DE19849427A1 - Verfahren zur Entfernung und Aufbereitung von ölartigen Verschmutzungen unter Verwendung von Lederfasern - Google Patents

Abstract

Herkömmliche Ölbinder haben den Nachteil, daß große Ölbindervolumen an den Einsatzort transportiert werden müssen und das gebundene Öl in den meisten Fällen nicht zurückgewonnen werden kann bzw. der Ölbinder nicht mehrmals einsetzbar ist. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Ölverschmutzungen mit Hilfe von Lederfasern. Hierfür werden Lederabfälle auf eine mittlere Faserlänge von etwa 1 mm bis 5 mm aufgefasert und mit einem Druck von etwa 1-5 N/mm·2· zu geometrischen Körpern verpreßt. Diese werden direkt an der Einsatzstelle aufgefasert und auf der ölverseuchten Fläche verteilt. Die ölgetränkten Lederfasern bzw. Öl-Lederfaser-Klumpen werden von der Oberfläche abgezogen. Durch Pressen wird das Öl von den Fasern abgetrennt. Die dabei gewonnenen Lederfaserpresslinge können direkt wieder als Ölbinder eingesetzt werden. Weiterhin ist es möglich, die Lederfasern mit ölabbauenden Mikroorganismen zu impfen. DOLLAR A Das Verfahren eignet sich sowohl für Anwendungen auf dem Wasser wie auch auf festen Flächen.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von ölartigen Verschmutzungen petrochemischen, synthetischen, pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, im folgenden als Öl bezeichnet, von festen Flächen bzw. von Wasserflächen mit Hilfe von Lederfasern.

Auf dem Gebiet der Beseitigung von Umweltverschmutzungen stellt die Beseitigung von Verunreinigungen durch ölartige Stoffe auf festen Flächen, (wie z. B. Straßen und Fußböden) sowie auf Wasserflächen (wie z. B. Meeren, Seen, Flüssen) einen wichtigen Teilbereich dar.

Es sind bereits eine Vielzahl an Verfahren und Ölbindern, insbesondere auch für den Einsatz auf Wasserflächen bekannt. Es zeigt sich, daß rein mechanische Verfahren, z. B. in Form von Abskimm- und Abpumpverfahren, bezüglich ihrer Effektivität vielfach ungenügend sind. Es bleiben immer Ölreste auf den Flächen zurück, die mit diesen Methoden nicht aufgefangen werden können. Insbesondere auf Wasserflächen kommt erschwerend hinzu, daß sich diese Stoffe sehr schnell weiträumig verteilen, was das Abskimmen bzw. Absaugen zusätzlich erschwert. Aus diesen Gründen wurden für das Beseitigen von Ölteppichen auf Wasser Verfahren untersucht, bei denen Bindemittel, die schwerer sind als Wasser, das Öl aufsaugen und mit sich auf den Grund ziehen. Versuche das Öl mit Tensiden an Wasser zu binden und es dadurch im Wasser gleichmäßig zu verteilen bringen ebenfalls nur eine geringfügige Verringerung der Umweltbelastung. Sinnvoll sind deshalb nur solche Verfahren, bei denen die ölartigen Stoffe an entsprechende Bindemittel angekoppelt und dann mit dem Öl zusammen entfernt werden können.

In der Schrift Sofortmaßnahmen bei Ölunfällen, LTwS-Nr. 15 (geprüfte Ölbinder) sind eine Vielzahl genehmigter Ölbinder auf mineralischer, vegetabiler oder Kunststoffbasis beschrieben.

Es zeigt sich, daß Ölbinder auf vegetabiler Basis, wie z. B. modifizierte Zellulose, Rinde, hydrophobierter Torf, modifiziertes Holzmehl, Baumwolle und Zellstoff den Vorteil der organischen Abbaubarkeit haben, für den Einsatz auf Wasserflächen jedoch künstlich hydrophobiert werden müssen, um kein Wasser aufzunehmen. Vergleicht man das aufgesaugte Gewicht an Heizöl mit der notwendigen Bindermenge, so schneiden die vegetabilen Ölbinder weitaus schlechter ab, als diejenigen auf Kunststoffbasis. Auf Kunststoffbasis gibt es Ölbinder aus Polypropylen, Polyethylenfasern, Polyurethan, Polynorbornen und Gummi, wobei der Binder auf Polyurethanbasis die besten Bindeeigenschaften in Bezug auf das eingesetzte Bindergewicht hat. Betrachtet man die Ölbindereigenschaften in Bezug auf das eingesetzte Bindervolumen, so ist ein Binder auf der Basis von Polynorbornen mit 1,92 Liter Heizöl pro Liter Binder am günstigsten. Alle anderen Binder, d. h. organische, mineralische wie auch Binder auf Kunststoffbasis liegen im Bereich zwischen 0,2 und 0,6 Liter Heizöl pro Liter Binder, wobei Gummipulver mit 0,6 Liter Heizöl pro Liter Binder am oberen Ende liegt. Nachteilig bei den Bindern auf Kunststoffbasis ist die Tatsache, daß eine mehrmalige Verwendung praktisch nicht möglich ist. Die ölgetränkten Binder müssen entsprechend entsorgt werden.

Um bei Ölkatastrophen große Mengen Öl zu entfernen, ist es daher notwendig, große Volumina an Ölbinder an die Einsatzstelle zu transportieren. Daher bietet es sich an, ein Verfahren anzuwenden, bei dem der Binder mehrmals wiederverwendet werden kann und der Binder selber ein gutes Ölbindevermögen in Bezug auf die eingesetzten Volumen aufweist. Im folgenden werden einige Verfahren vorgestellt, bei denen eine mehrmalige Verwendung des Binders möglich ist.

Aus der DE-PS 32 27 49 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Entsorgungsstoffs (Ölbinders) für die Aufnahme von im Wasser dispergiertem oder auf Wasser schwimmendem Öl bekannt. Bei dem Verfahren werden pflanzliche Fasern mit flüssigen oder in Lösungsmittel gelösten Acrylat- oder Polyester-Präpolymeren als Hydrophobierungsmittel behandelt. Das faserförmige Material kann beispielsweise aus chemischen Zellulosefasern, mechanischen Fasern, Ausschußfasern von Zellstoffmühlen oder Kartonmühlen wie auch natürlichen Fasern wie Baumwolle Torf, Stroh und Gras bestehen.

Aus der DE-PS 17 68 461 ist ein Verfahren zum Verhindern der Ausbreitung und zum Unschädlichmachen von ausgelaufenen, flüssigen Mineralölprodukten, insbesondere Rohöl bekannt, bei dem als Absorptionsmittel Rinde von bestimmten Bäumen eingesetzt wird, die mindestens 10 Stunden auf der Wasseroberfläche schwimmen kann.

Aus DE-PS 21 23 060 ist ein hydrophober Entsorgungsstoff aus Zellulose zum Entfernen von Öl von Oberflächen von Gewässern bekannt, der als Formkörper in einem Netz über die Wasseroberfläche gezogen wird. Die mit einem Wasser abstoßenden Mittel versetzten Zellulosefasern weisen eine bestimmte Länge auf. Damit soll ein wiederholt verwendbarer Entsorgungsstoff geschaffen werden.

Die bekannten Entsorgungsstoffe sind in Ihrer Herstellung vergleichsweise aufwendig und teuer, da sie bei vegetabilen Fasern eine spezielle Imprägnierung mit einem Kunstharz, einem Mineralstoff oder dergleichem voraussetzen. Außerdem müssen die Fasern mit speziellen Verfahren hergestellt werden.

In DE 34 31 157 A1 wurde bereits die Verwendung von Chromfalzspänen aus der Lederherstellung als Ölbinder vorgeschlagen, da sie sich durch eine gute Ölbindefähigkeit auszeichnen. Nachteilig bei der Handhabung von Chromfalzspänen ist jedoch die Gefahr einer Selbstentzündung bzw. Explosion und die relativ geringe Dichte der Lederfasern, was ein großes Transportvolumen bedingt. Ein Ölbinder auf der Basis von Lederfasern ist daher momentan noch nicht auf dem Markt verfügbar.

Das Ziel der Erfindung ist es nun ein Verfahren zu entwickeln, welches den Anforderungen der LTwS-Schrift Nr. 17 "Richtlinie für Ölbinder" entspricht und das,

• - ein schwimmfähiges Bindemittel mit hoher Aufnahmekapazität für ölhaltige Stoffe einsetzt,
• - ein preiswertes Bindemittel einsetzt, welches aus Umweltschutzgründen möglichst aus einem Abfallstoff besteht,
• - ein rezyklierbares Bindemittel verwendet, d. h. ein erneutes Einsetzen des Ölbindemittels nach dem Abtrennen des Öls erlaubt,
• - das Transportvolumen des Ölbindemittels durch geeignete Maßnahmen reduziert
• - das Abscheiden des aufgenommenen Öls aus dem Ölbindemittel und das Rezyklieren des Ölbindemittels bereits vor Ort ermöglicht, um die Menge des zu transportierenden Ölbindemittels zu reduzieren,
• - das nicht eingesammelte Ölbindemittel und ölgetränkte Ölbindemittel möglichst biologisch abbaubar sind und somit keine zusätzliche Gefahr für die Umwelt darstellen.

Auf der Basis dieser Anforderungen sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung von aufgefaserten Lederabfällen mit einer bevorzugten Faserlänge zwischen lmm und Smm vor, die aus Stanzlederresten, alter Lederbekleidung oder Altschuhen hergestellt werden. Diese werden aus Gründen der Volumenreduzierung, der besseren Lagerfähigkeit und zum Schutz vor Selbstentzündung zu geometrischen Körpern, wie z. B. Briketts oder Platten mit einer Dichte von ca. 950 kg/m³ verpreßt. Das Kompaktieren kann in einfachen Pressen geschehen, wobei abhängig vom Grad der Auffaserung Drücke z. B. zwischen 1 und 5 N/mm² geeignet sind, stabile Presslinge herzustellen. Diese schwimmfähigen geometrischen Körper können direkt auf die ölverseuchten Flächen aufgebracht werden, um das Öl aufzusaugen.

Es zeigt sich jedoch, daß das mit dem Ölaufsaugen verbundene Quellen nicht ausreicht, um den Pressling wieder aufzufasern. Das Ölbindevermögen der Presslinge ist dadurch bedeutend geringer als das von einzelnen Lederfasern. Aus diesem Grund sollten die Presslinge an der Einsatzstelle durch einen geringen Scherdruck wieder aufgefasert werden können, um anschließend (z. B. mit einem Gebläse) auf der ölbeladenen Oberfläche verteilt zu werden. Zum kombinierten Zerkleinern und Fördern können z. B. auch Gebläse mit Rotormessern eingesetzt werden.

Ebenso ist es bei kleinen Oberflächen möglich, die Presslinge von Hand aufzufasern und auf der Oberfläche zu verteilen.

Beim Einsatz der Lederfasern als Ölbinder auf dem Wasser zeigt sich, daß die Lederfasern auf der Wasseroberfläche lange Zeit schwimmfähig sind, Öl aber innerhalb weniger Sekunden aufsaugen. Das vollgesaugte Leder ballt sich insbesondere bei bewegtem Wasser schnell zu großen schwimmfähigen Klumpen zusammen, die aufgrund ihrer Festigkeit mit einem Sieb, Netz oder Rechen einfach von der Wasseroberfläche abgefischt werden können. In Pressen, z. B. Tuchfilterpressen, kann das Öl aus den Klumpen ausgepreßt und zurückgewonnen werden. Die ausgepreßten Lederfaserpresslinge sind erneut als Ölbinder einsetzbar.

Die schnelle Klumpenbildung auf Wasserflächen hat durch das großflächige Zusammenziehen des Ölfilms als Nebenwirkung den großen Vorteil, daß die Gefährdung der Seevögel, wie sie durch einen durchgängigen Ölteppich gegeben ist, verringert wird.

Als Beispiel für die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens sei folgendes aufgeführt: Altleder aus Stanzabfällen, welches z. B. mit einer Schneidmühle mit einem Siebeinsatz von 1,5 mm aufgefasert, und anschließend wieder verpreßt wird, hat im erneut aufgefaserten Zustand ein Bindevermögen gegenüber Heizöl von rund 7,8 kg/kg Binder. Mit Hochleistungsbindemitteln sind zwar Werte von bis zu 12 kg/kg Binder erreichbar. Setzt man jedoch das zu transportierende Volumen als Vergleichsgrundlage an, so schneidet ein Preßling aus Lederfasern bedeutend besser ab, da Lederfasern auf eine Dichte von ca. 0,95 kg/l gebracht werden kann, ohne dadurch die Schwimmfähigkeit und die Bindereigenschaft der Lederfasern zu zerstören, was mit anderen Ölbindern nicht möglich ist, da diese durch einen derartigen Preßvorgang zerstört würden. Somit lassen sich mit einem zur Unfallstelle transportierten Volumen von 1 l Ölbinder bei voller Beladung 7,4 l Heizöl aufsaugen. Ein auf dem Markt erhältlicher Ölbinder aus Polynorbornen mit dem besten Bindervolumenverhältnis hat dagegen nur eine Ölbindefähigkeit von 1,92 l Heizöl /l.

Eine weitere Möglichkeit ist, die Lederfasern vor dem Verteilen auf der Ölfläche mit geeigneten Mikroorganismen zu impfen, die in der Lage sind, die jeweiligen Öle abzubauen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Gefahr besteht, daß nicht alle ölbeladenen Lederfasern abgefischt werden können. Da Leder als organische Substanz ebenfalls abgebaut werden kann, wird eine Umweltgefährdung weitgehend ausgeschlossen.

Die in den 2 Figuren dargestellte Verfahrensfließbilder stellen eine beispielhafte Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Die eingesetzten technischen Geräte sind weitgehend auf dem Markt verfügbar.

In Fig. 1 ist die Herstellung des Ölbindemittelpresslings und in Fig. 2 das Anwendungsverfahren dargestellt. Die einzelnen Hauptausrüstungen sind mit Buchstaben, die einzelnen Stoffe mit Ziffern bezeichnet.

Der Verfahrensabflauf ergibt sich wie folgt: Die Ausgangsstoffe Altleder, Altschuhe, Stanzlederabfälle etc. (1) werden in einem Shredder oder einer Rotormühle (A) vorzerkleinert. Die Lederfasern mit Anteilen von Textilien, Pappe, Kunststoffen und Metallen (2) werden durch einen Metallabscheider (B) geführt, wo die Metalle (3) abgetrennt werden.

Von dem verbleibende Stoffstrom aus Leder, Textilien, Pappe und Kunststoffen (4) wird in einem Windsichter (C) die Fraktion aus Textilien und Pappe (5) abgetrennt. Die Fraktion aus Leder und Kunststoffen (6) wird in einer Schneidmühle oder einem Refiner (D) weiter zerkleinert. Aus der Mischung aus aufgefaserte Leder und zerkleinerten Kunststoffen (7) wird in einem zweiten Windsichter (E) die Fraktion der Kunststoffe (8) abgetrennt. Die verbleibenden Lederfasern (9) werden in einer Presse (F) zu den Lederfaserpresslingen (10) kompaktiert.

Die Lederfaserpresslinge (10) werden zur Einsatzstelle transportiert und direkt an der Einsatzstelle in z. B. einer Rotormühle (G) aufgefasert. Die Lederfasern (11) werden mit einem Förder und Verteilsystem (H) auf der Oberfläche verteilt, wo sie Öl und geringe Anteile von Wasser (12) aufsaugen und dabei verklumpen. Die Öl-Lederfaserklumpen (13) werden mit einem Sammelsystem (I) eingesammelt und der Presse (J) zugeführt, in der das Öl mit Anteilen von Wasser (14) abgepreßt wird, das in einem Öl-Wasserabscheider in die Fraktionen Öl (15) und Wasser (16) aufgetrennt wird. Die aus der Presse zurückgewonnenen Lederfaserpresslinge (17) werden dem Verfahren im Auffaserungsschritt (G) zugeführt und wieder als Ölbinder eingesetzt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entfernung ölartiger Verschmutzungen auf festen Flächen, wie auch auf Wasserflächen mit Lederfasern aus Recyclingmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß Lederfasern in Form von Presslingen zur Einsatzstelle transportiert und dort unmittelbar vor der Anwendung aufgefasert und auf der ölverschmutzten Fläche verteilt werden, um anschließend im vollgesaugten Zustand wieder von der Oberfläche entfernt zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lederfaserpreßlinge geometrische Körper mit einer Dichte von unter 980 kg/m³ sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lederfasern aus Stanzlederabfällen und Altprodukten aus Leder, z. B. Altschuhen und Altlederbekleidung, durch Auffasern hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lederfasern bevorzugt eine mittlere Längen zwischen 1 mm und 5 mm haben.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Lederfaserpresslingen bzw. den Lederfasern aufgesaugte Öl durch Herauspressen zurückgewonnen wird und die ausgepreßten Lederfasern erneut als Ölbindemittel verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Preßdrücke für die Herstellung der Preßlinge so hoch gewählt werden, daß einerseits eine hohe Dichte erreicht wird, aber andererseits eine einfache Auffaserung der Presslinge möglich bleibt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lederfasern mit Mikroorganismen geimpft werden, die in der Lage sind Öl abzubauen.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Auffasern der Ölbinderpresslinge und Verteilen der Ölbinderfasern ein Gebläse mit Messerrotoren verwendet wird.