DE2837491A1

DE2837491A1 - Kompakte vorrichtung zur kontinuierlichen behandlung eines emulgierte kohlenwasserstoffe enthaltenden abwassers

Info

Publication number: DE2837491A1
Application number: DE19782837491
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1977-09-07
Filing date: 1978-08-28
Publication date: 1979-03-08
Also published as: BE870300A; FR2402463B1; FR2402463A1; JPS5493263A; IT7827379A0; CA1103171A; GB2003739A; GB2003739B; ES472985A1; IT1098554B; IT7822692V0

Description

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Kompakte Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines emulgierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abwassers

Die Erfindung bezieht sich auf eine kompakte Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines emulgierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abwassers, die besonders beispielsweise zur Entölungsbehandlung von Schiffsbunkern berstimmt ist.

Es sind Vorrichtungen zum Abtrennen von in Wasser emulgierten Kohlenwasserstoffen bekannt, die eine Grobabtrennung der Kohlenwasserstoffe und der suspendierten Stoffe unter Ausnutzung ihres Dichteunterschiedes gegenüber dem Wasser oder durch Nutzbarmachung der Absorptions- oder Koaleszenzerscheinungen an metallischen Prallblechen bewirken. Die Kohlenwasserstoffe werden dann durch Abschöpfen oder Überlauf an der freien Oberfläche des Abwassers im Separator erfaßt oder schwimmen oben auf, während die

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suspendierten Stoffe am Boden des Separators dekantieren, von wo sie durch periodische Reinigungen in Form von Schlämmen abgezogen werden. Solche Separatoren können stark mit Kohlenwasserstoffen (bis zu mehreren Zehnern

be
von Prozenten) beladene Abwasser handeln; jedoch ist ihr Trennvermögen gering. Allgemein liegt der Kohlenwasserstoffgehalt der so behandelten Wässer nicht unter 100 ppm, was für die gegenwärtigen Zurückweisungsnormen zu hoch ist» die allgemein weniger als 20 ppm Kohlenwasserstoffe verlangen.

Es sind auch KohlenwasserstoffSeparatoren bekannt, die Koaleszenzfilter mit körniger oleophiler Auskleidung verwenden, die mindestens in Abwesenheit von Reinigungsoder Lösungsmitteln im Abwasser die Zurückweisungsnormen einzuhalten erlauben. Diese Koaleszenzfilter bewirken eine sehr wirkungsvolle Filtrierung der suspendierten Stoffe, jedoch rufen die Kohlenwasserstoffe und die suspendierten Teilchen, die sich so in den Hohlräumen der körnigen Auskleidung ansammeln, eine fortlaufende Verstopfung derselben hervor, was eine periodische Regenerierung durch Waschen mit Luft und Wasser im Gegenstrom erforderlich macht. SSieoretiseh können solche Filter mit der gleichen Wirksamkeit sowohl einige Hunderte von ppm Kohlenwasserstoffe in Emulsion enthaltende Abwässer als auch davon einige % enthaltende Abwasser reinigen. Jedoch wächst die Häufigkeit der Behandlungsunterbrechungen zur Durchführung der Entstopfungszyklen offensichtlich mit dem Gehalt des Abwassers an Kohlenwasserstoffen und trocfnen Festteilchen in Suspension, so daß man praktisch auf Koaleszenzf iltern nur Abwässer behandelt, deren mittlerer Gehalt an Kohlenwasserstoffen unter 1000 ppm liegt und deren

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mittlerer Gehalt an suspendierten Teilchen unter 100 ppm Trockensubstanz ist.

Aus den erläuterten Gründen weist eine Anlage zur Behandlung von durch emulgierte Kohlenwasserstoffe verunreinigten Abwässern allgemein eine Primärbehandlung, z. B. in einem Schwerkraftseparator_s und eine Sekundärbehandlung, z. B. in einem Koaleszenzfilter mit oleophiler Auskleidung auf. Die Behandlung wird daher im Schwerkraftseparator grob vorgearbeitet und im Koaleszenzfilter abgeschlossen. Jedoch ist die Aneinanderreihung beider Ausrüstungen zur primären und zur sekundären Behandlung verhältnismäßig investitionsaufwendig und schwierig automatisierbar, was die Betriebskosten steigert.

Außerdem führt die Reihenschaltung eines Primärseparators und eines Koaleszenzfilters allgemein zu einer zu raumaufwendigen Anlage, um auf einem Schiff zwecks Entölungsbehandlung der Ölbunker» an Ort und Stelle installiert zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines emulgierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abwassers zu entwickeln, in der die beiden Behandlungen, d. h. die primäre und die sekundäre Behandlung, in Reihe derart integriert sind, daß sie ohne Zwischenentnahme in einer Vorrichtung verringerten Raumbedarfs durchführbar sind.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine kompakte Vorrichtung zur kontinuierlichen

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Behandlung eines emulgierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abwassers unter Verwendung sowohl grober Filtrierstoffe als auch oleophiler Koaleszierstoffe, die einen zylindrischen, vertikalen, mit Leitungen zum Zuführen des Abwassers und zum Ableiten der abgetrennten Kohlenwasserstoffe und des gereinigten Wassers ausgerüsteten Behälter aufweist, mit dem Kennzeichen, daß die Vorrichtung im Inneren des Behälters eine nach oben offene zentrale Kammer, die den oleophilen Stoff enthält, der von einem Rost überdeckt und von einem Pilterboden unterstützt ist, wobei die untere, unter dem Filterboden liegende Zone durch eine Leitung direkt mit außerhalb des Behälters in Verbindung steht, im Inneren des Behälters zwischen dem Behälter und der zentralen Kammer eine nach oben offene Ringkammer, die den groben Filtrierstoff enthält, der von einem Rost abgestützt ist, wobei die untere, unter dem Rost liegende Zone durch wenigstens eine Leitung direkt mit außerhalb des Behälters in Verbindung steht, eine am höchsten Punkt des Behälters mündende Leitung zum Ableiten der Kohlenwasserstoffe mit einem Ventil und einer Schwimmereinrichtung zum Erfassen des Kohlenwasserstoffniveaus im Behälter, Mittel zum Einführen des Abwassers unter Druck in die untere Zone einer der Kammern und Mittel zum Ableiten des gereinigten Wassers aus der unteren Zone der anderen Kammer aufweist.

Der genannte Behälter ist zum Funktionieren unter leichtem Überdruck völlig geschlossen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 und 2 ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Behandlung eines außer den emulgierten Kohlenwasserstoffen feste suspendierte Stoffe enthaltenden Abwassers, und zwar Pig. I in einem schematischen Axialschnitt der gesamten Vorrichtung und Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; und

Fig. 3 und *l eine andere Ausführungsart, die besonders für keine festen suspendierten Stoffe enthaltende Abwässer bestimmt ist, und zwar Fig. 3 in einem schematischen Axialschnitt der gesamten Vorrichtung und Fig. 4 in einem Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 und 2 wird die kompakte Vorrichtung aus einem zylindrischen vertikalen Behälter 1 gebildet, der völlig geschlossen ist und dessen oberer Teil 2 in Kuppelform leicht gewölbt ist. Die gesamte Vorrichtung wird von einem auf dem Boden ruhenden Ständer 3 getragen. Das Innere des Behälters 1 ist durch einen zentralen zylindrischen Ring 5 j der an seinem oberen Teil zum Inneren des Behälters geöffnet ist, in zwei Kammern unterteilt. Die zentrale Kammer im Ring 5 weist einen Filtrierboden 6 auf, der als Aufnahmefläche für eine oleophile Auskleidung 7 dient. Die oleophile Auskleidung 7 ist vorteilhaft mit einer Korngröße im Bereich von 0,5 bis 1 mm aus dem in der FR-PS 2 127 ^32 beschriebenen Material zusammengesetzt, gemäß

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der man einen festen, mit einem Halogenierungsmittel aktivierten Träger verwendet, auf dem ein aliphatisches oder aromatisches Amin oder ein Protein fixiert ist. Die untere Zone unter dem Filtrierboden 6 der zentralen inneren Kammer bildet einen Sammelraum 9, der mit einem Rohr 10 zum Anschluß an die äußeren Leitungskreise ausgerüstet ist. Der obere offene Teil der zentralen Kammer ist teilweise durch einen Rost 11 geschlossen.

Die zwischen dem Behälter 1 und dem Ring 5 gebildete ringförmige Kammer ist teilweise mit einer groben Filtrierauskleidung 13 einer Korngröße im Bereich von 8 bis 10 mm oder einem metallischen Gewebe einer Dichte in der Größenordnung von 0,150 kg/dm und einer spezifischen Oberfläche von 280 dni²/dm⁵ gefüllt. Die Auskleidung 13 wird von einem Rost Ik getragen, der so am unteren Teil der Ringkammer eine Zone 15 begrenzt, die mit dem Äußeren durch die Leitungen 16 und 17 verbunden ist. Eine Auslaßleitung 20 mündet im Inneren des Behälters 1 am höchsten Punkt der Kuppel 2 und führt zu einem durch die Leitung verlängerten Ventil 21. Das öffnen und Schließen des Ventils 21 stehen in Abhängigkeit von einem durch einen Schwimmer 24 gesteuerten Detektor 23.

Das zu reinigende, emulgierte Kohlenwasserstoffe und suspendierte Feststoffe enthaltende Abwasser wird durch die Pumpe 27 erfaßt, die es unter Druck durch das Ventil 28 fördert, das zur Leitung 16 geöffnet ist, die tangential in die Zone 15 hineinführt, wie man genauer in Fig. 2 sieht. Der Förderdruck wird durch das Manometer 29 überwacht.

Die in der Zone 15 durch das "tangentiale Einführen des Abwassers erzeugte Wirbelbewegung führt zu einem ersten

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Dekantieren der Pest stoffe, die sich in Form von Schlämmen am Boden der Zone absetzen, wo sie periodisch durch mittels Öffnens des Ventils 31 der Leitung 17 vorgenommene Reinigungen abgeführt werden. Das vordekantierte Abwasser läuft anschließend durch die Auskleidung 13 von unten nach oben, wodurch eine Grobkoagulierung der Stoffe in dicker Suspension und der viskosten Kohlenwasserstofftröpfchen einer Abmessung über 150 ,um erfolgt. Diese koaleszierten Tropfen dekantieren dann im oberen Teil 33 der Vorrichtung in einer Zone, wo die Flüssigkeit ruhig ist.

Nach dieser Grobvorbehandlung gelangt das Abwasser in der zentralen, die oleophile Auskleidung 7 enthaltenden Kammer von oben nach unten. Die Auskleidung 7 hält die Kohlenwasserstoffe und die suspendierten Teilchen eines Durchmessers über 1 ,um zurübk, und das Abwasser, das zum Sammelraum 9 gelangt, ist gut gereinigt und kann durch das Ventil 3^ zum Abfluß verworfen oder rückgeführt werden. Die in der ersten Auskleidung 13 dekantierten oder in der oleophilen Auskleidung 7 koaleszierten Kohlenwasserstofftropfen sammeln sich im oberen Teil 33 der Vorrichtung, wo sie sich unter Bildung einer Trennungsoberfläche Öl/Wasser ansammeln. Diese Trennungsfläche wird durch den Schwimmer 2*1 erfaßt; wenn er unter ein Mindestniveau sinkt, löst der Detektor 23 das öffnen des Ventils 21 aus, und unter der Wirkung des durch die Speiseungspumpe 27 in der Vorrichtung aufrechterhaltenen Drucks wird das im oberen Teil dekantierte öl durch die Leitung 20, das Ventil 21 und die Abflußleitung 22 ausgetrieben.

Bei dieser Betriebsart verstopfen die Kohlenwasserstoffe und die suspendierten Teilchen schließlich die Auskleidung

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Man regeneriert sie durch Waschen mit Wasser und Luft im Gegenstrom. Hierfür verwendet man vorfiltriertes, durch die Pumpe 27 im Gegenstrom gefördertes Wasser durch die Ventile 36 und 37> während das Ventil 28 geschlossen ist. Der Kreis zur Beseitigung der Verstopfungen ist hier durch punktierte Pfeile angedeutet, während die voll ausgezogenen Pfeile dem Kreis entsprechen, der während des normalen Reinigungsbetriebs der Vorrichtung erhalten wird. Die beiden Ventile 36 und 37 ermöglichen, zwei unterschiedliche Durchsätze zu erhalten. Zu Beginn der Filterreinigungsbehandlung verwendet man einen geringen Durchsatz mit beispielsweise alleiniger Öffnung des Ventils 36 bei geschlossenem Ventil 37.

+ ) In dieser ersten Phase verwendet man gleichzeitig einen

Durchsatz an Druckluft durch das Ventil 42 deren Druck durch den Druckminderer 39 reguliert wird.Während der Filterreinigung wird die Auskleidung 7 durch den aufsteigenden Luft- und Wasserstrom zur Ausdehnung gebracht, und der Rost 11 begrenzt diese Ausdehnung_s um zu vermeiden, daß die Auskleidung 7 sich mit dem Material 13 vermischt. Das Ganze wird so im Gegenstrom mit Wasser gewaschen, wobei die eingeblasene Luft durch Impulse aufgrund des Schwimmers 24 zur gleichen Zeit wie die erfaßten öle durch die Leitung 20 und das Ventil 21 abgeleitet wird. Die Filterreinigungswässer, die in die Zone 15 gelangen, werden in den Erfassungsschacht der verunreinigten Wässer durch das Ventil 40 geleitet, das dann offen ist. Diese erste Filterreinigungsphase mit Luft und Wasser wird von einer zweiten Spülphase gefolgt, im Lauf deren man den Luftzulaß durch Schließen des Ventils 42 absperrt und wo man den Wasserdurchsatz durch öffnen des Ventils 37 parallel

+) von der Leitung 38

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zum Ventil 36 steigert. Wie in der ersten Phase werden die Filterreinigungswässer nach Durchlaufen im Gegenstrom in der Vorrichtungseinheit durchdas Ventil 40 abgeleitet.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Variante der Vorrichtung dargestellt, die der Behandlung von vorfiltrierten Abwässern, die keine suspendierten Feststoffe mehr enthalten, angepaßt ist. Da es keine Verstopfungsgefahr mehr gibt, kann man einen mehr kontinuierlichen Betrieb ohne systematische und periodische Filterreinigungsphasen durchführen. Der Aufbau der Vorrichtung in diesem Fall ist im großen und ganzen der gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, jedoch ist hier der Rost 11 direkt über der oleophilen Auskleidung 7 angeordnet. über dem Rost 11 ist außerdem ein Verteiler 45 montiert, der aus radialen Koaleszenzplatten 46 und 47 zusammengesetzt ist, die abwechselnd platten- und wellenförmig sind, wie in Fig. 4 besonders erkennbar ist. Der Verteiler ist teilweise mit einem kegelstumpfförmigen Ablenkkörper bedeckt.

Wenn man so ein Abwasser ohne suspendierte Feststoffe verarbeitet, sind die Ventile 28, 36 und 34 geschlossen, und die Pumpe 27 fördert das Abwasser unter Druck durch das .Ventil 37 und die Leitung 10 zur unteren Zone 9 der zentralen Kammer unter dem Filterboden 6. Nach dem Durchtritt durch den Filterboden 6 und dem Durchlauf durch die Auskleidung 7, die die Kohlenwasserstoffe erfaßt, erreicht das Abwasser die obere Zone der Vorrichtung, wo der Strom ruhig ist und der Verteiler 45 den Strom zur Ringkammer umlenkt, während die Koaleszenzplatten 46 und 47 die groben koaleszierten Kohlenwasserstofftropfen erfassen und sie zum Dekantieren im oberen Teil des Behälters bringen.

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Wie im vorhergehenden Beispiel werden die Kohlenwasserstoffe, die sich im höchsten Teil des Behälters ansammeln, periodisch durch das Niveauerfassungssystem 23, 24 abgeleitet, das die öffnung des Ventils 21 steuert.

Die bereits von einem Teil der Kohlenwasserstoffe befreite Flüssigkeit sinkt in der Ringkammer durch die Auskleidung 13 ab, die zum Erfassen der koaleszierten Tröpfchen bestimmt ist, die der Verteiler 45 nicht zum höchsten Teil der Vorrichtung leiten konnte. Durch Dichteunterschied steigen diese Tröpfchen nach ihrer Erfassung wieder zum oberen Teil 33 auf. Die völlig gereinigte Flüssigkeit gelangt in die Zone 15, wo sie durch das geöffnete Ventil J$0 abgeleitet wird, um in den Abfluß verworfen oder rückgeführt zu werden.

Bei dieser Ausführungsart kann man sich mit einer raschen Reinigung der Auskleidung 7 zum Beispiel einmal im Monat begnügen, indem man den Durchlaufdurchsatz durch die Auskleidung mittels öffnens des Ergänzungsventils 36 steigert und Luft durch das Ventil 42 und den Druckminderer einbläst. Diese Reinigung erfolgt ohne Ausdehnung der Auskleidung 7.

Die so mit geringstem Raumbedarf ausgelegte Vorrichtung kann Abwässerbehandeln, deren Gehalt an emulgierten Kohlenwasserstoffen zwischen 0 und 100 % liegt.

Sie ermöglicht das Verwerfen eines weniger als 20 ppm Kohlenwasserstoffe enthaltenden Wassers. Schließlich erlaubt ihr Aufbau, die Investitionen für eine gegebene Behandlungskapazität sowie die Betriebskosten äußerst gering zuhalten. Außer der Reinigung von Abwässern ermöglicht sie

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die Rückführung der durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Industrieflüssigkeiten, wie z. B. der Waschwässer der Beizbäder oder verschiedener Behandlungsbäder.

Selbstverständlich ist die vorstehend beschriebene Erfindung nicht auf die beispielshaft gegebenen Ausführungsarten beschränkt, sondern umfaßt ebenfalls Ausführungsarten, die sich davon nur durch Einzelheiten, Ausführungsvarianten oder die Verwendung äquivalenter Mittel unterscheiden. So könnte man die Behandlungsvorrichtung mit Heizgeräten zur Abtrennung sehr viskoser Kohlenwasserstoffe oder mit Antigeleinrichtungen ausrüsten, wenn die Verwendungsbedingungen dies erforderlich machen. Man könnte auch in einer weniger automatisierten Ausführungsart die Ableitung der Kohlenwasserstoffe durch das Ventil 21 einer Handsteuerung überlassen, wobei der Schwimmer nur ein Detektor ist, der dem Arbeiter zeigt, daß sich eine ausreichende Kohlenwasserstoffmenge angesammelt hat, um einen Ableitungsvorgang zu rechtfertigen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

fl.jKompakte Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines emulgierte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abwassers unter Verwendung sowohl grober Piltrierstoffe als auch oleophiler Koaleszierstoffe, die einen zylindrischen, vertikalen, mit Leitungen zum Zuführen des Abwassers und zum Ableiten der abgetrennten Kohlenwasserstoffe und des gereinigten Wassers ausgerüsteten Behälter aufweist, dadu rch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im Inneren des Behälters (1) eine nach oben offene zentrale Kammer (5)» die den oleophilen Stoff (7) enthält, der von einem Rost (11) überdeckt und von einem Filterboden (6) unterstützt ist, wobei die untere, unter dem Pilterboden (6) liegende Zone (9) durch eine Leitung (10) direkt mit außerhalb des Behälters (1) in Verbindung steht,

im Inneren des Behälters (1) zwischen dem Behälter und der zentralen Kammer (5) eine nach oben offene Ringkammer, die den groben Piltrierstoff (13) enthält, der von einem Rost (IM) abgestützt ist, wobei die untere, unter dem Rost liegende Zone (15) durch wenigstens eine Leitung (16, 17) direkt mit außerhalb des Behälters (1) in Verbindung steht *

eine am höchsten Punkt des Behälters (1) mündende Leitung (20) zum Ableiten der Kohlenwasserstoffe mit einem Ventil (21)

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und einer Schwimmereinrichtung (23, 2^ί!) zum Erfassen des Kohlenwasserstoffniveaus im Behälter,

Mittel (Pumpe 27, Leitungen) zum Einführen des Abwassers unter Druck in die untere Zone einer der Kammern und

Mittel zum Ableiten des gereinigten Wassers aus der unteren Zone der anderen Kammer aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Behandlung von feste Stoffe in Suspfision enthaltenden Abwässern, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einführen des Abwassers an die in der unteren Zone (15) der Ringkammer mündende Leitung (16) angeschlossen sind, die im Inneren der Zone (15) zum tangentialen Einführen des Abwassers gekrümmt ist, daß die untere Zone (15) der Ringkammer außerdem Mittel (17.31) zur Abführung von Schlämmen aufweist und daß die Mittel zum Ableiten des gereinigten Wassers an die in der unteren Zone (9) der zentralen Kammer (5) mündende Leitung (10) angeschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Behandlung von keine festen Stoffe enthaltenden Abwässern, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost (11) der zentralen Kammer (5) unmittelbar über dem oleophilen Stoff (7) angeordnet und seinerseits von einem Verteiler (45) mit radialen Koaleszenzplatten (46, 47) überragt ist, daß die Mittel zum Einführen des Abwassers an die in der unteren Zone (9) der zentralen Kammer (5) mündende Leitung (10) angeschlossen sind und daß die Mittel zum Ableiten des gereinigten Wassers an die in der unteren Zone (15) der Ringkammer mündende Leitung (l6) angeschlossen sind.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen des Abwassers und zum Ableiten des gereinigten Wassers eine Gruppe von Leitungen und Ventilen zur Ermöglichung einer Gegenstromzirkulation von Filterreinigungswasser enthalten.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis M, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel, feum Einblasen eines Druckluft Stroms in die an die untere Zone (9) der zentralen Kammer (5) angeschlossene Leitung (10) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltung zur Steuerung der Stellung des Ventils (21) zur Ableitung von Kohlenwasserstoffen in Verbindung mit dem Detektor (23) des Kohlenwasserstoffniveaus aufweist, die so arbeitet, daß die Öffnung des Ventils (21) erfolgt, wenn das Grenzniveau Wasser/Kohlenwasserstoffe im Behälter (1) sinkt.

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