EP2539423A1 - Öl- /wasser-filtrationsvorrichtung - Google Patents

Öl- /wasser-filtrationsvorrichtung

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Publication number
EP2539423A1
EP2539423A1 EP11704802A EP11704802A EP2539423A1 EP 2539423 A1 EP2539423 A1 EP 2539423A1 EP 11704802 A EP11704802 A EP 11704802A EP 11704802 A EP11704802 A EP 11704802A EP 2539423 A1 EP2539423 A1 EP 2539423A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
water separator
water
filter
separator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11704802A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Weitze
Johannes Sinstedten
Herbert Schlensker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beko Technologies GmbH
Original Assignee
Beko Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beko Technologies GmbH filed Critical Beko Technologies GmbH
Publication of EP2539423A1 publication Critical patent/EP2539423A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/08—Thickening liquid suspensions by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M175/00—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M175/00—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
    • C10M175/0058—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning by filtration and centrifugation processes; apparatus therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0442—Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives

Definitions

  • the invention relates to an oil / water separator.
  • Oil / water separators are often used in conjunction with air compressors.
  • Compressed air compressors generate compressed air by sucking in and compressing ambient air.
  • the humidity contained condensate as a result of physical reasons and by drying the compressed air.
  • This condensate is a wastewater, which may not be discharged into the public sewer mainly because of the entry of lubricants of the air compressor because it exceeds the limits of hydrocarbon concentration.
  • the bond between water and lubricant is different, ranging from mixture of oil and water over dispersion to emulsion. Permissible values for the discharge into the waste water channel are 20 or 10, in some cases 5 ppm (parts per million).
  • the result is a hazardous waste to be disposed of hazardous waste, although it is about 99.5% of water from the humidity of the ambient air.
  • the task of commercially available oil / water separation devices is to treat the condensate on site in a conductive manner, that is to remove the oil components from the water at low cost.
  • Known apparatuses of this type usually operate with several separation stages in order to achieve the desired purity.
  • the condensate is introduced via a pressure relief element slowly and thus low turbulence in a pre-separator.
  • fine oil droplets are separated from the condensate by adsorption filters, mostly based on oleophilic material and activated carbon with a very large internal surface area.
  • the condensate is led together with the free Olan fixing through the adsorption, which in turn floats on the condensate surface and here settling oil components (density greater lkg / dm 3 ) absorbs.
  • the construction works according to the principle of the corresponding water columns; as new condensate enters, recycled condensate leaves the apparatus at the clean water outlet to the sewer.
  • the collected free oils as well as the oil-saturated filters are usually sent for thermal recycling, but can also be treated.
  • the bacteria, fungi or algae produce due to the operational residence time in the oil / water separators a slime that partially settles on the water surface, but also drops and sediments or remains in suspension. When it flows through the filtration stages, it can settle on the surface and then leads here to a blockage, due to the due to operational reasons, low condensate flow no longer permitted. The apparatus then overflows and thus the service life of the filter is unacceptably reduced, for example from at least 6 months to 6 weeks.
  • the oil / water separator should be simple and inexpensive to produce.
  • an oil / water separation device which is characterized by an additional mechanical separation device for a separation of slime-like substances from an oil / water mixture.
  • oil / water mixture is used for the liquid passed through the separator, regardless of the proportion of the oil or oil components in the liquid.
  • the term thus also refers to the liquid in the direction of flow after the filter elements.
  • the invention is based on the finding that an initially obvious and also advantageous bactericidal treatment of the condensate is disadvantageous for several reasons.
  • it is difficult to define a suitable means because conditions of each application differ from each other.
  • a 100% elimination is difficult; due to the subsequent residence times in the oil / water separators residues of bacteria, fungi or algae will grow again in problematic orders of magnitude.
  • Such methods also usually require a more complex system technology z. As for backwashing, which then in no relation to the simplicity of commercial oil / water separators.
  • the essential basic idea of the invention is therefore not to prevent the formation of slime-like substances, but rather to design the oil / water separation device in such a way that it is able to compensate for the formation or an increased accumulation of slime-like substances or withstand this, without the operating time is significantly limited.
  • This solution contradicts the usual prejudice that a mechanical separation of such substances is hardly possible or only with increased effort.
  • the separation device for the separation of the slime-like substances from the oil / water mixture can be formed according to the invention by different systems.
  • the advantage of an upstream, that is arranged outside the housing of a main filter element is that it can be cleaned and changed independently of the separator or the main container.
  • the filtration or separation of the mucus serves to keep the main filter, which separates the oil from the oil / water mixture, or to slow down its blocking. For this reason, the deposition of the slime always takes place before the separation of the oil or oil-containing components from the oil / water mixture.
  • the use of a sucking or pushing pump as a flow regulator in connection with a slime filter has the great advantage that blocking of the filter elements is hardly possible or significantly slowed down.
  • the aim is in any case, always maintain the given for the usual oil / water separator flow of oil / water mixture, which is why the pump is understood as a flow regulator.
  • This is particularly advantageous if regular maintenance intervals are planned and a change of the filter elements between the planned maintenance appointments should be avoided.
  • the pump can be level regulated or time controlled. Under level control is understood that the pump then turns on when a corresponding amount is reached within the separator. Alternatively, and especially with a regular inflow into the separator, the pump can be switched on after certain time intervals. It is also conceivable a combination of the two possibilities.
  • Another significant advantage of using the pump is that the pump can pump in the reverse direction and thus the separator can be cleaned by backwashing.
  • a filter material is particularly suitable a nonwoven fabric, since this has only a very low flow resistance at a large surface area.
  • aeration means that a gas is supplied which moves or entrains sediments counter to the flow direction of the oil / water mixture. This avoids that the main filter, which is to remove the oil-containing components from the oil / water mixture, added with sediment, at least blocking the main filter is slowed down.
  • special sediment dreams can be provided, in which sediment can settle.
  • a combination of fiber fleece, ventilation and sediment space is also possible.
  • 1 shows a first variant of an inventive oil / water separator with upstream filter element
  • 2 shows a second variant of an inventive oil / W separation device based on depth filtration
  • FIG. 3 shows a third variant of an inventive oil / water separation device based on depth filtration with suction
  • FIG. 5 shows a fifth variant of an inventive oil / water separator with ventilation and sediment
  • FIG. 6 shows a sixth variant of an oil / water separation device according to the invention with sediment separator and fiber fleece
  • FIG. 10 shows a ninth variant of an inventive oil / water separation device with integrated filter element and multi-stage main filter.
  • the following figures show different variants of an inventive oil / water separator 20.
  • This has a housing 23.
  • a filter element 22 is provided in the inlet of a commercially available oil / water separation device 20 or its housing 21, the slime-like substances from an oil / water Mixture removed. It has been found that such a filter element 22 may preferably be formed from an aluminum foam coated with nano-silver, but may in principle be formed from or at least include any material having germicidal properties.
  • the filter element 22 may consist of a housing in which D45 disks are stacked and having a volume of 0.2 to 0.5 liters. The supply of the mixture is carried out under pressure and at an increased speed, whereby the filter element 22 remains free due to the short residence time of the mixture within the filter element 22 over a long period of time and does not become clogged.
  • FIG. 2 shows a further variant according to the invention, in which the filtration takes place within the oil / water separation device 20.
  • the liquid takes the flow path 41.
  • the oil / water mixture is passed through a lid 24 in a pre-filter 26 through a central screen tube 21.
  • the cover 24 also serves as a hold-down for the internal pre-filter 26.
  • a filter fleece material is preferably provided, which is formed as a web and at least largely retains the slime.
  • the filter fleece is exchangeable and can preferably be reused after cleaning.
  • An essential advantage of such a filter fleece is also that it has only a low flow resistance.
  • This embodiment variant can additionally also have the filter element 22 shown in FIG.
  • the prepurified liquid exits through prefilter openings 31 and enters a main filter 30 separated from the prefilter 26 by one or more spacers 28.
  • the spacer or spacers 28 inter alia cause the prepurified liquid to enter the main filter 30 prior to entry collect and calm down.
  • the oil separation is then carried out in the subsequent main filter 30 via a riser 33, the purified liquid from the oil / water separator 20 is led out.
  • FIG. 3 shows a variant embodiment in which the oil / water separation device 20 according to the invention for separating slime-like substances from the oil / water mixture is formed by a pump 36 in combination with a level detection device 32.
  • the pump 36 is connected via a corresponding line 34 via a connection in the flow direction behind the main filter 30 to the Oil / water separator 20 connected.
  • the level detector 32 is provided in order to prevent the liquid level within the oil / water separator 20 from falling below the prefilter 26, the level detector 32 is provided. Once the level within the oil / water separator 20 becomes too low, the pump 36 shuts off.
  • the pump power corresponds to about one to two times the rated power of the oil / water separator 20.
  • two level limits A, B are shown.
  • the level detection device 32 may nevertheless be present as a back-up system, but in a simple variant, the level detection device 32 can be completely dispensed with.
  • a significant advantage of the use of the pump 36 is that it can be adapted in its performance to various conditions on site or contamination of the liquid.
  • By using the pump 36 it is easily possible to overcome the flow resistance resulting from the filter or filters 26, 30. Because of this mode of action, the same amount of oil / water mixture is treated per unit of time as a simple oil / water separator of identical power. Thus, the loading, design and operation of the apparatus remains the same, so the pump works only as a flow regulator when impaired by mucilaginous substances.
  • a pushing pump 36 may also be used, which is then arranged upstream of the filters 26, 30 in the flow direction.
  • the separating device for the mucilaginous substances is formed by a ventilating element 42. det. Via a ventilation line 40, a gas, for example compressed air, led to the venting element 42 and exits there.
  • the ventilation element 42 is arranged within a filter cup 52, which is located in the region of the main filter 30 below a separating bottom 45.
  • the introduced gas exits the venting element 42 and flows upwards through the filter container 52 and the separating bottom 45, entraining slime-like substances and keeping them away from the main filter (30).
  • the entrainment or swirling of the slime-like substances against the flow direction of the oil / water mixture prevents clogging of flow openings of the main filter 30 and the main filter 30 itself.
  • a gas stream 43 is shown as an arrow.
  • the supply of the gas is also possible via a perforated hose.
  • the shape of the venting element 42 may be adapted to the particular design of the oil / water separator 20.
  • the oil / water mixture passes through the main filter inlet 38 in the main filter 30, the purified liquid then leaves the oil / water separator 20 via the riser 33rd
  • FIG. 5 shows a fifth variant of an inventive oil / water separation device 20 with the afore-described aeration, but with an additional sediment separation element 44.
  • the sediment separation element 44 ensures that if the buoyancy force of the ventilation is insufficient, the slime-like material remains in the sediment space 45 and does not rise the main filter inlet 38 lowers, so that the main filter inlet 38 is kept free even over long periods of operation.
  • the basic structure corresponds approximately to the structure of the device according to Figure 4, it is only additionally a Sedimentabscheideelement 44 used. This is formed by a tube 47 which is closed by a screen 49. Through the screen 49 through the gas is supplied via the vent line 40 and exits down through the pipe and through pipe openings 46 again.
  • FIGS. 6 to 8 show oil / water separation devices 20 which have a sediment separation element 44 and additionally a fiber fleece 50. The oil / water mixture is passed through the fibrous web 50 into the main filter 30. The fiber fleece binds the mucus.
  • a sediment space 45 is provided in addition to the non-woven fabric 50, in which material can settle. It is expressly pointed out that these variants can also be combined with the flow regulator shown in FIG. 3, that is, the pump 36.
  • the afore-described ventilation is furthermore provided. Again, the gas flow through the tube openings 46 and screen openings 48 exits.
  • the nonwoven fabric 50 conforms to a vertical wall 54 according to the embodiment variants of FIGS. Also in this embodiment, a sediment space 45 is provided.
  • FIG. 9 shows a further embodiment variant of an oil / water separation device 20 according to the invention, in which the outflow of the filtered oil / water mixture takes place at the lowest possible point of the oil / water separation device 20 and thus a higher pressure level within the oil / water Separating device 20 is produced with blocking main filter 30. As a result, the mixture to be separated is forced through the mucilaginous substances.
  • the main filter 30 in all the embodiments described above can also be constructed in multiple stages, a preferred embodiment, Fig. 10. This is particularly useful when emulsions must be separated, which occur in the worst case over time even in different amounts.
  • the main filter 30 can have, for example, a second filter stage 55 made of alkenem or oleofinem oil-adsorbing material. For example, attapulgite or Fuller's earth is suitable; these substances filter even the finest emulsified oil components.
  • the two filter stages can be realized separately from each other, but they can also be combined with each other in a filter stage. In the latter variant, the two filtration processes take place within a filter stage. If two filter stages are realized, they can be directly adjacent to each other However, they may also be in contact with each other, for example, by a sieve-like layer. Such a sieve can consist of all suitable materials. In a particularly advantageous embodiment, the various filter stages can also be changed independently, which is also facilitated by an intermediate sieve.
  • the multi-stage structure of the main filter 30 is particularly suitable for use with a sucking or pushing pump, as this still pulls or pushes the oil / water mixture through the main filter when it is blocked on its outside, for example by bacteria.
  • the invention is not limited to the embodiments shown, but in particular also includes combinations of the various possibilities for the separation and separation of the mucilaginous substances.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) mit einem Hauptfilter (30) zum Entfernen ölhaltiger Bestandteile aus einem Öl/Wasser-Gemisch. Diese ist gekennzeichnet durch eine zusätzliche mechanische Trennvorrichtung für eine Abtrennung von schleimartigen Substanzen aus dem Öl/Wasser-Gemisch.

Description

ÖL - /WASSER - FILTRATIONSVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Öl/Wasser-Trennvorrichtung.
Öl/ Wasser-Trennvorrichtungen werden oftmals in Verbindung mit Druckluftkompressoren eingesetzt. Druckluftkompressoren erzeugen Druckluft durch Ansaugen und Komprimieren von Umgebungsluft. Die enthaltene Luftfeuchtigkeit fällt als Kondensat physikalisch bedingt und durch Trocknung der Druckluft an. Dieses Kondensat ist ein Abwasser, das meist wegen dem Eintrag von Schmiermitteln des Druckluftkompressors nicht in den öffentlichen Abwasserkanal eingeleitet werden darf, weil es die Grenzwerte an Kohlenwasserstoffkonzentration übersteigt.
Bei einem Volumenstrom von 60m3/h angesaugte Luft kann ein meist diskontinuierlicher Kondensatstrom von 1,61/h entstehen, der mit 300mg/h Öl beladen ist; dies entspricht 190ppm.
Je nach klimatischen Bedingungen (Umgebungstemperatur und -feuchte), verwendete Ölsorte, Bau- und Betriebsweise des Kompressors uvm. können diese Werte schwanken.
Auch die Bindung zwischen Wasser und Schmiermittel ist unterschiedlich und reicht von Gemisch von Öl und Wasser über Dispersion bis hin zu Emulsion. Zulässige Werte für die Einleitung in den Schmutzwasserkanal sind 20 bzw. 10, teilweise 5ppm (parts per million).
Es entsteht somit ein durch Abfallentsorgungsunternehmen teuer zu entsorgender Sondermüll, obwohl es sich zu über 99,5% um Wasser aus der Feuchte der Umgebungsluft handelt.
Die Aufgabe handelsüblicher Öl/ Wasser-Trennvorrichtungen ist es, das Kondensat vor Ort einleitfähig aufzubereiten, die Ölanteile also kostengünstig aus dem Wasser zu entfernen. Bekannte Apparate dieser Bauart arbeiten üblicherweise mit mehreren Abscheidestufen, um die gewünschte Reinheit zu erzielen.
Das Kondensat wird über ein Druckentlastungselement langsam und damit turbulenzarm in einen Vorabscheider eingeleitet. Dieser arbeitet nach dem Prinzip der Schwerkrafttrennung und sorgt für das Absetzen schwerer, sedimentartiger Verunreinigung (Dichte größer lkg/dm3) und das Aufschwimmen freier Ölanteile (Dichte kleiner lkg/dm3), die dann einem Auffangbehälter zufließen. In einer zweiten Stufe werden aus dem Kondensat feine Öltröpfchen getrennt durch Adsorptionsfilter, meist basierend auf oleophilem Material sowie Aktivkohle mit einer sehr großen inneren Oberfläche.
In einer anderen Ausführung nach Stand der Technik wird das Kondensat mitsamt den freien Olanteilen durch den Adsorptionsfilter geführt, der seinerseits auf der Kondensatfläche aufschwimmt und sich hier absetzende Ölanteile (Dichte größer lkg/dm3) aufsaugt. Der Aufbau funktioniert nach dem Prinzip der korrespondierenden Wassersäulen; in dem Maße wie neues Kondensat zufließt, verlässt aufbereitetes Kondensat den Apparat am Reinwasseraustritt zum Abwasserkanal hin.
Die aufgefangenen freien Öle sowie die mit Öl gesättigten Filter werden in der Regel einer thermischen Verwertung zugeführt, können aber auch aufbereitet werden.
Stark dispergierte oder sogar emulgierte Kondensate sind in diesen Apparaten nicht zu behandeln und werden üblicherweise durch aufwändigere Verfahren aufbereitet, z. B. durch Membran-, Verdampfungs- oder Spaltverfahren.
In der Praxis zeigt sich gelegentlich das Problem verblockender Filter bzw. Öl/Wasser Trennvorrichtungen ohne entsprechenden Öleintrag, also durch weitere Fremdstoffe. Hintergrund ist die Existenz von Bakterien, Algen oder Pilzen im Kondensat. Die Ursache dafür sind häufig die Aufstellungsbedingungen für die Anlagen z. B. in Fruchtsaftbetrieben oder die Betriebsbedingungen z.B. hohe Maschinenauslastung . Eine wichtige Ursache sind auch die Schmieröle und deren Nutzung; moderne Schmieröle für Druckluftkompressoren werden sehr viel länger betrieben und haben immer weniger bakterizide Zusätze wie z. B. Weichmacher.
Die Bakterien, Pilze oder Algen erzeugen aufgrund der betriebsbedingten Verweilzeit in den Öl/Wasser-Trennvorrichtungen einen Schleim, der sich teilweise an der Wasseroberfläche absetzt, aber auch absinkt und sedimentiert oder in der Schwebe bleibt. Bei Durchfluss durch die Filtrationsstufen kann er sich an deren Oberfläche absetzen und führt hier dann zu einer Verblockung, die aufgrund des betriebsbedingt geringen Vordruckes keinen Kondensatdurchlauf mehr erlaubt. Der Apparat läuft dann über und somit ist die Standzeit der Filter unakzeptabel reduziert, z.B. von mindestens 6 Monaten auf 6 Wochen.
Es ist Aufgabe der der vorliegenden Erfindung, eine Öl/Wasser-Trennvorrichtung zu schaffen, die auch dann eine lange Betriebszeit aufweist, wenn schleimartige Substanzen im zu trennenden Gemisch anfallen. Die Öl/Wasser-Trennvorrichtung soll dabei einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Öl/Wasser-Trennvorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine zusätzliche mechanische Trennvorrichtung für eine Abtrennung von schleimartigen Substanzen aus einem Öl/Wasser- Gemisch.
Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Begriff Öl/Wasser-Gemisch für die Flüssigkeit, verwendet, die durch die Trennvorrichtung geleitet wird, unabhängig von Anteil des Öls oder der Olbestandteile in der Flüssigkeit. Der Begriff bezieht sich also auch auf die Flüssigkeit in Fließrichtung nach den Filterelementen.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine zunächst naheliegende und auch vorteilhaft erscheinende bakterizide Behandlung des Kondensates aus mehreren Gründen nachteilig ist. Das Einbringen zusätzlicher schädigender Substanzen in das Kondensat, also in das Abwasser, führt zu einer Belastung nachgeschalteter Kläranlagen. Weiterhin ist es schwierig, ein geeignetes Mittel zu definieren, weil sich Bedingungen jeder Anwendung voneinander unterscheiden. Auch ist eine 100%-ige Eliminierung schwierig; aufgrund der anschließenden Verweilzeiten in den Öl/Wasser-Trennvorrichtungen werden Reste von Bakterien, Pilzen oder Algen wieder in problematische Größenordnungen wachsen. Solche Methoden bedingen außerdem meist eine komplexere Anlagentechnik z. B. zur Rückspü- lung, die dann in keinem Verhältnis zur Einfachheit handelsüblicher Öl/Wasser- Trennvorrichtungen.
Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung besteht also nicht darin, das Entstehen schleimartige Substanzen zu verhindern, sondern vielmehr darin, die Öl/Wasser-Trennvorrichtung derart auszulegen, dass sie in der Lage ist, die Bildung oder einen verstärkten Anfall schleimartiger Substanzen zu kompensieren oder diesem standzuhalten, ohne dass die Betriebsdauer wesentlich eingeschränkt wird . Diese Lösung widerspricht dem üblichen Vorurteil, dass eine mechanische Trennung derartiger Substanzen kaum oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich ist.
Die Trennvorrichtung für die Trennung der schleimartigen Substanzen aus dem Öl/Wasser-Gemisch kann erfindungsgemäß durch unterschiedliche Systeme gebildet sein.
Als besonders vorteilhaft haben sich die folgenden Ausführungsvarianten erwiesen :
- Vorgeschaltetes Filterelement,
- Integriertes Filterelement,
- Filtration mit Fließregler,
- Filtration mit Belüftung,
- Filtration mit Belüftung und Sedimentabscheidung,
- Filtration mit Sedimentabscheidung.
Allen Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass in die Trennvorrichtung eintretender Schleim gefiltert und zurückgehalten wird.
Der Vorteil eines vorgeschalteten, also außerhalb des Gehäuses eines Hauptfilters angeordneten Filterelements besteht darin, dass dieses unabhängig von der Trennvorrichtung bzw. dem Hauptbehälter gereinigt und gewechselt werden kann.
Bei allen Ausführungsvarianten dient die Filtration bzw. Abscheidung des Schleims dazu, den Hauptfilter, der das Öl aus dem Öl/Wasser-Gemisch abscheidet, freizuhalten bzw. dessen Verblocken zu verlangsamen. Aus diesem Grund erfolgt das Abscheiden des Schleims stets vor der Trennung des Öls bzw. der ölhaltigen Komponenten aus dem Öl/Wasser-Gemisch.
Die Nutzung einer saugenden oder drückenden Pumpe als Fließregler im Zusammenhang mit einem Schleimfilter hat den großen Vorteil, dass ein von Verblocken der Filterelemente kaum möglich ist bzw. deutlich verlangsamt wird . Ziel ist es jedenfalls, den für den üblichen Öl/Wassertrenner gegebenen Durchfluss von Öl/Wasser-Gemisch stets aufrecht zu erhalten, weswegen die Pumpe als Fließregler verstanden wird . Somit ergeben sich deutlich höhere Standzeiten für die Trennvorrichtung . Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn regelmäßige Wartungsintervalle geplant sind und ein Wechsel der Filterelemente zwischen den geplanten Wartungsterminen vermieden werden soll. Die Pumpe kann niveaugeregelt oder zeitgeregelt sein. Unter Niveauregelung wird verstanden, dass die Pumpe sich dann zuschaltet, wenn eine entsprechende Füllmenge innerhalb der Trennvorrichtung erreicht ist. Alternativ und vor allem bei einem regelmäßigen Zulauf in die Trennvorrichtung kann die Pumpe auch nach bestimmten Zeitintervallen zugeschaltet werden. Denkbar ist auch eine Kombination der beiden Möglichkeiten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil durch die Verwendung der Pumpe besteht darin, dass die Pumpe in umgekehrter Richtung fördern kann und somit die Trennvorrichtung durch Rückspülen gereinigt werden kann.
Als Filtermaterial eignet sich insbesondere ein Faservlies, da dieser nur einen sehr geringen Fließwiderstand bei einer großen Oberfläche aufweist.
Die Integration von Belüftung meint, dass ein Gas zugeführt wird, dass Sedimente entgegen der Strömungsrichtung des Öl/Wasser-Gemischs bewegt oder mitnimmt. Hierdurch wird vermieden, dass sich der Hauptfilter, der die ölhaltige Bestandteile aus dem Öl/Wasser-Gemisch entfernen soll, mit Sediment zusetzt, zumindest wird ein Verblocken des Hauptfilters verlangsamt. Zusätzlich zur Belüftung können spezielle Sedimenträume vorgesehen sein, in denen sich Sediment absetzen kann. Auch eine Kombination von Faservlies, Belüftung und Sedimentraum ist möglich.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung beispielhaft erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 : eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit vorgeschaltetem Filterelement, Fig. 2 : eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Öl/W Trennvorrichtung auf Basis von Tiefenfiltration,
Fig. 3 : eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung auf Basis von Tiefenfiltration mit Ansaugung,
Fig. 4: eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit Belüftung,
Fig. 5 : eine fünfte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit Belüftung und Sedimentabscheider,
Fig. 6: eine sechste Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit Sedimentabscheider und Faservlies,
Fig. 7 : eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit Sedimentabscheider und Faservlies,
Fig. 8: eine siebte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit Belüftung und Sedimentabscheider und Faservlies,
Fig. 9 : eine achte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit integriertem Filterelement,
Fig. 10 : eine neunte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung mit integriertem Filterelement und mehrstufigem Hauptfilter.
Die nachfolgenden Figuren zeigen verschiedene Varianten einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20. Diese weist ein Gehäuse 23 auf.
In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ist im Zulauf einer handelsüblichen Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 bzw. dessen Gehäuses 21 ein Filterelement 22 vorgesehen, das schleimartige Substanzen aus einem Öl/Wasser- Gemisch entfernt. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Filterelement 22 vorzugsweise aus einem Aluminium-Schaum gebildet sein kann, das mit Nanosilber beschichtet ist, es kann aber grundsätzlich aus jedem Material gebildet sein oder dieses zumindest beinhalten, das keimtötende Eigenschaften hat. Beispielsweise kann das Filterelement 22 aus einem Gehäuse bestehen, in dem D45-Scheiben gestapelt angeordnet sind und dass ein Volumen von 0,2 bis 0,5 Liter aufweist. Die Zuführung des Gemischs erfolgt unter Druck und mit einer erhöhten Geschwindigkeit, wodurch das Filterelement 22 aufgrund der nur geringen Verweildauer des Gemischs innerhalb des Filterelements 22 über einen langen Zeitraum freibleibt und sich nicht zusetzt.
Figur 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variante, bei der die Filtration innerhalb der Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 erfolgt. Die Flüssigkeit nimmt den Fließweg 41. Zunächst wird das Öl/Wasser-Gemisch durch einen Deckel 24 in einen Vorfilter 26 durch ein zentrales Siebrohr 21 geleitet. Der Deckel 24 dient dabei auch als Niederhalter für den innenliegenden Vorfilter 26. Innerhalb des Vorfilters 26 ist vorzugsweise ein Filtervliesmaterial vorgesehen, das als Gespinst ausgebildet ist und den Schleim zumindest weitgehend zurückhält. Das Filtervlies ist austauschbar und kann nach einer Reinigung vorzugsweise wiederverwendet werden . Ein wesentlicher Vorteil eines solchen Filtervlieses besteht auch darin, dass es nur einen geringen Fließwiderstand aufweist. Diese Ausführungsvariante kann zusätzlich auch das in Figur 1 gezeigte Filterelement 22 aufweisen.
Aus dem Vorfilter 26 tritt die vorgereinigte Flüssigkeit durch Vorfilteröffnungen 31 aus und gelangt in einen durch einen oder mehrere Abstandshalter 28 vom Vorfilter 26 getrennten Hauptfilter 30. Der oder die Abstandshalter 28 bewirken unter anderem, dass sich die vorgereinigte Flüssigkeit vor dem Eintritt in den Hauptfilter 30 sammeln und beruhigen kann. Die Ölabscheidung erfolgt dann im sich anschließenden Hauptfilter 30. Über eine Steigleitung 33 wird die gereinigte Flüssigkeit aus der Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 herausgeleitet.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die erfindungsgemäße Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20 für die Trennung schleimartiger Substanzen aus dem Öl/Wasser-Gemisch durch eine Pumpe 36 in Kombination mit einer Niveauerfassungsvorrichtung 32 gebildet ist. Die Pumpe 36 ist über eine entsprechende Leitung über einen Anschluss 34 in Fließrichtung hinter dem Hauptfilter 30 an die Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 angeschlossen. Über die Pumpe 36 wird das Öl/Wasser-Gemisch angesaugt, was die Betriebsdauer der Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20 bei einem Anfall von schleimartigen Substanzen erhöht. Um zu vermeiden, dass das Flüssigkeitsniveau innerhalb der Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20 unter den Vorfilter 26 fällt, ist die Niveauerfassungsvorrichtung 32 vorgesehen. Sobald das Niveau innerhalb der Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20 zu niedrig wird, schaltet die Pumpe 36 ab. Die Pumpenleistung entspricht dabei etwa der ein- bis zweifachen Nennleistung der Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20. Beispielhaft sind zwei Niveaugrenzen A, B eingezeichnet.
Alternativ ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Pumpe 36 zeitabhängig zu steuern oder zu regeln. Dies ist gerade dann problemlos möglich, wenn die Zuflussmenge in die Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 je Zeiteinheit bekannt ist. Die Niveauerfassungsvorrichtung 32 kann trotzdem als Back-up-System vorhanden sein, in einer einfachen Variante kann aber vollständig auf die Niveauerfassungsvorrichtung 32 verzichtet werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung der Pumpe 36 besteht darin, dass diese in ihrer Leistung an verschiedene Bedingungen vor Ort bzw. Verschmutzungen der Flüssigkeit angepasst werden kann. Durch die Nutzung der Pumpe 36 ist es problemlos möglich, den Fließwiderstand, der sich durch den oder die Filter 26, 30 ergibt, zu überwinden. Aufgrund dieser Wirkungsweise wird die gleiche Menge Öl/Wasser-Gemisch pro Zeiteinheit behandelt wie bei einem einfachen Öl/Wassertrenner identischer Leistung . Somit bleibt die Beladung, Auslegung und Wirkungsweise des Apparates gleich, die Pumpe arbeitet also lediglich als Fließregler bei Beeinträchtigung durch schleimartige Substanzen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante kann anstelle einer saugenden Pumpe 36 auch eine drückende Pumpe 36 verwendet werden, die dann in Fließrichtung vor den Filtern 26,30 angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Ausführungsvariante gemäß Figur 1 mit einer Pumpe 36 zu verwenden.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante gemäß Figur 4 ist die Trennvorrichtung für die schleimartige Substanzen durch ein Belüftungselement 42 gebil- det. Über eine Belüftungsleitung 40 wird ein Gas, zum Beispiel Druckluft, zum Belüftungselement 42 geführt und tritt dort aus. Das Belüftungselement 42 ist innerhalb eines Filterbechers 52 angeordnet, der sich im Bereich des Hauptfilters 30 unterhalb eines Trennbodens 45 befindet. Das eingeleitete Gas tritt aus dem Belüftungselement 42 aus und strömt durch den Filterbehälter 52 und den Trennboden 45 nach oben, wodurch schleimartige Substanzen mitgenommen und vom Hauptfilter (30) ferngehalten werden. Das Mitnehmen bzw. Verwirbeln der schleimartigen Substanzen entgegen der Strömungsrichtung des Öl/Wasser- Gemischs verhindert ein Zusetzen von Strömungsöffnungen des Hauptfilters 30 bzw. des Hauptfilters 30 selbst. Ein Gasstrom 43 ist als Pfeil dargestellt. Die Zuleitung des Gases ist auch über einen perforierten Schlauch möglich. Gezeigt sind zwei unterschiedliche Belüftungselemente 42, bei beiden tritt das Gas seitlich aus. Die Form des Belüftungselementes 42 kann an die jeweilige Ausführung der Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 angepasst sein. Das Öl/Wasser-Gemisch gelangt durch den Hauptfiltereinlass 38 in den Hauptfilter 30, die gereinigte Flüssigkeit verlässt die Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 anschließend über die Steigleitung 33.
Figur 5 zeigt eine fünfte Variante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser- Trennvorrichtung 20 mit der bereits erläuterten Belüftung, aber mit einem zusätzlichen Sedimentabscheideelement 44. Das Sedimentabscheideelement 44 bewirkt, dass bei nicht ausreichender Auftriebskraft der Belüftung absenkendes schleimartiges Material im Sedimentraum 45 verbleibt und sich nicht auf den Hauptfiltereinlass 38 absenkt, sodass der Hauptfiltereinlass 38 auch über lange Betriebsdauern freigehalten wird . Der grundsätzliche Aufbau entspricht in etwa dem Aufbau der Vorrichtung gemäß Figur 4, es ist lediglich zusätzlich ein Sedimentabscheideelement 44 eingesetzt. Dieses ist durch ein Rohr 47 gebildet, das durch einen Schirm 49 verschlossen ist. Durch den Schirm 49 hindurch wird das Gas über die Belüftungsleitung 40 zugeführt und tritt nach unten durch das Rohr und durch Rohröffnungen 46 wieder aus. Innerhalb des Schirms 49 sind weiterhin Schirmöffnungen 48 vorgesehen, die ebenfalls der Ableitung des Gases dienen. Ein Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht darin, dass der Sedimentraum 45 einfach und ohne Auswechseln des Hauptfilters 30 gereinigt werden kann. Die Figuren 6 bis 8 zeigen Öl/Wasser-Trennvorrichtungen 20, die ein Sedimentabscheideelement 44 und zusätzlich ein Faservlies 50 aufweisen. Das Öl/Wasser- Gemisch wird durch das Faservlies 50 hindurch in den Hauptfilter 30 geleitet. Das Faservlies bindet den Schleim. Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 7 ist zusätzlich zu dem Faservlies 50 ein Sedimentraum 45 vorgesehen, in dem sich Material absetzen kann. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass diese Varianten auch mit dem in Figur 3 gezeigten Fließregler, also der Pumpe 36 kombiniert werden kann.
Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 8 ist weiterhin die bereits beschriebene Belüftung vorgesehen. Auch hier tritt der Gasstrom durch die Rohröffnungen 46 und Schirmöffnungen 48 aus. Das Faservlies 50 legt sich gemäß den Ausführungsvarianten der Figuren 7 und 8 an einer Vertikalwand 54 an. Auch bei dieser Ausführungsvariante ist ein Sedimentraum 45 vorgesehen.
Schließlich zeigt Figur 9 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20, bei der der Abfluss des gefilterten Öl/Wasser-Gemischs an einem möglichst tiefen Punkt der Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 erfolgt und somit ein höheres Druckniveau innerhalb der Öl/Wasser-Trennvorrichtung 20 bei verblockendem Hauptfilter 30 erzeugt wird . Hierdurch wird das zu trennende Gemisch durch die schleimartigen Substanzen hindurchgedrückt.
Vorteilhafterweise kann der Hauptfilter 30 bei allen oben beschriebenen Ausführungsvarianten auch mehrstufig aufgebaut sein, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 10. Dies ist dann besonders sinnvoll, wenn Emulsionen getrennt werden müssen, die im ungünstigsten Fall über die Zeit sogar in unterschiedlicher Menge anfallen. Es hat sich gezeigt, dass der Hauptfilter 30 beispielsweise eine zweite Filterstufe 55 aus alkenem bzw. oleofinem, öladsorbierendem Material aufweisen kann . Geeignet ist beispielsweise Attapulgit oder Fullererde, diese Stoffe filtern auch feinste emulgierte Ölanteile.
Die beiden Filterstufen können getrennt voneinander realisiert werden, sie können aber auch miteinander in einer Filterstufe kombiniert sein. Bei der letztgenannten Variante erfolgen die beiden Filtrationsvorgänge innerhalb einer Filterstufe. Werden zwei Filterstufen realisiert, können diese unmittelbar aneinander angrenzen, also in Kontakt miteinander sein, sie können aber auch beispielsweise durch eine siebartige Schicht voneinander getrennt sein. Ein solches Sieb kann aus allen geeigneten Materialien bestehen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die verschiedenen Filterstufen auch unabhängig voneinander gewechselt werden, was ebenfalls durch ein zwischenliegendes Sieb erleichtert wird . Der mehrstufige Aufbau des Hauptfilters 30 ist insbesondere für die Verwendung mit einer saugenden oder drückenden Pumpe geeignet, da diese auch dann noch das Öl/Wasser-Gemisch durch den Hauptfilter zieht oder drückt, wenn dieser auf seiner Außenseite beispielsweise durch Bakterien verblockt ist.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsvarianten beschränkt, sondern umfasst insbesondere auch Kombinationen der verschiedenen Möglichkeiten zur Trennung und Abscheidung der schleimartigen Substanzen.

Claims

Patentansprüche
1. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) mit einem Hauptfilter (30) zum Entfernen ölhaltiger Bestandteile aus einem Öl/Wasser-Gemisch, gekennzeichnet durch eine zusätzliche mechanische Trennvorrichtung für eine Abtrennung von schleimartigen Substanzen aus dem Öl/Wasser-Gemisch.
2. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Trennvorrichtung durch ein Filterelement (22) gebildet ist, das im Zulauf außerhalb eines Gehäuses (23) der Öl/Wasser- Trennvorrichtung (20) angeordnet ist.
3. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Trennvorrichtung durch einen Vorfilter (26) gebildet ist, das innerhalb des Gehäuses (23) der Öl/Wasser- Trennvorrichtung (20) angeordnet ist.
4. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (22) und/oder der Vorfilter (26) keimtötendes Material aufweist.
5. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Fließregler, der das Öl/Wasser-Gemisch fördert.
6. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließregler in Fließrichtung vor dem Gehäuse (23) der Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) angeordnet ist.
7. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließregler in Fließrichtung hinter dem Gehäuse (23) der Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) angeordnet ist.
8. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließregler durch eine Niveauerfassungsvorrichtung (32), die den Flüssigkeitstand innerhalb des Gehäuses (23) misst, geregelt ist.
9. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Fließregler zeitabhängig geregelt ist.
10. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (23) in Fließrichtung vor dem Hauptfilter (30) ein Vorfilter (26) vorgesehen ist, der schleimartiges Material aus dem Öl/Wasser-Gemisch zurückhält.
11. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptfilter (30) derart ausgebildet ist, dass er sich zum Trennen emulgierter Öl/Wasser-Gemische eignet.
12. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptfilter (30) mehrstufig aufgebaut ist.
13. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belüftung vorgesehen ist, über die ein Gasstrom (43) in das Gehäuse (23) eingeleitet wird, der schleimartige Substanzen vom Hauptfilter (30) fernhält.
14. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sedimentabscheideelement (44) mit einem Sedimentraum (45) vorgesehen ist, wobei bei nicht ausreichender Auftriebskraft der Belüftung absenkendes schleimartiges Material im Sedimentraum (45) verbleibt.
15. Öl/Wasser-Trennvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließregler als Pumpe (36) ausgeführt ist.
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