DE19854974A1

DE19854974A1 - Verfahren und Vorrichtung, um einen Ölteppich oder einen Ölfilm von einer Wasseroberfläche zu entfernen

Info

Publication number: DE19854974A1
Application number: DE19854974A
Authority: DE
Inventors: Erich Kumpf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-05-31

Abstract

In einem Verfahren, um einen Ölteppich oder einen Ölfilm von einer Wasseroberfläche zu entfernen, wird als Ölbindemittel ein flächiges Gebilde aus offenzelligem oder gemischtzelligem Schaumstoff verwendet, das in Form einer Vielzahl von Schaumstoffmatten oder einer Schaumstoffbahn mit dem Öl in Kontakt gebracht, eingesammelt, ausgepresst und ggf. wiederverwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen Ölteppich oder Ölfilm von einer Wasseroberfläche zu entfernen, eine Vorrichtung, um das Verfahren durchzuführen und eine Anwendung dieses Verfahrens.

Bei der Verschmutzung von Oberflächengewässern bei Ölpesten oder Ölkatastrophen, welche in großem Ausmaß durch Öltankerunfälle, im kleinen Ausmaß auch durch das illegale Ablassen von Ölrückständen aus dem Maschinenbereich von Seeschiffen auftreten können, breiten sich Öle auf dem Wasser horizontal aus. Die dünnsten, silbrig schimmernden Ölfilme haben eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm. Dickere, bunt schimmernde Ölfilme haben eine Schichtdicke, die um 1 µm oder darüber liegt. Dickere, dunklere Ölteppiche haben Schichtdicken, die im Zentimeterbereich liegen können und bei zähflüssigen Ölen aus Wasser-Öl-Emulsionen bestehen.

Zur Ölunfallbekämpfung werden Chemikalien, insbesondere Dispergatoren eingesetzt, die zwar das Öl von der Wasseroberfläche beseitigen und es in der Wassermasse dispergieren, was jedoch insbesondere in ökologisch sensiblen Gegenden wie das Wattenmeer noch zu größerem ökologischen Schaden führen kann.

Deshalb wird oft der mechanischen Ölunfallbekämpfung der Vorrang gegeben. Es wird vor allem versucht, durch geeignete Sperren, insbesondere schwimmende Sperren, eine weitere Ausbreitung des Ölteppichs oder Films zu verhindern. Zudem wird versucht, es in dickeren Schichten zu konzentrieren, damit es von geeigneten Aufnahmegeräten eingesammelt werden kann. Dazu werden Schiffe verwendet, die mit besonderen Ölabschöpfgeräten und Pumpen ausgerüstet sind.

Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, Ölbindemittel zu verwenden. Es handelt sich dabei um Substanzen mit hydrophobem und oleophilem Charakter. Sie bestehen aus Kunststoffgranulaten, Kunststoffflocken und Würfeln, z. B. aus Polypropylen oder Polyurethanschaum, die auf das Öl gestreut werden, dieses aufsaugen und nach einer Einwirkungszeit abgeräumt werden. Die Bergung der vollgesaugten Flocken ist problematisch, insbesondere bei größeren Mengen. Sie entweichen grobmaschigen Netzen und können in feinmaschigen Netzen noch im oder über dem Wasser durch Druck ausgequetscht werden. Die ausgestreuten Kunststoffflocken eignen sich gut zum Aufnehmen von dünnen Ölschlieren auf Gewässern. Bei größeren und dickeren Ölschichten nützen sie allerdings wenig, weil sie die Pumpen der Abschöpfgeräte verstopfen und bei zähflüssigen Ölen wie z. B. verwittertem Rohöl verstopfen sich ihre Poren rasch, wodurch ihre Saugwirkung stark nachlässt. Zudem stellt sich das Problem der späteren Entsorgung der mit Öl getränkten Granulate oder Flocken, deren Konsum in direkter Beziehung zu der Ölmenge steht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beim Einsatz von Ölbindemittel die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Diese Aufgabe löst ebenfalls eine Vorrichtung nach Patentanspruch 14 oder 17. Bevorzugte Weiterbildungen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und Nebenansprüchen.

Bei der Verwendung von Schaumstoffgranulaten oder Flocken tendieren zwar manche Partikel zum Aneinanderkleben, andere jedoch zerstreuen sich und sind sogar in der Lage, bei größeren Anströmungsgeschwindigkeiten gegen Ölsperren, mit dem Wasserstrom bzw. mit der Öl-Wasser-Emulsion die Sperren zu unterströmen. Dagegen zerstreut sich ein schwimmendes flächiges Gebilde in Form einer Platte, Matte, Bahn oder dergleichen nicht in einzelne Partikel und tendiert nicht dazu, die Wände von Ölsperren zu unterströmen.

Das Schwimmverhalten von flächigen Gebilden ist besser einzustellen, durch Auswahl der Schaumkunststoffstruktur, z. B. aus Polyurethan oder Polypropylen, als dasjenige von feinen Flocken. Bei der Verwendung von vollständig offenzelligem Schaumstoff ist die Absorptionskapazität maximal. Verwendet man gemischtzelligen Schaumstoff, auch mit einem geringen Anteil an luftgefüllten geschlossenen Poren, so schwimmt das flächige Gebilde besser an der Wasseroberfläche, trotz Wellen oder Seegang. Flächige Gebilde können auch als Verbund offenzelliger Schaumstoffschichten zum Aufsaugen und geschlossenzelliger Schichten zum Auftrieb verwendet werden. Die größere Affinität des Schaumstoffs für Öl als für Wasser wirkt sich bei flächigen Gebilden positiv aus: Schwappt ein Öl-Wasser-Gemisch über ein mit Wasser vollgesaugtes schwimmendes Gebilde, wird Öl angesaugt und Wasser ausgestoßen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsformen und eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, in Querschnitt und Perspektive, einer Schaumstoffbahn.

Als flächige Gebilde eignen sich eine Vielzahl einzelner Platten, mit Flächen von 1 dm²-1 m², deren Ausmaße z. B. in der Größenordnung derjenigen eines mittleren Buches liegen können, so dass sie in Netzen mit üblichen Maschengrößen festgehalten werden. Beim Ölaufsaugvorgang spielt die äußere Fläche eine wesentliche Rolle, während die Dicke relativ gering gehalten wird, um Material zu sparen. Dicke und Härte werden so gehalten, dass beim Abfischen die Platten nicht vorzeitig ausgepresst werden, wobei eine Dicke zwischen 0,5 bis 10 cm, vorzugsweise 1 bis 5 cm, den meisten Anforderungen entspricht.

Als flächige Gebilde eignen sich ebenfalls eine Vielzahl einzelner Schaumkunststoffmatten mit Flächen von < 1 m² und Dicken von 1-15 cm, z. B. aus Polyurethanweichschaum, deren Ausmaße z. B. in der Größenordnung derjenigen von Bodenteppichen liegen. Selbst wenn die Matten in gerolltem oder gefaltetem Zustand gespeichert und danach ins Wasser geworfen werden, breiten sie sich an der Oberfläche aus.

Es können auch X-förmige oder sternförmige Gebilde, die, bei relativ großem Arbeitsfeld im Verhältnis zu Fläche und Masse, Sammelwinkel für das Öl aufweisen, verwendet werden.

Die Platten oder Matten oder dergleichen werden z. B. von Schiffen oder Flugzeugen aus auf den Ölteppich oder Ölfilm abgeworfen; sie saugen sich an der Oberfläche schwimmend mit Öl voll und können auf einfache Weise z. B. mit Hilfe von Netzen eingedämmt und abgefischt werden, im Gegensatz zu den Schaumstoffflocken, die durch die Maschen der Netze entkommen und die die Pumpen von Ölabschöpfgeräten verstopfen. Beim Bergungsvorgang sollte möglichst hohes Aufschichten vermieden werden, z. B. durch Verwendung von Rampen, um vorzeitiges Auspressen zu vermeiden.

Bei kleineren, durch Ölsperren eingedämmten Filmen oder Teppichen können flächige Gebilde über die ganze Ölfläche abgeworfen werden. In Fällen, wo wenig Ölunfallbekämpfungsmaterial vorhanden ist, z. B. in entlegenen Küstengebieten und bei kleineren Ölpesten, können die flachen Gebilde, Platten, Matten oder dergleichen, selbst als Ölsperre dienen, indem sie vor einem Gitter, einem Seil mit Schwimmern oder dergleichen in einer Breite von mehreren Metern auf das Wasser aufgebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das flächige Gebilde aus einer langen einstückigen oder mehrstückigen Schaumstoffbahn, die bspw. auf einer Trommel aufgerollt ist, und von einem Schiff, einer Plattform, Bohrinsel oder Barge ausgerollt und ausgefahren werden kann, durch den Ölfilm oder Ölteppich gezogen wird, wieder auf dasselbe oder ein anderes Schiff, Plattform oder dergleichen eingezogen wird, dann, bspw. mittels Kalander, ausgepresst wird und gegebenenfalls im kontinuierlichen Arbeitsgang wieder ausgefahren wird.

Die Schaumstoffbahn kann die Form eines einzelnen langen Streifens aufweisen, dessen Struktur ggf. durch ein Kabel oder Gitter oder dergleichen verstärkt ist. Der Streifen bzw. die Bahn kann im Wesentlichen flach sein und flach durch das Wasser gezogen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schaumstoffbahn, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einer unteren Schicht 1, die aus offenzelligem Schaumstoff z. B. weichem Polyurethan oder Polypropylen besteht. In Verbund mit der unteren Schicht 1 befindet sich darüber eine obere Schicht 2 aus geschlossenzelligem Kunststoff, welche im Wesentlichen zum Auftrieb dient. Zwischen der offenzelligen Schicht 1 und der geschlossenzelligen Schicht 2 sind Kunststoffseile 3 in Längsrichtung zur Längsverstärkung eingeschweißt. Die geschlossenzellige Schicht 2 kann, über ihre Fläche verteilt, eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 4 aufweisen. Oberhalb der geschlossenzelligen Schicht 2 kann wiederum im Verbund eine zusätzliche offenzellige Schicht 5 vorhanden sein. Die gesamte Bahn kann ein bis mehrere Meter breit und mehrere hundert Meter lang sein. Die Gesamtdicke beträgt 1-15 cm, wobei die offenzellige Schicht 1 oder die offenzelligen Schichten 1 und 5 insgesamt zwei bis zehn Mal dicker sind als die geschlossenzellige Schicht 2. Diese Schaumstoffbahn kann im Schlepptau von Schiffen durch einen Ölteppich gezogen werden, wobei der offenzellige Schaumstoff das Öl oder die Öl- Wasser-Emulsion aufsaugt. Durch die Verbundstruktur ist das Gebilde insgesamt nicht so weichelastisch wie ein homogener Weichstoffstreifen, so dass es sich den Unebenheiten des Wellenganges nicht genau anpasst und dass das Öl-Wasser- Gemisch die Bahn unterläuft und über sie schwappt. Somit hat das Öl-Wasser-Gemisch die Möglichkeit, mit allen Stellen der Oberfläche der Schaumstoffbahn in Berührung zu kommen. Zudem wird durch Überschwappen von Öl-Wasser-Gemisch zusätzliches Öl festgehalten und ursprünglich aufgesaugtes Wasser wieder ausgestoßen. Das Schleppschiff kann die vollgesaugte Schaumstoffbahn zu einer stationären Auspressanlage bringen. Die Auspressanlage kann sich ebenfalls auf dem Schleppschiff selbst befinden. Insbesondere kann die mit Öl vollgesaugte Bahn über eine Rampe in das Schleppschiff eingezogen werden, dort mit Kalander bzw. Rollen ausgepresst werden und über Umlenkrollen wieder ins Wasser ausgefahren werden, so dass durch Hin- und Her- bzw. Ein- und Ausfahren der Arbeitsgang kontinuierlich verläuft.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht die Schaumstoffbahn aus einem Verbund, der dem in Fig. 1 dargestellten ähnelt, wo jedoch die mittige Schicht aus offenzelligem feinporigem Schaumstoff und die äußeren, d. h. obere und untere Schicht, aus offenzelligem feinporigem Schaumstoff bestehen. Diese Bahn ist in der Lage, verschiedenartige Öle, insbesondere Öle mit verschiedenen Viskositäten, mit je nach Schaumstoffart veränderlichen Affinitäten zu bekämpfen. Somit braucht für mehrere Arten von Ölpesten nur ein Schaumstoffbahntyp auf Lager gehalten werden.

Die Bahn kann auch die Form einer langen Wurst mit einem Schaumstoffmantel und einem widerstandsfähigen Kern aufweisen. Da sie sich im Wasser drehen kann, kommen alle Teile mit der Wasseroberfläche in Berührung. Die Bahn kann ebenfalls aus einer kettenartig zusammengesetzten Vielzahl einzelner schwimmender flächiger Gebilde bestehen.

Flächige Gebilde in Form einer Schaumstoffbahn finden insbesondere Anwendung in Zusammenwirkung mit einer wandartigen Ölsperre. Bei einer Anströmung des Ölfilms gegen eine schwimmende Ölsperre konzentriert und verdickt sich dieser in der Nähe dieser Sperre. Somit ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Schaumstoffbahn an dieser Stelle vor dieser Sperre durch das Wasser zu ziehen. Wenn z. B. eine Ölsperre durch zwei Schiffe gezogen wird und eine U-Form annimmt, kann eine mechanisch verstärkte Schaumstoffbahn z. B in Form eines Kabels mit daran hängenden flächigen Gebilden, von einem Schiff zum anderen und in unmittelbarer Nähe stromaufwärts der Ölsperre von einem Schiff zum anderen hin ausgerollt und gezogen werden. Die Schaumstoffbahn bewegt sich dann durch die Zone mit der maximalen Ölansammlung und kann dabei hin und her auf- und abgerollt und zwischendurch ausgepresst werden.

Bei hohen Anströmungsgeschwindigkeiten senkrecht zu einer wandartigen Ölsperre, oberhalb 0,3-0,4 m/s, unterströmt Öl die meisten Sperren. Wenn bei einer solchen Unterströmung, stromabwärts und entlang der Ölsperre, in einem Abstand, der ausreicht, dass das unterströmende Öl wieder die Oberfläche erreicht hat, eine Schaumstoffbahn durchgezogen wird, so kann diese das entwichene Öl auffangen und zu einem Schiff oder dergleichen mit Containern befördern. Währenddessen kann der Hauptteppich stromaufwärts mit ähnlichen oder anderen Mitteln bekämpft werden.

Bei mengenmäßig kleinen Ölpesten, die sich als dünne Filme ausbreiten, kann die Schaumstoffbahn selbst die Rolle einer Ölsperre übernehmen, indem sie den Film gleichzeitig eindämmt und aufsaugt.

Das flächige Gebilde kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich als Aufsaugmittel wiederverwendet werden. Im Gegensatz zu der Verwendung von Flocken oder Granulat wird dann der Schaumstoff in Form eines flächigen Gebildes nicht zum Abfallprodukt, das nach einmaligem Vollsaugen mit Öl gespeichert und später verbrannt oder sonstwie entsorgt werden muss.

Beim Einsammeln, Abfischen oder Einrollen des mit Wasser und Öl vollgesaugten Schaumstoffes wird dieser vorzugsweise auf der Stelle ausgepresst und wiederverwendet. Die ausgepresste Masse kann in Containern gesammelt und zu einem späteren Zeitpunkt weiterbehandelt werden, sie kann jedoch auch sofort durch Dekantieren einer Phasenauftrennung unterworfen werden. Ggf. kann die untere wässrige Phase auch wieder abgelassen werden.

Claims

1. Verfahren, um einen Ölteppich oder Ölfilm von einer Wasseroberfläche zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölteppich oder Ölfilm mit wenigstens einem flächigen Gebilde aus offenzelligem und/oder gemischtzelligem Schaumstoff in Kontakt gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff ein Polyurethanweichschaum ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gebilde aus einem Verbund verschiedener Schaumstoffschichten besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gebilde aus einer Platte besteht, wovon eine Vielzahl auf den Ölteppich bzw. Ölfilm aufgebracht werden, und nach Einwirkung eingesammelt und ausgepresst werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten eine Fläche von 1 dm²-1 m² und eine Dicke von 0,5-10 cm, vorzugsweise 1-5 cm aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gebilde aus einer Matte besteht, wovon eine Vielzahl auf den Ölteppich bzw. Ölfilm aufgebracht werden, und nach Einwirkung eingesammelt und ausgepresst werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten eine Fläche von mehr als 1 m² und eine Dicke von 1-15 cm aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Gebilde aus einer Bahn besteht, welche durch den Ölfilm oder Ölteppich gezogen, eingeholt und ausgepresst wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn kontinuierlich ausgefahren, durch den Ölfilm oder Ölteppich gezogen, eingeholt und ausgepresst wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgepresste Öl- und Wassermasse einer Phasenauftrennung unterworfen wird.

11. Anwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf einen durch Ölsperren eingedämmten Ölteppich oder Ölfilm.

12. . Anwendung nach Anspruch 11 eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn entlang der Ölsperre gezogen wird.

13. Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1 zur Eindämmung eines Ölfilms.

14. Vorrichtung, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein im Wesentlichen flaches flächiges Gebilde aufweist mit einer offenzelligen Schaumstoffschicht (1), in Verbund mit einer geschlossenzelligen Schaumstoffschicht (2), wobei zwischen der offenzelligen Schaumstoffschicht (1) und der geschlossenzelligen Schaumstoffschicht (2) wenigstens ein Verstärkungskabel (3) eingebettet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenzellige Schicht (2) eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (4) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite offenzellige Schaumstoffschicht (5) aufweist, wobei die geschlossenzellige Schicht (2) sich zwischen den beiden offenzelligen Schichten (1, 5) befindet.

17. Vorrichtung, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8-13 durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein im Wesentlichen flaches flächiges Gebilde aufweist mit einer mittigen offenzelligen feinporigen Schaumstoffschicht, in Verbund mit zwei auf beiden Seiten befindlichen offenzelligen grobporigen Schaumstoffschichten, wobei zwischen zwei Schichten wenigstens ein Verstärkungskabel eingebettet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbahn kontinuierlich ist und aus im Verbund zusammengesetzten Streifen verschiedener Struktur besteht.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbahn eine Vielzahl von einzelnen zusammenhängenden Matten, welche aus einem Verbund von zusammengesetzten offenzelligen und/oder geschlossenzelligen Schichten bestehen, aufweist.