DE1249776B - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem Wasser - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem WasserInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/06—Separation of liquids from each other by electricity
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Description
deutsches mammm Patentamt
Int. Cl..
C02c
Deutsche Kl.: 85 c-4
5.7 1 2 A
C 02 F //4
Nummer: 1 249 776
Aktenzeichen: Y 595 V/85 c
Anmeldetag: 12. Juni 1962
Auslegetag: 7. September 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem Wasser in einem elektrischen Feld.
Es ist bereits ein Verfahren zur Ausscheidung von festen dispergierten Stoffen aus Flüssigkeiten mittels
elektrischen Stromes bekannt, bei dem die Stoffe bei einer Stromstärke von etwa 1 bis 15 Ampere pro
Quadratzentimeter ausgeflockt werden und gleichzeitig und/oder anschließend durch Oasbläschen an
die Oberfläche der Flüssigkeit transportiert werden. Die Gasbläschen werden beispielsweise an der
Kathode durch elektrolytische Zersetzung der Flüssigkeit erzeugt. Dieses Verfahren ist im wesentlichen
auf die Abtrennung fester Stoffe beschränkt, da beispielsweise in der Flüssigkeit dispergierte feine
kugelförmige Öltröpfchen nicht an den aufsteigenden kugelförmigen Gasbläschen haften. Weitere Nachteile
sind der verhältnismäßig hohe Bedarf an elektrischer Energie, da die Ausflockung von einer echten Elektrolyse
begleitet ist. Die empfohlene Zugabe geringer Salzmengen zur Verringerung des Energiebedarfes
verbietet sich in vielen Fällen, wenn die gereinigte Flüssigkeit wieder in den Arbeitsprozeß zurückgeführt
wird.
Es ist ferner bekannt, verunreinigte Flüssigkeiten durch Elektrophorese zu reinigen, wobei die Verunreinigungen
je nach ihrer elektrischen Ladung zur Kathode oder zur Anode wandern. Da diese Klärung
nur sehr langsam vor sich geht, konnte sie eich in der Industrie nicht durchsetzen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur
Abtrennung von öl aus Wasser, insbesondere Öl-in-Wasser-Emulsionen,
zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Verfahren wegfallen, das einen
wirtschaftlichen Durchsatz gestattet und mit einem minimalen Energiebedarf arbeitet. Schließlich soll
auch das abgetrennte öl zurückgewonnen werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
daß in eine im wesentlichen stationäre, ölauflösende, stark dielektrische Lösungsmittelschicht mit
höherem spezifischem Gewicht als Wasser ein elektrisches Gleichhochspannungsfeld erzeugt wird und
das Ölhaltige Wasser in Form eines schwachen Tröpfchenstromes unten in die Losungsmittelschicht
eingeleitet wird. Infolge des sehr starken elektrischen Feldes werden die Teilchen in Richtung von der
einen auf die andere Elektrode sehr stark beschleunigt. Dabei erfolgt die Entmischung mit dem Wasser
und die Auflösung in dem Lösungsmittel. Die gereinigten Wassertröpfchen steigen in dem Lösungs-
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von
Öl aus ölhaltigem Wasser
Öl aus ölhaltigem Wasser
Anmelder:
Hiroji Yamada, Hirakata, Osaka;
Toshiyuki Tokumoto,
Moriguchi, Osaka (Japan)
Toshiyuki Tokumoto,
Moriguchi, Osaka (Japan)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Als Erfinder benannt:
Toshiyuki Tokumoto,
Moriguchi, Osaka (Japan)
Toshiyuki Tokumoto,
Moriguchi, Osaka (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 12. Juni 1961 (20980),
vom 2. Mai 1962 (18 034)
Japan vom 12. Juni 1961 (20980),
vom 2. Mai 1962 (18 034)
mittel empor und bilden auf der Oberfläche eine Schicht, aus der das klare Wasser abgezogen wird.
Wegen der starken dielektrischen Lösungsmittelschicht fließt praktisch zwischen den Elektroden kein
Strom, so daß der Energiebedarf äußerst gering ist. Das Öl reichert sich in dem Lösungsmittel an und
kann von diesem von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich abgetrennt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise
die Gewinnung von Wollfett aus Wollwaschwässern möglich.
Als Nebenwirkung des Verfahrens ergibt sich, daß auch andere, in dem ölhaltigen Wasser enthaltene,
schwimmfähige Fremdkörper von dem Wasser getrennt, in einer zwischen der Lösurtgsmittelschicht
und der Klarwasserschicht liegenden Schicht gesammelt und von dort abgezogen werden können.
Es wurde festgestellt, daß bei diesem neuen, als Dielektrophorese bezeichneten Verfahren die Wirksamkeit
der ölauf lösung erheblich gesteigert wird.
Diese Wirkung beruht vermutlich darauf, daß sich die effektive Grenzflächenspannung der ölpartikelchen
infolge ihrer elektrischen Ladung ändert und so eine Entmischung mit der Wasserphase zunächst vorbereitet
wird. Die hohe Beschleunigung zur anderen Elektrode führt die Entmischung der Dispersion dann
herbei, wenn gleichzeitig die Auflösung des Öls in dem Lösungsmittel vor sich geht. :
709 640.703
3 4
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand Flüssigkeit in Form von vielen kleinen Tropfen aus
der Unteransprüche. den Löchern 22 in die LösungsmitteJschicht 14 hin-
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ein abgegeben wird.
gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit den Der Behälter 11 weist zwei weitere Auslaßstutzen
Zeichnungen hervor. Es zeigt 5 46 und 47 oberhalb des Pegels 13 der Lösungsmittel-
Fi g. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur schicht 14 auf. Während des Filtervorganges werden
Durchführung des Verfahrens der Erfindung, das Wasser und die schwimmfähigen Verunreinigun-
Fig. IA einen senkrechten Schnitt durch zwei gen von dem Lösungsmittel getrennt, so daß sie auf
Elektroden in einer abgewandelten Ausführungs- ihm Schichten bilden. Beispielsweise wird auf der
form>
ίο Lösungsmittelschicht 14 die Schicht 49 der schwimm-
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach fähigen Verunreinigungen und auf dieser dann infolge
Fig· I5 des Unterschiedes im spezifischen Gewicht die
F i g. 3 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 im Wasserschicht 50 gebildet. Die schwimmfähigen Ver-
Schnitt gezeigte innere Elektrode von unten in einem unreinigungen und das Wasser werden durch die
vergrößerten Maßstab, 15 Auslaßstutzen 46 bzw. 47 entfernt. Der Pegel 51 der
Fig.4 eine Abwicklung der Außenfläche des zy- Zwischenschicht aus schwimmfähigen Verunreini-
lindrischen Abschnitts der in der Fig. 1 im Schnitt gungen wird dabei durch die Bewegung des Schwim-
gezeigten inneren Elektrode im vergrößerten Maß- mers 52 auf einem vorbestimmten Minimum gehalten,
stab, welches ein Ventil 53 steuert, das im Auslaßstutzen
Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 im Schnitt 20 46 vorgesehen ist. Hierzu ist über ein Gestänge 54
gezeigte äußere Elektrode von unten und im ver- ein Schwimmer 52 mit dem Ventil 53 verbunden,
größerten Maßstab, Das behandelte Wasser, dessen Pegelstand bei 55
Fig. 6 eine Abwicklung der Innenfläche des zylin- liegt, kann durch den Auslaßstutzen 47 überströmen.
drischen Abschnittes der in Fi g. 1 im Schnitt ge- Nach der Erfindung befinden sich in dem Behälter
zeigte» äuieren Elektrode, 35 zwei Elektroden, und zwar eine innere Elektrode 24
■ΛΕ,ί gjjreinen senkrechten Schnitt durch ein flüs- und eine äußere Elektrode 25, die, da sie an Gleich-
sigMisSichtes Rohr gemäß der F i g. 1, strom angelegt sind, eine Kathode und eine Anode
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 nach innerhalb der Lösungsmittelschicht 14 bilden. Die
Fig. 1, innere Elektrode befindet sich dabei zentral in der
F i g. 9 einen senkrechten Schnitt durch das flüssig- 30 äußeren, sie umgebenden Elektrode. Beide Elektro-
keitsdichte Rohr in einer abgewandelten Form, teil- den bestehen aus leitfähigem Material, beispielsweise
weise im Schnitt, aus rostfreiem Stahl. Die innere Elektrode 24 weist
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 nach dabei beispielsweise die Form eines Trichters auf,
Fig. 9. der aus einem senkrechten Zylinderteil 24a und
Fig. 1 zeigt einen Filterbehälter 11, in welchem 35 einem kegelförmigen Teil24b besteht. Entsprechend
die Filterflüssigkeit enthalten ist. Diese Filterflüssig- ist die äußere Elektrode 25 aus einem senkrecht verkeit
besteht aus einer stark dielektrischen Lösung, laufenden Zylinderteil 25 a und einem kegelstumpfdie
imstande ist, Öl aufzulösen. Das spezifische Ge- förmigen Teil 25 b aufgebaut, wobei der kegelstumpfwicht
der dielektrischen Lösung ist höher als das des förmige Teil so geneigt ist, daß er eine verhältnis-Wassers.
Vorzugsweise kommen dabei organische 40 mäßig große Öffnung 26 an seinem Scheitel bildet.
Lösungsmittel, wie Perchloräthylen (Tetrachlor- Die Winkel, die die kegelstumpfförroigen bzw. kegeläthylen)
oder Trichlän (Trichloräthylen) zum Ein- förmigen Teile 24 b und 256 mit der Vertikalen einsatz,
schließen, sind einander gleich und können im Be-
Der Behälter 11 ist mit einem Lösungseinlaß- reich von 120 bis 150° liegen. Vorzugsweise weisen
stutzen 12 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 13 der 45 die Winkel einen Wert von 140° auf. Die Elektroden
Lösungsmittelschicht und mit einem Lösungsmittel- 24 und 25 sind konzentrisch innerhalb der Lösungsauslaßstutzen
15 am Behälterboden versehen. Weiter- mittelschicht 14 auf der senkrechten Mittellinie des
hin ist der Einlaßstutzen 12 an eine Lösungsmittel- Behälters 11 angeordnet. Ihre oberen Öffnungen verspeicherleitung
16 angeschlossen und ist der Auslaß- laufen in einer horizontalen Ebene, wodurch zwistutzen
15 mit zwei Zweigleitungen 17 und 18 ver- 50 sehen ihnen eine ringförmige öffnung 29 gebildet ist.
bunden, von denen die Zweigleitung 17 eine Abfluß- Zwischen dem inneren kegelförmigen und äußeren
leitung ist und die Zweigleitung 18 zum Abführen kegelstumpfförmigen Teil 24 b und 25 b befindet sich
von Verunreinigungen dient. Die Zweigleitung 17 er- bei dieser Anordnung eine geneigte kegelmantelstreckt
sich bis zur Höhe des Pegels 13 der Lösungs- förmige Zone 27, während sich zwischen den inneren
mittelschicht 14, so daß der Pegel 13 der Lösungs- 55 und äußeren Zylinderteilen 24 a und 25 b eine senkmittelschicht
14 auf einer vorbestimmten Höhe ge- recht verlaufende Zone 28 ausbildet. Die öffnung 26,
halten werden kann. Die Zweigleitung 18 ist mit die Zonen 27 und 28 sowie die ringförmige öffnung
einem Handventil 19 versehen, durch welches 29 bilden einen zusammenhängenden Durchflußkanal,
schwerere abgesetzte feste Teilchen vom Boden des Die Oberflächen der beiden Elektroden 24 und 25
Behälters 11 entfernt werden können. 60 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Zonen 27
Die zu filternde Flüssigkeit wird über das Rohr 20 und 28, nämlich die Außenseite der inneren Elek-
zur Bodenmitte des Behälters 11 geführt und dort trode 24 und die Innenseite der äußeren Elektrode 25
in das dielektrische Lösungsmittel eingeführt. An das mit kleinen Elektrodenspitzen 30 bedeckt. Die Elek-
Auslaßende des Rohres 20 ist eine Düse 21 ange- trodenspitzen 30 sind an dem Teil 24 a nach oben
setzt, die zur Lösung 14 geöffnet und mit mehreren 65 und nach außen, an dem Teil 24 & leicht nach oben
kanalähnlichen Löchern versehen ist. Aus F i g. 2 ist und nach außen, an dem Teil 25 α hingegen nach
zu erkennen, daß die Löcher dabei über eine kreis- oben und nach innen und an dem Teil 25 b nach
runde Platte 23 verteilt sind, so daß die zu filternde oben und etwas außen weisend angeordnet. Die
5 6
Elektrodenspitzen 30 haben beispielsweise die Form rechter Richtung gestützt wird. Das untere Ende des
von gleichseitigen Dreiecken mit Seitenlängen von Führungsrohres 42 ist zur Lösungsmittelschicht 14
etwa 1 cm und sind vorzugsweise derart im Längs- hin offen, während das obere Ende des Führungsschnitt gesehen stufenartig in aufeinanderfolgenden rohres 42 mit einer Packung 44 und einer großen
Reihen angeordnet, wie es in den Fig. 1, 3, 4, 5 5 Mutter45 gegen Flüssigkeit abgedichtet ist.
und 6 dargestellt ist. Die F i g. 3 und 5 zeigen dabei Auch die äußere Elektrode 25 ist mittels mehrerer Draufsichten auf die kegel-bzw. kegelstumpfförmigen vertikal verlaufender Stützkörper 33 aus leitendem Teile 24ft und 25b und die zylindrischen Teile 24a Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, an der und 25 a von unten. Deckplatte 31 aufgehängt. Der Behälter 11 und auch
und 6 dargestellt ist. Die F i g. 3 und 5 zeigen dabei Auch die äußere Elektrode 25 ist mittels mehrerer Draufsichten auf die kegel-bzw. kegelstumpfförmigen vertikal verlaufender Stützkörper 33 aus leitendem Teile 24ft und 25b und die zylindrischen Teile 24a Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, an der und 25 a von unten. Deckplatte 31 aufgehängt. Der Behälter 11 und auch
Die Elektroden können auch anders geformt sein. io die Deckplatte 31 bestehen ebenfalls aus leitendem
So zeigt F ϊ g. 1A eine abgewandelte Form der Elek- Material, wie rostfreiem Stahl, und sind bei 34 a
troden, bei der die senkrecht verlaufende Zone 28' geerdet.
der Fig. 1 durch eine kegelstumpfförmige Zone28' Wenn zwischen die innere und die äußere Elek-
ersetzt ist. An diese kegelstumpfförmige Zone 28' trode eine Gleichstromspannung gelegt wird, dann
schließt sich eine weitere kegelstumpfförmige Zone 15 wird innerhalb der dielektrischen Lösungsschicht 14
27' mit geringerem Neigungswinkel an, der innerhalb ein elektrostatisches Feld gebildet. Das Potential
eines Winkelbereiches von 20 bis 60° liegt und vor- zwischen den Elektroden 24 und 25 beträgt beim
zugsweise einen Wert von etwa 40° hat. Während Ausführungsbeispiel etwa 50 Kilovolt; da der Ab-
die Elektrodenwände 24 a' und 25 a' der Zone 28' stand zwischen den Elektroden auf etwa 5 cm be-
dabei kegelstumpfmantelförmig ausgebildet sind, ist ao messen ist, führt das zu einer Durchschlagsspannung
die Innenwandung 2Ab' der Zone 27' im wesent- von etwa 10 Kilovolt je Zentimeter. Das Stromkabel
liehen kegelförmig und die Außenwandung 256' 32 ist noch von einem zusätzlichen Rohr 60 um-
wieder kegelstumpfförmig. Der Unterschied in der geben, welches mit einem nichtleitenden Gas, wie
Betriebsweise der beiden in den Fig. 1 und IA beispielsweise Luft, gefüllt ist, das unter hohem
gezeigten Ausführungsformen ist folgender: »5 Druck steht. Während seine Oberseite geschlossen
In F i g. 1 hängt die innere Elektrode 24 an einem ist, ist sein Boden zu der Schicht des dielektrischen
stromführenden Kabel 32 von einer Hülse 43 her, Lösungsmittels 14 hin offen. Der Flüssigkeitspegel 59
die an der Deckplatte 31 des Behälter 11 angeordnet in dem Rohr 60 ist infolge des Luftdruckes gegenist,
herab. Die Verbindung zwischen dem Kabel 32 über dem normalen Pegel 13 abgesenkt. Das Röhr
und der Elektrode 24 wird dabei über eine zentrale 30 ist einstückig mit dem Führungsrohr 42 gebildet, was
Stange34 herbeigeführt, die mit einem Verbinder35 aus Fig. t zu erkennen ist. Die Kombination aus
ausgerichtet ist. Zwei Stützkörper 36 verbinden die diesem Führungsrohr 42 und dem es umgebenden
zentrale Stange 34 zusätzlich mit der inneren Elek- Rohr 60 ist mittels eines Verbinders 61 an der Decktrode
24. Sowohl die zentrale Stange 34 als auch die platte befestigt.
Stützkörper36 bestehen aus leitfähigem Material, 35 Die Fig. 9 und 10 zeigen eine abgewandelte
beispielsweise rostfreiem Stahl. Das Stromkabel 32 Kabelaufhängung an der Deckplatte 31 und eine
besteht aus einem leitenden Draht 37, der mit einem abgewandelte Ausbildung des luftdichten Rohres.
hochgradig isolierenden Material 38, wie Polyäthylen, Das Rohr 60 ist dafür unter Verwendung einer Abüberzogen
ist. dichtungspackung 62 unmittelbar an der Deckplatte
Die elektrische Verbindung zwischen der zentralen 40 31 angeordnet. Das Kabel 32 ist fest innerhalb eines
Stange 34 mit dem stromführenden Kabel 32 ist in Rohres 63 angeordnet, welches durch zwei Muttern
Fig. 7 im einzelnen dargestellt. Der Verbinder35 68 und 64 an der mittleren öffnung an der Deckbesteht
demnach aus einem Mundstück 35 a und platte 31 abgedichtet ist. Die Packungen 65, 66 und
einer Hutmutter 3Sb, die beide aus leitfähigem Mate- 67 dienen zum Abdichten des Luftrohres 60.
rial hergestellt sind und durch ein Gewinde 35c mit- 45 Die Filtertätigkeit wird an Hand eines Beispiels einander verbunden sind. Das Mundstück ist mit beschrieben, und zwar in Verbindung mit dem FiI-einer Innenbohrung 39 versehen, die das Ende des tern der Flüssigkeit, die beim Waschen von Wolle Stromkabels 32 fest aufnimmt, während die Hut- als Abfall anfällt. Die Abfallflüssigkeit wird durch mutter 35 b durch eine Gewindeschraube fest mit der das Rohr 20 am Boden des Behälters 11 in diesen zentralen Stange 34 verbunden ist. Der Draht 37 des 50 eingeführt. Der Behälter 11 enthält eine Filterflüssig-Kabels 32 durchsetzt das Mundstück 35 a und ist keit, die imstande ist, öl aufzulösen. Die Filterflüssigzwischen dem äußeren Ende 40 des Mundstückes 35 α keit ist ein dielektrisches Lösungsmittel, beispiels- und dem inneren Ende 41 der Hutmutter 35 b frei- weise Perchloräthylen, mit einem spezifischen Gtgelegt. Das abgestreifte Ende 37 a breitet sich radial wicht von 1,623 bei 20 bis 24° C, Löslichkeiten von zwischen dem oberen Ende 40 des Mundstückes 35 a 55 0,015 »/0 Lösungsmittel in Wasser bei 25° C und und dem inneren Ende 41 der Hutmutter 35b aus. 0,01 %> Wasser in Lösungsmittel bei 25° C, einer Wenn das Mundstück 35 a in die Hutmutter 35 b bis Dielektrizitätskonstanten von 2,365 bei 25° C und zum äußersten Ende eingeschraubt ist, dann kommt einem spezifischen Widerstand von 1,8 · 101* Ohm/cm, der Draht des Kabels 32 in enge elektrische Beruh- Das Einströmen der Abfallflüssigkeit durch dje rung mit der Hutmutter 35 b. 60 Löcher 22 der Düse 21 in den Behälter hinein daif
rial hergestellt sind und durch ein Gewinde 35c mit- 45 Die Filtertätigkeit wird an Hand eines Beispiels einander verbunden sind. Das Mundstück ist mit beschrieben, und zwar in Verbindung mit dem FiI-einer Innenbohrung 39 versehen, die das Ende des tern der Flüssigkeit, die beim Waschen von Wolle Stromkabels 32 fest aufnimmt, während die Hut- als Abfall anfällt. Die Abfallflüssigkeit wird durch mutter 35 b durch eine Gewindeschraube fest mit der das Rohr 20 am Boden des Behälters 11 in diesen zentralen Stange 34 verbunden ist. Der Draht 37 des 50 eingeführt. Der Behälter 11 enthält eine Filterflüssig-Kabels 32 durchsetzt das Mundstück 35 a und ist keit, die imstande ist, öl aufzulösen. Die Filterflüssigzwischen dem äußeren Ende 40 des Mundstückes 35 α keit ist ein dielektrisches Lösungsmittel, beispiels- und dem inneren Ende 41 der Hutmutter 35 b frei- weise Perchloräthylen, mit einem spezifischen Gtgelegt. Das abgestreifte Ende 37 a breitet sich radial wicht von 1,623 bei 20 bis 24° C, Löslichkeiten von zwischen dem oberen Ende 40 des Mundstückes 35 a 55 0,015 »/0 Lösungsmittel in Wasser bei 25° C und und dem inneren Ende 41 der Hutmutter 35b aus. 0,01 %> Wasser in Lösungsmittel bei 25° C, einer Wenn das Mundstück 35 a in die Hutmutter 35 b bis Dielektrizitätskonstanten von 2,365 bei 25° C und zum äußersten Ende eingeschraubt ist, dann kommt einem spezifischen Widerstand von 1,8 · 101* Ohm/cm, der Draht des Kabels 32 in enge elektrische Beruh- Das Einströmen der Abfallflüssigkeit durch dje rung mit der Hutmutter 35 b. 60 Löcher 22 der Düse 21 in den Behälter hinein daif
Das stromführende Kabel 32 erstreckt sich längs auf keinen Fall in Form von Strahlen vor sich gehen;
eines Führungsrohres 42, welches aus isolierendem es soll vielmehr nur gleich einem Aufschwimmen
Material gebildet sein kann, durchdringt die Deck- einer Vielzahl kleiner Tropfen sein. Die Tropfenplatte 31 an einer geflanschten Hülse 43 und ist dann größen und die Länge des stromlinienförmiger!
gemäß der Darstellung nach F i g. 1 mit einer Gleich- 65 Flusses ist von der Größe der Löcher abhängig. Die
stromquelle hoher Leistung verbunden. Das Füh- Abfallflüssigkeit steigt in der Lösungsmittelschicht 14
rungsrohr 42 verläuft senkrecht und ist mit der Deck- in Richtung auf das untere Ende der inneren Eleklplatte
31 verbunden, so daß das Kabel 32 in senk- trode 24, nämlich zum Scheitel des konischen At*-
schnittes 24 ft hin auf, was auf den Unterschied in dem spezifischen Gewicht zwischen der Abfallflüssigkeit
und dem Lösungsmittel gemeinsam mit dem Einfluß der Anziehungskraft der Kathode (innere
Elektrode) zurückzuführen ist. Der Scheitel des kegelförmigen Elektrodenteiles 24 b ist von der Düse
21 so weit entfernt, daß ein dielektrisches Versagen niemals auftreten kann. Infolge des hohen Potentials
zwischen den Elektroden 24 und 25 werden die kleinen Tropfen bei der Ankunft an dem Elektrodenteil
24 b elektrisch aufgeladen und so miteinander verbunden, daß sie einen Film bilden. Die so aufgeladene
Abfallflüssigkeit wird in Form von kleinen Teilchen von jeder Elektrodenspitze 30 des inneren
kegelförmigen Elektrodenteiles 24 b gegenüber dem äußeren kegelstumpfförmigen Elektrodenteil 25 b und
wieder von jeder Elektrodenspitze 30 des äußeren Elektrodenteiles 25 b gegenüber dem inneren Elektrodenteil
24 b abgeschlossen. Bei wiederholter Durchführung dieses Vorganges werden Wasser, Öl und
andere Verunreinigungen infolge der Dielektrophorese allmählich getrennt, wobei sogar Wasser-
und Öl-Emulsionen dissoziiert werden. Das für diesen Trennungszweck erforderliche elektrische Potential
ist von der Beschaffenheit der Abfallflüssigkeit abhängig, wobei die dielektrischen Eigenschaften des
Öls, des Ionisierungspotentials der Wasserteilchen und der Abstand zwischen den Elektroden eine Rolle
spielt. Es ist üblich, das elektrische Potential in Spannungsgradienten, nämlich der Voltzahl, auszudrücken,
die je Zentimeter des Abstandes zwischen den Elektroden zur Anwendung kommt. Die Spannungsgradienten
können zwischen 5 und 20 Kilovolt je Zentimeter, jedoch vorzugsweise etwa 10 Kilovolt
je Zentimeter, betragen. Es rindet ein sehr geringer Stromfluß statt, allgemein weniger als 40 · 10~« Ampere,
was auf das zur Verwendung kommende, stark dielektrische Lösungsmittel zurückzuführen ist.
Mit HiUe der kleinen Spitzen 30 auf den gesamten Oberflächen der Elektroden 24 und 25 wird die Wirksamkeit
des Trennungsvorganges bemerkenswert verstärkt, wodurch das in dem Wasser vorhandene Wollfett
in innige Berührung mit dem Lösungsmittel gebracht werden kann, um darin aufgelöst zu werden.
Die Aufwärtsrichtung der Spitzen 30 verbindert Wasserstauungen an irgendeinem Ort, und die gestufte
Anordnung der Spitzen 30 bei den aneinander angrenzenden Reihen verhindert ein Aufsteigen der
Abwasserströnie in gerader Linie. Diese Merkmale tragen auch zur Verstärkung der Wirksamkeit des
Trennvorganges bei.
Die inneren und äußeren Elektroden 24 und 25 wirken als Leitplatten. Das Abwasser bewegt sich
während der Einwirkung der Dielektrophorese von der kegelmantelförmigen Zone 27 zu der senkrecht
verlaufenden Zone 28, in der die Elektrophorese in im wesentlichen waagerechten Richtungen schwanken
kann. Die kegehnautelförmige Zone 27, welche in F i g. 1 A gezeigt ist, ist im Vergleich zu der senkrechten
Zone 28 insofern vorteilhafter, als Geradeaufwärtsströme praktisch verhindert werden können.
In der beschriebenen Weise wird das in dem Abwasser vorhandene Wollfett in dem elektrostatischen
Feld der Zonen 27 und 28 innerhalb der Lösungsmittelschicht 14 gänzlich von dem Abwasser getrennt
und sofort darin aufgelöst. Gleichzeitig werden andere unlösliche Verunreinigungen, wie abgestorbene
Hautteile, Schmutz, Erde und Sand infolge der obigen Dielektrophorese von dem Wasser getrennt.
Schwerere Teilchen, die sich abgesetzt haben, können durch die Abwasserzweigleitung 18 vom Boden des
Behälters 11 entfernt werden. Schwimmfähige Teilchen, wie z. B. die abgestorbenen Hautteilchen, steigen
durch die ringförmige öffnung 29 nach oben und sammeln sich als eine schwimmfähige Verunreinigungsschicht
49 auf der Lösungsmittelschicht 14. Die schwimmfähigen Verunreinigungen werden durch den
to Auslaßstutzen 46 beim öffnen des Ventils 53 mittels
des Schwimmers 52 entfernt. Das geklärte Wasser steigt ebenfalls auf und bildet eine Wasserschicht 50
auf der schwimmenden Verunreinigungsschicht 49; es kann durch den Auslaß 47 überströmen. Das
Lösungsmittel, welches das Wollfett enthält, wird durch die Zweigleitung 17 abgezogen werden. Die
Einführung sowie die Abgabe des Wassers und des Lösungsmittels kann bei ununterbrochenem Fluß
durchgeführt werden; ebenso kann das Lösungsmittel umgewälzt werden.
Bei langen Arbeitsperioden treten elektrische Verluste an dem Stromkabel von der inneren Elektrode
zur Klarwasserschicht 50 auf. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß sich auf der Isolierschicht 42
«5 des Kabels 32 gewissermaßen leitende Verunreinigungen
ansammeln und dort einen Kurzschluß verursachen. Mit dem Luftrohr 60, das mit komprimierter
Luft angefüllt ist und dessen Boden sich zur Lösungsmittelschicht 14 hin öffnet, sind diese Verluste
gänzlich vermieden.
Claims (18)
1. Verfahren zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem Wasser in einem elektrischen Feld,
dadurch gekennzeichnet, daß in eine im wesentlichen stationäre, öl auflösende, stark
dielektrische Lösungsmittelschicht mit höherem spezifischem Gewicht als Wasser ein elektrisches
Gleichhochspannungsfeld erzeugt wird und das ölhaltige Wasser in Form eines schwachen Tröpfchenstromes
unten in die Lösungsmittelschicht eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strom der ölhaltigen Wassertröpfchen ununterbrochen in die Lösungsmittelschicht
eingeleitet und das geklärte Wasser ununterbrochen aus der über der Lösungsmittelschicbt
liegenden Klarwasserschicht abgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel unterhalb
der Oberfläche der Lösungsmittelschicht zugeführt und am Boden der Schicht abgezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß andere in dem
ölhaltigen Wasser enthaltene schwimmfähige Fremdkörper ebenfalls von dem Wasser getrennt
in einer zwischen der Lösungsmittelschicht und der Klarwasserschicht liegenden Schicht gesammelt
und von dort abgezogen werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch einen Behälter (U) mit einem Wassereinlaßstutzen (21) in der Nähe des Behälterbodens
und einem Wasserauslaßstutzen (47) oberhalb des Pegels (13) der Lösungsmittelschicht
sowie durch zwei in dem Behälter (11) innerhalb der Lösungsmittelschicht (14) angeordnete Elek-
troden (24; 25), an die eine hohe Gleichspannung anlegbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassereinlaßstutzen (21)
eine Düse mit einer Vielzahl kleiner Löcher im Boden des Behälters (11) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruchs oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Behälter (11) unterhalb des Pegels (13) ein Lösungsmitteleinlaßstutzen
(12) und am Behälterboden ein Lösungsmittelauslaßstutzen (15) angeordnet sind, wobei der Auslaßstutzen (15) an ein wenigstens
bis zum Pegel (13) aufwärts reichendes Lösungsmittelauslaßrohr (17) angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auslaßstutzen (15)
parallel zu dem Auslaßrohr (17) eine Zweigleitung (18) für schwere Verunreinigungen angeschlossen
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 ao bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Behälter
(U) oberhalb des Pegels (13) ein Auslaßstutzen (46) für schwimmfähige Verunreinigungen
angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge- as kennzeichnet, daß an dem Auslaßstutzen (46) ein
Regelventil (53) angeordnet ist, dessen Einstellung durch einen Schwimmer (52) auf dem Pegel
(51) der Schicht (49) der schwimmfähigen Verunreinigungen
über ein Gestänge (54) regelbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden
(24; 25) aus einer über der Düse (21) angeordneten, mit einer starken Gleichspannungsquelle verbundenen, inneren Elektrode (24) und
einer die innere Elektrode (24) umgebenden, geerdeten, äußeren Elektrode (25) bestehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode aus
einem Zylinderteil (24«) und einem daran befestigten Kegelteil (24 b) besteht, während die
äußere Elektrode (25) aus einem Zylinderteil (25 a) und einem daran befestigten, abgestumpften,
an seinem Scheitel eine verhältnismäßig große Öffnung (26) bildenden Kegelteil (256) besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (24)
aus einem im wesentlichen kegelförmigen Körper (24 β) und die äußere Elektrode (25) aus einem
im wesentlichen kegelstumpfföntiigen Körper
(25 a) mit ähnlichem Scheitelwinkel wie der kegelförmige Körper besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Elektrode aus einem kegeligen Teil (24 b') mit größerem Scheitelwinkel
und einem sich daran anschließenden, koaxialen, kegelstumpfförmigen Teil (24 a') mit
kleinerem Scheitelwinkel und die äußere Elektrode (25) aus einem kegelstumpf förmigen Teil
(256') mit größerem Scheitelwinkel und einem sich daran anschließenden, koaxialen, kegelstumpf
förmigen Teil (2Aa') mit kleinerem Scheitelwinkel besteht, wobei die beiden Elektroden
in dem Behälter (11) mit den kegelstumpfförmigen Teilen (24 0'; 25 α7) nach oben angeordnet
sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die innere
Elektrode (24) auf der gesamten Außenfläche mit nach außen gerichteten und die äußere Elektrode
(25) auf der gesamten Innenfläche mit nach innen gerichteten kleinen Elektrodenspitzen (30)
versehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (30) in Form
eines gleichseitigen Dreieckes mit einer Seitenlänge von etwa 1 cm gebildet sind und im Längsschnitt
gesehen stufenartig in aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode
(24) über ein Stromkabel (32) mit einer starken Gleichspannungsquelle und die äußere Elektrode
(25) über leitende Stützkörper (33) mit dem geerdeten Behälter (U) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromkabel (32) von
einem mit einem nicht leitenden Gas gefüllten Rohr (60) umgeben ist, dessen unteres Ende offen
ist und in die Lösungsmittelschicht (14) hineinreicht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 883 888.
Deutsche Patentschrift Nr. 883 888.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
704 640/503 8.67 Q Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2098061 | 1961-06-12 | ||
JP1803462 | 1962-05-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1249776B true DE1249776B (de) | 1967-09-07 |
Family
ID=26354645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1249776D Withdrawn DE1249776B (de) | 1961-06-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem Wasser |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1249776B (de) |
GB (1) | GB957640A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0317816A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-05-31 | Battelle-Institut e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung eines dispersen Systems in einer elektrochemischen Zelle |
-
0
- DE DENDAT1249776D patent/DE1249776B/de not_active Withdrawn
-
1962
- 1962-06-07 GB GB22131/62A patent/GB957640A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0317816A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-05-31 | Battelle-Institut e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung eines dispersen Systems in einer elektrochemischen Zelle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB957640A (en) | 1964-05-06 |
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