NL1018653C2 - Werkwijze en inrichting voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een fluïdum, waterzuiveringssysteem en wasinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een fluïdum, waterzuiveringssysteem en wasinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een fluïdum waarbij het hydrofobe stoffen bevattend fluïdum in contact wordt gebracht met een poreus materiaal dat perliet omvat.

5 Een dergelijke werkwijze is bekend uit US-A-5 632 .889 waarin de toepassing van perliet wordt ontsloten voor het selectief absorberen van koolwaterstoffen uit water. Het perliet wordt hierbij in deeltjesvorm in een houder gebracht die geplaatst wordt in een waterafvoer. Het perliet is vooraf geëxpandeerd en daaropvolgend 10 gesiliconiseerd. De houder maakt het mogelijk dat het perliet, wanneer het een maximale hoeveelheid koolwaterstoffen heeft geabsorbeerd, eenvoudig uit de waterafvoer verwijderd en vervolgens als afval verwerkt kan worden. Desgewenst kan vervolgens een nieuwe hoeveelheid perliet in de houder worden gestort. In dit 15 octrooischrift wordt gesteld dat het perliet een maximale absorptiegraad heeft die enkele malen zijn gewicht bedraagt.

Er bestaat een behoefte om bij een dergelijke werkwijze de maximale absorptiegraad van het perliet te vergroten zodat een langere gebruiksduur wordt bereikt per hoeveelheid perliet.

20 De onderhavige uitvinding heeft ten doel om in deze behoefte te voorzien.

Bij de werkwijze van de in aanhef genoemde soort volgens de uitvinding is daartoe het perliet gesiliconiseerd en vervolgens geëxpandeerd. Perliet dat op deze manier is vervaardigd blijkt 25 verrassenderwijs een hogere maximale absorptiegraad te hebben dan bekend uit de techniek. Een voorbeeld van een dergelijk perliet is in de handel als isolatiemateriaal verkrijgbaar via PULL B.V. in Veenendaal. Voor dit perliet is bijvoorbeeld een maximale absorptiegraad van circa 50 vol.% gemeten. Het moge duidelijk zijn 30 dat een dergelijke hoge maximale absorptiegraad in aanzienlijke mate de gebruiksduur van een vaste hoeveelheid perliet verlengt, of - in omgekeerde zin - het benodigde gewicht aan perliet verlaagt voor een bepaalde hoeveelheid te absorberen hydrofobe stoffen. Het perliet dat bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast, kan 1018653* - 2 - bijvoorbeeld worden verkregen door behandeling van perliet met een waterige emulsie van siliconen, waardoor het oppervlak hydrofobe eigenschappen verkrijgt en vervolgens het aldus behandelde perliet te expanderen door verhitting. Deze wijze van expanderen en van 5 siliconiseren van perliet is bekend in de techniek, bij voorbeeld uit GB 1,096,420, waarbij nochtans het perliet eerst wordt geëxpandeerd en vervolgens gesiliconiseerd.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding een perliet gebruikt dat een maximale absorptiegraad heeft die hoger is 10 dan 30 vol.%. Een dergelijke maximale absorptiegraad is hoger dan bekend uit de stand der techniek. Met voordeel heeft het perliet een maximale absorptiegraad die tussen 30 en 60 vol.% ligt, met groter voordeel circa 50 vol.%. Bij een dergelijke maximale absorptiegraad blijft namelijk het soortelijk gewicht van het perliet bij maximale 15 absorptie lager dan dat van water. Het soortelijk gewicht van het eerst geëxpandeerd en vervolgens gesiliconiseerd perliet bedraagt bij voorbeeld circa 0,090 kg/liter. Een dergelijk soortelijk gewicht gecombineerd met een maximale absorptiegraad tussen 30 en 60 vol.% maakt het gebruik van het perliet voordelig bij het behandelen van 20 waterstromen, omdat het perliet te allen tijde op het water blijft drijven en aldus eenvoudig te verwijderen is na gebruik.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgens de uitvinding het vaststellen van de absorptiegraad van het perliet. Door de absorptiegraad vast te stellen tijdens het absorptieproces, kan 25 worden voorkomen dat fluïda met hydrofobe stoffen over perliet worden geleid wanneer de absorptie door het perliet onvoldoende is geworden.

Het heeft bijzondere voorkeur de absorptiegraad van het perliet vast te stellen door middel van een verkleuringsgraad van het perliet die afhankelijk is van de absorptiegraad en visueel wordt 30 waargenomen. Een dergelijke visuele waarneming is eenvoudiger uit te voeren dan bij voorbeeld, een weging van het perliet.

Met voordeel wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding perliet toe'gepast dat zodanig deeltjesvormig is dat de perlietdeeltjes in het fluïdum een stabiele disperse fase vormen. Op 35 deze wijze heeft het perliet een hoog effectief oppervlak. Daarnaast geldt voor een stabiele disperse fase van perlietdeeltjes dat het absorptieproces stabiel verloopt en de rheologie van het fluïdum in hoge mate voorspelbaar is. Dit heeft het voordeel dat de diffusie van het hydrofobe stoffen bevattend fluïdum sneller verloopt en beter * 0 1 8653 1 - 3 - voorspelbaar zal zijn, leidend tot een beter in te schatten verloop van het absorptieproces.

Met voordeel wordt de werkwijze volgens de uitvinding gebruikt voor het absorberen van koolwaterstoffen uit water.

5 Tevens heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een fluïdum omvattende een omhulling die doorlaatbaar is voor het hydrofobe stoffen bevattend fluïdum waarbinnen zich een poreus materiaal bevindt dat perliet omvat, waarbij het perliet gesiliconiseerd en vervolgens geëxpandeerd 10 is. De inrichting biedt het voordeel dat het perliet volgens de uitvinding niet los wordt uitgespreid over of in het fluïdum wat terugwinning eenvoudiger maakt. In het bijzonder is een dergelijke inrichting geschikt voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit fluïda die door hun aard moeilijk als vloeistofstroom zijn te 15 geleiden, zoals bijvoorbeeld bij het bestrijden van verontreinigingen in niet-stilstaand open water die ontstaan zijn door lekkages.

Bij voorkeur omvat de inrichting volgens de uitvinding een perliet met een maximale absorptiegraad hoger dan 30 vol.%. Met voordeel heeft het perliet een maximale absorptiegraad die tussen 30 20 en 60 vol.% ligt, met groter voordeel circa 50 vol.%. Hierbij wordt opgemerkt 'dat de omhulling dusdanig uitgevoerd kan worden dat deze geen aanzienlijke invloed heeft op het soortelijk gewicht van de gehele inrichting, of deze zelfs kan verlagen. Aldus biedt de inrichting dezelfde voordelen als eerder beschreven voor de 25 werkwijze.

Bij voorkeur heeft de inrichting volgens de uitvinding een perliet met een visueel waarneembare verkleuringsgraad die afhankelijk is van de hoeveelheid hydrofobe stoffen die zijn geabsorbeerd, om dezelfde redenen als reeds genoemd voor de 30 werkwijze.

Bij voorkeur omvat de inrichting volgens de uitvinding als omhulling voor perliet een zak of doos. Op deze wijze kan met voordeel de gewenste hoeveelheid perliet worden gedoseerd afhankelijk van de hoeveelheid te absorberen hydrofobe stoffen. Zakken kunnen 35 bovendien dusdanig worden uitgevoerd dat zij in een kring rondom een vervuilingsplek op water kunnen worden aangebracht. Beide typen van omhulling worden met voordeel gebruikt voor waterzuiveringssystemen zoals hierna beschreven waarbij de stroom van het fluïdum geleid wordt. Daarbij kunnen dozen met voordeel zodanig worden uitgevoerd - 1 η, 1 9 e. ς i * - 4 - dat zij eenvoudig zijn aan te brengen en te vervangen in zulke waterzuiveringssystemen.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een waterzuiveringssysteem voor het zuiveren van water of waterige 5 vloeistof omvattende een doorstroomkamer met een aanvoer en een afvoer, waarbij in de doorstroomkamer tussen de aanvoer en de afvoer ten minste één inrichting volgens de uitvinding zoals hierboven beschreven, is opgenomen. Aldus wordt bij dit waterzuiveringssysteem de inrichting volgens de uitvinding gebruikt voor het zuiveren van 10 water of waterige vloeistof waarvan de stroom door middel van een aanvoer en een afvoer langs de inrichting wordt geleid, met als voordeel dat de stroom op een centrale plaats wordt gezuiverd onafhankelijk van de plaats van verontreiniging. Voorts biedt het systeem dezelfde voordelen als genoemd voor de inrichting.

15 Bij voorkeur omvat het waterzuiveringsysteem volgens de uitvinding in de doorstroomkamer tussen de aanvoer en de afvoer een houder voor de inrichting. De houder maakt het mogelijk dat de inrichting op een vaste plaats kan worden aangebracht zodanig dat een gedwongen stroming van het fluïdum door het perliet wordt bereikt.

20 Met voordeel is de plaatsing dusdanig dat de contacttijd tussen het fluïdum en het perliet ruim voldoende is' voor het absorptieproces. Aldus wordt een uitstekend absorberend effect van het systeem bereikt. Daarnaast maakt een vaste plaatsing van de inrichting het mogelijk deze eenvoudig aan te brengen en te verwijderen. Bovendien 25 kan de plaatsing dusdanig worden gekozen dat deze het meest geschikt is voor het vaststellen van de absorptiegraad van het perliet.

Bij voorkeur omvat het waterzuiveringsysteem volgens de uitvinding een aanvoer die lager gelegen is dan de afvoer. Op deze wijze wordt als gevolg van sedimentatie onder invloed van de 30 zwaartekracht het aantal deeltjes in het fluïdum dat op het perliet terechtkomt en het eventueel verstopt zo laag mogelijk gehouden.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het waterzuiveringssysteem volgens de uitvinding omvat de volgende, sequentieel met elkaar in verbinding staande, onderdelen: een sedimentatie-eenheid voor het 35 sedimenteren van vaste deeltjes in een fluïdum, een absorptie-eenheid die de doorstroomkamer zoals hiervoor besproken omvat, een oxidatie-eenheid voor het oxideren van resterende verontreinigingen in het fluïdum, een beluchtings-eenheid voor het beluchten en verlagen van de oppervlaktespanning van het fluïdum, en een filtratie-eenheid voor 40 het filteren van het fluïdum.

101 8653 * - 5 -

De combinatie van dergelijke sequentieel met elkaar in verbinding staande onderdelen biedt het voordeel van een waterzuiveringsproces waarbij naast hydrofobe stoffen ook niet-hydrofobe stoffen alsmede andere ongewenste eigenschappen van het 5 fluïdum weggenomen worden. Zo wordt door de sedimentatie-eenheid bereikt dat vervuiling in de vorm van deeltjes met een hoger soortelijk gewicht dan water wordt afgescheiden voordat het fluïdum de absorptie-eenheid bereikt. De oxidatie-eenheid voert op biologische wijze een oxidatie uit van resterende verontreinigingen 10 in het fluïdum. De beluchtings-eenheid voor het beluchten en verlagen van de oppervlaktespanning van het fluïdum is met voordeel geplaatst in een bufferruimte voor het fluïdum zodat continu een deel van het fluïdum door de beluchtings-eenheid circuleert. De filtratie-eenheid tenslotte is bij voorbeeld voorzien van een regenereerbaar 15 microfilter. De afvalstroom van de regeneratie van het filter kan desgewenst via de eerder genoemde sedimentatie-eenheid verwerkt worden.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een wasinrichting voor het wassen van objecten met water of waterige vloeistof voorzien van 20 een waswateraanvoer en waswaterafvoer waarbij de waswaterafvoer van de wasinrichting verbonden is met het waterzuiveringssysteem volgens de uitvinding zoals hiervoor beschreven. De waswaterafvoer is daartoe verbonden met, afhankelijk van de uitvoeringsvorm, de aanvoer naar de doorstroomkamer, dan wel een hoofdaanvoer naar de sequentieel met 25 elkaar in verbinding staande onderdelen van het waterzuiveringssysteem. Een dergelijke wasinrichting biedt het voordeel dat er geen sprake meer is van een vervuilde afvalstroom naar het milieu. Daarnaast kan het water, afhankelijk van de mate van zuivering, opnieuw gebruikt worden voor diverse toepassingen.

30 Bij voorkeur is bij de wasinrichting volgens de uitvinding de waswateraanvoer verbonden met het waterzuiveringssysteem. De waswateraanvoer is daartoe verbonden met, afhankelijk van de uitvoeringsvorm, de afvoer van de doorstroomkamer, dan wel een hoofdafvoer van de sequentieel met elkaar in verbinding staande 35 onderdelen van het waterzuiveringssysteem. Op deze wijze wordt het voordeel bereikt dat het water of waterige vloeistof die in de wasinrichting wordt gebruikt niet alleen wordt gereinigd maar tevens via een kringloop voor dezelfde wasinrichting wordt hergebruikt. Als zodanig wordt een wasinrichting met een minimaal verbruik aan vers 101 865 3 .« - 6 - water verkregen. Onder een dergelijke wasinrichting kan bijvoorbeeld een wasstraat voor het wassen van voertuigen begrepen worden.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening waarin: 5 Fig. 1 een uitvoeringsvorm van het waterzuiveringssysteem volgens de uitvinding schematisch weergeeft.

Fig. 1 toont schematisch een uitvoeringsvorm van het waterzuiveringssysteem voor het zuiveren van water of waterige vloeistof volgens de uitvinding, waarbij achtereenvolgens 10 verschillende eenheden doorstroomd worden met het te zuiveren water. De eenheden vormen een aaneengesloten geheel weergegeven als bak 1 die is opgebouwd uit wanden van waterkerend materiaal, te weten bodem 14, opstaande wanden 15 en bovenwand 16 en tussenwanden 17 en 18 die als schotten functioneren om de stroming van het water te geleiden.

15 De tussenwanden 17 zijn aan de bovenwand 16 verbonden onder vrijlating van een opening tussen het vrije uiteinde van elke tussenwand 17 en de bodem 14. De tussenwanden 18 zijn met de bodem 14 verbonden onder vrijlating van een opening tussen het vrije uiteinde van elke tussenwand 18 en de bovenwand 16. Het water wordt naar het 20 systeem geleid via een hoofdaanvoer 23 en weggeleid via een hoofdafvoer 24. Het systeem omvat de volgende eenheden: een sedimentatie-eenheid 30 voor het sedimenteren van in het water aanwezige deeltjes, een absorptie-eenheid 35 voor het absorberen van hydrofobe verontreinigingen uit het water, een oxidatie-eenheid 40 25 voor het oxideren van resterende verontreinigingen in het water, een bufferruimte 50 omvattende een beluchtings-eenheid voor het beluchten en verlagen van de oppervlaktespanning van het water, en een filtratie-eenheid 60 voor het filteren van het water. De stroomrichting van het water is aangegeven door de pijlen 22.

30 De sedimentatie-eenheid 30 omvat twee tussenwanden 17 en twee tussenwanden 18 die zodanig zijn geplaatst dat deze een stroming van onderaf van het water naar sedimentatiekamers 32 bewerkstelligen. Dergelijke uitvoeringen zijn op zich algemeen bekend in de techniek en behoeven hier geen nadere toelichting. De sedimentatie-eenheid is 35 tevens voorzien van een hoofdaanvoer 23 voor het te reinigen water.

De absorptie-eenheid 35 omvat een doorstroomkamer 25 die als gevolg van de plaatsing van de twee tussenwanden 17 en 18 voorzien is van een laag gelegen aanvoer 20 en een hoog gelegen afvoer 21, waartussen een houder 10 is aangebracht die bevestigd is aan 40 tussenwanden 17 en 18. In de houder 10 zijn twee met poreus materiaal 1018600¾ - 7 - 2 gevulde dozen 5 geplaatst. Het poreuze materiaal omvat perliet dat eerst gesiliconiseerd en vervolgens geëxpandeerd is. De dozen vullen de vrije ruimte in de houder zodat het water door de dozen gevuld met perliet stroomt. Volledigheidshalve wordt opgemerkt dat het water in 5 doorstroomkamer 25 in opwaartse richting stroomt.

De oxidatie-eenheid 40 is voorzien van een bioreactor 45 voor het biologisch oxideren van resterende verontreinigingen in het water. De bioreactor 45 is schematisch weergegeven als trommel.

De bufferruimte 50 voor het water is voorzien van een 10 beluchtings-eenheid 55 voor het beluchten en verlagen van de oppervlaktespanning van het water.

De filtratie-eenheid 60 tenslotte is voorzien van een schematisch weergegeven regenereerbaar microfilter 65. Tevens omvat de filtratie-eenheid een hoofdafvoer 24.

1018653

Claims (14)

1. Werkwijze voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een fluïdum waarbij het hydrofobe stoffen bevattend fluïdum in contact wordt gebracht met een poreus materiaal dat perliet omvat, met het kenmerk dat het perliet gesiliconiseerd en 5 vervolgens geëxpandeerd is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het perliet een maximale absorptiegraad heeft hoger dan 30 volume procent.

3. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat de absorptiegraad van het perliet wordt 10 vastgesteld.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk dat een verkleuringsgraad van het perliet, die afhankelijk is van de absorptiegraad van het perliet, visueel wordt waargenomen.

5. Inrichting voor het absorberen van hydrofobe stoffen uit een 15 fluïdum omvattende een omhulling die doorlaatbaar is voor.het hydrofobe stoffen bevattende fluïdum, waarbinnen zich een poreus materiaal bevindt dat perliet omvat, met het kenmerk dat het perliet gesiliconiseerd en vervolgens geëxpandeerd is.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het perliet 20 een maximale absorptiegraad heeft hoger dan 30 volume procent.

7. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies 5-6, met het kenmerk dat het perliet een visueel waarneembare verkleuringsgraad heeft die afhankelijk is van de absorptiegraad van het perliet.

8. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies 5-7, met het kenmerk dat de omhulling een zak of doos (5) omvat.

9. Waterzuiveringssysteem voor het zuiveren van water of waterige vloeistof omvattende een doorstroomkamer met een aanvoer en een afvoer, met het kenmerk dat in de doorstroomkamer (25) tussen 30 de aanvoer (20) en de afvoer (21) ten minste één inrichting , volgens één van de voorafgaande conclusies 5-8 is opgenomen.

10. Waterzuiveringssysteem volgens conclusie 9, met het kenmerk dat in de doorstroomkamer (25) tussen de aanvoer (20) en de afvoer (21) een houder (10) voor de inrichting is opgenomen.

11. Waterzuiveringssysteem volgens één van de voorafgaande conclusies 9-10, met het kenmerk dat de aanvoer (20) lager gelegen is dan de afvoer (21).

12. Waterzuiveringssysteem volgens één van de voorafgaande 101 a 66'3^ - 9 - conclusies 9-11, met het kenmerk dat het waterzuiveringssysteem de volgende, sequentieel met elkaar in verbinding staande, onderdelen omvat: een sedimentatie-eenheid (30) voor het sedimenteren van vaste deeltjes in het fluïdum, een absorptie-5 eenheid (35) die de doorstroomkamer (25) omvat volgens één van de voorafgaande conclusies 9-11, een oxidatie-eenheid (40) voor het oxideren van resterende verontreinigingen in het fluïdum, een beluchtings-eenheid (50) voor het beluchten en verlagen van de oppervlaktespanning van het fluïdum, en een filtratie- 10 eenheid (60) voor het filteren van het fluïdum.

13. Wasinrichting voor het wassen van objecten met water of waterige vloeistof voorzien van een waswateraanvoer en een waswaterafvoer, met het kenmerk dat de waswaterafvoer verbonden is met het waterzuiveringssysteem volgens één van de 15 voorafgaande conclusies 9-12.

14. Wasinrichting voor het wassen van objecten met water of waterige vloeistof volgens conclusie 13, met het kenmerk dat de waswateraanvoer verbonden is met het waterzuiveringssysteem volgens één van de voorafgaande conclusies 9-12. 20 1018653^