DE3873157T2

DE3873157T2 - Behandlung von oelhaltigem abwasser.

Info

Publication number: DE3873157T2
Application number: DE8888107268T
Authority: DE
Inventors: Gwilym Leslie Woodman
Original assignee: British Steel PLC
Current assignee: British Steel PLC
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-05-07
Also published as: ES2034008T3; GB2205091A; EP0290030A3; ATE78800T1; EP0290030B1; GB8710750D0; EP0290030A2; DE3873157D1; GR3005781T3; GB2205091B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung eines ölhaltigen Abwassers, und insbesondere auf die Spaltung oder Trennung von löslichem Altöl, welches aus industriellen Verfahren herrührt, um ein annehmbares ölfreies Wasser zu erzeugen, welches gefahrlos in Wasserläufe eingeleitet werden kann.
Bisher wurde ein Verfahren zum Abführen einer Altölemulsion aus industriellen Anlagen unter Benutzung eines Säure-"Kracking"-Verfahrens durchgeführt, wobei die Emulsion erhitzt und mit Schwefelsäure oder Salzsäure behandelt wurde. Dieses Verfahren ist jedoch in der Durchführung teuer, weil die Emulsion erhitzt werden muß und die Säure gekauft werden muß. Außerdem sind die öligen und wäßrigen Nebenströme, die dabei erzeugt werden, extrem sauer und müssen deshalb neutralisiert werden, wofür weitere Kosten aufgewandt werden müssen.
Ein weiteres Verfahren, welches beispielsweise in "Power" Vol. 129 Nr. 6, Juni 1985, beschrieben ist, benutzt eine wirksamere Lösung, indem ein Abwasser mit löslichem Öl in Flotationszellen mit gelöster Luft aufgespalten wird, nachdem eine Grobtrennung vorgenommen wurde. Zunächst wird den Zellen ein Flockungsmittel zugeführt, wobei jeder dieser Bestandteile gemäß dem bevorzugten Verfahren ein kationisches Polymer enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Behandlungsverfahren zu schaffen.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Spaltung eines löslichen ölhaltigen Abwassers, bei dem das Abwasser zunächst in einen Grobtrennungsapparat eingebracht und sodann mit einem Polyelektrolyt und einem Koagulierungsmittel gemischt wird, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Abwasser in aufeinanderfolgenden Stufen zuerst mit dem aus einem kationischen Polymer bestehenden Polyelektrolyt und anschließend mit dem aus einem anionischen Polymer bestehenden Koagulierungsmittel gemischt wird, wonach die gebildete ausgeflockte Öl/Wasser-Phase in einem gelöste Luft enthaltenden Flotationsapparat behandelt wird, wodurch die Öl- und Wasserfraktionen getrennt und zurückgewonnen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Flockierungsmittel ein kationisches Polymer und das Koagulierungsmittel ist ein anionisches Polymer, wodurch sich eine wirksamere Kombination als bisher ergibt, um eine Koaleszenz zu fördern und infolgedessen eine Trennung herbeizuführen.
Die Erfindung ist so ausgelegt, daß sie bei Umgebungstemperaturen arbeiten kann. Jedoch können die Behälter für die Mischstufen derart erhitzt werden, daß die Reaktion bei Temperaturen von beispielsweise 22 ºC bis 27 ºC stattfinden kann.
Ein Koagulierungsbehälter kann unmittelbar stromab der Mischstufen vorgesehen werden, damit die Mischung für eine Zeitdauer verweilen kann. Der Inhalt kann dabei einer langsamen Rührbewegung unterworfen werden. Ein statischer Klärbehälter kann dem Koagulierungsbehälter folgen, wo die zu trennende Mischung wiederum eine Zeitdauer verweilen kann, und das schwebende Öl wird so wiedergewonnen, um eine Reinigungs/Klär-Mischung für den gelöste Luft enthaltenden Flotationsapparat zu schaffen.
Vorzugsweise ist der Grobtrennapparat als geneigte und gewellte Trennplatte ausgebildet.
Ölkonzentrationen zwischen 0,1 % und 25 % im Abwasser können leicht gemäß der Erfindung behandelt werden, wonach im wesentlichen ölfreies Wasser (mit einem Ölgehalt in der Größenordnung von 0,01 %) erlangt werden kann. Durch eine weitere Verarbeitung durch ein "Polieren" kann dieser Ölgehalt weiter auf beispielsweise 0,003 % vermindert werden.
Der chemische Sauerstoffbedarf im Wasserlauf wird bei diesem stark gereinigten Abwasser auf einen beträchtlichen Faktor von (8) im Vergleich mit bisherigen Verfahren vermindert.
Der Polyelektrolyt ist ein kationisches Polymer mit niedrigem Molekulargewicht, dessen Funktion darin besteht, die im Abwasser sehr fein verteilten Öltröpfchen in größere Agglomerate zusammenfließen zu lassen, und in dieser Form können sie leicht von der wäßrigen Hauptphase getrennt werden.
Das Koagulierungsmittel (Flockierungsmittel) ist ein anionisches Polymer mit höherem Molekulargewicht, das die Wirkung des ionischen Polyelektrolyten dadurch verbessert, daß die erwähnten Agglomerate wachsen können, wodurch sie noch schneller von der wäßrigen Phase getrennt werden können.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben, die schematisch ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.
Im einzelnen wird ein Ölabwasser, beispielsweise von einem elektrischen Stahlbandwalzstuhl, z. B. eine Altölemulsion, zusammen mit einem unlöslichen Trampöl, beispielsweise Schmieröl, in einem isolierenden Aufnahmebehälter gesammelt, der bei 2 entlüftet ist und eine Auslaßöffnung 3 für abgesetzten Schlamm, Grieß usw. aufweist. Eine Pumpe 4 schwimmt auf der Oberfläche des Abwassers derart, daß sie von dem Schlamm gut getrennt ist und eine beträchtliche Ölkonzentration aufrechterhält. Sie pumpt das Abwasser auf einen geneigten Plattenseparator 5. Wie bei dem Behälter 1 besitzt dieser Separator eine Schlammabführöffnung 6, aber der Hauptbestandteil liegt in Reihe mit geneigten geschlossenen, im Abstand zueinander angeordneten gewellten Platten 7. Der unlösliche (schwarze) Ölgehalt wird von der Unterseite dieser Platten abgefangen, deren Partikel (z. B. > 85 Mikron) nach den Wellenbergen der Wellungen strömen und oben als größere Tropfen freigegeben werden, die auf der Oberfläche schwimmen und über einen Abzug 8 entfernt werden, nachdem sie über einen hin- und hergehenden Kratzschieber 9 überführt wurden. Die "saubere" Ölemulsion sammelt sich in einem abgeschirmten Bereich 10, und diese Emulsion wird durch Schwerkraft über eine Ölüberwachungsstufe 11 und eine Leitung 12 nach dem ersten von zwei chemischen Dosierungsbehältern 13, 14 überführt, die Hochgeschwindigkeitsrührer 15 bzw. 16 aufweisen.
Ein Polyelektrolyt, der mit so viel Wasser vermischt ist, daß die erforderliche Konzentration zustande kommt, wird in den Behälter 13 durch eine Dosierungspumpe 17 eingeführt, und der vermischte Inhalt strömt nach dem benachbarten Tank 14, in dem eine weitere Dosierung der Polyelektrolyt/Wasser- Lösung über eine Pumpe 18 eingeführt wird, um eine Trimmung zu bewirken; außerdem wird ein Koagulierungsmittel, welches ebenfalls mit Wasser vermischt ist, hier über eine Pumpe 19 eingeführt, und diese Pumpe kann als peristaltische Pumpe ausgebildet sein.
Die flüssige Mischung strömt unter Schwerkraft aus dem Behälter 14, um sich im Behälter 20 abzusetzen, der Rührer 21 besitzt, die mit geringer Drehzahl umlaufen, um das Koagulieren und das Ausflocken des getrennten Öls zu bewirken. Von hier strömt die Flüssigkeit nach einem statischen Klärbehälter 22, wo während einer weiteren Zeitdauer eine Flockenbildung erfolgt, und ein hin- und hergehender Kratzschieber 23 ist hier angeordnet, um die angesammelte Ölfraktion über die Leitung 24 abzuziehen.
Die klarere Flüssigkeit, die sich um den Umfang dieses Behälters sammelt, wird in den ersten von zwei Flotationsstufen 25, 26 für die gelöste Luft abgezogen, die in Reihe geschaltet sind. Diese beschleunigen die Trennung der Ölflocken aus der eintretenden Mischung und arbeiten durch Recycling eines Anteils von etwa 10 % des "sauberen" Wassers, das bei 27 abgezapft wird, und es wird Luft darin unter Druck in einer Kompressoreinheit 28 gelöst, und diese luftgesättigte Flüssigkeit wird dann über Düsen 29, 30 eingespritzt. Die Mikroblasen, die aus diesen Düsen austreten, haften an der Ölwolke an, die sich auf der Oberfläche bildet - im typischen Fall 10 % Öl und 45 % jeweils von Wasser und Luft -, und werden periodisch nach den Abzugsleitungen 31, 32 abgekratzt. Der saubere Wasserausgang der zweiten Flotationsstufe 26 für die gelöste Luft wird über einen Monitor 34 einer Endablaß-Abzugsleitung 33 zugeführt.
Dieser Monitor und der bei 11 angeordnete Monitor werden benutzt, um die Dosierungsrate der Chemikalien in die Behälter 13, 14 hinein zu überwachen. Ohne diese Anpassung würde eine Unterdosierung die Emulsion nicht voll destabilisieren, während eine Überdosierung diese restabilisieren würde.
Dadurch, daß als Polyelektrolyt das kationische Polymer EM 470 FP benutzt wird (dieses basiert auf einem Mischpolymerisat von Acrylamid und quarternisiertem kationischem Monomer; Molekulargewicht etwa 2 x 10&sup6;), welches als Emulsion bereitet wurde - 48 % aktiver Gehalt -, und dadurch, daß als Koagulierungsmittel ein flüssiges anionisches Polymer EA 300 benutzt wird (basierend auf einem Mischpolymerisat aus Acrylamid und Natriumacrylat; Molekulargewicht etwa 13 x 10&sup6;; 0,1 % aktiv), kann das Wasser, welches bei 33 abgegeben wird, leicht auf einen Ölpegel gebracht werden, der nur etwa 0,01 % beträgt. Strömungsraten in der Größenordnung von 8 Kubikmeter pro Stunde wurden erfolgreich behandelt.
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit dem speziellen dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist jedoch klar, daß zahlreiche Abwandlungen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können weitere Absetzbehälter oder spulenförmige Behälter eingesetzt werden, um die Trennung und Klärung zu verbessern, und es können, wie erwähnt, Heizeinrichtungen in den Dosierungsbehältern eingesetzt werden, um die Reaktion zu beschleunigen. Außerdem können andere Polyelektrolyte und Koagulierungsmittel neben jenen benutzt werden, die speziell erwähnt worden sind.

Claims

1. Verfahren zur Spaltung eines löslichen ölhaltigen Abwassers, bei dem das Abwasser zunächst in einen Grobtrennungsapparat eingebracht und sodann mit einem Polyelektrolyt und einem Koagulierungsmittel gemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Abwasser in aufeinanderfolgenden Stufen zuerst mit dem aus einem kationischen Polymer 13 bestehenden Polyelektrolyt und anschließend mit dem aus einem anionischen Polymer bestehenden Koagulierungsmittel gemischt wird, wonach die gebildete ausgeflockte Öl-Wasser-Phase in einem gelöste Luft enthaltenden Flotationsapparat 25, 26 behandelt wird, wodurch die Öl- und Wasserfraktionen getrennt und zurückgewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsstufen in mit Heizungen ausgestatteten Behältern erfolgen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerbehälter 20, 22 für die koagulierte Mischung vorgesehen sind, wodurch Verweilzeiten für jene Mischung und das auszuschleusende Trenn(Schwebe)-Öl vor der Behandlung des Rückstands in dem gelöste Luft enthaltenden Flotationsapparat ermöglicht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß luftgesättigtes Wasser in den Flotationsapparat durch mehrere Düsen 29, 30 eingespritzt wird, wodurch eine aufsteigende Wolke von Mikroblasen entsteht, deren Wirkung darin besteht, daß die Ölflocken zur Oberfläche schweben, wo sie einen Ölschaum bilden, der sich entfernen läßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinheitskontrollvorrichtung 34 am Wasserablauf aus dem gelöste Luft enthaltenden Flotationsapparat vorgesehen ist, wodurch die Zufuhrrate des Polyelektrolyten und Koagulierungsmittels reguliert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Polymere auf einem Copolymeren aus Acrylamid und einem quarternisierten kationischen Monomeren beruht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Koagulierungsmittel auf einem Copolymeren aus Acrylamid und Natriumacrylat in flüssiger oder Pulverform beruht.