DE69725009T2

DE69725009T2 - Verfahren und vorrichtung zum filtern von mit kohlenwasserstoffen kontaminiertem wasser mittels kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE69725009T2
Application number: DE69725009T
Authority: DE
Inventors: Helga Pedersen; Jan Erik Pedersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: JP2001505484A; DK0960071T3; AU5418698A; NO975788L; NO975788D0; WO1998028229A1; DE69725009D1; ATE250009T1; EP0960071A1; NO305540B1; US6207061B1; EP0960071B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat zum Filtern von mit Kohlenwasserstoff kontaminiertem Wasser zur Abtrennung und Wiedergewinnung der Verschmutzungen und Rezirkulation des Wassers.
Die Erfindung kann beispielsweise in Verbindung mit Betrieben zur Metallbearbeitung, bei welchen Schmieröl in geringen Mengen zu Kühlwasser zugegeben wird, verwendet werden, um den Abfluss von der Bearbeitungsstelle zu reinigen, oder um Öl aus dem beispielsweise aus Autowerkstätten mit angeschlossenen Motorwascheinrichtungen abgeführten Abwasser zu reinigen.
Es sind jedoch auch andere Betriebe denkbar, bei welchen Öl in kleinen Mengen aus verschiedenen Gründen in Wasser verwendet wird.
Bei der Trennung von Öl aus Wasser ist es gewöhnlich relativ einfach, den wesentlichen Teil des Öls in relativ einfachen Trennschritten zu entfernen; die Schwierigkeiten treten bei der Entfernung der letzten Restmengen von Öl auf.
Es wurden Filter und andere Vorrichtungen ausprobiert, aber in zahlreichen Fällen sind die Kompliziertheit und die mit diesen Systemen verbundenen Kosten zu hoch und haben ihren Einbau in kleineren Betrieben/Einrichtungen verhindert.
Das Dokument US-A-5132010 zeigt einen Apparat zur Ölabscheidung auf, der einen in mehrere Kammern unterteilten Behälter enthält, wobei das Öl-Wasser-Gemisch aufwärts und anschließend abwärts durch ein Kohlenwasserstoffkissen fließt, wobei der Kohlenwasserstoff als ein Filter wirkt. Der Apparat gemäß der US-A-5132010 bildet den Oberbegriff von Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Technologie zu schaffen, die einfach einzubauen ist, die sehr wenig Raum benötigt und die mit einfachen Hilfsmitteln bei der überwiegenden Mehrheit von Betrieben eingebaut werden kann, bei welchen der Bedarf zur Abtrennung von geringen Mengen von Öl beispielsweise aus relativ großen Mengen einer Trägerflüssigkeit, in den meisten Fällen Wasser, besteht.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein kompakter Ölkörper in der Lage ist, als ein Filter für fein verteilte oder suspendierte Öltröpfchen in einem Wasserstrom zu wirken, während der Wasserstrom durch den Körper geleitet wird.
Der gemäß der Erfindung beschriebene Apparat wird nachfolgend als eine "Kaskade" bezeichnet, da er eine Kaskade von aufeinanderfolgenden Ölkörpern oder Kissen in Verbindung mit aufeinanderfolgenden Unterläufen und Überläufen aus diesen heraus und in diese hinein beschreibt.
Durch die Verwendung einer Vielzahl von Ölkörpern auf diese Weise als Filter in einer Kaskade wird man durch Anpassung der Anzahl der Kaskadenstufen an die registrierte Kontaminierungsbelastung Wasser einer beträchtlich verbesserten Qualität erhalten, das ohne Risiko in die öffentliche Abwasserversorgung abgegeben werden kann.
In Übereinstimmung damit betrifft die vorliegende Erfindung einen Apparat zum Filtern von mit Kohlenwasserstoff kontaminiertem Wasser zur Abtrennung und Wiedergewinnung der Verschmutzungen und Rezirkulation des Wassers, und der Apparat ist dadurch gekennzeichnet, dass er in betriebsfähigem Zustand eine Reihe von nacheinander geschalteten, durch Wände getrennten Becken enthält, die mit Wasser gefüllt sind, wobei ein oberer Teil jedes Beckens mittels feststehenden Trennwänden begrenzt ist, die nach unten in das Wasser hineinreichen, und mit einem Kohlenwasserstoff-Filter gefüllt ist, wobei das letzte Kissen des Kohlenwasserstoff-Filters stromabwärts durch einen vertikal verschiebbaren Auslasskasten für den mit Verschmutzungen angereicherten Kohlenwasserstoff begrenzt ist und ferner einen Wasserauslass enthält, der zwei aufeinanderfolgende horizontale Wasserverläufe mit einer in Fließrichtung absteigenden Decke und anschließend eine vertikale S-Leitung mit einem Auslass enthält.
In seinem Aufbau ist dieser Apparat dadurch gekennzeichnet, dass er eine Reihe von aufeinanderfolgenden, durch Wände getrennten Becken enthält, wobei der obere Teil jedes Beckens mittels feststehender Trennwände begrenzt ist, die nach unten vorragen, und wobei das letzte Becken stromabwärts einen vertikal verschiebbaren Auslasskasten hat und ferner einen Wasserauslass enthält, der zwei aufeinanderfolgende horizontale Verläufe mit einer in Fließrichtung absteigenden Decke und anschließend ein vertikales S-Rohr mit einem Auslass enthält.
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Apparats,
2 zeigt eine Ansicht des Apparats zum Auslassende hin, und
3 zeigt eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Apparats.
Ein Gemisch 41 aus Öl in fein dispergierter Form in Wasser wird dem Apparat 1 über einen Trichter 50 zugeliefert. Ein Ölkörper 12 dient als Empfänger. Der Ölkörper 12 schwimmt im Prinzip auf einem Wasserkörper 2 und ist zusätzlich von diesem durch eine Trennwand 32 getrennt, deren unteres Ende 42 einen Unterlauf erzeugt.
Das Öl 12 dient als ein Filter für das Öl in dem Gemisch 41. Während sich die Flüssigkeit allmählich in Form des Kissens 12 aufbaut, wird ein Gemisch von etwas größeren Öltröpfchen in Wasser unter die Unterströmung 42 und in den Körper 2 gedrückt, woraushin die etwas größeren Öltröpfchen zu der Oberfläche des Körpers 2 aufschwimmen. Die Trennwand 22 zwischen dem Wasserkörper 2 und dem Wasserkörper 3, der auf diesen folgt, bildet eine Überlaufschwelle bei 43, und ein mit Öl angereichertes Wasser-Ölgemisch fließt in das Ölkissen 13, das in der gleichen Weise wie das Kissen 12 auf dem Wasserkörper 3 schwimmt und von diesem durch eine Trennwand 33 getrennt ist, die an ihrem unteren Ende einen Unterlauf 44 erzeugt.
Während die Flüssigkeit allmählich über den Überlauf 43 aufgefüllt wird, wird ein Öl-Wassergemisch durch die Trennwand 33 unter den Unterlauf 44 und in den Wasserkörper 3 gedrückt, wo das Öl zur Oberfläche hin aufschwimmt.
Um den Durchfluss der Flüssigkeit durch den Apparat sicherzustellen, ist der Überlauf 45 in einem niedrigeren Niveau als der Überlauf 43 angeordnet und der Überlauf 46 in einem niedrigeren Niveau als der Überlauf 45.
Von dem Unterlauf 44 zur Oberfläche aufschwimmendes Öl fließt über die Überlaufschwelle 45 am oberen Ende der Trennwand 23. In der gezeigten Figur stellt der Wasserkörper 3 die vorletzte Stufe dar und der nachfolgende Wasserkörper 4, der von dem Körper 3 durch die Wand 23 getrennt ist, stellt die Endstufe in der Kaskade dar.
Entsprechend den Erfordernissen und Wünschen des Benutzers sind jedoch weitere Stufen ohne weiteres vorstellbar.
Im Gegensatz zu den Ölkissen 12 und 13, die nur einen Teil der Oberfläche der jeweiligen Stufen bedecken, wie durch die Ölkörper 2 und 3 dargestellt, bedecken die Ölkörper 14 in der Endstufe die gesamte Oberfläche der Wasserkörper 4 und schwimmen auf diesen.
Wie in der praktischen Nutzung gezeigt wurde, ist das über die Überlaufschwelle 45 laufende Flüssigkeitsgemisch bereits so mit Öl angereichert, dass Öl als ein Produkt über den Überlauf 46 rückgewonnen werden kann, nachdem das verbleibende Wasser sich durch das Ölkissen 14 und in den Wasserkörper 4 bewegt hat.
Der Überlauf 46 ist an einem Auslasskasten 47 angeordnet, der zusätzlich mit einem Ölauslass 15 versehen ist.
Dieser Kasten 47 ist gemäß einem Merkmal der Erfindung vertikal verschiebbar, wie durch die unterbrochenen Linien 48 in 2 angedeutet. Diese vertikale Verschiebung erlaubt die Nutzung des erfindungsgemäßen Apparats auch in solchen Situationen, in denen die Basisoberfläche nicht vollständig horizontal ist.
Mit Bezugszeichen 9 ist ein Sammeltrog für beliebige mitgerissene Bestandteile bezeichnet, deren Dichte es verhindert, dass sie von den Ölkissen 12, 13 und 14 festgehalten werden, oder für gegebenenfalls vorhandenes mitgerissenes Öl.
Der Wasserstrom wird von dem Wasserkörper 4 in einen trichterförmigen Teil 5 geleitet, der durch eine nach unten geneigte Wand 10 und eine nach oben geneigte Wand 11 begrenzt ist, und anschließend um das Ende der Wand 11 und in den Teil 6 umgelenkt, bevor das Wasser durch das Steigrohr 7 und schließlich durch den Auslass 8 ausgeleitet wird.
In der dargestellten Bauform ist der Wasserkörper 3 mit dem Ölkissen 13 von dem stromaufwärts gelegenen Wasserkörper 2 durch eine Trennwand 22, von dem stromabwärts gelegenen Wasserkörper 4 mit dem Ölkissen 14 durch eine Trennwand 23 und von dem Wasserlauf 5 durch die Bodenwand 10 vollständig getrennt.
Der Wasserkörper 2 ist an seiner Unterseite von dem Wasserlauf 5 durch die Umlenkung in den Wasserlauf 6 getrennt, der von diesem durch eine Trennwand 19 getrennt ist.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass es vorteilhaft ist, ein Luftkissen 18 unter der Trennwand 19 anzuordnen. Es wird angenommen, dass dies die Wirkung eines elastischen Puffers hat, um jegliche unerwünschte Stoßbelastung in der Kaskade aufzufangen und zu absorbieren.
Die Neigung der Wand 10 soll es gegebenenfalls mitgerissenem Öl erlauben, sich gegen den Strom und zurück in den Körper 4 zu bewegen. Die schräg stehende Wand hat im Prinzip die gleiche Aufgabe wie der Trog 9, das heißt erforderlichenfalls in dem Auslasswasser 8 unerwünschte Komponenten festzuhalten.
Obgleich es selbstverständlich möglich ist, dass Wasser über den Auslass 8 direkt aus dem Steigrohr 7 entfernt wird, hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wie in 2 gezeigt ein U-Rohr 17 einzusetzen.
Am oberen Ende des Steigrohrs 7 ist ein Entlüftungsrohr 16 vorgesehen, welches die Bildung von Lufttaschen verhindert und dadurch einen gleichmäßigen Strom aus dem Auslass 8 sicherstellt.
Eine Kaskade der dargestellten Bauart kann mit einer Gesamtlänge von etwa 1 1/2 Metern von dem stromaufwärts gelegenen Ende der ersten Kaskadenstufe bis zu den Auslassöffnungen und einer Gesamtbreite von unter 3/4 Metern bei einer Gesamthöhe von unter 1 1/4 Metern aufgebaut werden.
Praxisversuche haben gezeigt, dass es möglich ist, eine Wassermenge von 2 bis 3 m³ pro Stunde zu behandeln, um ein Abwasser zu erzeugen, das für die Ableitung akzeptabel ist.
Die vorstehend beschriebene Kaskade bietet eine Anzahl von Vorteilen.
Sie ist einfach leicht aufzubauen, problemlos zu warten und daher auch kostengünstig.
Auf Grund der beschriebenen, recht bescheidenen Abmessungen ist für den Apparat beinahe an jeder Stelle Platz; er könnte also auch im Innenraum oder in einer relativ einfachen Umbauung außen angeordnet werden, was auch seine volle Nutzung während der kalten Jahreszeit ermöglichen würde.
Da der Apparat gemäß vorliegender Erfindung nur aus mechanisch feststehenden Teilen besteht, ist er ferner sehr zuverlässig im Betrieb, stabil und mobil.
Die Erfindung stellt somit einen wesentlichen Beitrag zur Bekämpfung von Verschmutzungen einer Art dar, die folgenlos erscheinen mögen, bei näherer Betrachtung sich jedoch alles relativ schwerwiegend erweisen, trotz der Tatsache, dass sie schwierig zu erkennen sind.

Claims

Apparat zum Filtern von mit Kohlenwasserstoff kontaminiertem Wasser zur Abtrennung und Wiedergewinnung der Verschmutzungen und Rezirkulation des Wassers, umfassend eine Reihe von nacheinander geschalteten, durch Wände (22, 23) getrennten Becken (2, 3, 4}, wobei der obere Teil jedes Beckens mit Hilfe von fixierten Teilwänden (32, 33), die in das Wasser hineinreichen, begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte Becken stromabwärts einen vertikalen, herausnehmbaren Auslassbehälter (47) und weiterhin einen Wasserauslass (5, 6, 7, 8), umfassend zwei aufeinanderfolgende horizontale Wasserverläufe (5, 6) mit einer absteigenden Decke (10, 11) in Fliessrichtung, und anschließend eine vertikale S-Leitung (7, 17) mit einem Auslass (8) aufweist.
Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Becken mit Wasser und Kohlenwasserstoff-Filtern gefüllt sind, wobei der Kohlenwasserstoff Kissen bildet, wobei das letzte Kissen des Kohlenwasserstoff-Filters (14) stromabwärts durch den Auslasskasten für den mit Kontaminationen angereicherten Kohlenwasserstoff begrenzt ist.
Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wasserkörper (4) an der Wand (23) eine Vertiefung (9) bereitgestellt wird.
Apparat gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Boden (19) des Wasserkörpers (2) und dem Wasserauslaß (5) ein Luftkissen (18) bereitgestellt wird.