DE4300438C1 - Method and device for separating oil / water mixtures - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Öl/Wasser- Gemischen mit Hilfe von Membranen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß können sowohl Öl- in-Wasser-Emulsionen als auch Wasser-in-Öl-Emulsionen gespalten werden.The invention relates to a method for separating oil / water Mixing with the help of membranes and a device for Execution of the procedure. According to the invention, both oil split in water emulsions as well as water-in-oil emulsions become.
Die Erfindung ist anwendbar im Umweltschutz, im Maschinenbau, in der chemischen Industrie, der Lebensmittelindustrie oder im verarbeitenden Gewerbe z. B. bei der Aufarbeitung von mit Öl verschmutztem Wasser nach Havarien, von Kühlschmiermittel- oder anderen Emulsionen, Öl/Wasser-Gemischen aus Produktionsprozessen, Waschwasser aus der Oberflächenreinigung u. a.The invention is applicable in environmental protection, in mechanical engineering, in the chemical industry, the food industry or in manufacturing z. B. when working with oil polluted water after accidents, from coolant or other emulsions, oil / water mixtures Production processes, wash water from surface cleaning u. a.
Es ist bekannt, Öl-in-Wasser-Emulsionen an hydrophilen Membranen und Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsionen an hydrophoben Membranen durch Ultra- oder Mikrofiltration sowie Pervaporation zu trennen.It is known to use oil-in-water emulsions on hydrophilic membranes and oil-in-water or water-in-oil emulsions on hydrophobic Membranes through ultra or microfiltration as well as pervaporation to separate.
Wird bei der Aufkonzentrierung der häufig vorkommenden Öl-in- Wasser-Emulsionen mit geringen Ölgehalten an hydrophilen Membranen, eine Öl-Konzentration von 30-50% erreicht, kommt jedoch die Entwässerung nahezu zum Erliegen, obwohl hydrophile Membranen für Wasser zunächst gut durchlässig sind. Bei dieser Konzentration schlägt nämlich die Emulsion in eine Wasser-in-Öl- Emulsion um, bei der Wassertröpfchen in Öl vorliegen und keine zusammenhängende Wasserphase für den Transport durch die hydrophile Membran mehr vorhanden ist.Is the concentration of the frequently occurring oil-in Water emulsions with low oil content of hydrophilic Membranes, an oil concentration of 30-50% is reached however, drainage almost stopped, although hydrophilic Membranes are initially well permeable to water. At this Concentration hits the emulsion in a water-in-oil Emulsion around, with water droplets in oil and none contiguous water phase for the transport through the hydrophilic membrane is more present.
In Abhängigkeit von der Belastung der Emulsion muß das Konzentrat in der Regel als Sondermüll entsorgt werden. Bei Wassergehalten von 50 bis 70% sind die Entsorgungskosten entsprechend hoch.Depending on the load on the emulsion, the Concentrate is usually disposed of as special waste. At Water content of 50 to 70% is the disposal cost correspondingly high.
Um den Wassergehalt weiter senken zu können, wird nach DE-C2 34 36 944 vorgeschlagen, die Emulsion bei Temperaturen von bis zu 100°C mit einer Seite der Membran in Kontakt zu bringen und auf der anderen Seite der Membran, der Permeatseite, einen Wasserdampfpartialdruck aufrechtzuerhalten, der geringer ist als der der Emulsionstemperatur zugehörende Wasserdampfdruck und den durch die Membran permeierenden Wasserdampf zum Beispiel durch Anlegen eines Vakuums abzuziehen.In order to further reduce the water content, according to DE-C2 34 36 944 suggested the emulsion at temperatures up to 100 ° C with one side of the membrane in contact and on the other side of the membrane, the permeate side, one Maintain water vapor partial pressure that is less than the water vapor pressure associated with the emulsion temperature and the water vapor permeating through the membrane, for example Apply a vacuum.
Zur Anwendung gelangt eine hydrophile Porenmembran zum Beispiel aus einem aromatischen oder aromatisch-aliphatischen Polyamid mit einer Porengröße von 10⁻6-10⁻3 mm (0,001-1 µm). Nachteilig ist der erhöhte Energieaufwand zur Durchführung des Verfahrens und eine Begrenzung in der Absenkung des Wassergehaltes auf höchstens 10%.A hydrophilic pore membrane is used, for example made of an aromatic or aromatic-aliphatic polyamide with a pore size of 10⁻ 6 -10⁻ 3 mm (0.001-1 µm). Disadvantages are the increased energy expenditure for carrying out the method and a limitation in the reduction of the water content to a maximum of 10%.
Nach DE GM 92 02 643.5 ist es bekannt, mit einem Skimmer das aufschwimmende Öl aus einem Beruhigungstank, in den das Konzentrat zurückgeführt wird, zu entfernen. Nachteilig sind der zusätzliche apparative Aufwand und der damit verbundene Raumbedarf der Anlage.According to DE GM 92 02 643.5 it is known to use a skimmer floating oil from a calming tank, into which the Concentrate is returned to remove. Disadvantages are the additional outlay in terms of equipment and the result connected space requirements of the system.
Nach der DE-C2 29 00 764 wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Öl sowohl aus einer Öl-in-Wasser- als auch aus einer Wasser- in-Öl-Emulsion an hydrophoben Membranen beschrieben. Danach wird die Emulsion bei einem Druck von 0,1-1 MPa und einer Temperatur, die um mindestens 10°C unterhalb des niedrigeren Siedepunktes des Öls oder der nicht-öligen Flüssigkeit, jedoch im Bereich von 35-90°C liegt, mit der Oberfläche einer speziellen porösen Membran in Berührung gebracht, deren Oberfläche eine kritische Oberflächenspannung von mindestens 20 dyn/cm und weniger als 35 dyn/cm aufweist, wobei der mittlere Porendurchmesser 3*10⁻5-5*10⁻3 mm (0,03-5 µm) beträgt. Dabei soll lediglich das Öl durch die Membran permeieren, so daß eine hohe Selektivität und ein guter Öldurchsatz erhalten werden sollen.According to DE-C2 29 00 764, a process for the recovery of oil from both an oil-in-water and a water-in-oil emulsion on hydrophobic membranes is described. Thereafter, the emulsion at a pressure of 0.1-1 MPa and a temperature which is at least 10 ° C below the lower boiling point of the oil or the non-oily liquid, but in the range of 35-90 ° C, with the Brought into contact with the surface of a special porous membrane, the surface of which has a critical surface tension of at least 20 dynes / cm and less than 35 dynes / cm, the mean pore diameter being 3 * 10⁻ 5 -5 * 10⁻ 3 mm (0.03- 5 µm). Only the oil should permeate through the membrane, so that a high selectivity and a good oil throughput should be obtained.
Die Membranen können aus den Hauptkomponenten Polyethylen, Polypropylen, halogeniertes Polyethylen mit mindestens einem Fluoratom, halogeniertes Polypropylen mit mindestens einem Fluoratom, Polycarbonat oder Polyphenylenoxid, sowie aus einem binären oder ternären Copolymerisat von Ethylen, Propylen oder Tetrafluorethylen bestehen.The membranes can be made from the main components polyethylene, Polypropylene, halogenated polyethylene with at least one Fluorine atom, halogenated polypropylene with at least one Fluorine atom, polycarbonate or polyphenylene oxide, and from one binary or ternary copolymer of ethylene, propylene or Tetrafluoroethylene exist.
Nachteilig ist, daß der Teilchenradius der in der Emulsion dispergierten Teilchen 10⁻4-5*10⁻2 mm (0,1-50 µm) betragen muß und andernfalls eine Vorbehandlung der Emulsion erforderlich wird.A disadvantage is that the particle radius of the dispersed particles in the emulsion 10⁻ 4 -5 * 10⁻ 2 mm (0.1-50 microns) must be and otherwise, a pre-treatment of the emulsion is required.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht allgemein darin, einen hohen Anteil der Bestandteile von zu entsorgenden Öl/Wasser-Gemischen zu recyceln und dadurch die Entsorgungskosten zu senken.The aim of the present invention is generally to a high proportion of the components to be disposed of Recycle oil / water mixtures and thereby the Reduce disposal costs.
Unter Beibehaltung dieser Zielstellung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Membrantrennverfahren für Öl/Wasser- Gemische und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die es gestatten, mit geringem apparativen Aufwand Öl/Wasser-Gemische in ihre Bestandteile zu zerlegen unabhängig davon ob sie als Öl-in-Wasser- oder als Wasser-in-Öl-Emulsionen vorliegen ohne die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile.While maintaining this objective, the invention is the Task based on a membrane separation process for oil / water Mixtures and an apparatus for performing the method create that allow it with little equipment Disassemble oil / water mixtures into their constituent parts independently whether they are oil-in-water or water-in-oil emulsions are present without those known from the prior art Disadvantage.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach dem Crossflow- Verfahren durch Verwendung einer hydrophilen und einer hydrophoben Membran dem Öl/Wasser-Gemisch gleichzeitig aber separat sowohl Wasser als auch Öl entzogen werden.The task is solved in that after the crossflow Method using a hydrophilic and a hydrophobic membrane the oil / water mixture at the same time both water and oil are removed separately.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß es möglich ist, ein Öl/Wasser-Gemisch vollständig aufzuspalten, wenn man einen Retentatkreislauf nach dem Crossflow-Prinzip sowohl über hydrophile als auch hydrophobe Membranen führt und die Permeatströme an der hydrophilen und an der hydrophoben Membran getrennt ableitet.Surprisingly, it was found that it is possible to use a Splitting the oil / water mixture completely when you have one Retentate cycle according to the crossflow principle both over leads hydrophilic as well as hydrophobic membranes and the Permeate flows on the hydrophilic and on the hydrophobic membrane derives separately.
Dabei zeigt sich, daß nach einer ersten Filtrationsphase eine anlagenbedingte konstante Ölkonzentration im Retentat erreicht wird. Geht man von einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit geringem Ölgehalt aus, permeiert in der ersten Filtrationsphase überwiegend Wasser durch die hydrophile Membran bis die konstante Ölkonzentration im Retentat erreicht ist. Geht man von einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit einem geringen Wassergehalt aus, permeiert in der ersten Filtrationsphase überwiegend Öl durch die hydrophobe Membran bis die konstante Ölkonzentration im Retentat erreicht ist.It shows that after a first filtration phase Plant-related constant oil concentration in the retentate reached becomes. Assuming an oil-in-water emulsion with little Oil content off, permeated in the first filtration phase predominantly water through the hydrophilic membrane constant oil concentration in the retentate is reached. If you assume a water-in-oil emulsion with a low water content, In the first filtration phase, oil mostly permeates through the hydrophobic membrane until the constant oil concentration in the retentate is reached.
Bei der Aufarbeitung tensidhaltiger Emulsionen erfolgt in Abhängigkeit vom Ölgehalt und der Oberflächenspannung in der Regel zu Beginn der Filtration auch eine Permeation der wäßrigen Phase durch die hydrophobe Membran. Mit fortschreitender Filtration nimmt jedoch der Ölgehalt der an der hydrophoben Membran permeierenden Phase stark zu, und es bildet sich eine reine Ölphase aus. Durch eine entsprechende Regeleinrichtung kann bis zum Durchbruch der reinen Ölphase die tensidhaltige wäßrige Phase von der hydrophoben Membran gesondert abgeleitet oder in den Retentatkreislauf zurückgeführt werden.When processing surfactant-containing emulsions in Dependence on the oil content and the surface tension in the As a rule, permeation also begins at the start of filtration aqueous phase through the hydrophobic membrane. With As the filtration progresses, however, the oil content of the hydrophobic membrane permeating phase strongly, and it forms a pure oil phase. By an appropriate Control device can until the breakthrough of the pure oil phase aqueous phase containing surfactant from the hydrophobic membrane derived separately or returned to the retentate cycle become.
Zur Durchführung des Verfahrens kann man zwei Modultypen verwenden.Two types of modules can be used to carry out the method use.
- a) Module, von denen die einen nur hydrophile und die anderen nur hydrophobe Membranen besitzen.a) Modules, some of which are only hydrophilic and the others only have hydrophobic membranes.
Im diesem Fall werden Module, die nur hydrophile Membranen besitzen, mit Modulen, die nur hydrophobe Membranen besitzen, parallel oder in Reihe in den Kreislauf einer Crossflow-Anlage geschaltet.In this case, modules that are only hydrophilic membranes with modules that only have hydrophobic membranes, parallel or in series in the circuit of a crossflow system switched.
- b) Module, die in einer Einheit sowohl hydrophile und als auch hydrophobe Membranen mit separaten Permeatableitungen besitzen. Die Membranen können im Modul alternierend oder auch so angeordnet werden, daß zunächst die hydrophilen (oder hydrophoben) Membranen und danach die hydrophoben (oder hydrophilen) Membranen überströmt werden.b) Modules that are both hydrophilic and also in one unit Have hydrophobic membranes with separate permeate discharges. The membranes can alternate in the module or so be arranged so that the hydrophilic (or hydrophobic) membranes and then the hydrophobic (or hydrophilic) membranes are flooded.
Für die konkrete Ausgestaltung der Module kommen alle für Crossflow-Module bekannten Bauformen wie z. B. Cassetten-, Plated and Frame- oder Wickelmodule sowie Flach-, Rohr-, Hohlfaser und Kapillarmembran-Module in Betracht. Everyone is responsible for the specific design of the modules Crossflow modules known designs such. B. Cassette, Plated and frame or winding modules as well as flat, tubular, hollow fiber and Capillary membrane modules into consideration.
Das Verfahren kann als Batch-Prozeß oder kontinuierlich durchgeführt werden. Zur kontinuierlichen Durchführung wird ein im Produktionsprozeß anfallendes und zu entsorgendes Öl/Wasser- Gemisch einem Vorratsgefäß zugeführt. Durch geeignete Steuerung der Permeatausgänge oder durch entsprechende Dimensionierung der Membranflächen kann ein stationärer Betriebszustand der Crossflow-Anlage eingestellt und aufrechterhalten werden. Zugehörige Meß- und Regeleinrichtungen sind dem Fachmann geläufig.The process can be a batch process or continuous be performed. For continuous execution, a Oil / water generated and disposed of in the production process Mixture fed to a storage vessel. By suitable control of the permeate outputs or by appropriate dimensioning of the Membrane surfaces can be a steady state of operation Crossflow system can be set and maintained. Associated measuring and control devices are the expert common.
Die Erfindung hat folgende Vorteile. Die Aufarbeitung von Emulsionen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht auf bestimmte Emulsionstypen beschränkt, sondern es sind sowohl Öl-in-Wasser- als auch Wasser-in-Öl- Emulsionen einsetzbar. Gleichfalls sind das Verfahren und die Vorrichtung anwendbar auf andere Zwei-Phasen-Gemische, die sich wie die vorstehend beschriebenen Emulsionen mit derartigen hydrophil/hydrophoben Membranen trennen lassen, wie flüssig/flüssig-Systeme (z. B. Benzin-Wasser-Gemische) und Gas/Wasser-Systeme (z. B. Schäume).The invention has the following advantages. The processing of emulsions with the invention Process is not limited to certain emulsion types, it's both oil-in-water and water-in-oil Emulsions can be used. Likewise, the procedure and the Device applicable to other two-phase mixtures that are like the emulsions described above with such Have hydrophilic / hydrophobic membranes separated, such as liquid / liquid systems (e.g. gasoline-water mixtures) and Gas / water systems (e.g. foams).
Die Permeatströme (Wasserphase und Ölphase) fallen mit hoher Reinheit an, die umweltgerecht und kostengünstig entsorgt werden können. Das reine Öl kann wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden. Das Wasser kann ohne Umweltbeeinträchtigungen als Abwasser abgeleitet oder als Brauchwasser weiterverwendet werden. Sein Ölgehalt liegt unter 1 ppm.The permeate flows (water phase and oil phase) decrease with high Purity that can be disposed of in an environmentally friendly and cost-effective manner can. The pure oil can be returned to the production cycle to be led back. The water can be without Environmental pollution derived as wastewater or as Process water can be used again. Its oil content is less than 1 ppm.
Das Verfahren besitzt eine hohe Durchsatzleistung. Da die Konzentration an für die hydrophile Membran verblockend wirkender Ölphase im Retentat gering gehalten wird, ist der wäßrige Permeatfluß hoch.The process has a high throughput. Since the Concentration of blocking for the hydrophilic membrane acting oil phase in the retentate is kept low aqueous permeate flow high.
Der Energieeintrag durch die Umwälzpumpe bleibt gering, weil die Viskosität des Retentats bei konstantem Ölgehalt unverändert bleibt und bei sinkendem Ölgehalt im Verlaufe der Verfahrensdurchführung abnimmt.The energy input through the circulation pump remains low because of the Retentate viscosity unchanged at constant oil content remains and with decreasing oil content in the course of Procedure execution decreases.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und mit Hilfe von Beispielen weiter beschrieben. The invention is described below with reference to the Drawings and further described with the help of examples.
Fig. 1 zeigt das Fließschema einer erfindungsgemäßen Crossflow- Anlage. Fig. 1 shows the flow diagram of a crossflow plant according to the invention.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen schematisch Axialschnitte durch erfindungsgemäße Module. Fig. 2 and Fig. 3 schematically show axial sections through the invention modules.
Fig. 4 zeigt eine Abwicklung von Membrantaschen für Wickelmodule. Fig. 4 shows a development of membrane pockets for winding modules.
Fig. 5 zeigt den Wasser- und Öl-Flux einer Emulsionsspaltung nach Beispiel 1. Fig. 5 shows the water and oil Flux shows a demulsification of Example 1.
Fig. 6 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Emulsionsspaltung mit hydrophobem/hydrophilem Membran-Modul. Fig. 6 shows the time course of demulsification with hydrophobic / hydrophilic membrane module.
Das in Fig. 1 dargestellte Fließschema einer erfindungsgemäßen Crossflow-Anlage zur Trennung von Öl/Wasser-Gemischen zeigt, daß das Öl/Wasser-Gemisch aus dem Vorratsgefäß 1 mit Hilfe einer Pumpe 2 tangential über das Crossflow-Modul 3 mit hydrophoben und hydrophilen Membranen gepumpt wird, wobei die Permeatströme getrennt als Ölphase 4 und Wasserphase 5 abgeleitet werden. Das Retentat 6 wird in das Vorratsgefäß zurückgeführt. Für eine kontinuierliche Prozeßführung kann zusätzlich ein Zulauf 7 für zu spaltendes Öl/Wasser-Gemisch, der in das Vorratsgefäß 1 mündet, vorgesehen werden.The flow diagram shown in Fig. 1 of a crossflow system according to the invention for the separation of oil / water mixtures shows that the oil / water mixture from the storage vessel 1 using a pump 2 tangentially via the crossflow module 3 with hydrophobic and hydrophilic membranes is pumped, the permeate streams being derived separately as oil phase 4 and water phase 5 . The retentate 6 is returned to the storage vessel. For continuous process control, an inlet 7 for the oil / water mixture to be split, which opens into the storage vessel 1 , can additionally be provided.
Auf die Darstellung der Meß- und Regeleinrichtungen, die dem Fachmann geläufig sind, wurde in der Darstellung der Fig. 1 verzichtet.The representation of FIG. 1 has been omitted from the representation of the measuring and control devices which are familiar to the person skilled in the art.
Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung stellt eine Variante eines erfindungsgemäßen Moduls 3 dar. Er besteht aus einem Eingang 8 für das Öl/Wasser-Gemisch mit entsprechenden Strömungsverteilern (nicht dargestellt), alternierend angeordneten hydrophoben 9 und hydrophilen 10 Membranen, die durch Überströmkanäle 11 mit geeigneten Spacern 12 (nicht dargestellt) von einander getrennt sind und separat angeordneten Ableitungen für die Permeatströme 4, 5. Dabei bedeuten 4 die Ableitungen für die Ölphase und 5 die Ableitungen für die Wasserphase. Die hydrophoben und hydrophilen Membranen 9, 10 sind in einer solchen Weise angeordnet, die eine Permeatableitung gestattet, z. B. Stütz- und Drainageplatten bedeckend, als Membrantaschen mit geeigneten Permeatsammlern 13 (nicht dargestellt). Das Retentat 6 wird nach den Überströmkanälen 11 in bekannter Weise gesammelt und in den Eingang 8 zurückgeführt (nicht dargestellt).The device shown in FIG. 2 represents a variant of a module 3 according to the invention. It consists of an inlet 8 for the oil / water mixture with corresponding flow distributors (not shown), alternately arranged hydrophobic 9 and hydrophilic 10 membranes which pass through overflow channels 11 are separated from one another with suitable spacers 12 (not shown) and separately arranged derivatives for the permeate streams 4 , 5 . 4 mean the derivations for the oil phase and 5 the derivations for the water phase. The hydrophobic and hydrophilic membranes 9 , 10 are arranged in such a way that permeate discharge, e.g. B. covering support and drainage plates, as membrane pockets with suitable permeate collectors 13 (not shown). The retentate 6 is collected after the overflow channels 11 in a known manner and returned to the inlet 8 (not shown).
In Fig. 3 ist eine mögliche Variante für Rohr-, Hohlfaser- oder Kapillarmodule 3 mit Retentatumkehr nach Überströmen der hydrophoben Membranen 9 dargestellt. Der Strömungsverlauf des Öl/Wasser-Gemisches wird durch Pfeile zum Ausdruck gebracht. FIG. 3 shows a possible variant for tubular, hollow fiber or capillary modules 3 with retentate reversal after overflow of the hydrophobic membranes 9 . The flow pattern of the oil / water mixture is shown by arrows.
In Fig. 4 ist die Abwicklung von Membrantaschen als eine der möglichen Varianten für Wickelmodule dargestellt, worin die an drei Seiten geschlossenen Membrantaschen aus jeweils hydrophoben Membranen 9 und jeweils hydrophilen Membranen 10 einen Permeatsammler 13 einschließen und mit ihrer offenen Seite so an das Zentralrohr 14 angebracht sind, daß über den Permeatsammler 13 der Permeatstrom über eine Perforierung 15 in das Zentralrohr abgeleitet wird. Das Zentralrohr besitzt eine sich über seine gesamte Länge erstreckende Sperrschicht 16, wodurch eine getrennte Ableitung der Ölphase 4 und der Wasserphase 5 ermöglicht wird. Die Membrantaschen sind im aufgewickelten Zustand durch einen Spacer 12 beabstandet, der so ausgebildet sein kann, daß optimale Überströmungsverhältnisse an den Membranoberflächen erreicht werden.In FIG. 4, the processing of membrane pockets as one of possible variants is shown for winding modules wherein the closed on three sides membrane bags Include each hydrophobic membranes 9 and are each hydrophilic membranes 10 has a permeate manifold 13 and mounted with their open side so to the central tube 14 are that the permeate stream is discharged via a perforation 15 into the central tube via the permeate collector 13 . The central tube has a barrier layer 16 extending over its entire length, which enables the oil phase 4 and the water phase 5 to be discharged separately. In the wound state, the membrane pockets are spaced apart by a spacer 12 , which can be designed in such a way that optimal overflow conditions are achieved on the membrane surfaces.
Eine Öl/Wasser-Emulsion aus 12 Liter RO-Wasser und 360 g Shell Comptella S 46 wurde in einer Crossflow-Anlage der Firma Sartorius AG (Deutschland) mit zwei in Reihe geschalteten Modulen (Sartocon II, Sartorius AG) in einer Batch- Verfahrensführung getrennt, die 0,7 m2 einer hydrophilen Cellulosetriacetat-Membran mit einem cut-off von 20 000 Dalton (SM 3021454907 E) und 0,7 m2 einer hydrophoben Polytetrafluorethylen-Membran mit einer Porengröße von 2*10⁻5 mm (0,02 µm) (SM 3021182007 E) enthielten. Die Arbeitstemperatur betrug 21°C. An oil / water emulsion consisting of 12 liters of RO water and 360 g of Shell Comptella S 46 was processed in a crossflow system from Sartorius AG (Germany) with two modules connected in series (Sartocon II, Sartorius AG) in a batch process separated, the 0.7 m 2 of a hydrophilic cellulose triacetate membrane with a cut-off of 20,000 daltons (SM 3021454907 E) and 0.7 m 2 of a hydrophobic polytetrafluoroethylene membrane with a pore size of 2 * 10⁻ 5 mm (0 , 02 µm) (SM 3021182007 E). The working temperature was 21 ° C.
Über die Pumpeneinstellung wurde die Crossflow-Anlage mit einem Eingangsdruck von 0,32 MPa angeströmt. Die Permeatausgänge bleiben während der Anströmphase geschlossen. Nachdem sich die Membranüberströmung konstant eingestellt hatte, wurden die Permeatausgänge für die Wasserphase und die Ölphase geöffnet. Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, fiel der Wasserflux innerhalb der ersten 12 Minuten von etwa 12 l/h*m2 auf etwa 7 l/h*m2 während sich ein annähernd konstanter Ölflux von 1,4 l/h*m2 einstellte. Nach etwa 16 Minuten beträgt der Restölgehalt im Retentat 1%. Von diesem Zeitpunkt an fällt der Ölflux ab und der Wasserflux steigt an (Fig. 5).The crossflow system was supplied with an inlet pressure of 0.32 MPa via the pump setting. The permeate outputs remain closed during the inflow phase. After the membrane overflow had become constant, the permeate outputs for the water phase and the oil phase were opened. As can be seen from Table 1, the water flux dropped from about 12 l / h * m 2 to about 7 l / h * m 2 within the first 12 minutes, while an almost constant oil flow of 1.4 l / h * m 2 was established . After about 16 minutes, the residual oil content in the retentate is 1%. From this point on, the oil flux drops and the water flux increases ( Fig. 5).
Durch die Abnahme der Viskosität der Emulsion während der Filtration sank der Eingangsdruck der Crossflow-Anlage auf 0,13 MPa ab.By decreasing the viscosity of the emulsion during the Filtration, the inlet pressure of the crossflow system dropped to 0.13 MPa.
Die Emulsion wurde bis auf das Arbeitsvolumen der Crossflow- Anlage gespalten. Der Ölgehalt sank von 2,91 Gew.-% auf 0,01 Gew.-% (Fig. 6).The emulsion was split up to the working volume of the crossflow system. The oil content decreased from 2.91% by weight to 0.01% by weight ( Fig. 6).
Der Ölgehalt der Wasserphase lag unter 1 ppm, so daß das Wasser in die Kanalisation eingeleitet werden kann.The oil content of the water phase was below 1 ppm, so that the water can be discharged into the sewage system.
Die Ölphase enthielt weniger als 0,01% Wasser.The oil phase contained less than 0.01% water.
8,5 Liter einer Öl/Wasser-Emulsion mit 70 Gew.-% Öl (Shell Comptella S 46) wurden in einer Crossflow-Anlage der Firma Sartorius AG (Deutschland) in einer Batch-Verfahrensführung getrennt. Die Crossflow Anlage war mit zwei, der in Beispiel 1 beschriebenen Modulen (Sartocon II, Sartorius AG) in paralleler Schaltung bestückt. Die Arbeitstemperatur betrug 20°C. Über die Pumpeneinstellung wurde die Crossflow-Anlage mit einem Eingangsdruck von 0,4 MPa angeströmt. Der Retentatausgang und die Permeatausgänge blieben geöffnet. Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, stellte sich ein annähernd konstanter Wasserflux von 0,2 l/h*m2 ein. Ab einem Ölgehalt des Retentats der Öl/Wasser- Emulsion von etwa 20 Gew.-% stieg der Wasserflux bis zum Ende der Filtration auf 1,8 l/h*m2 an. Der Ölflux stieg während der 190minütigen Filtration von 2,1 auf 2,6 l/h*m2. Bei Erreichung des Arbeitsvolumens der Anlage von 2,7 l betrug der Ölgehalt des Retentats der Öl/Wasser-Emulsion 6,8 Gew.-%.8.5 liters of an oil / water emulsion with 70% by weight of oil (Shell Comptella S 46) were separated in a crossflow system from Sartorius AG (Germany) in a batch process. The crossflow system was equipped with two of the modules described in Example 1 (Sartocon II, Sartorius AG) in parallel. The working temperature was 20 ° C. The crossflow system was supplied with an input pressure of 0.4 MPa via the pump setting. The retentate outlet and the permeate outlet remained open. As can be seen from Table 2, an almost constant water flow of 0.2 l / h * m 2 was established . From an oil content of the retentate of the oil / water emulsion of about 20% by weight, the water flux rose to 1.8 l / h * m 2 by the end of the filtration. The oil flux increased from 2.1 to 2.6 l / h * m 2 during the 190 minute filtration. When the working volume of the plant of 2.7 l was reached, the oil content of the retentate of the oil / water emulsion was 6.8% by weight.
Der Ölgehalt der Wasserphase betrug weniger als 1 ppm. Der Wassergehalt der Ölphase lag unter 0,01 Gew.-%. The oil content of the water phase was less than 1 ppm. Of the Water content of the oil phase was less than 0.01% by weight.
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