DE3416683A1

DE3416683A1 - Vorrichtung und verfahren zum aufnehmen von auf gewaesseroberflaechen schwimmenden verunreinigungen

Info

Publication number: DE3416683A1
Application number: DE19843416683
Authority: DE
Inventors: Albert 5204 Lohmar Blum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-05
Filing date: 1984-05-05
Publication date: 1985-11-14

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen
von auf Gewässeroberflächen schwimmenden Verunreinigungen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufnehmen von auf Gewässeroberflächen schwimmenden Verunreinigungen, insbesondere von Ölteppichen in flüssigem und/oder verklumptem Zustand.
In regelmäßigen Abständen ereignen sich Tankerunfälle, insbesondere im Bereich von Küsten, wo die Gefahr von Havarien erhöht auftritt. Die dadurch verursachte erhebliche Verschrnutzung der Gewässer und Küsten durch ausgelaufenes Öl kann bisher nur unzureichenå bekämpft oder verhindert werden, und die damit verbundenen Umweltschäden übertreffen in der Regel den unmittelbaren wirtschaftlichen Verlust um ein Vielfaches.
Umweltbelastungen aufgrund schwimmender Verunreinigungen entstehen jedoch auch im Bereich von Binnengewässern, wenn versehentlich oder vorsätzlich solche Verunreinigungen in Flüsse oder Seen abgeleitet werden, oder wen die Verunreinigungen infolge von Unfällen aus Land- oder Wasserfahrzeugen aus- treten.
Bs ist bereits versucht worden, die schwimmenden Verunreinigungen dadurch von der Gewässeroberfläche zu entfernen, daß Trichter verwendet werden, deren oberer Rand sich um einen bestimmten Betrag unter dem Gewässerspiegel befindet, wodurch die flüssige Verunreinigung über den Trichterrand in den Trichter einströmt und mit geeigneten Mitteln aus diesem abgepumpt werden kann.
Die hierbei verwendeten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie keine Anpassung an unterschiedliche Ausbildungen der Verunreinigungen erlauben, so daß beispielsweise bei dünnflüssigen Verunreinigungen und damit verbundenen dünnen Oberflächenfilmen ein erheblicher Anteil von Wasser über den Trichter aufgenommen wird und dadurch die Kapazität für die Aufnahme der Verunreinigung eingeschränkt wird bzw. ein erheblicher Aufwand zur Abscheidung des unerwünschten Wassers getrieben werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich der Beschaffenheit der schwimmenden Verunreinigungen und der örtlichen Verhältnisse des Gewässers im Betrieb zu berücksichtigen.
Die Lösung besteht in der Schaffung einer gattungsgemäßen Vorrichtung, die durch einen Schwimmkörper mit im wesentlichen stabiler Schwimmlage und einen relativ hierzu höhenverstellbaren nach unten zulaufenden Einlauftrichter mit einem Uberlauf im Bereich der Wasseroberfläche gekennzeichnet ist. Hierdurch ist es nicht nur möglich, den Uberlauf des Einlauftrichters um einen bestimmten Betrag unter die Wasseroberfläche abzusenken, der im wesentlichen der Dicke der Verunreinigungsschicht entspricht, sondern der Überlauf kann auch auf ein bestimmtes Maß oberhalb der Wasseroberfläche eingestellt werden, wobei unter Ausnutzung von Strömung und/oder Wind und/oder Wellen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls die Aufnahme der Verunreinigungsschicht möglich ist. Die letztgenannte Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist besonders für den Fall vorzuziehen, daß die Verunreinigungen keinen einheitlichen Flüssitkeltsfilm bilden, sondern sich wie beispielsweise Schweröl unter der Einwirkung von Salzwasser zu einzelnen Klumpen zusainmengeballt haben. Eine Absenkung des Überlaufes unter die Wasseroberfläche würde hierbei die Aufnahme eines unerwünscht hohen Anteiles von eingeströmtem Wasser zur Folge haben.
Eine günstige Ausgestaltung des Einlauftrichters für das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gegeben, daß der Überlauf geradlinig nach Art eines Wehres ausgebildet wird und die übrigen Ränder demgegenüber erhöht sind.
Hiermit wird die Wirkung der Vorrichtung als horizontal ausgebildeter Auffangtrichter verbessert.
Bevorzugte Ausgestaltungen,mit denen es möglich ist, die Aufnahmerate zu erhöhen und/oder nur bestimmte Anteile der schwimmenden Verunreinigungen aufzunehmen, betreffen am Überlauf angeordnete horizontale Förderelemente, die bevorzugt auf einer horizontal rotierenden Welle oder einem entsprechenden Walzenkörper angeordnet sein können. Die Förderelemente selber können dabei als einzelne mit Abstand angeordnete radiale Zinken oder als parallele Längsrippen oder als Bürsten ausgebildet sein. Letztere haben dabei erkennbar eine Siebfunktion, mit denen der übernommene Wasseranteil verringert werden kann.
Die genannten Förderelemente können jedoch auch ungleichförmig angetriebene Glieder von Kurvengetrieben, wie beispielsweise Kurbelschwingen oder Schubschwingen, sein.
Zum weiteren Reduzieren des abzupumpenden Wasseranteils ist es möglich, den Bereich des Einlauftrichters unmittelbar hinter dem Überlauf als Sieb oder Rost auszubilden, so daß ein Teil des übernommenen Wassers gleich wieder abfließen kann, wenn die Verunreinigungen eine klumpenartige Form haben. Auch hierfür ist es wieder erforderlich, den Uberlauf oberhalb der Wasseroberfläche ein zustellen.
Es wird nur in den seltensten Fällen gunstig sein, den Einlauftrichter selber als Sammelbehälter für die Verunreinigungen vorzusehen, da hierdurch die Kapazität außerordentlich beschränkt wird. Es wird daher vorgeschlagen, den tiefsten Teil des Einlauftrichters mit einer Fördervorrichtung zu verbinden, von der aus die Verunreinigungen vorzugsweise zunächst zum Schwimmkörper hin und anschließend in Sammel- oder Transportfahrzeuge bzw.
-behälter zu pumpen, die je nach Standort der Vorrichtung als Schiffskörper ausgebildet sein können oder sich auch bereits an Land befinden können. Die mit dem unteren Teil des Einlauftrichters verbundene Fördervorrichtung kann eine Kreiselpumpe, eine Kolbenpumpe oder eine Förderschnecke wnfassen, an die die entsprechenden Leitwigsführungen und Auffangbehälter' anschließbar sind.
Auch für die Höhenverstellung des Einlauftrichters gegenüber dem Schwimmkörper, der eine hiervon unbeeinflußte stabile Schwinmlage hat, sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, von denen als besonders bevorzugt vertikale Führungen, einfache Schwenkachsen oder parallele doppelte Anlenkhebel erscheinen. Die Verstellung kann dabei z.B. mechanisch über Zahnstangen-oder Spindelantriebe erfolgen, oder aber auch pneumatisch oder hydraulisch mit entsprechenden Stellzylindern. Eine günstige Alternative besteht auch darin, einen besonderen Auftriebskörper für den Einlauftrichter vorzusehen, der wahlweise geflutet oder leergepumpt werden kann.
Um die Möglichkeit zu schaffen, einen vergrößerten horizontalen Auffangtrichter mit der Auffangvorrichtung auszubilden, ist es erforderlich, besondere Befestigungsmittel vorzusehen, mit denen Schwimmbarrieren zu beiden Seiten des Überlaufes angelenkt werden können.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vorrichtung in der Weise eingesetzt, daß sie mit zwei langgestreckten Schwimmbarrieren aneinandergekuppelt wird, die ein V miteinander bilden, in dessen Scheitel sich die entsprechend angepaßte Aufnahmevorrichtung befindet. Die Vorrichtung und die Schwimmbarrieren sind hierbei derart dicht aneinanderzukuppeln, daß ein geschlossener horizontaler Auffangtrichter entsteht. Bevorzugt sind Schiffsrümpfe als Schwimmbarrieren geeignet, die zugleich als Auffangbehälter für die aus dem Einlauftrichter abgepumpten Verunreinigungen dienen können. Der horizontale Auffangtrichter verhindert ein Ausbreiten der Verunreinigungen und führt zu einer gewissen Beruhigung der Gewässeroberfläche im Bereich des Überlaufes.
Eine erhöhte Wirkung des Auffangtrichters läßt sich dadurch herbeiführen, daß die Schwimmbarrieren, d.h.
insbesondere die Schiffskörper, so verankert werden, daß die Öffnung des Winkels zur Strömung bzw. Windrichtung oder Wellenrichtung hin gerichtet ist, wodurch ein sich verengender Strömungskanal gebildet wird, in den die Verunreinigungen hineingeschoben werden. Hierdurch ist die Stärke der Oberflächenschicht im Bereich des Überlaufes erhöht, so daß bei oberhalb der Wasseroberfläche liegendem Uberlauf fast ausschließlich Verunreinigungen in den Einlauftrichter gelangen und der unerwUnschte Wasseranteil gering ist. Ein alternatives Verfahren mit im wesentlichen gleicher Wirkungsweise besteht darin, mit den einen Winkel bildenden Schiffskörpern durch das Gewässer den Verunreinigungen entgegenzufahren. Auch in dieser Weise wird wiederum ein horizontaler Strömungskanal ausgebildet, der sich zur Aufnahmevorrichtung hin verengt.
Um den Auffangtrichter zu vergrößern oder um beispielsweise noch nicht verunreinigte Teile eines Gewässers abzuschirmen, wird insbesondere vorgeschlagen, entweder jeden der beiden Schenkel des horizontalen Auffangtrichters durch mehrere aneinandergereihte Schwimrnbarrieren zu bilden oder aber eine Kette von einzelnen Trichtern mit jeweils einer Auffangvorrichtung im Scheitel zu bilden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie eine Darstellung der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen abgebildet.
Figur 1 zeigt eine Auffangvorrichtung mit einer Kreiselpumpe in der Fördervorrichtung und radialen Zinken als Förderelemente.
Figur 2 zeigt eine Auffangvorrichtung mit einem Schneckenförderer und einer Rippenwalze als Förderelemente.
Figur 3 zeigt eine Auffangvorrichtung mit einer Kolbenpumpe in der Fördervorrichtung und einer rotierenden Bürste als Förderelemente.
Figur 4 zeigt die Verbindung der Auffangvorrichtung mit zwei Schwimmbarrieren.
Sich entsprechende Teile sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen.
In Figur 1 ist ein Schwimmkörper 1 und ein Einlauftrichter 2 gezeigt, die miteinander verbunden sind.
Der Schwimmkörper 1 weist Auftriebskörper 19 und eine Plattform 20 auf, die mit einem Geländer 21 versehen ist. An der Plattform sind zwei horizontale Führungen 15 befestigt, in denen Gleitsteine 22 laufen, die mit dem Einlauftrichter 2 verbunden sind. Die Führungen 15 weisen jeweils zugeordnete Antriebsmittel 23 auf, mit denen eine Verschiebung der Gleitsteine 22 und damit eine Höhenverstellung des Einlauftrichters 2 bewirkt werden kann. Der Einlauftrichter 2 hat einen Uberlauf 3 mit einer Kante 8, welche von Schlitzen 7 unterbrochen ist, durch welche an einer Welle 5 befestigte einzelne Zinken 6 hindurchtreten. Die übrigen Seiten des Einlauftrichters weisen erhöhte Ränder 4 auf. Am Boden des Einlauftrichters befindet sich eine Öffnung 24, die den Einlauf zu einer Kreiselpumpe 12 bildet. Diese ist mit einer Förderleitung 25 verbunden, über welche die aufgenommenen Verunreinigungen abgepumpt werden.
Bei weitgehender Übereinstimmung mit Figur 1 unterscheidet sich Figur 2 dadurch, daß die dargestellte Ausführung der Aufnahmevorrichtung am Überlauf 3 einen mit der Welle 5 verbundenen Walzenkörper 9 aufweist, der einzelne Längsrippen 10 trägt. Weiterhin ist zum Abtransport der vom Einlauftrichter aufgenommenen Verunreinigungen eine schräg verlaufende Förderschnecke 13 gezeigt.
Figur 3 zeigt abermals eine abweichende Ausführung,nach der am Überlauf auf der Welle 5 angeordnete rotierende Bürsten 11 vorgesehen sind. Weiterhin ist im tiefsten Teil des Einlauftrichters 2 eine horizontal arbeitende Kolbenpumpe 14 vorgesehen, an die sich wiederum eine Förderleitung 25 zum Abpumpen der aufgenommenen Verunreinigungen anschließt.
Figur 4 stellt dar, wie die im Grundriß bevorzugt tricllterförmige Aufnahmevorrichtung 21 mit zwei als Schiffskörper ausgebildeten Schwimmbarrieren 1G und 17 zu einem horizontalen Auffangtrichter 18 verbunden ist.
Die Förderleitung 25 ist hierbei über einen Rohrkrümmer 26 mit einer Aufnahmevorrichtung 27 am Schiffskörper verbunden. Somit dienen die Schiffskörper zugleich als Auffangbehälter für die aufgenommenen Verunreinigungen.
Die gestrichelte Mittelachse des ausgebildeten Winkels zeigt die Richtung an, in der die Schiffskörper in Richtung zum Betrachter hin angetrieben werden sollen bzw. in der bei einer Verankerung der Si iffskörper sich Wind bzw. Wellen bzw. Strömung oder eine geeignete Resultierende ihrer Verläufe befinden sollen.

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zum Aufnehmen von auf Gewässeroberflächen schwimmenden Verunreinigungen, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Schwimmkörper (1) mit im wesentlichen stabiler Schwimmlage und einen relativ hierzu höhenverstellbaren, nach unten zulaufenden Binlauftrichter (2) mit einem Überlauf (3) im Bereich der Wasseroberfläche.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauftrichter (2) einen geraden Uberlauf (3) und im übrigen demgegenüber erhöhte Ränder (4) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Uberlauf (3) des Einlauftrichters (2) eine durchgehende feste Kante (8) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Überlauf (3) angetriebene, sich zum Einlauftrichter (2) hin bewegende Förderelemente aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Förderelemente an einer horizontalen rotierenden Welle (5) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderelemente als einzelne radiale Zinken (6) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderelemente als an einer Welle (5) oder an einem Walzenkörper (9) angeordnete radiale Längsrippen (10) ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderelemente als an einer Welle (5) oder an einem Walzenkörper (9) angeordnete radiale Bürsten (11) ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderelemente durch Schlitze (7) in der Kante (8) des Uberlaufs (3) des Einlauftrichters (2) hindurchtreten.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der sich an den Uberlauf (3) anschließende Teil des Einlauftrichters (2) als Sieb oder Rost ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Fördervorrichtung mit dem tiefsten Teil des Einlauftrichters (2) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß die Fördervorrichtung eine Kreiselpumpe (12) umfaßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Fördervorrichtung eine Förderschnecke (13) umfaßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch II, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Fördervorrichtung eine Kolbenpumpe (14) umfaßt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauftrichter (2) in vertikalen Führungen (15) des Schwimmkörpers (1) höhenverstellbar angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauftrichter (2) um eine dem Uberlauf (3) gegenüberliegende zu diesem parallele Achse verschwenkbar am Schwimmkörper (1) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauftrichter (2) mittels gleich langer paralleler Doppellenkhebel am Schwimmkörper (1) angelenkt ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauf-trichter (2) mit mechanischen oder hydraulischen oder pneumatischen Antriebsmitteln höhenverstellbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlauftrichter (2) mittels eigener zu flutender Auftriebskörper höhenverstellbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Befestigungsmittel für zwei zu beiden Seiten des Uberlaufs (3) anlenkbare Schwimmbarrieren (16, 17) zur Ausbildung eines horizontalen Auffangtrichters (18).
21. Verfahren zum Aufnehmen von auf Gewässeroberflächen schwimmenden Verunreinigungen mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (21) mit zwei Schwimmbarrieren (16, 17), insbesondere Schiffsrümpfen, verbunden wird, die miteinander einen Winkel bilden, in dessen Scheitel sich die Vorrichtung (21) befindet.
22. Verfahren nach Anspruch 21, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (21) mit den Schwimmbarrieren (16, 17) mit der Öffnung des Winkels entgegen der Strömung und/oder der Windrichtung und/oder der Wellenrichtung in einem Gewässer verankert wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (21) mit den Schwimmbarrieren (16, 17) vorzugsweise mit der Öffnung des Winkels entgegen der Strömung und/ oder der Windrichtung und/oder der Wellenrichtung in einem Gewässer angetrieben wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (21) mit mehreren aneinande<~gereihten Schwimmbarrieren (16, 17) einen Auffangtrichter (18) mit verlängerten Schenkeln bildet.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere mit jeweils zumindest zwei Schwimmbarrieren (16, 17) verbundene Vorrichtungen (21) zu einer Kette von Auffangtrichtern (18) aneinander gekoppelt werden.