DE925670C

DE925670C - Process for the demulsification of oil-in-water emulsions, e.g. B. of waste water contaminated with OEl

Info

Publication number: DE925670C
Application number: DEA2023D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Aehnelt; Alfred Dr Engelhardt
Original assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Current assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Priority date: 1943-01-29
Filing date: 1943-01-29
Publication date: 1955-03-28

Description

Verfahren zur Demulgierung von C)l-in-Wasser-Emulsionen, z. B. von mit Ol verunreinigten Abwässern Die Aufspaltung wäßriger Emulsionen mit dem Ziel der Entölung bzw. Gewinnung der in ihnen entllaltenen emulgierten Stoffe kann man mittels eines elektrischen Hochspannungsfeldes, eines Zentrifugierverfahrens oder auch durch Chemikalienbehandlung herbeiführen. Es ist auch bekannt, diese Maßnahmen gleichzeitig zur Anwendung zu bringen. Die bekannten Verfahren haben gewisse Nachteile. So erfordert die Verwendung eines elektrischen Hochspannungsfeldes eine kostspielige Apparatur; das Zentrifugierverfahren wiederum führt nicht immer zu einer vollständigen Abscheidung der emulgierten Stoffe, während bei der Chemikalienbehandlung vielfach unerwünschte Stoffe in die Flüssigkeit gelangen. Diese Nachteile können je nach der Höhe des Gehaltes an emulgierten Stoffen oder aus anderen Gründen im einen Falle stärker, im anderen Falle schwächer in Erscheinung treten.Process for the demulsification of C) l-in-water emulsions, e.g. B. from wastewater contaminated with oil The splitting of aqueous emulsions with the aim the de-oiling or recovery of the emulsified substances contained in them can be done by means of an electrical high voltage field, a centrifugation process or also bring about by chemical treatment. It is also known these measures to apply at the same time. The known methods have certain disadvantages. Thus, the use of a high voltage electric field requires an expensive one Apparatus; the centrifugation process, in turn, does not always lead to a complete one Separation of the emulsified substances, while in the chemical treatment many times unwanted substances get into the liquid. These disadvantages can vary depending on the the level of the content of emulsified substances or for other reasons in one case appear stronger, in the other case weaker.

Es wurde nun gefunden, daß man wäßrige Emulsionen sowohl bei hohem als auch bei sehr geringem Gehalt an emulgierten Stoffen mit guter Wirkung von diesen Stoffen befreien kann, wenn man große Metalloberflächen auf die Emulsionen zur Einwirkung bringt. Die Metalle können erfindungsgemäß in Form von Pulver, Körnern, Spänen, Drähten oder großoberflächigen Metallerzeugnissen, -wie Metallwolle, %gewebe, -geflechte od. dgl., auf die Emulsionen zur Einwirkung gebracht werden. Sie können über die Metalle filtriert werden, oder die Metalle können in die Emulsionen eingerührt und danach die emulgierten Stoffe und das Wasser in geeigneter Weise voneinander getrennt werden. It has now been found that you can aqueous emulsions both at high as well as with a very low content of emulsified substances with a good effect of these Substances can be liberated if one has large metal surfaces to act on the emulsions brings. The metals can according to the invention in the form of powder, grains, chips, Wires or metal products with a large surface area, such as metal wool, fabrics, braids or the like, on the Emulsions are brought into action. she can be filtered over the metals, or the metals can be incorporated into the emulsions stirred in and then the emulsified substances and the water in a suitable manner separated from each other.

Unter der Einwirkung der Metalle spalten sich die Emulsionen in einen wäßrigen und einen nichtwäßrigen Teil auf, welch letzterer, z. B. Öl, in bekannter Weise, z. B. durch einen Abscheider, ein Filter od. dgl. von dem Emulsionswasser mechanisch getrennt werden kann, soweit er nicht auf der Ob erfläche des Behandlungsmetalls selbst zurückgehalten wird.Under the action of the metals, the emulsions split into one aqueous and a non-aqueous part, which latter, z. B. Oil, in known Way, e.g. B. by a separator, a filter or the like. Of the emulsion water can be mechanically separated, provided that it is not on the surface of the metal to be treated is being held back.

Die Aufspaltung der Emulsionen kann je nach der Beständigkeit, den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Emulsion durch Erhöhung der Temperattir gefordert werden. Dies gilt inslbesondere von Mineralölemulsionen, deren Auf sp altung durch höhere Temperatur begünstigt wird. The splitting of the emulsions can, depending on the resistance, the chemical and physical properties of the emulsion by increasing the temperature are required. This applies in particular to mineral oil emulsions whose Auf sp aging is favored by higher temperatures.

Es empfiehlt sich, in solchen Fällen die Metallbehandlung bei 80 bis I00° durchzuführen.In such cases it is recommended that the metal treatment be at 80 to I00 ° to be carried out.

In Fällen, in denen die emulgierten Stoffe nach der Metallbehandlung ausschließlich durch mechanische Mittel nicht vollständig oder nicht ausreichend von dem Emulsionswasser getrennt werden können, wird erfindungsgemäß an die mechanische Trennbehandlung oder an die Metallbehandlung eine Behandlung des Wassers mit Adsorptio'nsmitteln angeschlossen. Die Trennung von emulgierten Bestandteilen, z. B. Olen von Wasser, durch Behandlung mit Aktivkohle ist an sich bekannt. Es wird auch mit Aktivkdhle eine voll&tändige Abtrennung der emulgierten Bestandteile erzielt, wenn diese in einer hinreichenden Teilchengröße oder lin Lösung vorliegen. Jedoch in einem bestimmten Bereich von sogenannten Feinstemulsionen ist Aktivkohle allein nicht mehr ausreichend wirksam. Durch die erfindungsgemäße Metallbehandlung werden jedoch auch die Feinstemulsionen aufgespalten und zu Teilchen zusammengeballt, in der sie von der Aktivkohle wieder erfaßt werden. In cases where the emulsified substances after metal treatment incomplete or insufficient solely by mechanical means can be separated from the emulsion water, according to the invention to the mechanical Separation treatment or, in addition to the metal treatment, treatment of the water with adsorbents connected. The separation of emulsified components, e.g. B. Oils of water, by treatment with activated charcoal is known per se. It also comes with activated charcoal a complete separation of the emulsified constituents is achieved when these be in a sufficient particle size or in solution. But in one activated carbon alone is not a certain range of so-called fine emulsions more sufficiently effective. However, by the metal treatment according to the invention even the finest emulsions split up and aggregated into particles in which they be captured again by the activated carbon.

Für die Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung kommen alle Metalle und Legierungen in Betracht, die mit dem Wasser der Emulsion oder den jeweils darin enthaltenen, z. B. gelösten Stoffen, wie Säuren, keine Verbindung einzugehen vermögen. All metals are suitable for carrying out the method according to the invention and alloys are contemplated that may be made with the water of the emulsion or the respective therein contained, e.g. B. dissolved substances, such as acids, are unable to enter into a connection.

Die unter der Wirkung der Metallbehandlung sich ausscheidenden Stoffe können, soweit sie sich auf dem Metall selbst abscheiden, durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Lösen, Absehmelzen, Destillieren oder Sublimieren, zum Zweck der Regeneration des Metalls oder der Gewinnung der ausgeschiedenen Stoffe von dem Metall wieder getrennt werden. The substances separated out under the effect of the metal treatment can, as far as they deposit on the metal itself, by known processes, for example by dissolving, melting, distilling or subliming, for the purpose the regeneration of the metal or the recovery of the excreted substances from the Metal can be separated again.

Die Anwendbarkeit des Verfahrens gemäß Erfindung ist überall da gegeben, wo emulgierte Stoffe, gleichgültig ob als Wertstoffe oder Verunreinigungen, aus wäßrigen Emulsionen abgeschieden werden sollen. Es kann sich hierbei entweder um die Gewinnung des emulgierten Stoffes oder um die Reinigung der wäßrigen Komponente handeln, um letztere wieder gebrauchsfähig zu machen. The applicability of the method according to the invention is given everywhere, where emulsified substances, regardless of whether they are valuable or impurities, come from aqueous emulsions are to be deposited. It can be either the recovery of the emulsified substance or the purification of the aqueous component act to make the latter usable again.

Als abzuscheidende emulgierte Stoffe kommen beispielsweise in Betracht: Kohlenwasserstoffe: Mineralöle aus Roherdolemulsionen, Öle aus Abwässern der Schmieröl- oder Altöl aufbereitung oder aus Kondenswasser von Dampfkraftmaschinen usw.; Kautschuk aus Latexemulsionen natürlicher oder synthetischer Herkunft, aus Emulsionen der Regenerationsaufbereitung od. dgl.; Fettstoffe aus Waschwässern, die bei der Aufarbeitung natürlicher und künstlicher Fette anfallen, oder aus anderen Abwässern, z. B. von Schiachtböfen usw.; Eiweißstoffe bei der Reinigung von beim und Gelatine, der Serumgewinnung, der Abscheidung emulgierter Kolloide aus Pflanzenextrakten (Zuckersäften, Kartoffelpreßwasser u. a. Nebenprodukten, z. B. Milch) u. a.; Kunststoffe aus Kunststoffemulsionen, wie sie bei der Herstellung oder Verarbeitung von Kunststoffen benutzt werden, insbesondere solchen Emulsionsabwässern. Examples of emulsified substances to be separated are: Hydrocarbons: mineral oils from raw oil emulsions, oils from wastewater from the lubricating oil or waste oil treatment or from condensation water from steam engines, etc .; rubber from latex emulsions of natural or synthetic origin, from emulsions of Regeneration processing or the like; Fats from washing water that are used during processing natural and artificial fats, or from other wastewater, z. B. from Shafts, etc .; Proteins in the cleaning of the and gelatine, the serum extraction, the separation of emulsified colloids from plant extracts (sugar juices, potato press water i.a. By-products, e.g. B. Milk) inter alia; Plastics made from plastic emulsions, how they are used in the manufacture or processing of plastics, in particular such emulsion effluents.

Die prakische Anwendung des Verfahrens wird nachfolgend an dem Beispiel der Kondensatentölung, auf die die Erfindung vorzugsweise anwendbar ist, näher beschrieben. The practical application of the method is shown below using the example the condensate drainage, to which the invention is preferably applicable, described in more detail.

Bei gleichmäßig belasteten Dampfmaschinen, welche mit nicht gefetteten Ölen geschmiert werden, liegt der Ölgehalt des Kondensats in der Regel bei Io bis I5 g/m3. Das Öl ist meist gar nicht oder nur unbedeutend mit dem Wasser emulgiert. Seine Abscheidung durch bekannte Maßnahmen, insbesondere durch Adsorption an Aktivkohle, ist mit guter Wirkung (bis zu Restölgehalten von 0,5 bis 1 g/m3) möglich. Werden aber für die Schmierung gefettete oder emulgierte Schmieröle benutzt oder erfolgt die Belastung der Dampfmaschinen stoßweise sehr stark, was z. B. beim Betrieb von Schiffsmaschinen, Bergwerksfördermaschinen usw. der Fall ist oder wird der Abdampf einer Gegendruckdampfmaschine in einer Turbine weiter ausgenutzt, so enthält das anfallende Kondensat das 01 meist fein emulgiert. Die Olgehalte dieser Emulsionen schwanken dann auch sehr stark; Ölgehalte von 30 bis 50 g/m3 treten insbesondere bei starker Belastung der Maschinen auf, und Ölgehalte von 300g/m3 sind keine Seltenheit. Die Aufarbeitung solcher Kondensate unter Erhaltung ihrer Eigenwärme ist dann mittels des üblichen Aktivkohleadsorptionsverfah,rens mit befriedigender Wirkung nicht immer möglich. With evenly loaded steam engines, those with non-greased ones Oils are lubricated, the oil content of the condensate is usually Io bis I5 g / m3. The oil is usually not or only insignificantly emulsified with the water. Its separation by known measures, in particular by adsorption on activated carbon, is possible with good effect (up to residual oil contents of 0.5 to 1 g / m3). Will but for the lubrication greased or emulsified lubricating oils are used or made the load on the steam engines intermittently very strong, which z. B. when operating Ship engines, mining hoists, etc. is or will be the exhaust steam a counterpressure steam engine in a turbine, so contains the accruing condensate the 01 mostly finely emulsified. The oil contents of these emulsions then fluctuate very strongly; Oil contents of 30 to 50 g / m3 occur in particular when the machines are heavily used, and oil contents of 300g / m3 are not uncommon. The processing of such condensates while maintaining their own heat is then by means the usual activated carbon adsorption process does not always have a satisfactory effect possible.

Ein solches feinstemulgiertes Kondensat mit 30 g Öl je Kubikmeter, welches eine Temperatur von 90° aufwies, wurde durch drei parallel geschaltete Behälter mit verschiedener Metallfüllung geleitet. Die Behälter hatten folgende Füllung: Behälter I: Al-Späne, Schichthöhe ....... 25 cm, Behälter 2: Kupferdrehspäne, Schichthöhe . 25 cm, Behälter 3: Eisendrehspäne, Schichthöhe .. 25 cm. Such a finely emulsified condensate with 30 g of oil per cubic meter, which had a temperature of 90 °, was through three containers connected in parallel piped with different metal filling. The containers had the following filling: Container I: aluminum chips, layer height ....... 25 cm, container 2: copper turnings, layer height . 25 cm, container 3: iron turnings, layer height .. 25 cm.

Durch die drei parallel geschalteten Behälter wurde das ölige Kondensat mit einer Gesohwindrigkeit von 10 m/Std. von oben nach unten hindurchgeleitet. Das Filtrat zeigte erst nach 50 Stunden Laufzeit Öl tröpfchen in grober Dispens ion, und ein Feinstemulsionsdurchbruch konnte auch nach 200 Stunden Laufzeit noch nicht beobachtet werden. The oily condensate flowed through the three containers connected in parallel with a wind speed of 10 m / h. passed through from top to bottom. That The filtrate showed up only after 50 hours Term oil droplets in coarse Dispensing and a very fine emulsion breakthrough could also be achieved after 200 hours of running time not yet be observed.

Der Ölgehalt des Filtrats betrug dann noch (nach mechanischer Abscheidung der Öltröpfchen in einem Absatzbehälter) 5 bis 10 g Öl je Kubikmeter.The oil content of the filtrate was then still (after mechanical separation of the oil droplets in a sales container) 5 to 10 g of oil per cubic meter.

Dieser Ölgehalt konnte durch ein Aktivkohlefilter mit einer Kohleschichthöhe von 50 cm bis auf einen Restgehalt von o,8 g/m3 vermindert werden.This oil content could through an activated carbon filter with a carbon layer height from 50 cm to a residual content of 0.8 g / m3.

Es ist auch möglich, das Metall in der Aktivkohleschicht fein Iu verteilen, sei es durch mecha nische Beimischung oder durch galvanfsche oder chemische Metallisierung der Kohle, so daß dann nur mit einer einzigen Filterschicht gearbeitet zu werden braucht, in der Emulsionsbrechung und Ölabscheidung gleichzeitig erfolgen. Wenn man die wäßrigen Emulsionen statisch aufarbeiten will, so empfiehlt es sich, metallhaltige Kohle in Pulverform zu verwenden. In dfesem Falle wird die Metallkchlemfschung eingerührt, wobei das Metall die Emulsionsbrechung bewirkt und die dadurch koagulierten Olteilchen sich auf der Aktivkohle abscheiden; ist die Abscheidung beendet, so wird die Metallkohlemischung durch Dekantieren oder Filtrieren abgetrennt. An Stelle von Aktivkohle lassen sich auch andere Adsorbentien, wie Bleicherdlen und Kieselgur, benutzen, um die aufgespaltenen Emulsionsbildner zu adsorbieren. It is also possible to fine Iu the metal in the activated carbon layer distribute, be it by mechanical admixture or by electroplating or chemical Metallization of the coal so that only a single filter layer is used needs to be done in the emulsion breakage and oil separation occur simultaneously. If you want to work up the aqueous emulsions statically, it is advisable to to use metal-containing coal in powder form. In this case, the metal falsification stirred in, whereby the metal causes the emulsion to break and the coagulated as a result Oil particles are deposited on the activated carbon; when the deposition has ended, then separated the metallic carbon mixture by decanting or filtering. Instead of activated carbon can also be used to remove other adsorbents, such as bleaching earth and kieselguhr, use to adsorb the broken down emulsifier.

Durch die zusätzliche Anwendung eines großoberflächigen Metalls wird die Beladungshöhe eines Kohlefilters für Öl erheblich erhöht. Es wurden Beladungen von 50 Gewichtsprozent und mehr Öl auf der Kohle festgestellt. Außer dieser stärkeren Beladbarkeit der Kohle wird auch die Betriebssicherheit des Kohlefilters gegenüber schwankender Beschaffenheit des Kondenswassers, z. B. bei plötzlich ansteigendem Ölgehalt oder bei stärkerer Emulgierung, wesentlich verbessert, so daß das Filtrat der Entölungsanlage immer gleiche Beschaffenheit aufweist. With the additional application of a large-surface metal significantly increases the loading height of a carbon filter for oil. There were loads of 50 weight percent and more oil was found on the coal. Except this stronger one The chargeability of the coal is also compared to the operational reliability of the carbon filter fluctuating nature of the condensation water, e.g. B. when suddenly increasing Oil content or with greater emulsification, significantly improved, so that the filtrate the oil removal system always has the same quality.

Die Höhe der anzuwendenden Metallschicht hängt von dem Ölgehalt des Wassers, seiner Strömungsgeschwindigkeit und der Dichte und Feinkörnigkeit der Metallpackung ab. Bei einem Gehalt des Kondensats an emulgiertem Öl von 10 bis I5g/m3 wird bei Anwendung einer Metallschicht von 25 cm Höhe auch noch bei Olstößen bis zu 300 g/m3 eine ausreichende Emulsionssbrechung erzielt. The amount of metal to be applied depends on the oil content of the Water, its flow rate and the density and fine grain of the metal packing away. With an emulsified oil content of 10 to 15g / m3 in the condensate, Use of a metal layer 25 cm high, even with oil spills of up to 300 g / m3 achieved sufficient emulsion breakage.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the demulsification of oil-in-water emulsions, z. B. of wastewater contaminated with oil, characterized in that the finely divided, Metals insoluble in the emulsion water acted on the emulsions and the emulsifying agents deposited in the water are then separated from the water.

2. The method according to claim I, characterized in that the emulsions through a layer of finely divided metal, e.g. B. in the form of chips, grains or the like, optionally passed at a higher temperature,

3. Procedure according to Claim I and 2, characterized in that the metal-treated emulsions subsequently or at the same time with activated charcoal or with a mixture of activated charcoal and metal are optionally treated at a higher temperature.