-
-
Verfahren und Einrichtung zur
-
Entölung von Bilgewasser Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und eine Einrichtung zur Entölung von Bilgewasser, welches durch Reinigungsmittel
hervorgerufene Öl-Wasser-Emulsionen enthalten kann.
-
Man kann Ö1 prinzipiell durch längeres Stehenlassen in Absetztanks
von Wasser abtrennen, wenn seine Dich unter der des Wassers liegt. Für eine Entölung
auf 15 mg Ö1/1000 g Wasser sind jedoch gegebenenfalls Absetzzeiten von Tagen erforderlich,
so daß das Verfahren auf Schiffen nicht, einsetzbar ist und Bilgewasserentölungsanlagen
zur Beschleunigung der eparation verwendet werden. Heute werden in den Maschinenräumen
von Schiffen häufig Reinigungsmittel benutzt, die das Entfernen von Öl und öligem
Schmutz von Maschinenteilen usw. erleichtern, weil sie ihn durch grenzflächenaktive
Stoffe quasi wasserlöslich machen. Bei der Anwendung entsteht dann durch das zum
Verdünnen und Spülen verwendete Wasser eine chemisch erzeugte Öl-Wasser-Emulsion.
Die herkömmlichen Bilgewasserentöler, die ein Öl-Wasser-Gemisch durch Schwerkrafttrennung
und Koaleszenz an Platten und anderen koaleszierenden Einbauten im Durchfluß trennen,
arbeiten nicht mehr zufriedenstellend, wenn das Öl-Wasser-Gemisch aus der Kaltreinigeranwendung
emulgierende Bestandteile enthält, die die Koaleszenz emulgierter Öltropfen in der
Bilgewasserentölungsanlage behindern und damit die Separation des Öles bei für den
Schiffsbetrieb akzeptablen Bedingungen erheblich erschweren.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, aus ölhaltigem Bilgewasser,
welches auch grenzflächenaktive Bestandteile, die zur Bildung von Öl-Wasser-Emulsionen
führen, enthält,die emulgierenden Bestandteile abzutrennen, um eine ausreichende
Entölung des Wassers im Durchfluß durch eine geeignete Bilgewasserentölungsanlage
zu ermöglichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine bestimmte Gruppe von Reinigungsmitteln
für den Schiffseinsatz ausgewählt, und eine auf die Eigenschaften dieser Reinigungsmittel
abgestimmte Vorabscheidung sowie eine Vorabscheideeinrichtung werden einer üblichen
Ölabscheideeinrichtung vorgeschaltet, aus welcher das Wasser mit einem zulässigen
Ölgehalt in Gewässer abgelassen werden kann.
-
Als Reinigungsmittel werden schnelltrennende Kaltreiniger gewählt,deren
spezifisches Gewicht leichter als Wasser ist und die nicht wasserlöslich sind, d.
h. deren emulgierend wirkende Bestandteile an das Öl gebunden bleiben bzw. sich
im Öl anreichern. Bei geeigneten schnelltrennenden Kaltreinigern zerfällt die für
Reinigungszwecke gebildete Emulsion innerhalb einer Zeit von z.B. 15 bis 30 Minuten,
aber es wird erneut eine Emulsion gebildet, wenn das mit den emulgierenden Bestandteilen
aufgeschwommene Öl wieder mit Wasser vermischt wird.
-
Das Öl und gegebenenfalls Kaltreiniger enthaltende Bilgewasser wird
deshalb erfindungsgemäß in einem Beruhigungsraum, z.B. einem Vorabscheidetank, gesammelt
und hier eine Zeit lang ruhen gelassen. In dieser Zeit, die wenigstens gleich der
Trennzeit des Kaltreinigers ist, zerfällt die Öl-Wasser-Emulsion und die emulgierenden
Bestandteile des Kaltreinigers steigen mit dem Öl in eine obere Schicht des Beruhigungsraumes
auf. Unten im Beruhigungsraum sammelt sich die Wasserphase, in der noch mechanisch
emulgiertes Öl verteilt sein kann. Während dieser Beruhigungs- und Trennzeit vor
der Entnahme der ersten der beiden Phasen darf keine Flüssigkeit zu- oder abgeführt
werden, damit sich Öl-Wasser-Emulsionen nicht aufs neue bilden.
-
Nach der Beruhigungs- und Trennzeit werden die beiden Phasen zeitlich
getrennt und über verschiedene Systeme abgeführt. Vorzugsweise wird erst die Wasserphase
abgezogen und einer üblichen, geeigneten Ölabscheideeinrichtung, z. B. nach deutschem
Patent 20 26 236, zugeführt. Danach wird das Öl mit den an ihn gebundenen emulgierenden
Bestandteilen einem Schmutzöltank zugeleitet.
-
Es wurde überraschender Weise gefunden, daß die an das Öl gebundenen
emulgierenden Bestandteile eines geeigneten Kaltreinigers das Aufsteigen des Öls
im Wasser offensichtlich beschleunigen, so daß nach relativ kurzer Absetzzeit die
Wasserphase weitgehend frei von chemisch emulgierten Öltropfen ist. Etwa noch in
der Wasserphase vorhandene öltröpfchen sind frei von emulgierend wirkenden Bestandteilen
und können daher, ebenso wie ein emulgatorfreies Öl-Wasser-Gemisch aus der Bilge,
das sich im Absetztank nicht in der vorgesehenen Beruhigungszeit genügend trennt,
in einer üblichen Ölabscheidevorrichtung abgetrennt werden.
-
Es wurde eine Anzahl handelsüblicher, als schnelltrennend bezeichnete,
Kaltreiniger in einer einfachen Untersuchungsanordnung geprüft. Die Anordnung bestand
aus einem gläsernen Rührgefäß von 180 mm Durchmesser,das bis zu einer Höhe von etwa
175 mm mit dem zu prüfenden Gemisch gefüllt wurde. In das Gefäß wurden 4 1 Leitungswasser
und unterschiedliche Mengen von Dieselöl sowie von verschiedenen Kaltreinigern gefüllt.
Die Mischung wurde 20 sec mit einem Propellerrührer bei 950 Umdrehungen pro Minute
gerührt. Nach 15 Minuten Ruhezeit wurde nochmals 15 sec gerührt.
-
Danach wurden Proben aus der Wasserphase 30 mm oberhalb des Gefäßbodens
seitlich abgezogen und zwar nach 5, 30 und 120 Minuten. Der Restclgehalt in den
Wasserproben wurde mit einem IR-Gerät bestimmt. Einige Untersuchungsergebnisse sind
in der Tabelle angegeben
| verwendeter KR Öl Restölgehalt (ppm) im Wasser nach |
| Kaltreiniger (ml) (ml) 5 Minuten 30 Minuten 120 Minuten |
| KR 1 20 2,5 15 4,1 2,1 |
| 80 10 32 15 12 |
| 200 50 59 12 5 14,8 |
| KR 2 20 2,5 52 14 11 |
| 80 10 145 57 53 |
| KR 3 20 2,5 10 4,2 1,2 |
| 200 50 86 19 13 |
| KR 4 20 i 2,5 60 ---- 27 |
| ohne KR -- 50 54 43 16 |
Der Versuch mit Kaltreiniger 1 zeigte bei allen Konzentrationen eine befriedigende
Trennung von Öl- und Wasserphasen schon nach 30 Minuten. Der Kaltreiniger 2 war
wenigstens bei höheren Anteilen nicht befriedigend.
-
Kaltreiniger 4 war auch bei niedrigeren Anteilen nicht genügend. Kaltreiniger
3 zeigte zwar bei allen Mischungsverhältnissen eine sehr gute Trennwirkung, aber
er erscheint trotzdem ungeeignet für den Gebrauch auf Schiffen, da sein spezifisches
Gewicht größer als das des Wasser ist und sich seine grenzflächenaktiven Stoffe
im Wasser anreichern und während des Abpumpens des Wassers Ölspuren von den Wandungen
der Rohrleitungen, Pumpen usw. aufnehmen und mit diesem Öl erneut eine Emulsion
bilden, so daß das vom Schiff abzugebende Wasser doch einen zu hohen Ölgehalt
aufweisen
kann. In einem Vergleichsbeispiel ohne Kaltreiniger wurde allein durch das Rühren
eine mechanische Öl-Wasser-Emulsion erzeugt, die sich nur sehr langsam durch Absetzen
trennt und auch nach 120 Minuten einen Restölgehalt in der Wasserphase besitzt,
der über dem zulässigen Wert von 15 ppm liegt. Dieser Vergleichsversuch zeigt, daß
auf Schiffen eine befriedigende Trennung eines Öl-Wasser-Gemisches allein durch
einen Absetztank nicht zufriedenstellend ist, daß die Abtrennung im Tank aber durch
Anteile bestimmter, schnelltrennender Kaltreiniger beschleunigt wird.
-
In der Praxis enthält das Bilgewasser verschiedenartige Öle und Fette
in wechselnder Zusammensetzung,und auch der Gesamtanteil an mineralischen Ölen kann
sehr unterschiedlich sein. Ferner muß auch damit gerechnet werden, daß der Anteil
des Kaltreinigers verschieden ist, wobei gelegentlich auch nahezu kaltreinigerfreie
Öl-Wasser-Gemische oder -Emulsionen vorkommen können, so daß es in jedem Fall zweckmäßig
ist, das Wasser nur über eine Ölabscheideanlage abzugeben.
-
Die Einrichtung zur Vorabscheidung umfaßt einen Absetztank als Beruhigungs-und
Trennraum, Pumpen für die Zuführung des Öl und Öl-Wasser-Emulsionen enthaltenden
Bilgewassers und für die Abführung der Wasserphase und der ölphase, die auch die
emulgierenden Bestandteile enthält. Es ist weiterhin eine elektrische Steuerung
der Pumpen mittels eines Zeitgliedes zur Einhaltung der Trennzeit nach jedem Einfüllen
des Bilgewassers und vor der Entnahme der Wasserphase vorgesehen. Durch weitere
Überwachungs- und Steuereinrichtungen werden die Schichtdicken und die Höhe der
Grenzschicht zwischen Öl- und Wasserphase kontrolliert und die Pumpen so beeinflußt,
daß wenigstens kein Öl mit der Wasserphase abgezogen werden kann. Ölphase und Wasserphase
werden zu getrennten Zeiten und über gesonderte Systeme aus dem Vorabscheidetank
abgezogen. Da vorzugsweise zuerst die Wasserphase abgezogen wird, sinkt die Grenzschicht
in dem Tank ab, bis die Phasengrenze eine in gewissem Abstand oberhalb des Tankbodens
angeordnete Sonde erreicht. Dieses schaltet die Pumpe für die Wasserphase ab und
läßt das Einschalten der Ölpumpe zu, die das Öl oberhalb der Phasengrenze aus dem
unteren Teil des Tanks absaugt.
-
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Entölung
des Bilgewassers werden anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben.
-
In einem Tank 1 oder einem ähnlichen Behältertwird je nach Bedarf
Bilgewasser, welches Öl, Schmutz und Kaltreiniger enthält, aus den verschiedenen
Lenzbrunnen des Schiffes manuell über Schalter 66 oder automatisch, z. B. über eine
Bilgewasserpumpe 6 und die Leitungen 61,62,63 gepumpt.
-
Ein Grenzschalter 2 verhindert eine Überfüllung des Tankes 1. Im Anschluß
an jeden Füllvorgang mittels der Pumpe 6 läuft ein Zeitglied 4 an, das erst nach
Ablauf einer ausreichenden Beruhigungs- und Trennzeit das Einschalten der Bilgewasserentölungspumpe
3 mittels des Schalters 31 zvläRt.
-
Die Pumpe 3, vorzugsweise eine Exzenterschneckenpumpe, saugt über
den Sauger 8 und die Leitung 81 die Wasserphase an und fördert sie über die Leitung
82 in eine Ölabscheideanlage 5. Diese besteht z. B. aus einem Plattenabscheider
5a und einer Koaleszereinheit 5b, aus der das gereinigte Wasser über die Leitung
51 austritt. Eine Sonde 7 überwacht das Absinken der Phasengrenze und schaltet die
Pumpe 3 zu gegebener Zeit ab.
-
Jetzt kann über den Sauger 10 und die Leitung 91 die Ölphase mit der
Ölpumpe 9 abgezogen und über die Leitung 92 in einen nicht dargestellten Schmutzöltank
abgegeben werden. Die Pumpe 9 wird durch einen Grenzschalter 11 abgeschaltet, wenn
sich die Oberfläche der Ölphase der auf der restlichen Wasserphase schwimmenden
Trennschicht nähert. Es ist zweckmäßig, normalerweise einen Rest der Wasserphase
in dem Tank 1 zu belassen, damit sich Schmutz und andere Bestandteile, -die schwerer
als Wasser sind, am Tankboden absetzen und von hier in größeren Zeitabständen durch
die Leitung 95 entfernt werden können.
-
Die elektischen Schalt- und Steuereinrichtungen, wie z. B. die Schalter
31,66,99 und das Zeitglied 4 können in einem zentralen Schaltkasten 41 zusammengefaßt
sein, der auch Mittel enthält, die den gleichzeitigen Betrieb der Pumpen 3 und 9
ausschließen. Die elektrischen Verbindungsleitungen sind in der schematischen Darstellung
nur durch strichpunktierte Linien angedeutet.
-
Der Tank 1 wird maximal bis zur Füllhöhe a durch die Bilgewasserpumpe
6 gefüllt. Nach dem Abschalten dieser Pumpe 6 sorgt das Zeitglied 4 für die Einhaltung
einer vorgegebenen Trennzeit von z. B. 30 Minuten.
-
Durch Abpumpen der Wasserphase aus dem unteren Teil des Tankes 1 sinkt
die Grenzschicht zwischen Öl- und Wasserphase bis zur Höhe c ab, und die Bilgewasserentölungspumpe
3 wird durch die Sonde 7 abgestellt. Durch Abziehen der abgesunkenen Ölphase, in
der sich die grenzflächenaktiven, emulgierend wirkenden Bestandteile des Kaltreinigers
angereichert haben, fällt der Flüssigkeitsspiegel im Tank auf die Füllhöhe b. Der
Sauger 8 für die Wasserphase ist in der Höhe d über dem Tankboden angeordnet,und
in diesem Rest des Wassers können sich Sand, Schlamm u.ä. absetzen.
-
Die Differenz zwischen den Höhen b und c kann sehr klein sein, wenn
aufgrund des ausgewählten Kaltreinigers und einer ausreichenden Trennzeit eine dünne
Grenzschicht erwartet werden kann und die Form des Vorabscheidetanks bzw. entsprechender
Einbauten keine größeren Bewegungen in der Flüssigkeit, z. B. infolge von Schiffsbewegungen,
erwarten lassen. Anstelle des Grenzschalters 11 kann in der Saugleitung 81 auch
ein Sensor angeordnet sein, der die Pumpe 9 stoppt, wenn Luft angesaugt wird.
-
Die Funktion des Vorabscheidetanks ist unabhängig vom Füllstand, von
der Lage der Phasengrenze und von der Schichtdicke der Phasen. Das System kann unter
Einbeziehung der Bilgenwasserpumpe und der Bilgenwasserentölungsanlage vollautomatisiert
erfolgen In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Vorabscheidetank 1 mit
nicht dargestellten, geeigneten Beheizungseinrichtungen versehen sein und der Tankinhalt
wenigstens während der Trennzeit bzw. vor dem Abziehen der Wasserphase angewärmt
werden. Durch eine Erhöhung der Temperatur kann der Zerfall der Emulsionen und das
Abtrennen der grenzflächenaktiven Stoffe des Kaltreinigers begünstigt werden. Das
auf dem Schiff anzuwendende Reinigungsmittel kann auch unter dem weiteren Gesichtspunkt
der in dem Vorabscheidetank durch Anwärmung des Bilgewasserszu erreichenden Temperatur
zu wählen sein.
-
Anstelle der dargestellten Ölabscheidanlage 5 sind auch andere Einrichtungen,-insbesondere
zur Behandlung der Wasserphase, einsetzbar. Der Vorabscheidetank 1 ist in jedem
Fall als Sammeltank, für die Egalisierung der aus verschiedenen Lenzbrunnen anfallenden,
möglicherweise unterschiedlichen Cl-Wasser-Gemische und zur Vorbehandlung des Bilgenwassers
zweckmäßig. Er-kann ein solches Volumen besitzen, das eine mehrtätige Speicherung
des Bilgewassers ermöglicht, um dieses während der Fahrt des Schiffes unter günstigsten
Verhältnissen zu behandeln. Der Tank kann im Schiff, z; B. im Doppelboden, fest
angeordnet oder an geeigneter Stelle aufgestellt sein.
-
Leerseite