DE19854317A1 - Einrichtung zum Entfernen eines auf der Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmenden Stoffes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Entfernen schwimmender Stoffe von der Oberfläche einer Flüssigkeit. Für die Ausbildung einer einfachen und praktischen Vorrichtung ist ein, einen begrenzten Querschnitt der Flüssigkeitsoberfläche umschließender Sperrkörper (1) vorgesehen, dessen Innenquerschnitt (2) eine unter dem Flüssigkeitsspiegel verlaufende Verbindung zur Flüssigkeit aufweist. Der Innenquerschnitt (2) ist ferner mit einem außerhalb des Sperrkörpers (1) und dicht unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Aufnehmer (5) über eine Leitung (4) verbunden. Die Oberschicht wird mit den darauf schwimmenden Stoffen, z. B. öligen oder fettigen Schmutzstoffen, in den Innenquerschnitt (2) geleitet und die dort abgesetzten Stoffe entfernt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ent­ fernen eines auf der Oberfläche einer Flüssigkeit schwim­ menden Stoffes. Dabei kann es sich um eine wässrige Flüs­ sigkeit handeln, auf deren Oberfläche eine kohlenwasser­ stoffhaltige Flüssigkeitsschicht wie Öl oder Fett schwimmt, wobei auch feste Partikel mit eingeschlossen sein können.

Die Vorrichtung ist ein solcher Typ, der die verunreinig­ te Oberschicht der Flüssigkeit aufnimmt und einem Trenn­ vorgang unterzieht, mit dem die verunreinigenden Stoffe entfernt werden.

Der Einsatz einer solchen Vorrichtung ist zur Reinigung der Wasseroberfläche von Hafenanlagen, Schwimmbecken, Tanks, Vorratsbehälter u. dgl. bestimmt, um die auf der Oberfläche schwimmenden Stoffe zu entfernen.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 94 16 816 ist eine Schöpfvorrichtung bekannt, mit der die auf einer Flüssig­ keitsoberfläche schwimmenden ausgeflockten Öl- oder Fetteilchen einer Reinigungsflüssigkeit entfernt werden.

Diese Vorrichtung weist einen als Auftriebskörper ausge­ bildetes Schöpfgefäß auf, das kippbar gelagert ist und leer soweit in die Flüssigkeit eintaucht, daß es durch seinen Auftrieb kippt und Flüssigkeit hineinläuft. Durch das Gewicht der einlaufenden Flüssigkeit richtet sich das Schöpfgefäß allmählich auf, bis keine Flüssigkeit mehr hineinlaufen kann. Mit Hilfe eines, in das Schöpfgefäß eingetauchten Saugrohres und einer Saugpumpe wird die Flüssigkeit herausgepumpt, so daß das Schöpfgefäß wieder mehr Auftrieb bekommt und wieder in eine Schräglage kippt und wieder Flüssigkeit hineinläuft. Durch den Dauerbe­ trieb der Pumpe gerät das Schöpfgefäß in eine Schwingbe­ wegung und schöpft dadurch Schluck für Schluck die Ober­ fläche der Flüssigkeit mit den darauf schwimmenden Verun­ reinigungen ab.

Das bekannte Schöpfgerät hat sich in der Praxis bewährt, muß jedoch wegen seiner beweglichen Teile gewartet wer­ den. Ferner ist die Leistungsfähigkeit begrenzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat und in ihrer Wirkungsweise gegenüber der bekannten Vorrichtung verbes­ sert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Vorrich­ tung selbst keine bewegliche Teile wie ein "kippelndes" Schöpfgefäß besitzt. Durch diese Vereinfachung arbeitet die Vorrichtung praktisch wartungsfrei und hat ein größe­ res Anwendungsspektrum.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, daß auf der Flüssigkeitsoberfläche ein in seiner Ausdehnung begrenz­ ter Bereich geschaffen wird, der einen kleinen Teil der Flüssigkeitsoberfläche abschließt. Dieser in der Fläche abgegrenzte Bereich ist außerdem noch in seiner Höhe über dem Flüssigkeitsspiegel und in seiner Eintauchtiefe be­ grenzt. Diese beschriebenen Begrenzungen bilden eine so­ wohl flächenmäßige als auch eine volumenmäßige Barriere, so daß ein auf dieser eingeschlossenen Flüssigkeitsober­ fläche schwimmendes Medium eingeschlossen ist und diese Sperre nicht selbsttätig überwinden kann.

Wenn der innere Querschnitt der Sperre gespeist wird mit der verunreinigten Oberflächenschicht der äußeren Flüs­ sigkeit, dann werden sich im Innenquerschnitt der Sperre die auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmenden Verunrei­ nigungen dort anreichern und eine im Innenquerschnitt schwimmende Phase bilden. Darunter bildet sich eine von Verunreinigungen befreite Flüssigkeitsphase, die mit der äußeren Flüssigkeit in Verbindung steht und sich vermi­ schen kann. Die Ausbildung der oberen Phase ist zunächst nur begrenzt durch die Höhe und Tiefe der Sperre, sie kann also eine beträchtliche Mächtigkeit haben. Diese Phase kann dann auf einfache Weise entfernt, beispiels­ weise abgeschöpft oder abgepumpt werden.

Die Sperre kann aus einem oben und unten offenen Sperr­ körper bestehen, der fest am Grund oder Rand der Flüssig­ keitsoberfläche verankert ist. Der Sperrkörper ist vor­ teilhaft schwimmfähig ausgeführt, so daß die gesamte Vor­ richtung mit einer Schwimmboje vergleichbar ist, die in Hafenbecken, Schwimmbädern, Tanks oder Behältern einge­ setzt werden kann, um die Flüssigkeitsoberfläche von Öl- oder fetthaltigen Verunreinigungen zu säubern.

Die Speisung des Innenquerschnittes des Sperrkörpers mit Oberflächenflüssigkeit kann mit einem außerhalb des Sperrkörpers angeordneten und dicht unter der Oberfläche gehaltenen Aufnehmer erfolgen, der über eine Leitung mit dem Innenquerschnitt des Sperrkörpers verbunden ist. Der Aufnehmer kann mit Hilfe eines Schwimmers unter der Flüs­ sigkeitsoberfläche gehalten werden. Mit Hilfe einer in die Leitung eingebauten Förderpumpe kann ständig oder in Intervallen die Oberflächenschicht in den Innenquer­ schnitt gepumpt werden. Dadurch reichert sich das auf der Oberfläche schwimmende Medium im Innenquerschnitt des Sperrkörpers an, wobei die Flüssigkeit selbst durch den unten offenen Sperrkörper sich mit der äußeren Flüssig­ keit austauschen kann. Das Medium kann mit einer Förder­ pumpe abgepumpt werden.

Vorteilhaft ist die Förderpumpe als Strahlpumpe, vorzugs­ weise Luftstrahlpumpe ausgeführt, die von dem Aufnehmer Oberflächenflüssigkeit ansaugt. Hierfür ist die Förder­ leitung durch die Flüssigkeit von der Unterseite des Sperrkörpers in den Innenquerschnitt verlegt und als Steigleitung ausgeführt. Eine in den Steigteil eingebaute Luftstrahlpumpe saugt aus dem Aufnehmer die Flüssigkeit an und drückt sie in den Innenquerschnitt des Sperrkör­ pers hinein. Die Luftstrahlpumpe wird über einen Druck­ luftschlauch mit Druckluft versorgt. Durch das Einblasen von Luft in die Förderleitung entsteht ein Flotationspro­ zeß, der eine feine und schnelle Trennung von Kohlenwas­ serstoffen aus einer wässrigen Flüssigkeit bewirkt, so daß zusätzlich zu der einfachen und praktischen Förder­ pumpe noch eine Verbesserung (Beschleunigung) der Tren­ nung kohlenwasserstoffhaltiger Teile aus wässriger Flüs­ sigkeit erfolgt.

Für das Abpumpen der angereicherten Schmutzphase aus dem Sperrkörper kann ebenfalls eine Strahlpumpe wie Luft­ strahlpumpe benutzt werden, die in einer Förderleitung eingebaut ist, und die im Bereich des Sperrkörpers in der Flüssigkeit verlegt ist und bis in die Schmutzphase reicht. Dort kann Schmutzflüssigkeit über einen Aufnehmer aufgenommen werden. Dieser Aufnehmer kann wie der äußere Aufnehmer mit einem Schwimmer ausgerüstet sein, der den Aufnehmer unter dem Spiegel der Schmutzphase hält. Der Aufnehmer kann fest oder verstellbar am Sperrkörper mon­ tiert sein. Das andere Ende der Leitung führt aufsteigend aus der Flüssigkeit heraus in einen Auffangtank. In dem aufsteigendem Teil ist die Luftstrahlpumpe eingebaut und wird über einen Druckluftschlauch mit Druckluft versorgt.

Für den Betrieb der beschriebenen Luftstrahlpumpen reicht ein geringer Überdruck aus. Die Druckluft kann mit bor­ deigenen Mitteln erzeugt werden. Hierfür kann eine So­ laranlage am Sperrkörper angebracht sein, die Strom er­ zeugt. Der Strom wird für den Betrieb eine Kompressors benutzt der die Betriebsdruckluft liefert.

Das Einpumpen und Abpumpen kann kontinuierlich oder dis­ kontinuierlich erfolgen. Die Vorrichtung kann in ölver­ schmutzten Oberflächengewässern für Öltrennarbeiten ein­ gesetzt werden und trägt damit zum Umweltschutz bei.

Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung universell ein­ setzbar und kann in unterschiedlichen Abmessungen und Leistungsstufen gebaut werden, so daß ein breites Ein­ satzgebiet gegeben ist, das von großen Gewässern bis kleinen Flüssigkeitsbehältern wie beispielsweise Vorrat­ stanks für Reinigungsflüssigkeiten in industriellen Ober­ flächenbehandlungsanlagen reicht. Zur Leistungssteigerung können mehrere Vorrichtungen in einem System zusammenar­ beiten oder es können mehrere Aufnehmer vorgesehen wer­ den.

Nachfolgend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entfernen schwimmender Stoffe von der Oberfläche ei­ ner Flüssigkeit,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Vorrichtung.

Die Einrichtung nach Fig. 1 und 2 der Zeichnung weist ei­ nen zylindrischen Sperrkörper 1 auf, der als Schwimmkör­ per ausgeführt und einen geschlossenen Mantel und oben und unten offene Stirnflächen aufweist. Der Sperrkörper 1 taucht in eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser ein und ragt ein Stück aus der Flüssigkeit heraus, so daß ein be­ grenzter Querschnitt der Flüssigkeitsoberfläche herge­ stellt ist. Mit der Unterseite des Sperrkörpers 1 steht der Innenquerschnitt 2 des Sperrkörpers 1 mit der Flüs­ sigkeit in Verbindung. Es kann ein Ausgleich von Flüssig­ keit zwischen dem Innenquerschnitt 2 und dem äußeren Flüssigkeitsvolumen stattfinden. Es kann aber kein Aus­ tausch mit auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmenden Stoffen 3 wie Ölteppichen, Ölfilmen, Ölflecken, Fettaugen u. dgl. stattfinden. Ein auf der Flüssigkeit im Innen­ querschnitt 2 schwimmendes Medium der vorstehend genann­ ten Art aber auch feste Partikel schwimmen wegen ihres leichteren Gewichtes oben und können nicht ausgetauscht werden.

Bei dem Sperrkörper 1 handelt es sich um einen ringförmi­ gen Stahl- oder Kunststoffkörper, der in der dargestell­ ten Lage schwimmfähig ist. Hierfür kann eine Doppelwan­ dung vorgesehen werden, so daß eine Beschwerung mit Flüs­ sigkeit oder Sand durchgeführt werden kann, um eine sta­ bile Schwimmlage zu erreichen. Der Sperrkörper 1 kann an Stelle eines Tauchkörpers auch als Schwimmkörper mit ei­ nem bestimmten Tiefgang ausgeführt sein. Für den Flüssig­ keitsaustausch ist dann im Boden des Schwimmkörpers eine Öffnung vorhanden. An Stelle einer runden Form für den Sperrkörper kann selbstverständlich auch eine eckige Form gewählt werden. Der Durchmesser des Innenquerschnittes des Sperrkörpers 1 kann je nach Leistungsstufe und Pum­ penleistung variieren. Für kleine Flüssigkeitsoberflächen wie sie beispielsweise in Vorratstanks in Reinigungsanla­ gen vorkommen, kann der Sperrkörper 1 einen Durchmesser von einigen Zentimetern, beispielsweise 10 cm oder 20 cm betragen. Für Oberflächengewässer wie Seen oder Hafenbecken kann er mehrere Meter, beispielsweise 10 m oder 20 m betragen.

Der Innenquerschnitt 2 des Sperrkörpers 1 steht über die Leitung 4 mit dem außerhalb des Sperrkörpers 1 angeordne­ ten Aufnehmer 5 in Verbindung. Der Aufnehmer 5 ist an ei­ nem Schwimmer 6 befestigt und wird unter die Flüssig­ keitsoberfläche gehalten. Aufnehmer 5 und Schwimmer 6 bilden eine Einheit, die gegenüber dem Sperrkörper frei beweglich ist. Der Aufnehmer 5 hat einen trichterförmigen Einlauf 7 und ist über einen Stutzen 8 an die Leitung 4 angeschlossen. Die Leitung 4 ist durch die Flüssigkeit gelegt und im Bereich des Innenquerschnittes 2 des Sperr­ körpers 1 als Steigleitung 9 ausgeführt, die dicht unter der Flüssigkeitsoberfläche endet. Die Leitung 4 kann fle­ xibel sein, wobei der Steigteil 9 aus einem starren Rohr besteht. Hierbei ist eine Anordnung denkbar, bei der der Sperrkörper stationär ist, und der Schwimmer mit dem Auf­ nehmer über die Flüssigkeitsoberfläche geführt wird. In die Steigleitung 9 ist eine Luftstrahlpumpe 10 eingebaut, die über die Druckluftleitung 11 an einen Kompressor 12 angeschlossen ist. Der Kompressor 12 wird über eine So­ laranlage 13 mit Strom versorgt. Durch das Einblasen von Druckluft in die Steigleitung 9 wird durch den Aufnehmer 5 Flüssigkeit mit den darauf schwimmenden Stoffen 3 über die Leitung 4 angesaugt und durch die Steigleitung 9 in den Innenquerschnitt 2 gepumpt. Durch das Einblasen von Druckluft in die Steigleitung 9 entsteht ein Flotations­ prozeß, der die Trennung von Flüssigkeit und den Schmutz­ stoffen beschleunigt.

Durch das Hineinpumpen von Flüssigkeit und den darauf schwimmenden Schmutzstoffen 3 in den Innenquerschnitt 2 werden nur die Schmutzstoffe zurückgehalten und von der Flüssigkeit getrennt. Die Schmutzstoffe 3 werden in dem Innenquerschnitt 2 angereichert, während die Flüssigkeit sich wieder mit der äußeren Flüssigkeit vermischen kann. Es wird sich also auf der Flüssigkeit eine schwimmende Schmutzphase 14 mit einer gewissen Mächtigkeit bilden.

Die Schmutzphase 14 kann auf einfache Weise abgeschöpft oder abgepumpt werden. Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Abpumpen durch die Leitung 15, die von der Flüssigkeits­ seite her bis in die Schmutzphase 14 reicht, und dort ei­ nen Aufnehmer 16 bildet, durch den die Schmutzphase abge­ saugt wird. Die Absaugung erfolgt mit der Luftstrahlpumpe 17 in den aufsteigenden Teil 18 der Leitung 15. Die Luft­ strahlpumpe 17 ist über den Druckluftschlauch 19 an den Kompressor 20 angeschlossen, der durch die Solaranlage 13 mit Strom versorgt wird.

An Stelle der beiden Kompressoren 12, 20, welche die bei­ den Pumpen 10, 17 mit Druckluft versorgen, können beide Pumpen mit nur einem Kompressor versorgt werden. Die Lei­ tung 15 endet in einem nicht dargestellten Aufnahmebehäl­ ter, mit dem die Schmutzstoffe entsorgt werden. Der Auf­ nahmebehälter kann fest an der Vorrichtung installiert werden, er kann auch separat nebenher schwimmend ausge­ führt sein oder an Ufern bzw. Beckenrändern oder Tankwän­ den installiert sein.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Entfernen schwimmender Stoffe von der Oberfläche einer Flüssigkeit, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein, einen begrenzten Querschnitt der Flüssigkeitsoberfläche umschließender Sperrkörper (1) vorgesehen ist, dessen Innenbereich (2) eine un­ ter dem Flüssigkeitsspiegel verlaufende Verbindung zur Flüssigkeit aufweist, und der mit seinem Innen­ querschnitt mit einem außerhalb des Sperrkörpers (1) und unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Aufnehmer (5) über eine Leitung (4) verbunden ist, mit der die Oberschicht der Flüssigkeit und die dar­ auf schwimmenden Stoffe (3) in den Innenquerschnitt (2) des Sperrkörpers (1) geleitet, und die dort ab­ gesetzten Stoffe entfernt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (4) eine Förderpumpe (10) einge­ baut ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (10) als Strahlpumpe, insbeson­ dere Saugstrahlpumpe, vorzugsweise Luftstrahlpumpe ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß unter der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels im Innenquerschnitt (2) des Sperrkörpers (1) ein Aufnehmer (16) eingebaut ist, der mit einem Aufnahmebehälter über eine Leitung (15) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung(15) eine Förderpumpe (17) einge­ baut ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (17) als Strahlpumpe, insbeson­ dere Saugstrahlpumpe, vorzugsweise Luftstrahlpumpe ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (1) als Schwimmkörper ausgeführt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (1) mit einer elektrischen Solaranlage (13) ausgerüstet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung als Ölabscheider in Schwimmbädern, Frei­ bädern oder Hafenbecken.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Entfernen ausgeflockter Bestandteile aus Reinigungs­ flüssigkeiten in Oberflächenbehandlungsanlagen.