10, Vorreinigung) und dann Bilgenwasserentöler (Entölungseinrichtung 12, Endreinigung) wie beschrieben nach einander durchlaufen werden und danach das gereinigte Bilgenwasser 52 direkt über Bord gepumpt werden.
b) Als zweite Variante können die ersten beiden Behandlungsschritte bestehen aus Skimmer (Abscheideeinrichtung 8, Vorreinigung) und anschließend Grobfiltration (Filtereinrichtung 10, Vorreinigung) nicht in einer Linie betrieben werden, sondern in einem Kreislauf. Dabei wird das Bilgenwasser 52 aus dem Bilgenwassertank 6 heraus durch die beiden Behandlungsschritte gefördert und danach wieder in den ursprünglichen Bilgenwassertank 6 eingeleitet. Dieser Vorgang ist insbesondere dafür interessant, wenn das Bilgenwasser 52 nach der Reinigung aufgrund gesetzlicher Bestimmungen nicht über Bord gepumpt werden kann. Trotzdem kann man dadurch das Bilgenwasser 52 kontinuierlich vorreinigen, um es dann zu einem späteren Zeitpunkt effizienter über Bord zu pumpen.

Ein zweiter Aspekt ist, dass man sehr stark belastetes/verunreinigtes Bilgenwasser 52 im Bilgenwassertank 6 einer entsprechenden kontinuierlichen Vorreinigung unterziehen kann, damit die Verunreinigungen des Bilgenwassers 52 im Bilgenwassertank 6 schon reduziert sind.
Es wird ausdrücklich erwähnt, dass die Entölungseinrichtung 12 auch andersartig ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann die Pumpe 32 zwischen den beiden Behältern 36, 42 angeordnet sein, es kann die Anzahl der Behälter 36, 40 variieren und dergleichen. Die hier beschriebene Entölungseinrichtung 12 ist ebenso wie die beschriebene Ausführung der Abscheideeinrichtung 8 und die beschriebene Ausführung der Filtereinrichtung 10 rein beispielhaft.
Offenbart sind ein Verfahren zur Behandlung eines beispielhaften emulsionsartigen Flüssigkeitsgemisches, das zumindest zwei Flüssigkeiten von unterschiedlicher Dichte aufweist, insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, die in einem Flüssigkeitstank gesammelt wird, wobei die Behandlung eine zumindest zweistufige Vorreinigung aufweist, die eine Flüssigkeitsabscheidung wie eine Ölabschneidung und eine Grobfiltration der in der nach der nahezu vollständigen Abscheidung zurückbleibenden Flüssigkeit enthaltenden Trübstoffen, Schwebstoffe und dergleichen enthält, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung
4: Flüssigkeit / Flüssigkeitsgemisch
6: Flüssigkeitstank / Bilgenwassertank
8: Abscheideeinrichtung / Skimmer
10: Filtereinrichtung zur Grobfiltration
12: Entölungseinrichtung / Bilgenwasserentöler
14: Ableitungsschlauch
16: Pumpe
18: Zulauf
20: unterer Behälterbereich
22: Öltank
24: Ventileinrichtung
26: oberer Behälterbereich
28: Überlauf
30: Auslassleitung
32: Pumpe
34: Saugleitung
35: Mündungsbereich
36: Behälter zu groben Vorseparation
40: Verbindungsleitung
42: Behälter zur Feinseparation
44: Entnahmeleitung
46: Rückführung
48: Ventileinrichtung
50: abzuscheidende Flüssigkeit / hier: Öl
52: Flüssigkeit schwerer als abzuscheidende Flüssigkeit / hier: Wasser bzw. Bilgenwasser
54: Wasseroberfläche
56: Kardangelenk
58: Tankoberseite
60: Führungsschiene
62: Unterseite
64: Durchfallsperre
66: Tankboden
68: Trennwand
70: Messgerät

Claims

Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit (4), insbesondere von Bilgenwasser auf Schiffen, die in einem Flüssigkeitstank (6) gesammelt wird, wobei die Behandlung eine zumindest zweistufige Vorreinigung aufweist, die eine nahezu vollständige Abscheidung einer Flüssigkeit (50) aus der Flüssigkeit (4) und eine Grobfiltration einer, Trüb- und Schwebstoffe enthaltenden, verbleibenden Flüssigkeit (52) umfasst.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei sich der Vorreinigung eine Endreinigung anschließt, in der ein Restgehalt der abgeschiedenen Flüssigkeit (50) in der verbleibenden Flüssigkeit (52) reduziert wird, anschließt.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Abscheidung der Flüssigkeit (50) im Flüssigkeitstank (6) erfolgt.
Verfahren nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, wobei die verbleibende Flüssigkeit (52) nach der Vorreinigung dem Flüssigkeitstank (6) zugeführt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 2, 3 oder 4, wobei die endgereinigte Flüssigkeit dem Flüssigkeitstank (6) zugeführt wird.
Vorrichtung (2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem in einem Flüssigkeitstank (6) anordbaren schwimmende Abscheideeinrichtung (8) und mit einer Filtereinrichtung (10) zur Durchführung der Vorreinigung, wobei die Abscheideeinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, aus einer Flüssigkeit (4) eine Flüssigkeit (50) nahezu vollständig abzuscheiden und eine mit Trüb- und Schwebstoffen beladene verbleibende Flüssigkeit (52) der Filtereinrichtung (10) zuzuführen.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, wobei zwischen der Abscheideeinrichtung (8) und der Filtereinrichtung (10) eine Ventileinrichtung (24) zum Auf- und Zusteuern einer Fluidverbindung zum Auffangtank (22) und einer Fluidverbindung zur Filtereinrichtung (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die Filtereinrichtung (10) einen Überlauf (28) zum Rückführen der gefilterten Flüssigkeit (52) in den Flüssigkeitstank (6) aufweist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, 7 oder 8, wobei eine Entölungseinrichtung (12) zur Durchführung der Endreinigung vorgesehen ist, die mit der Filtereinrichtung (10) in Fluidverbindung steht.
Vorrichtung nach Patentanspruch 9, wobei die Entölungseinrichtung (12) eine Rückführung zum Rückführen der von ihr entölten Flüssigkeit (52) in den Flüssigkeitstank (6) aufweist.