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Flüssigkeitsabscheider, insbesondere Benzin- oder
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Ölabscheider Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung
mineralischer Leichtflüssigkeiten, wie z.B. Benzinen, Heizölen, Schmierölen und
dgl. von Schmutzwasser, oder von ätherischen Ölen von der Schalenpulpe oder dgl.
mittels Schwerkraft, wobei einem Abscheider zur Trennung von Leicht- und Schwerflüssigkeit
ein Schlammfänger vor- und ein Auffanggefäß für die Leichtflüssigkeit nachgeschaltet
sind. Der Schlammfänger dient dabei in bekannter Weise zur Ausscheidung fester Stoffe,
während im eigentlichen Abscheider die Trennung von leichter und schwerer Flüssigkeit
erfolgt.
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Solche Flüssigkeitsabscheider sind besonders zur Abscheidung von Benzin
und Schmieröl anteilen aus dem Schmutzwasser von Tankanlagen in Flughäfen oder von
Waschanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt und dienen dabei der Entfernung von Leichtflüssigkeiten
aus dem Regen- bzw. dem Schmutzwasser vor dessen Rückführung
in
die Kanalisation. Die drei wesentlichen Bestandteile Schlamofängers Abscheider und
Auffanggefäß sind bei den bekannten Anlagen in der Regel getrennte Behältereinheiten,
die durch Rohrverbindungen zur Abscheidevorrichtung zusammengefügt werden. Daneben
ist es bereits bekannt, den Schlammfänger und Benzinabscheider in getrennten Abteilungen
eines gemeinsamen Betonkörpers unterzubringen und die beiden Abteilungen durch Rohrstutzen
untereinander zu verbinden. Alle diese bekannten Ausführungen sind im Aufbau verhältnismäßig
kompliziert und führen durch die sprunghaften Flußänderungen am Ein- und Ausgang
der einzelnen Abteilungen zu und von ihren Rohrverbindungen zu starker Turbulenz
beim Flüssigkeitsdurchlauf durch eine Abteilung und beim Übergang von einer Abteilung
in eine andere und zu einer ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung über die
Breite der Abteilung. Diese Störungen erschweren das Vorausabscheiden von Schlamm
und die Trennung von Leicht- und Schwerflüssigkeit.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die Vorrichtung unkompliziert aufzubauen,
eine einfache Kontrolle für den Schutz im Erdreich zu ermöglichen und durch die
Beseitigung von Turbulenzen die Abscheidung der Leicht-Flüssigkeit zu verbessern
und den Durchsatz an zu reinigenden bzw. zu trennenden F sigkeiten zu erhöhen.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß der Schlammfänger, der Abscheider und das Auffanggefäß als Kammern in einem
einzigen, im wesentlichen zylindrischen Behälter zusammengefaßt sind und die Kammern
untereinander durch parallele Trennwände abgeteilt sind, die Durchlaßöffnungen mit
im Verhältnis zum größten Das Horizontal-Durchmesser des Behälters breiten und horizontal
ebenen ÜberlmufrSndem bilden, wobei zwischen dem Schlammfänger und dem
Abscheider
eine Beruhigungskammer vorgesehen ist, in die die Ablaufleitung für die Schwerflüssigkeit
mündet.
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Diese Lösung vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung und gibt ihre
eine kompakte und verhältnismäßig wenig Raum beanspruchende Form. Der Ersatz der
Rohrverbindungen zwischen den einzelnen Kammern der trorrichtung durch breite großflächige
Öffnungen mit ebenen horizontalen Überlaufrändern an parallelen Trennwänden führt
in den einzelnen Kammern zu einer gleichmäßigeren Geschwindigkeitsverteilung über
deren Querschnitt und vermeidet nicht nur an den Übergangsstellen sondern auch in
den einzelnen Abteilungen der Vorrichtung Turbulenzen in der Strömung. Besonders
an den Übergangsstellen kommt es zu einer nahezu laminaren Strömung, welche die
Abscheidung von Feststoffen und Leichtflüssigkeiten schneller und gründlicher als
bei den bekannten Vorrichtungen herbeiführt. So werden z.B. im Schlammfänger auch
leichte Schlammteile voll ausgeschieden, was bei einer turbulenten Strömung nicht
möglich ist.
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Die Abscheidewirkung im Abscheider wird durch diese Gleichmäßigkeit
der Strömung gefördert. Diese Verbesserung der Nennleistung wirkt sich besonders
bei Dichten über s = 0,85, z.B. bei Dichten von 0,9 oder 0,95 aus, da hier bei steigender
Dichte die Leistung gegenüber der Nennleistung weit weniger wie bei den bekannten
Abscheidern abfällt. Dies zeigt z.B. ein Vergleich von zwei Abscheidern für Nennleistung
von 10 bzw. 20 l/Sek. bei drei verschiedenen Dichten in der bekannten und erfindungsgemäßen
Ausführung, wobei die Leistungen der bekannten Ausführung in Klammern gesetzt sind.
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Nennleistung s = 0,85 = 0,9 = 0,95 10 10 7 (5) 5 (313)1/Sek.
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20 20 14 (10) 10 (6,6)1/Sek.
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Die Strömungsberuhigung im Schlammfänger läßt sich bereits am Einlauf
verbessern, wenn man zwischen der Wand mit dem Einlaufstutzen und dem Schlattimfänger
anstelle der üblichen kleinen und die Turbulenz nicht beseitigenden Prallolatte
eine sich über die ganze Breite des Behälters erstreckende Trennwand vorsieht, die
gegen den Behälterboden mit breiter und horizontal ebener Überlaufkante offen ist.
Das Gemisch fließt dann aus der so gebildeten Vorkammer über die ganze Breite der
unteren Öffnung der Trennwand in den Schlammfänger. Der Fluß wird hier nahezu laminar.
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Die Beruhigungskammer zwischen dem Schlammfänger und dem Abscheider
ist durch eine vom Boden des Behälters hochgeführte und den Schlammfänger abgrenzende,
gegen die Behälterdecke zu offene Trennwand und eine weitere mit Abstand davon angeordnete
und sich von der Behälterdecke nach unten erstreckende, jedoch zum Behälterboden
mit horizontal ebenem Überlaufrand offene Trennwand gebildet. Diese Trennwände lassen
das vom Schlamm befreite Öl-Wasser-Gemisch über die ganze Breite der Öffnung bandartig
und damit weitgehend laminar abfließen. Etwa noch vorhandene Ungleichmäßigkeiten
im Fluß beruhigen sich im Bereich zwischen den Bodentrennwänden, so daß die Trennung
von Leicht-und Schwerflüssigkeit im anschließenden Abscheider nicht gestört wird
und durch die Gleichinäßigkeit des Flusses die vorstehend angebenen Maximalwerte
für die Abscheidung erreicht werden.
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Das Auffanggefäß für die im Abscheider abgeschiedene Leichtflüssigkeit
ist vom Abscheider ebenfalls durch eine Trennwand getrennt, die sich vom Boden des
Abscheiders gegen die Decke zu erstreckt und mit Abstand von der Behälterdecke mit
geradem, horizontal ebenem Überlaufrand endet und so eine breite Öffnung freigibt,
die den kontinuierlichen Abfluß nicht hemmt. Dieser Trennwand ist mit Abstand in
Richtung auf den Abscheider zu eine weitere Trennwand vorgesetzt, die oben auf Niveauhöhe
mit dem horizontal geraden Überlaufrand der erstgenannten Trennwand dicht verbunden
und nach unten gegen den Boden des Abscheiders mit horizontal ebenem Überlaufrand
offen ist und mit der ersten Trennwand eine Abzugskammer für die Schwerflüssigkeit,
z.B. Wasser, abgrenzt. Die in dieser Abzugskammer angesammelte Schwerflüssigkeit
läuft über eine in die Abzugskammer tauchende Ablaufleitung unter Beachtung des
Niveaustandes automatisch aus der Vorrichtung ab.
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Mit gleichem Erfolg kann man den Schlatrimfänger, Abscheider und das
Auffanggefäß für die Leichtflüssigkeit auch untereinander anordnen und so die ganze
Vorrichtung als stehenden Behälter ausbilden, der ebenfalls im wesentlichen zylindrisch
ist. Die Vorkammer am Einlauf ist dabei durch eine sich mit Abstand vom Einlauf
von der Schlammfängerdecke nach unten erstreckende und zum Schlammfängerboden mit
horizontal geradem Überlaufrand offene Trennwand hergestellt, während die Beruhigungskammer
durch eine dem Behältermantel im Schlammfänger am anderen Ende vorgesetzte, oben
offene Trennwand mit horizontal ebenem Überlaufrand und eine sich unten in den Abscheider
fortsetzende und gegen den Abscheiderboden
mit horizontal ebenen
Überlauf rand offene Trennwand gebildet. Die dadurch gebildeten beiden Abteilungen
der Beruhigungskammer sind durch Schlitze in ihrem Zwischenboden verbunden. Die
Abzugskammer ist wiederum durch eine vom Boden der Abscheiderkammer mit Abstand
hochgeftihrte und gegenüber der Abscheiderdecke mit horizontal ebenem Überlaufrand
offene Trennwand und eine dieser Trennwand in Richtung auf den Abscheider vorgesetzte
und oben mit der ersten Trennwand dicht verbundene weitere Trennwand gebildet, die
gegen den Boden der Abscheider kammer eine breite Durchlaßöffnung mit horizontal
ebenem Überlaufrand bildet In diese Abzugskammer taucht wie beim liegenden Behälter
die Ablaufleitung für die Schwerflüssigkeit0 Hinter der Abzugskammer ist ein Zwischenauffang
vorgesehen, der durch Rohre in seinem Boden mit dem Auffanggefäß darunter ver bunden
ist. Auch bei dieser stehenden Ausführung der Vorrichtung vermeidet man Turbulenzen
im Fluß und erzielt im Schlamrifänger und Abscheider eine weitgehend laminare Strömung
mit der Folge rascher und gründlicher Ab scheidung von Schlamm und ebenso gründlicher
Trennung von leichter und schwerer Flüssigkeit Die horizontal ebenen Überlaufränder
an den Trennwänden können in Flußrichtung auch lipoenförmig ausgebildet sein. Diese
Ausbildung kann die Kontinuität des Flusses weiter verbessern.
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Der Querschnitt des Behälters kann sowohl in der liegenden als auch
in der stehenden Ausführung kreisrund, oval oder rechteckig sein. In beiden Ausführungen
sind der SchlawafEngerD Abscheider und das Auffanggefäß
durch
aufgesetzte Dome bzw. seitliche Mannlöcher zur Prüfung zugänglich und lassen sich
durch bis dicht über den Boden jeder Kammer geführte Rohre bespülen und reinigen
und ggf. entleeren.
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Werden die Behälter im Erdreich untergebracht, dann müssen sie entsprechend
den Sicherheitsvorschriften im ganzen mit einem Doppelmantel ausgerüstet sein.
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Ein Doppelmantel mindestens um das Auffanggefäß empfiehlt sich auch
bei freier Unterbringung des Behälters in einer Grube und dient dann zur Kühlung
des Auffanggefäßes bei Benutzung der Vorrichtung zum Abscheiden ätherischer Öle.
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Als Werkstoffe für die Behälter können üblicher Stahl, nicht rostender
Stahl oder Glasfaser-verstärkter Kunststoff, letzterer besonders zur Abscheidung
ätherischer Öle dienen.
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Die Zeichnung bringt in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele
für die Vorrichtung und zwar mit einem liegenden und einem stehenden Behälter.
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Dabei zeigen: Fig. 1: einen Abscheider mit liegendem Behälter im senkreehten
Axialschnitt; Fig. 2: den gleichen Abscheider wie Fig. 1 jedoch mit einem höhenveränderlichen
Ölüberlauf und mit Doppelmantel; Fig. 3: einen Horizontalschnitt nach der Linie
I - I in Fig. 2 durch den Behälter laut Fig. 2; Fig. 4: einen Abscheider mit stehendem
Behälter im senktrechten Axialschnitt;
Fig. 5: den gleichen Abscheider
wie Fig. 4 unter Weglassung der Trennwände und Rohranschlüsse mit Doppelmantel;
Fig. 6: einen Horizontalschnitt nach der Linie II - II in Fig. 4 und Fig. 7: einen
Horizontalschnitt nach der Linie III - III in Fig. 4.
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Der Behälter in den Fig. 1 bis 3 ist in drei Hauptkammern eingeteilt,
von denen A den Schlammfänger, B den Abscheider und C das Auffanggefäß bildet. Dem
Schlammfänger A ist eine Einlaufkammer V vorgeschaltet und zwischen dem Schlammfänger
A und Abscheider B eine Beruhigungskammer E zwischengeschaltet. Zwischen dem Abscheider
B und dem Auffanggefäß C für die Leichtflüssigkeit ist die Abzugskammer D zwischengeschaltet.
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Über die Speiseleitung 2 wird z.B. das Schlamowasser-Öl-Gemisch der
Vorkammer V zugeführt, die im Behälter 1 durch die linke Stirnwand und die von der
Behälterdecke sich nach unten erstreckende Trennwand 3 gebildet ist und gelangt
über die Durchlaßöffnung mit horizontal ebenem Überlaufrand in weitgehend laminarer
Strömung in den Schlammfänger A. Dort setzt sich der Schlamm am Boden ab. Die oben
mit horizontal ebenem Überlaufrand offene Trennwand 4 bildet den Abschluß des Schlammfängers
A. Über ihre obere Öffnung mit horizontal geradem Überlaufrand läuft das Öl-Wasser-Gemisch
über die ganze Breite dieser Öffnung und damit mit nahezu laminarer Strömung in
die Beruhigungskammer E, die durch eine weitere sich von der Behälterdecke nach
unten gegen den Behälterboden erstreckende
und unten eine breite
Durchlaßoffnung mit horizontal ebenem Überlaufrand freigebende Trennwand 5 gebildet
ist. Im Abscheider B kommt es zu einer raschen und gründlichen Trennung von Wasser
und Öl. Der Abscheider B und das Auffanggefäß C sind durch eine Trennwand 6 getrennt,
die auf Niveauhöhe mit horizontal ebenem Überlaufrand endet und auf ihrer ganzen
Breite nach oben gegen die Decke des Behälters 1 offen ist und mit einer mit Abstand
in Richtung auf den Abscheider B vorgesetzten Trennwand 7 dicht verbunden ist, die
nach unten gegen den Behälterboden mit horizontal ebenem Überlaufrand offen ist.
Diese Trennwände bilden gemeinsam die Abzugskammer D, aus der das abgeschiedene
Wasser über die Abzugsleitung 8 abläuft, während die Leichtflüssigkeit, z.B. das
Öl, über die Verbindungsstelle der Trennwände 7 und 6 in breitem laminarem Fluß
in das Auffanggefäß 10 überläuft.
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Im Fall der Abscheidung von ätherischen Ölen aus Flüssigkeiten ist
es erwünscht, die über dem Wasser im Abscheider B lagernde Öl schicht möglichst
nieder zu halten. Dazu kann ein von einem Schwimmer 11 in der Höhe gesteuerter Ölüberlauf
10 dienen, der das ätherische Öl zusätzlich über die Leitung 12 in das Auffanggefäß
e abführt.
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Der Abscheider in stehender Ausführung laut den Fig. 4 bis 7 ist fttr
kleinere Leistungen bestimmt und besteht wiederum aus den Einheiten Schlamm fänger
A, Abscheider B und Auffanggefäß C, die hier jedoch untereinander im zylindrischen
Behälter 26 angeordnet sind. Auch bei dieser Ausführung wird das z.B. aus Schlamm,
Öl und Wasser bestehende Gemisch über den Einlauf 13 einer dem Schlammfänger A vorgeschalteten
Vorkammer V zugeführt. Die Turbulenz
des einströmenden Gemisches
läßt sich durch eine dem Zulauf gegenüber angeordnete Prallplatte 14 vermindern.
Die Vorkammer V wird durch eine gegenüber dem Einlauf 13 sich von der Kammerdecke
nach unten erstreckende Trennwand 15 gebildet, die mit horizontal ebenem Überlaufrand
vor dem Kammerboden endet und eine breite Durchlaßöffnung freigibt, die das Gemisch
in weitgehend laminarem Fluß in den Schlammfänger einströmen läßt. Der Schlammfänger
A ist am anderen Ende wiederum durch eine nach oben offene Trennwand 16 mit horizontal
geradem Überlaufrand abgegrenzt, welche mit dem Behältermantel die Beruhigungskammer
E bildet. Diese Beruhigungskammer setzt sich nach unten gegen den Abscheider B durch
einen weiteren Kammerabschnitt El fort, der durch die nach unten offene Trennwand
17 gebildet und gegen den Abscheider B abgegrenzt wird Das Öl-Wasser-Gemisch kann
durch Schlitze 18 am Boden 19 des Schlammfängers A gleichmäßig verteilt in den unteren
Abschnitt El der Beruhigungskammer abfließen. Etwa durch den Fall der Flüssigkeit
entstehender Turbulenz kann man durch ein Prallblech 20 entgegenwirken. Der Abscheider
B ist durch eine gegen die Behälterdecke offene Trennwand 21 zum Zwischenauffang
Cl abgegrenztp über deren horizontal ebenen Überlaufrand das Öl kontinuierlich in
den Zwischenauffang C1 abgeleitet wird und von dort durch Rohre 22 im Boden des
Zwischenauffangs C1 in dam darunter liegende Auffanggefäß C abfließt.
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Das abgeschiedene Wasser wird wie beim liegenden Behffilter über die
Abzugskammer D entnommen, die durch 23 die Vorschaltung einer unten offenen Trennwan
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horizontal ebenem Überlaufrand gebildet ist, die oben mit der Trennwand
21 dicht verbunden ist. Aus der
Abzugskammer D wird die Schwerflüssigkeit
mittels der Abzugsleitung 24 abgeführt.
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Stehende Behälter lassen sich im in das Erdreich eingelassenen Beton-Stahlrohren
mit begehbarer Abdeckung aushebbar unterbringen. Diese Unterbringung erlaubt eine
besonders einfache und schnelle Überwachung und ggf. einen Austausch der Vorrichtung.
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Beim liegenden und stehenden Behälter haben alle mit einer Decke verbundenen
Trennwände dicht unter der Decke Öffnungen 25, die einen Druckausgleich zwischen
den einzelnen Kammern ermöglichen. Alle Kammern A, B, C, können jeweils durch eine
bis kurz über den Boden reichende Leitung 9 entleert, gespült und gereinigt werden
und werden beim stehenden Behälter 26 durch in ihren Oberteil mündende Leitungen
27 entlüftet.
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Beim liegenden Behälter 1 kann man jede Kammer AS B, C, durch einen
Dom 28 besteigen. Beim stehenden Behalter sind diese Kammern durch Mannlöcher 29
zugänglich. An den Domen 28 sind Entlüftungsstutzen 30 vorgesehen.
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Der liegende Behälter nach den Figuren 1 bis 3 erhält bei Einbettung
in das Erdreich den vorgeschriebenen Doppelmantel 31. Ein solcher Doppelmantel wird
auch beim Einsatz des Abscheiders für das Abscheiden ätherischer Öle zumindest zur
Kühlung für das Auffanggefäß C entsprechend den Figuren 2 und 5 vorgesehen, kann
aber auch hier den ganzen Behälter umschließen.