DE69828340T2

DE69828340T2 - Verfahren zur Aufarbeitung von Kühlaltölen

Info

Publication number: DE69828340T2
Application number: DE69828340T
Authority: DE
Inventors: Jose Maria 48013 Zorroza-Bilbao Otaola Gonzalez; Inaki 20009 San Sebastian Alava Marquinez; Enrique 20009 San Sebastian Ipinazar Alonso; Juan Carlos 20009 San Sebastian Mugica Iraola; Rodolfo 20009 San Sebastian Solozabal Echevarria
Original assignee: DESCONTAMINACION Y ELIMINACION; Sa De Descontaminacion Y Eliminacion De Residuos Sader Zorroza-Bilbao; Fundacion Inasmet; Airbus Operations SAS
Current assignee: DESCONTAMINACION Y ELIMINACION; Sa De Descontaminacion Y Eliminacion De Residuos Sader Zorroza-Bilbao; Fundacion Tecnalia Research and Innovation; Airbus Operations SAS
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: ES2134731B1; ATE286115T1; EP0894847A1; DE69828340D1; ES2134731A1; EP0894847B1

Description

Die bisher verwendeten Kühlöle haben sehr unterschiedliche Eigenschaften und die vorliegende Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf halbsynthetische, synthetische Kühlöle und auf Mischungen von Kühlölen, die halbsynthetische und/oder synthetische Öle enthalten.
Wenn man diese Kühlöle verwendet, tritt bisher das Problem auf, was mit ihnen gemacht werden soll, wie sie behandelt werden müssen, um durch sie keine Umweltschädigung zu verursachen, wie sie recyclisiert werden können und dgl. und dgl. Verfahren zur Behandlung von gebrauchten Ölen sind in den Patentanmeldungen DE-A-4 230 765, US-A-4 081 338, DE-A-4 126 914, FR-A-1 587 830, DE-A-3 739 580 oder BE-A-625 375 beschrieben. Die Kühlöle, auf die sich das erfindungsgemäße Verfahren bezieht, enthalten:

– eine Wasser-Öl-Emulsion;
– eine Lösung von organischen Verbindungen in Wasser;
– Emulgiermittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ausgehend von gebrauchten Kühlölen:

– das Öl für eine spätere Verwendung abzutrennen,
– einen leicht zu eliminierenden schlammigen Rest zu erhalten,
– schwach verunreinigtes und potentiell wiederverwendbares Wasser zu erhalten.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von gebrauchten Kühlölen vorgeschlagen, die eine Wasser-Öl-Emulsion und eine Lösung von organischen Verbindungen in Wasser enthalten, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus den folgenden, aufeinanderfolgenden Phasen besteht:

a) zu dem Kühlöl gibt man ein Alkali oder eine Säure zu, bis ein pH-Wert von pH ≤ 3 oder pH ≥ 10 erhalten wird, und mit Hilfe von zwei Elektroden werden daran angelegt eine Stromspannung (V): 10 v ≤ V ≤ 20 v, eine Stromstärke (i): 15A ≤ i ≤ 25A, eine Stromdichte (I/A): 1 A/dm² ≤ I/A ≤ 5 A/dm² und ein Stromverbrauch (C): 15 Wh/P ≤ C ≤ 25 Wh/P, wodurch die Emulsion instabil wird, sodass das aufschwimmende Öl abgeschöpft werden kann;
b) zu der verbleibenden Füssigkeit wird Eisenchlorid FeCl₂ in einer Menge von 1 bis 3 g/l zugegeben und es werden erneut mit Hilfe von zwei Elektroden an diese angelegt eine Stromspannung (V): 9 v ≤ V ≤ 14 v, eine Stromdichte (I/A): ≥ 4 A/dm² und ein Stromverbrauch (C): 60 Wh/P ≤ C ≤ 100 Wh/P, wobei man auf diese Weise einen End-pH-Wert von pH ≤ 3 oder pH ≥ 10 erhält, danach
c) wird sie alkalisch gemacht, bis ein pH-Wert von 8 ≤ pH ≤ 9 erhalten wird, sodass man erhält einen schlammartigen Bodensatz, der abgezogen wird, sowie Wasser, das mit Öl und organischen Verbindungen schwach verunreinigt ist, das beispielsweise Ölgehalte von weniger als 250 ppm aufweist.

Die theoretische Basis der Ergebnisse dieses Verfahrens besteht darin, dass:

– verbesserte oxidierende Ionen gebildet werden,
– eine verbesserte Reaktionsfähigkeit und Wirksamkeit von Fe⁺⁺⁺, das sich in situ bildet, erzielt werden,
– eine bessere Dosierung und Ausbeute von Fe⁺⁺⁺ möglich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder in voneinander unabhängigen Behältern mit entsprechenden Umgieß-Vorgängen durchgeführt werden. Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird nachstehend ein kontinuierliches Verfahren erläutert.
Das Verfahren setzt sich aus drei unterschiedlichen Stufen zusammen:
In der ersten Stufe verwendet man eine Zelle mit zwei Elektroden, die mit einem Gleichrichter verbunden sind, mit deren Hilfe angelegt werden ein Strom von 10 v ≤ V ≤ 20 v und eine geringe Stromstärke von beispielsweise 20 A, wodurch eine Stromdichte I/A von 1 bis 5 A/dm² entsteht bei einem Stromverbrauch (C) von 15 Wh/P ≤ C ≤ 25 Wh/P.
Die Anode besteht vorzugsweise aus Blei (Pb) oder aus anderen geeigneten Materialien und die Kathode besteht vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl oder aus Titan (Ti).
In den Behälter führt man das gebrauchte Kühlöl ein, das besteht aus einer Wasser-Öl-Emulsion und einer Lösung von organischen Verbindungen in Wasser, beispielsweise Polyglycolen und Emulgiermitteln.
Man gibt ein Alkali oder eine Säure zu bis zum Erreichen der folgenden pH-Werte: pH ≤ 3 oder pH ≥ 10.
In dieser ersten Stufe wird die Wasser-Öl-Emulsion gebrochen und auf diese Weise ist es möglich, das Wasser und das Öl (in einem hohen Prozentsatz), das aufschwimmt, voneinander zu trennen. Das Öl kann leicht abgezogen werden für eine spätere Wiederverwendung, für die es geeignet ist.
Auf diese Weise wird das erste Ziel der Erfindung erreicht.
In einer zweiten Stufe wird die verbleibende Flüssigkeit in einen Behälter eingeführt, welcher der gleiche Behälter wie in der ersten Phase sein kann, wobei man die Elektroden austauscht.
Man gibt Eisenchlorid FeCl₂ in einer Menge von 1 bis 3 g/l zu, wobei der pH-Wert in dem Behälter weniger sauer oder weniger alkalisch ist als zu Beginn der ersten Phase und vorzugsweise pH ≅ 4 oder pH ≅ 9 beträgt.
Der elektrische Zustand an den Elektroden umfasst eine Spannung (V) von 9 bis 14 Volt und eine Stromdichte (I/A) von ≥ 4 A/dm² und einen Stromverbrauch (C) von 60 Wh/P ≤ C ≤ 100 Wh/P, wobei man auf diese Weise am Ende der Stufe einen pH-Wert von pH ≤ 3 oder pH ≥ 10 erhält.
In einer dritten Phase wird die Flüssigkeit alkalisch gemacht, beispielsweise durch Verwendung von CaO, NaOH oder eines anderen Alkali, bis ein pH-Wert von 8 bis 9 erreicht ist, wodurch es möglich ist, die Eisen(Fe)-Salze, die Mehrzahl der organischen Verbindungen und den größten Teil des Öls, das nach der ersten Phase in der Flüssigkeit verblieben ist, abzuscheiden.
Der Niederschlag ist ein schlammartiger Rückstand, der leicht abgezogen werden kann, und die resultierende Flüssigkeit besteht aus schwach verunreinigtem Wasser, für das die Umweltanforderungen niedriger sind als durch die diesbezüglichen Normen gefordert.
Beispiel
Der DQO ist ein Index, der dazu dient, die Anwesenheit von organischen Verbindungen zu bestimmen.
Man verwendet ein gebrauchtes Kühlöl, das einen DQO (chemischen Sauerstoffbedarf) von 25 000 mg/l für Öle von 17 500 mg/l aufweist. In einer ersten Phase führt man das gebrauchte Kühlöl in einen Behälter ein, der Elektroden aus Pb und nichtrostendem Stahl enthält.
Man gibt Schwefelsäure H₂SO₄ zu bis ein pH-Wert von ≅ 3 erreicht ist.
Der elektrische Strom-Zustand umfasst eine Spannung (V) von 15 Volt, eine Stromstärke (i) von 20 A, eine Stromdichte (I/A) von 3 A/dm² und einen Stromverbrauch von 20 Wh/P.
Man erhält eine instabile Emulsion mit einem DQO von 17 000 mg/l, in der das Öl aufschwimmt und abgezogen wird.
Zu dem Rest gibt man in einer zweiten Phase 3 g/l FeCl₂ zu, wobei der elektrische Zustand umfasst eine Spannung (V) von 10 Volt, eine Stromstärke (i) von 100 A, eine Stromdichte (I/A) von 5 A/dm² und einen Stromverbrauch von 80 Wh/P, wobei der pH-Wert am Ende der zweiten Phase pH 3 beträgt.
In der dritten Phase gibt man Kalk CaO zu, bis ein pH-Wert von 8,5 erreicht ist, wobei man als Niederschlag erhält einen Schlamm, den man abzieht, und Wasser, das durch Öle in einer Menge von < 500 mg/l schwach verunreinigt ist und einen DQO von 9000 mg/l aufweist.

Claims

Verfahren für die Aufbereitung von gebrauchten und Wasser- und Öl-Emulsionen sowie eine Dissolution von Wasser und organischen Mischungen enthaltenden Kühlölen, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Phasen durchlaufen werden: a) zu dem Kühlöl wird ein Alkali oder eine Säure so lange zugegeben, bis ein pH-Wert von pH ≤ 3 bzw. pH ≥ 10 erreicht wird, und anschliessend wird mit Hilfe von zwei Elektroden eine Stromspannung (V) angelegt: 10 v ≤ V ≤ 20 v, Stromstärke (i): 15A ≤ i ≤ 25A, Stromdichte (I/A): 1A/dm² ≤ I/A ≤ 5 A/dm², Verbrauch (C): 15 Wh/l ≤ C ≤ 25 Wh/l, wodurch die Emulsion instabil wird und das aufschwimmende Öl abgeschöpft werden kann, b) zu der verbleibenden Restflüssigkeit wird Eisenchlorid Cl₂Fe in einer Menge von 1 bis 3 g/l zugegeben und es wird erneut mit Hilfe von zwei Elektroden angelegt eine elektrische Spannung (V): 9 v ≤ V ≤ 14 v, Stromdichte (I/A): ≥ 4 A/dm², Verbrauch (C): 60 Wh/l ≤ C ≤ 100 Wh/l, womit ein pH-Endwert von pH ≤ 3 bzw. pH ≥ 10 erreicht wird, womit im nächsten Schritt: c) eine Alkalisierung zum Erreichen eines ph-Werts von 8 ≤ pH ≤ 9 stattfinden kann. Dank dieses pH-Werts bilden sich ein schlammartiger Bodensatz, der abgezogen wird, sowie leicht mit Öl und organischen Gemischen verunreinigtes Wasser.