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Die
vorliegende Anmeldung betrifft Abscheider zur Abscheidung von Öl von Wasser
und im Spezielleren solche Abscheider, die zum unterirdischen oder
oberirdischen Einbau geeignet sind, wo es gewünscht ist zu verhindern, dass Öl-in-Wasser-Konzentrationen
oberhalb einer vorbestimmten Grenze in die Umwelt abgegeben werden.
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Hintergrund
Mechanische Abscheidersysteme zur Abscheidung von Öl von Wasser
sind bekannt. Es sind auch Vorrichtungen bzw. Systeme bekannt, die
eine Abscheidung in Kammern vorsehen, die durch Trennwände getrennt
sind, siehe die Anordnung von 1, die einen
Aufbau eines Abscheiders zur Abscheidung von Öl von Wasser nach dem Stand
der Technik des American Petroleum Institute (API) zeigt. Er besteht
aus einem recheckigen Behälter
mit zwei oder mehreren vertikalen Unterteilungen oder Trennwänden zur
Trennung einer Eintrittskammer, einer Ölscheidekammer, und einer Abflusswasserkammer
und ist derart konstruiert, dass er mit Wasser vollläuft („voll gefüllt mit
Flüssigkeit").
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Der
API-Abscheider zur Abscheidung von Öl von Wasser ist derart bemessen,
dass er Zustände niedriger
Turbulenz und eine ausreichende Verweilzeit für Öltröpfchen mit einem Minimaldurchmesser von
0,015 cm (150 Mikron) vorsieht, um sich von der durch den Abscheider
strömenden Öl/Wassermischung
abzuscheiden.
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Dieses
System nach dem Stand der Technik kann als Dekantierer-System charakterisiert
werden, wobei es für
jeden Eintritt von Flüssigkeit
gleichzeitig einen Austritt einer ähnlichen Menge gibt, wodurch eine
Abscheidewirkung verursacht wird.
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In
all diesen Systemen wird, während
eine Abkehr von dem Ansatz mit einem einfachen Dekantierertyp stattgefunden
hat, üblicherweise
ein spezieller Abscheidevorgang zur Abscheidung von Öl von Wasser,
der über
die ausschließliche
Schwerkraftabscheidung hinausgeht, hinzugefügt. Koch benötigt eine
spezielle separate Coalescereinheit, während die
US 4 554 074 (Broughton) Trennplatten
verwendet.
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In
vielen Anwendungen wäre
es wünschenswert,
ein Abscheidersystem mit der innewohnenden Einfachheit der Systeme
vom API-Typ zu verwenden, während
gleich bleibende, vorbestimmte Niveaus einer Abscheidung von Öl von Wasser
erzielt werden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein inhärent einfaches Abscheidersystem
zur Abscheidung von Öl
von Wasser bereitzustellen, das gleich bleibende Niveaus einer Abscheidung
von Öl
von Wasser über
einen vorbestimmten Bereich von Zuflussbedingungen vorsieht.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung einen Abscheider (20, 81, 82, 83) zur
Abscheidung von Öl
von Wasser vor, der umfasst: eine Ölscheidekammer (21, 50),
die derart angeordnet ist, um eine Öl- und Wassermischung aufzunehmen
und diese für
eine ausreichende Zeitdauer in einem relativ ungestörten Zustand
zu halten, wodurch im Betrieb Öl
in der Mischung zu dem oberen Bereich der Mischung aufschwimmt,
was in einem im Wesentlichen ölfreien
Wasservolumen resultiert, das eine aus der Öl- und Wassermischung abgeleitete Öllage aufweist,
die an dessen Oberfläche schwimmt,
eine Abflusswasserkammer (85), die teilweise von der Ölscheidekammer
(21, 50) durch eine Unterflusstrennwand (14)
getrennt ist, die das im Wesentlichen ölfreie Wasservolumen an die
Abflusswasserkammer (85) leitet, wobei im Betrieb die Ölscheidekammer
(21, 50) einen niedrigen Kammerflüssigkeitspegel
(28, 61) aufweist, der höher als ein unterer Rand (17)
der Unterflusstrennwand (14) ist, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Strömungsverzögerungsmittel
(26, 30, 40, 52, 53)
vorgesehen ist, das derart angeordnet ist, um einen Abfluss des
im Wesentlichen ölfreien
Wasservolumens von der Abflusswasserkammer (85) auf eine
Abflussrate zu begrenzen, die eine Funktion einer Flüssigkeitsdruckhöhe bzw. Flüssigkeitssäule in der
Abflusswasserkammer (85) ist, dass das Strömungsverzögerungsmittel
(26, 30, 40, 52, 53)
derart angeordnet ist, dass im Betrieb der Pegel der Öl- und Wassermischung
von dem niedrigen Kammerflüssigkeitspegel
(28, 61) bis zu einem höheren Flüssigkeitspegel ansteigt und
dann zu dem niedrigen Kammerflüssigkeitspegel
(28, 61) zurückkehrt,
wodurch ein aktiver Verzögerungsraum
(29, 60, 91, 92, 93)
der Öl-
und Wassermischung in der Ölscheidekammer
(21, 50) definiert wird, dass das Strömungsverzögerungsmittel
(26, 30, 40, 52, 53) dazu
dient, die Öl-
und Wassermischung in der Ölscheidekammer
(21, 50) in dem aktiven Verzögerungsraum (29, 60, 91, 92, 93)
der Öl-
und Wassermischung oberhalb des niedrigen Kammerflüssigkeitspegels
(28) anzusammeln, und dass der aktive Verzögerungsraum
(29, 60, 91, 92, 93)
mit Bezug darauf bemessen ist:
- (a) eine Zuflussrate;
und
- (b) eine gewünschte
Verweilzeit der Öl-
und Wassermischung in der Öl-scheidekammer (21, 50), so
dass für
einen vordefinierten Bereich von Zuflüssen in die Ölscheidekammer
(21, 50) ein Abfluss von der Abflusswasserkammer
(85) einen Prozentsatz von Öl in dem Wasser enthält, der
im Wesentlichen unterhalb einer vordefinierten Grenze liegt.
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In
einer besonders bevorzugten Form umfasst das Strömungsverzögerungsmittel zumindest einen
Siphon, der bei einem hohen Kammerflüssigkeitspegel in Tätigkeit
gesetzt wird und bei dem niedrigen Kammerflüssigkeitspegel außer Tätigkeit
gesetzt wird.
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In
einer alternativen bevorzugten Form umfasst das Strömungsverzögerungsmittel
zumindest eine Ablassöffnung
oder eine Ablauföffnung.
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Vorzugsweise
ist die zumindest eine Ablassöffnung
oder Ablauföffnung
an dem Pegel des niedrigen Kammerflüssigkeitspegels angeordnet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 einen
Abscheider nach dem Stand der Technik (API) veranschaulicht.
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2 ein
Abscheidersystem gemäß einer ersten
Ausführungsform
des Systems veranschaulicht.
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3 die
Abfolge des Befüllens
und Ausleerens des Abscheidersystems von 2 veranschaulicht.
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4A ein
Graph der Druckhöhe
vs. Strömung
für das
Abscheidersystem von 2 ist.
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4B im
Querschnitt die erste Ausführungsform
des Systems von 2 veranschaulicht, auf das 4A anwendbar
ist.
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5A ein
Graph der Druckhöhe
vs. Strömung
für das
System von 5B ist.
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5B im
Querschnitt ein Abscheidersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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6A ein
Graph der Druckhöhe
vs. Strömung
für das
Abscheidersystem von 6B ist.
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6B im
Querschnitt ein Abscheidersystem gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, die mehrere Ablauföffnungen beinhaltet, veranschaulicht.
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7 ein
Graph des Verhaltens eines Wasserpegels in dem System von 2 in
der Form eines Graphen des Wasserpegels vs. Zeit ist.
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8 das
Verhalten des Systems von 2 unter
alternativen Betriebszuständen
in der Form eines Graphen des Wasserpegels vs. Zeit veranschaulicht.
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9 das
Verhalten des Systems von 5 in der
Form eines Graphen des Wasserpegels vs. Zeit veranschaulicht.
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10 bestimmte
Strömungseigenschaften bestimmter
Ausführungen
der Erfindung (Beispiel 2) veranschaulicht.
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11 eine
Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht eines Abscheidersystems
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist.
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12 eine
seitliche Schnittansicht mehrerer Abscheidersysteme ist, die in
einer Durchfluss-, Reihenkonfiguration geschalteten ist.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Der
Abscheider 10 nach dem Stand der Technik von 1 umfasst
eine Eintrittskammer 11, die durch eine Trennwand 12 von
einer Ölscheidekammer 13 getrennt
ist, die wiederum durch eine Trennwand 14 von einer Abflusswasserkammer 15 getrennt
ist.
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Verschiedene
nachfolgend zu beschreibende Ausführungsformen der Erfindung
sind in ihrer weitestgehenden Form durch das Hinzufügen einer Strömungsverzögerungsvorrichtung
an einen Auslassabschnitt eines Abscheiders gekennzeichnet. Der
Abscheider kann in der Kastenform des API-Abscheiders nach dem Stand
der Technik von 1 vorliegen oder kann eine alternative
Form annehmen (siehe z. B. die Zylinderform des Beispiels 3 von 11,
die später
in dieser Spezifikation beschrieben werden soll).
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Die
Strömungsverzögerungsvorrichtung dient
dazu, sicherzustellen, dass für
den Großteil
der wahrscheinlich anzutreffenden Betriebszustände das Wasser in dem Speichervolumen
eine ausreichende Verweilzeit haben wird und auf eine ausreichend
ungestörte
Weise strömen
wird, um eine Abscheidung von Öl
von Wasser im Wesentlichen auf einen vorbestimmten Wert sicherzustellen.
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In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen arbeitet die Strömungsverzögerungsvorrichtung
kontinuierlich, um eine Strömung
zu verzögern.
Die Ausführungsformen
unterscheiden sich darin, wie der Abfluss zugelassen wird.
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In
allen Fällen
erfolgt eine Ansammlung in der Ölscheidekammer
als ein Ergebnis einer Steuerung eines Abflusses.
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Des
Weiteren wird eine Abflussrate von dem Abscheider auferlegt, die
eine Funktion der Flüssigkeitsdruckhöhe bzw.
Flüssigkeitssäule oberhalb
des Abflusspegels in dem Abscheider ist.
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Erste Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist ein Abscheidersystem 20 zur
Abschei dung von Öl
von Wasser gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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3 zeigt
eine Reihe von Betriebszuständen
A – E
für den
Abscheider von 2.
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Das
System 20 lenkt einen Zufluss von öligem Wasser durch oder unter
eine/r Trennwand 12 zu einer Ölscheidekammer 21,
von der das Wasser unter einer Skimmerwand oder zweiten Trennwand 14 zu
einem Siphonrohr 22 in einer Endwand 16 gelangt.
Dieses Siphonrohr trägt
Abflusswasser in ein Austrittsrohr 25 durch eine Abziehkammer 23 aus.
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Im
Betrieb bewirkt das Siphonrohr 22, dass der Flüssigkeitspegel
in der Ölscheidekammer 21 sich
von einem hohen Pegel 27 zu einem niedrigen Pegel 28 bewegt.
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Das
zwischen diesen zwei Pegeln definierte Flüssigkeitsvolumen bildet einen
Ansammlungsraum, der als der aktive Verzögerungsraum 29 bezeichnet
wird.
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Bei
Verwendung tritt mit Öl
beladenes Wasser in die Ölscheidekammer 21 wie
in 3 ein, wobei der Pegel in der Kammer 21 ansteigt,
bis der aktive Verzögerungsraum 29 gefüllt ist,
wobei zu diesem Zeitpunkt das Siphonrohr 22 dazu dient,
zu bewirken, dass das Wasser in dem aktiven Verzögerungsraum 29 über das
Austrittsrohr 25 austritt, bis der Siphon bei einem niedrigen
Pegel 28 unterbricht. Der niedrige Pegel 28 wird
derart gewählt,
dass er für Auslegungsbedingungen
so ist, dass angesammeltes, abgeschiedenes Öl nicht unter die Trennwand 14 gelangen
und aus der Abscheiderölscheidekammer entweichen
kann.
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Wenn
mehr mit Öl
beladenes Wasser in die Ölscheidekammer 21 eintritt,
wiederholt sich der Vorgang selbst gemäß 3 C, D,
E.
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Auf
diese Art und Weise wird ein relativ großes Volumen einer Öl/Wassermischung
für eine
relativ lange Zeitspanne gehalten, um zuzulassen, dass eine Ölabscheidung
stattfindet, bevor der Siphon das Wasser freisetzt. Anders ausgedrückt: ein
Merkmal dieser Ausführungsform
ist die Aufnahme eines oder mehrerer automatischen/r Siphons, der/die
Wasser nur periodisch von einer Ölscheidekammer
freisetzen, und wobei die Kammer ein Speicherpotential für ein gewähltes Volumen
einer Öl/Wassermischung oder
einen größeren Ölüberlauf
von einem Volumen gleich dem aktiven Verzögerungsraum 29 erzeugt.
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Der
aktive Verzögerungsraum 29 ist
derart bemessen, dass er einen größeren Ölüberlauf enthält, oder
dass er fortschreitend mit einer Öl/Wassermischung von aufeinander
folgenden Regenereignissen gefüllt
wird. Bis der aktive Verzögerungsraum 29 gefüllt ist,
scheiden sich Öltröpfchen von
dem Wasser über
eine Zeitspanne ab, die größer als
die vorhandene Verweilzeit für
ein gegebenes Abscheiderbehältervolumen
in der Standardströmung
durch den Dekantierabscheider von 1 ist. Die Ölscheidekammer 21 ist
ruhend mit praktisch null Turbulenz außer am Ende eines jeden Zyklus,
wenn der Siphon arbeitet.
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Wenn
die Wasseroberfläche
einen gewählten
hohen Kammerflüssigkeitspegel 27 erreicht,
wird ein Siphon, der in eine Abziehkammer 23 hinein austrägt, in Tätigkeit
gesetzt, wodurch im Wesentlichen ölfreies Wasser freigesetzt
wird, bis die Wasseroberfläche
auf einen gewählten
niedrigen Kammerflüssigkeitspegel 28 fällt, bei
dem der Siphon unterbricht. Dies setzt ein Volumen von Abflusswasser
gleich dem aktiven Verzögerungs raum 29 frei,
das den Raum für
den nächsten
Zyklus von Öl/Wasserzuflüssen verlässt.
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Man
kann im Spezielleren die Flüssigkeitsvolumen
in dem Abscheider und noch spezieller in der Ölscheidekammer wie folgt unterscheiden:
- A. Der aktive Verzögerungsraum 29 der Öl- und Wassermischung
wie zuvor definiert, der das Flüssigkeitsvolumen
umfasst, das in der Scheidekammer 21 zwischen dem niedrigen
Pegel 28 und dem hohen Pegel 27 angesammelt werden
kann.
- B. Ein maximales abgeschiedenes Ölvolumen 24, definiert
als das Flüssigkeitsvolumen,
das in der Kammer 21 zwischen dem niedrigen Pegel 28 und
dem unteren Rand 17 der Trennwand 14, definiert
bei einem Unterflusspegel 18 in 2, gespeichert
werden kann.
- C. Ein ruhendes Volumen 19, definiert zwischen dem
Unterflusspegel 18 und dem Boden der Scheidekammer 21.
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Wie
ferner einzusehen sein wird, wird ein periodisches Entleeren des
Abscheiders durch einen Betrieb der Strömungsverzögerungsvorrichtung 26 darin
resultieren, dass ein Flüssigkeitsvolumen,
das gleich dem Verzögerungsraum 29 des Öls und Wassers
ist, von der Ölscheidekammer 21 durch
die Abflusswasserkammer 85 und über die Strömungsverzögerungsvorrichtung 26 zu
der Abziehkammer 23 und dem Austrittsrohr 25 bewegt
wird. Die Flüssigkeit,
die tatsächlich
bewegt wird, wird Flüssigkeit
von allen definierten Volumen 19, 24, 29,
aber hauptsächlich
das Bodenwasser mit dem niedrigsten Ölgehalt umfassen.
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Es
ist der aktive Verzögerungsraum 29 des Öls und Wassers
mit seiner Dynamik, in dem die Abscheidung innerhalb dieses Volumens
stattfinden kann, während
die Menge der Flüssigkeit,
die tatsächlich
innerhalb des Volumens enthalten ist, sich über die Zeit ändert, der
die wesentliche Abscheidecharakteristik bereitstellt und effektive
Verweilzeiten in der Größenordnung
von Stunden (wodurch eine effektive Öl/Wasserabscheidung erzielt
wird), für
einen größere Behandlungsraum
als mit einem gleich bemessenen API-Abscheider erzielt werden kann,
zulässt.
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Es
wird ferner zu beobachten sein, dass, wenn ein Abfluss stattfindet,
die Abflussrate eine Funktion der Flüssigkeitsdruckhöhe bzw.
Flüssigkeitssäule in der
Abflusskammer 85 ist.
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4A veranschaulicht
die Druckhöhe
vs. Strömungscharakteristik
für die
Siphonanordnung der ersten Ausführungsform
von 2.
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4B ist
eine seitliche Schnittansicht der Verzögerungsvorrichtung 26 auf
Siphonbasis von 2.
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Zweite Ausführungsform
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5B veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung (im Querschnitt), die eine Strömungsverzögerungsvorrichtung 30 in
der Endwand eines Speichervolumens 31 umfasst. In diesem Beispiel
umfasst die Strömungsverzögerungsvorrichtung 30 eine
Rückhaltewand 32 mit
einer Ablassöffnung 33 (auch
als Ablauföffnung
bezeichnet) darin, die die schrittweise Freisetzung von Flüssigkeit
in dem Speichervolumen 31 oberhalb eines vorbestimmten
niedrigen Pegels 34 zulässt.
Die Druckhöhe
vs. Strömungscharakteristik
für diese
Anordnung ist in 5A gezeigt.
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Dritte Ausführungsform
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Eine
alternative Anordnung des Systems der Erfindung gemäß einer
dritten Ausführungsform
ist im Querschnitt in 6B veranschaulicht und umfasst
in diesem Beispiel eine Rückhaltewand 42 in
einer Endwand eines Speichervolumens 41 mit einer ersten
Ablassöffnung 43,
einer zweiten Ablassöffnung 44 und
einer dritten Ablassöffnung 45 darin,
die an jeweiligen vorbestimmten Pegeln 46, 47, 48 angeordnet
sind.
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6A zeigt
einen Graphen der Druckhöhe vs.
Strömung
für diese
Ausführungsform
mit mehreren Ablauföffnungen
der Strömungsverzögerungsvorrichtung 40.
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Allgemein
wird zu beobachten sein, dass die erste Ausführungsform von 2 einen
Siphon verwendet, um eine kontrollierte Strömungsverzögerung zu erzielen, während die
zweite und dritte Ausführungsform
Ablauföffnungen
verwendet.
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Während Wasser
nicht damit beginnen wird, durch einen Siphon zu strömen, bis
ein Pegel zum In-Tätigkeit-Setzen
erreicht ist, und weiter strömen wird,
bis die Wasseroberfläche
einen niedrigeren Pegel erreicht, wird Wasser durch eine Öffnung strömen, wann
immer die Öffnung
an der oberstromigen Seite untergetaucht ist und der Wasserpegel
oberstromig der Öffnung
höher als
der Wasserpegel unterstromig der Öffnung ist.
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Das
Ziel einer Steuerung des Freisetzens von Wasser von einem Abscheider
zur Abscheidung von Öl
von Wasser besteht darin, eine Verweilzeit in dem Abscheider vorzusehen,
während
der die gewünschte
Abscheidung von Öltröpfchen von
dem Wasser stattfinden kann.
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Der
Siphon erzielt diese Verweilzeit, indem er hereinkommendes Wasser
speichert, bis der vorgesehene Raum voll ist, wenn das relativ ölfreie Wasser
freigesetzt wird und der Zyklus wieder beginnt.
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In
einigen Anwendungen einer Scheidekammer für eine Abscheidung von Öl von Wasser
kann sich die Belastung wiederholen wie bei täglichen Waschvorgängen und
in diesen Anwendungen kann eine langsame Sinkgeschwindigkeit des
Wasserspiegels über
Nacht wünschenswerter
sein, als die Siphoncharakteristik.
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Solch
eine alternative Charakteristik kann erreicht werden, indem der
Siphon durch Ablauföffnungen
ersetzt wird und deren Anzahl, Bemessungen und Positionen variiert
werden, um jede beliebige gewünschte
Abfluss-/Pegelbeziehung zu erzielen. Dies lässt zu, dass die Wasseroberfläche in dem
Abscheider langsam zu dem unteren Betriebspegel zurückkehrt,
ohne zuerst einen oberen Betriebspegel zu erreichen, aber nach einer
ausreichenden Zeitdauer für eine
Abscheidung von Öl
von Wasser.
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Die
Beziehung zwischen dem Abscheiderwasserpegel und dem Abfluss für einen
Siphon und eine oder mehrere Ablauföffnung/en sind in den 4A, 5A und 6A veranschaulicht
wie zuvor beschrieben.
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Relatives
Zufluss-Abflussverhalten
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Die
Bewegung in dem Abscheiderwasserpegel während eines Zuflussereignisses
wird jedoch allgemein für
den Siphon und die Ablauföffnungen ähnlich sein,
zumindest was die erzielte Verweilzeit betrifft. Mit einer gewissen
Allgemeingültigkeit
kann behauptet werden, dass:
- • Ein effektiver
Abscheideraufbau keine Zyklusdauer (vom Ansteigen über den
unteren Betriebspegel bis zum Zurückkehren zu diesem) von mehr
als 12 – 24
Stunden benötigen
wird
- • Für einen
Regenabfluss, der typisch für
ein jährlich
einmaliges Ereignis ist, der Abscheider sich in weniger als einer
Stunde bis zu dem oberen Betriebspegel füllen kann
- • Der
anfängliche
Anstieg des Abscheiderwasserpegels steil sein wird verglichen mit
dem exponentiellen Abfall nach dem Abfluss durch die Ablauföffnungen
oder den Siphon (siehe 7, 8 und 9)
- • Die
vorherige Freisetzung von Wasser durch eine Ablauföffnung anschließend stattfinden
wird, wobei ein Siphon, der sich noch nicht auf seinem Pegel zum
In-Tätigkeit-Setzen
befindet, einen vernachlässigbaren
Effekt auf den anfänglichen Anstieg
des Wasserpegels haben wird
- • Während eines
Abfalls des Wasserpegels von dem oberen Betriebspegel die Strömung durch sowohl
die Ablauföffnung
als auch den Siphon exponentiell als eine Funktion der Druckhöhe oberhalb
des Auslasses abnehmen wird
- • Wenn
das Zuflussereignis nicht groß genug
ist, um den Siphon in Tätigkeit
zu setzen, das Wasser in dem Abscheider bleiben wird, bis ausreichend Wasser
vorhanden ist; mit einer Ablauföffnung wird
der Wasserabfluss weiter exponentiell abnehmen, bis der Ablauföffnungspegel
erreicht ist, wobei (durch den Aufbau) die gewünschte Verweilzeit noch immer
bereitgestellt wird.
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Vierte Ausführungsform
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11 veranschaulicht
eine alternative Speichervolumenanordnung, die, wie in Draufsicht zu
sehen, die Form eines kreisförmigen
Behälters 50 mit
einem Zufluss zu einem zentralen Verteiler in Form eines Standrohres 51 aufweist.
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Der
Abfluss erfolgt von einer kreisförmigen Rückhaltewand 52.
Ein kontrollierter Abfluss wird entweder über ein Siphonrohr 53 zu
einem Klarwasserauslass 54 oder über Ablassöffnungen (nicht gezeigt) in
der Rückhaltewand 52 oder
ein anderes Strömungsverzögerungsmittel
erreicht.
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Für diese
Ausführungsform
können
die Abmessungen des Siphonrohrs und/oder der Ablassöffnungen
entweder wie nachfolgend in Beispiel 1 oder Beispiel 2 sein.
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Aktiver Verzögerungsraum
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Unter
Bezugnahme auf die 7, 8 und 9 können die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
als solche betrachtet werden, die einen aktiven Verzögerungsraum 60 beinhalten,
der oberhalb eines vordefinierten niedrigen Flüssigkeitspegels 61 arbeitet
und sich bis zu einer Höhe
eines vordefinierten hohen Flüssigkeitspegels 62,
der durch ein Überlaufwehr
(wie z. B. das Wehr 87 in 2) festgelegt ist,
erstrecken kann.
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Der
aktive Verzögerungsraum 60 wird
in Betrieb gesetzt, wenn der Zufluss zu der Ölscheidekammer derart ist,
dass der Flüssigkeitspegel über den niedrigen
Flüssigkeitspegel 61 ansteigt.
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In
Verbindung mit dem niedrigen Flüssigkeitspegel 61 ist
in diesen Beispielen entweder das erste exponierte Ende eines Siphons
oder die unterste von zumindest einer Ablauföffnung auf die zuvor beschriebene
Art und Weise bemessen und bildet in Kombination mit der Endwand 16 oder
den Rückhaltewänden 32, 42, 52 ein
Strömungsverzögerungsmittel,
welches der bestimmende Faktor ist, der die Form und Charakteristik
des aktiven Verzögerungsraums 60 für eine gegebene
Zuflusscharakteristik und Speichervolumencharakteristik steuert.
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Der
aktive Verzögerungsraum 60 besitzt
auf Grund seines Zustandekommens, während ein nicht übereinstimmender
relativer Zufluss in die und Abfluss aus der Ölscheidekammer vorhanden ist,
eine dynamische oder aktive Charakteristik, die eine effiziente
Abscheidung von Öl
von Wasser unterstützt,
so dass für
einen vordefinierten Bereich von Zuflüssen ein Abfluss einen Anteil
von Öl
in Wasser enthalten wird, der im Wesentlichen unterhalb einer vordefinierten
Grenze liegt.
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Zusammengeschaltete
Abscheidereinheiten
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Unter
Bezugnahme auf 12 sind drei Abscheidereinheiten
in Reihe geschaltet, wobei ein erster Abscheider 81 mit
einem Verzögerungsraum
in Form eines ersten aktiven Verzögerungsvolumens 91 seinen
Austritt wie veranschaulicht direkt in eine zweite Abscheidereinheit 82 mit
einem zweiten aktiven Verzögerungsvolumen 92 zuführt, wobei
diese Abscheidereinheit ihrerseits ihren Abfluss in eine dritte
Abscheidereinheit 83 mit einem dritten aktiven Volumen 93 zuführt. In
diesem Beispiel ist der aktive Verzögerungsraum des gesamten Systems
bestimmt durch die zusammengesetzte Charakteristik der aktiven Verzögerungsvolumen 91, 92, 93.
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Diese
Anordnung ist besonders dann von Vorteil, wenn auf Grund der Form
und/oder Größe eines
Standortes ein großer
Behälter
ungeeignet ist. Die Anordnung sorgt auch für zusätzliche Flexibilität bezüglich der
Gesamtverweilzeit.
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Sie
besitzt eine besonders hervorstechende Eigenschaft verglichen mit
den Einzelbehälterausführungen
insofern, als ein Überlauf
von dem ersten Abscheider 81 im Fall eines unvorhergesehenen
katastrophalen Zuflusses lediglich in einem Überlauf einer unbehandelten
oder nicht ausreichend behandelten Öl/Wassermischung in das zweite
Volumen 92 des zweiten Abscheiders 82 resultiert,
anstelle des unmittelbaren Austrags einer unbehandelten oder nicht
ausreichend behandelten Öl/Wassermischung aus
dem gesamten Behandlungssystem. Die Mehrfachbehälteranordnung sorgt daher für eine „weiche Fehler"-Betriebsart und
sorgt auch für
eine zusätzliche
Flexibilität
im Aufbau.
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Nachfolgend
werden Beispiele der verschiedenen Ausführungsformen genannt:
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Beispiel 1
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Ein
rechteckiger API-Behälter
mit Siphon ist in der Austrittswand angebracht. Typische Abmessungen
sind: 7 m Länge,
1,5 m Breite und Siphonbetriebspegel von 1,6 m und 0,8 m über dem
Boden. Das Volumen beträgt
ca. 17 KL, wobei etwa die Hälfte
davon der Bereich zwischen den Siphonbetriegspegeln ist. Der Siphon
besteht aus einem hartgezogenen Kupferrohr mit einem Außendurchmesser
von 18 mm und er benötigt
etwa 10 Stunden, um den Wasserpegel nach unten zu ziehen.
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Beispiel 2
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10 veranschaulicht
ein bestimmtes Beispiel einer Druckhöhe vs. Strömungscharakteristik für die Siphonausführungsform
von 2, die Ausführungsform
mit einer einzigen Ablauföffnung
von 5 und die Ausführungsform mit mehreren Ablauföffnungen
von 6 für verschiedene Öffnungsdurchmesser
wie angezeigt.
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Das
oben Stehende beschreibt nur einige Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung und für
den Fachmann offensichtliche Abwandlungen können daran vorgenommen werden,
ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Es
wird erwartet, dass in vielen Ausführungsformen der Betrieb des
Abscheidersystems zur Abscheidung von Öl von Wasser unbeaufsichtigt
und /oder automatisch erfolgen wird.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Abscheidervorrichtung zur Abscheidung von Öl von Wasser kann in Situationen
wie z. B. Transformatorumspannwerken und anderen industriellen Standorten,
wo ein Rückhalten
und ein kontrollierter Austrag einer Öl- und Wassermischung auf ein spezifiziertes
Abscheideniveau erforderlich ist, angewendet werden.