DE1917806A1 - Verfahren zum Ausscheiden von OEl aus einem OEl-Wasser-Gemisch und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

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D JüuO DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE

Milkaslenjtrafle 2 DIPL.-ING. ALEX STENG ER DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Unier Z«id>en: 10 179 Datum: <j. April 1969

Ingenjörsfirman ürrje 4 Co. AB, Pack, 102 60, Stockholm/Schwede:

Verfahren sum Ausscheiden von öl aus einem Öl-Wasser-Gemlsch und Vorrichtung sur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausscheiden von öl aus einem Öl-Wasser-Gernisch und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

üle, insbesondere Patroloum-Produkta, finden in Jer modernen wirtschaft zunehmend weite Verbreitung.Jedoch hat der Ölverbrauch auch negative Erscheinungen, die auftreten, wenn öl durch Ai-ssch-Icton, durch Undichtigkeiten, durch überlaufen, durch Verkehrsunfälle usw. verlorengeht _Ψ Hierbei fliesst das öl dann in ien Erdboden und vermischt sich mit dem Grundwasser oder es fliegt In Seen oder andere Wasserläufe oder in Kläranlagen, und in Jelem Falle wird ea sich mit dem Viasser vermischen. Zum Verhindern Jer Ausbreitung des Öls ergriffene Massnahmen enthalten u.a. auch, da!3 das öl in Form eines öl-V/asser-Gemisches gesammelt wlr-1. Die Beseitigung derartiger Öl-Wasser-Gemlsche stellt gegenwärtig ein grosses Problem dar, das in erster Linie durch die groasen V/assermengen verursacht wird, die zusammen mit dem öl während der Reinigung anfal lon.

Ferner sind wirksame ölausscheider an all denjenigen Stellen wichtig, an denen öl in nächster Nachbarschaft von VJasser verarbeitet und auch vergossen wird, wie z.B. in Hafen, Raffin-arier

Dsl praktischen Versuchen hat as «ich hovau3gesteilt, da3 öl bei

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seinem Eindringen in den Erdboden bis zum Kaplllar-Bereich oberhalb des Grundwassei3>ie£els vordringt und sich dort in seitlicher· Richtung ausbreitet. V/onn an einer dem öl nahen Stelle auf dem Grund criei* in einer dar Ub or befindlichen .Bodenschicht eine "Verbindung nach unten bis zur. Grundwasserspiegel 3esohaffen wird, wird sich das ül entsprechend dem sogenannten Kapillar-Gradlenten, der zu dieser öffnung hin ?.eigt, bis zu dieser bewegen.

Das Verfahren nach dieser Erfindung beruht auf der genannten Erkenntnis und ist dadurch gekennzeichnet, da.^:; das Öl-Wa.ss.er-Geriisch von oben auf ein FlächenstUek einer in einen. Tank befindlichen Schlaht auo ölbestänil^en, körnigem Material aufgebracht wird, dass die Wasser-Anteile Iu wesentlicher, senkrecht duroh diese Schicht hindurchtreten, während sich die Ül-Anteile in im wesentlichen seitlicher Richtung in dieser Schicht ausbreiten, da.3 in dieser Schicht In demjenigen Bereich, in uem die sätliohd Ausbreitung der Ül-Antoile erfolgt, oder unterhalb dienes Bereiches ein unter Nulldruak stehender Grunäv/asaorspiegel gebildet wird und da ■ die Im v/esentlichen reinen t'l-An-;eile an einer Stelle der Sohioht ^esarar.olt werden, die vom Ort der Aufbrln^ung des UlM¹ZaOJGr-GeMiSCiES auf diese Schicht ein Stück entfernt ist. .

Die Strömung des auf die Schicht aufgebr&'ihteri. öl-u'asser-Gemi-sohes sollte so klein und so gleichför.Mir: vile möglich gehalten v;erden, v;cdurch nan eine sehr rihije ι.ηΐ c.-hiltenJe TrennunE von t'i und Uasser

Mit "ölfcestänjirä.'n, körnigem i-ίε.^rIaI" sind nicht nur natürliche Materialien v/ie z.D. Schotz?v cder Sand £e.Tieint, sondern auch synthetische !Materialien wie z.B. verschiedene Kunststoffe in dar Form von körnigen, engmaschig angeordneten oder geschichteten Teilchen usw.. Diese Schicht kann auch aus verschiedenen, übereinander angserdneten llaterialschichten aufgetaut sein. Inner halb einer Seelen derartigen Schicht sollten die Körner oder Teilchen eine im wesentlichen gleiche Form haben.

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I>as Verfahren nach der Erfindung gewährleistet nicht nur eine ; esonders ^ute ?ror.nun_c, sondern es befreit auch das öl von Unreinheiten, die während der Bewegung der Öl-Anteile in seitlicher Hljhtunj we^pefiltert werder.

Kine zur üur-ohfUhrur.,; des „uvor lesohriebenen Verfahrens Geeignete und vorteilhafte Vorrichtung ist ^ekennzeichnet durch einen Tank mit einer Sj.hio'it aus körnigen., ölbeständiGem Material, durch ein am Boden des Tanks angeordnetes Wasser-Sarnineloefäss, das ;.;it d(irn- Irnsnrrair.i dee Tanks in Verbindung steht, einen AbfluoE aufweist vr«; in. Tank einen Grunciasserspie^el vorgibt, und dimch ein Ln ILn 3 ihichi aus kürni₍vc:n Material e ^es Cl-Samn.el/efäss, aas ;nit einer perforierten oder ten, die -Sohi^hl T^e-'ilh^enien 3 5it«mv;an,3 versehen ist und einen AbfIi ε-« aufweist, durch den öl U: ei¹ das iJl-Satnn;elgefäss aus dem Tank herausfllossen kann unl der auf einem höheren Niveau lie^t als der Aofluss des Wasser-San.tnalgefttsses, woliei die Verrichtung ferner eine :;uloitvn^ für da-i: (U- \/at-sur-Getni5ii auft/aint, die an einer St» 11-3 auf die S^hi .!it geführt ist, dia vom Ül-Sanirnelcti fäss ein StUc!' e'v.lernt; ist .aid ./lö^llchsl neben einer ν gem entfernten-^rifc.nUvic r.ü lie,:t. Als öl-Sai-i^ei^ifäss kc"nn m z.P. ein Tauchrohr, ein Gefäss, ein A\isschnitt, ein Rohr·- oder LeitungsstUolc, ein Kanal oder eine Nut dienen.

Das zu trennende Öl-Wasser-Gemisch entsteht oft ungleichmässig und erreicht deshalb die Vorrichtung in unregelmässigen Abständen. Um die Kapazität einer Vorrichtung naoh der Erfindung mögliohet gut auBzunutzen, k»ao die Vorrlciitvn« xueÄtilicn »lh A«igielehsgefäss erhalten« da· mit kl«in«n AuefluetlBohern und in der Zuleitung angeordnet ist* Ein eolohee Aueleic stellt in wirksamer Weise einen gleichmMssigen und ruhigen Zufluss des Öl-Wasser-Gemiachs in das im Tank befindliche körnige Material sicher.

Gemüts einer weiteren AusfUhrungefona der vorritshtung nach der Erfindung besteht die Schicht au« einer oberen Schotterlage» einer

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mittleren Sandlage und einer unteren Schotterluge. Vorteilhaft ist die obere Fläche der Schicht zu derjenigen Stelle hin leicht nach unten geneigt, an der das Öl-Wasser-Geiuisch eintritt.

Nachfolgend v/ird als Ausfülirungsbeispiel eine Vorrichtung nach der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt den Querschnitt eines sich in Längsrichtung erstreckenden Tanks 1 mit einer Schichtung, die aus einer oberen Sahotterlage, einer mittleren Sandlage und einer dünnen unteren fc Schotterlage besteht. Die untere Schotterlage wird durch eine Verbindung mit'einem Wasser-Sar/.melgefass 5 entwässert, das einen Abfluss 5 aufweist. An einer der beiden Längsseiten des Tanks 1 in der Nähe der Tankwandung ist ein Öl-Sammelgefäss 2 im Bereich der oberen Schotterlage angeordnet. Eine Wandung des öl-S^r-.rnmel- ;jefässec 2 steht mit der Schotterschicht in B_erührung und ist r::it vertikalen Schlitzen versehen; das Öl-Saramelgefäss 2 vielst einen Abfluss C in einer Höhe auf, die etwas über der Höhe des Abflusses 5 des Wasser-Sammelbehälters j5 liegt.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermassenj Das ::u trennende Öl-Wascer-Gernisch wird an einer Stelle 4 auf die Oberfläche der körnigen Schicht aufgebracht, wobei die Strö- w mung des Gemische im Verlauf seiner hier nicht dargestellten Zuführungsleitung ruhig und gleichmässig gehalten wird, so daß man verhindert, da3 das Öl-Wasser-Gemisch zu sehr zur Seite hin wegspritzt. Aus diesem Grunde ist die Oberfläche der körnigen Schicht leicht nach unten in Richtung auf die Stelle 4 geneigt. Im Kapillarbereich der Schotterechicht oberhalb des Grundwasserspiegels verbreiten sich dann die öl-Anteile in seitlicher Richtung auf das Öl-Sammelgefäss 2 zu, während die Wasser-Anteile diekt nach unten durch die Schotter-Sand-Schotter-Schichtung flie ssen und schliesslich über den Abfluss 5 entleert werden. Die Höhe des Grundwasserspiegels, die durch den Abfluss 5 festgelegt wird, bestimmt sich hauptsächlich aus dem zugeführten Öl-Wasser-Gemisch und aus dem Strömungswiderstand des Wassers in den Sehot-

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ter- und Sandschichten. Das öl, das sich jetzt in Richtung auf das 0*1-Samme Ige fass 2 zur Seite hin ausgebreitet hat, tritt durch senkrechte Schlitze in dieses ein und sammelt sich auf dem Flüssigkeitsspiegel dieses Gefässes, u;n dort eine in ihrer Dicke zunehmende Schicht /,u bilden. Wenn die Oberkante der Ülschicht den Abfluss ύ erreicht, fliesst das Öl in einen besonderen, hier nicht dargestellten Sammelbehälter hinübeiv.

Laborversuche, die den Öl-Ausscheidun^svortjang demonstrieren sollten, vmrden mit einer Vorrichtung dieser Art durchgeführt, bei

2 der die Schicht eine Fläche von 200 cr.i ( 5 χ 4θ cn.) hatte und aus einer 35 on starken oberen Schooterschicht (Kompresse 3 bis ■' ir.m), einer 30 cm starken mittleren Sandschient (Korngrösse 0,5-1 nim) unu a-.s einer 5 cm starken unteren Scihottersnhi'.ht aus demselben Schotter wie die ob^re Schient Bestand. Der Höhenunterschied zwischen dem Abfluss u für das öl und dem AV:fluss 5 für d&o \iasse:· bjtru^ 2 bis k cm. Das Öi-Wasser-Ge-Kilsch, '.ielchea uiitorsuclr:. wurde, hatte Jo Liter V/assjr einen Gehalt von 57,5 ocm gefärbtem Hei::öl. Nach einer Vc-rsuohsreihe aus dem V/asser-Sanxielbehalter entnommene Procem in einer Ken-je, die dem 3-5 fachen Volun.en des Sammelbehälters entspricht, ergaben je Liter V/asser einen Gehalt von 20 mg Heizöl in gelöstem Zustand, d.h. öl und Wasser wurden zu 99,95 .'-' voneinander getrennt. In diesem Zusar..:ner,hang soll ferner'darauf hingewiesen werden, da-3 das für diese Versuchsreihen verwendete Heizöl eine maximale Löslic.ikeit in. Wasser hatte, die 23 mg/liter betrug.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte AusfUhrungsformen der zuvor beschriebene Vorrichtung beschränkt. Beispielsweise kann der Tank eine kreisförmige Gestalt haben und in seiner Mitte als Ül-Sammelgefäss eine kreisförnige Bohrung aufweisen, und in diesem Falle können am Ende der Zuführungsleitung Vertellerdüsen angebracht sein, die das öl-Wasser-Gemisch über den ganzen Umfang des Tanks verteilen.

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Claims (1)

1. -O-

   Patentasprüche ;

   Vorfahren lu:ti Ausscheider, von öl aus einem ßi-v;asser-Gemiseh> dadurch g e k e η η :; e i c h η et, da.3 das Ül-Wasser-Ger Isch '/cn oben auf ein Fiil-Lei.stück einer in einer;; Tank (l) befindlichen Schicht, aus ölr estünairern, körnigem Material aufgebracht wird, daB die Wassor-Anteile in. wesentlichen senkrecht durch diese Schicht hindurchtreten, während sich die Öl-Anteile in in: wesentlichen seitlicher Richtung in dieser Schicht ausbreiten, da⁵ in dieser Schicht in demjenije.i Bereich, in dem die £oitli--jhe Ausbreitung uer Öl-Anteile erfulgt, oder unterhalb -Ilesea £erei"-ihei: ein unter Nuildruc«c stehen l~jr Cirundv/asoersp,.e_-oi gebildet wird und da-^ die in. wesentlicher, reinen öl-Anteile an einer Stelle der Schicht jesarrunelt werden, d'.e /.,.·.;■■ Ort der Aufbrinfunr des Öl-Wasser-Gen.isch es auf die 3'jh: ,h; eir. Ctü-ji: ent-

   V:rrl-:;."jun·* zur Durchführung dec Verfahre. na.·;. Ars pruch 1, jekenn;uIchnet durch einen Tank (l) mit einer J;hi;Lt au^ kö.'r.L.-e.T., ölbeständifjen-i Material,dv.x· ih e '..·:. a.:. L..-Jen les Tanks (1) angeordnetes V/asser-Sammelgefäss (Z) > dac -r.it Je=.: Innenraur. des Tanks (1) in Verbi'idunr; steht, cLr.on Abfluss (^) aufweise und irr. Tank (l) e'inen Grundv/asserspiofel vergibt, ur.d durch ein in die Schicht aus körniger. Material einjebrachtes Öl-Sammelgefäss (2), das .^it einer perforierten oder reschlitzten,- die Schicht berührenden Seitenv/and versehen ist und einen Abfluss (6) aufweist, durch 'Ie-: Cl über das Öl-Sa.nmelgefäss (2) aus dem Tank (l) heraus-fliebten kann und der auf einem höheren Niveau liegt als der Abfluss (ΰ) des Wasser-Sammelgefässes (5), wcbei die Vurrichcvng ferner eine Zuleitung für das Öl-Wasser-Gemisch aufweist, die an einer Stelle(4) auf die Schicht geführt ist, die von öl-Sarr.n:el-

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   ^efass (2) ein Stück entfernt ist und möglichst nahe einer vor. diesen entfernten Tankwand liegt.

   Vorrichten - nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da!3 in der Zuleitung für das öl-V/asser-Gemisch ein Ausgleichsgefä-cs angeordnet ist,das kleine Abflusslöcher aufweist und einen gleichmässigen und ruhigen Zufluss des Öl-Wassercemisches auf das in. Tank (1) befindliche körnige Material bewirkt-.

   Vorrichtung nach Anspruch 2 o-der J>, dadurch gekennzeichnet, da? die Schicht aus einer oberen Schotterlage, einer mittleren Sandlage und einer unteren Schotterlage besteht.

   Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da? die obere Fläche der Schicht zu derjenigen Stelle (4) hin leicht nach unten geneigt ist, an der das öl-Viasser-Ge:;iisch eintritt.