NO143369B - Apparat for separering av olje fra vann som er forurenset med olje - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et apparat for fjerning av olje

fra vann som er forurenset med olje, hvor det føres en foruren-

set vannstrøm gjennom flere renselag som inneholder faste partikler på en slik måte at oljen koalesceres og en oljefase og en vannfase blir dannet, hvilket apparat omfatter en beholder med innløp og utløp og renselagene plassert mellom plater med gjennomføringer og med en utfellingssone anordnet etter det siste i strømningsretning for væsken gjennom beholderen, hvor-

ved lagene og utfellingssonen er plassert på linje med hverand-

re på en slik måte at strømningsretningen for vannstrømmen ikke forandres.

Et apparat av denne type er kjent fra DE-AS 2026770.

Ved driftsforhold hvor oljeforurensingsvannet frem-bringes som et avløp, f. eks. ved spyling av tanker og i olje-raffinerier hvor det benyttes betydelige mengder vann, f. eks.

som kjølevann, blir vannet ofte tatt fra nærliggende naturlige eller kunstige vannkilder, f. eks. elver eller kanaler. Etter bruk blir avløpsvannet til sist returnert til en naturlig vannkilde. Før tilbakeføringen av avløpsvannet til en vannkilde .eller ved anbringelsen av det i et kloakkanlegg, blir den forurensede olje fjernet. Inntil nu er avløpsvannet blitt renset ved en fremgangsmåte som innbefatter føringen av avløpsvannet gjennom sandlag for å separere ut råpetroleum eller petroleumsprodukter .

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveie-bringe et forbedret apparat for fjerning av råpetroleum, petroleumsprodukter eller andre dispergerte vannuløselige organiske forbindelser, i det følgende omtalt som olje, fra forurenset avløpsvann.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et apparat som omfatter en beholder med innløp og utløp og renselagene plassert mellom plater med gjennomføringer og med en utfellingssone anordnet etter det siste i strømningsretning for væsken gjennom beholderen, hvorved lagene og utfellingssonen er plassert på linje med hverandre på en slik måte at strømnings-retningen for vannstrømmen ikke forandres, hvilket apparat er kjennetegnet ved at lagene som bevirker koalescering er anordnet med avstand fra hverandre og at disse omfatter partikler med partikkelstørrelse i området 0,1 - 3,0 mm, hvorved partiklene er anordnet mellom plater av et filtreringsmateriale og lagene har en tykkelse på minst 5 mm.

Etter å ha passert gjennom renselagene tillates strømmen fortrinnsvis å stoppe opp for en kortere periode for å tillate koalescerte oljedråper og vann å adskille seg.

Fortrinnsvis er retningen for vannstrømmen gjennom lagene gitt en vinkel i forhold til lagene slik at det forurensede vann strømmer gjennom lagene i en retning som er forskjell lig fra den som de 'koalescerte oljedråper beveges under påvirk-ning av tyngdekraften.

Mest fordelaktig er retningen for vannstrømmen horisontal, og lagene er anordnet vertikalt.

Strømningshastigheten bør tilpasses til partikkel-størrelsen i lagene og tverrsnittsflaten for lagene, slik at det dannes noe turbulens i væsken når den strømmer gjennom lagene, men ikke tilstrekkelig turbulens til å hindre utfellelsen av en oljefilm på de faste partikler og heller ikke så sterk turbulens at en utfelt film rives av. Dette fremmer bevegelsen for oljedråpene over strømningslinjene i vindingspassasjene mellom partiklene i lagene, slik at de vil støte mot oljefilmen på partiklene og med hverandre. Den første prosess oppfanger olje som kan oppsamles, og den siste prosess fører til en økning i størrelsen for dråpene. Hvis vannhastigheten er for stor, vil imidlertid den derav resulterende økende turbulens stryke av oljefilmen fra partiklene og bryte opp oljedråper og derved re-versere de ovenfor nevnte effekter.

Den optimale strømningshastighet kan velges for gitte lagdimensjoner og partikkelstørrelser i lagene. Vanligvis vil de hydrauliske belastninger være i størrelse på 15 - 50 m 3 /m 2/ time. Informasjon om partikkelstørrelsen finnes nedenfor.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er særlig egnet for behandling av vann som er relativt fri for suspenderte faste partikler. Hvis det er suspenderte faste stoffer tilstede, kan disse påvirke separeringen av olje og vann og bør fjernes på forhånd.

Fortrinnsvis er det to utløp fra utfellingssonen, slik at det kan føres ut separate olje- og vannstrømmer.

Hvis faste stoffer er suspendert i strømmen, kan det av ovenfor angitte grunner anordnes et filter foran beholderen.

Filtret fjerner fortrinnsvis suspenderte faste stoffer over en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 50 mikron, og fordelaktig over 10 mikron. I noen tilfeller er filtre som

fjerner partikler over en størrelse på ca. 1 mikron mest foretrukket .

Foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for fjerning av råpetroleum og petroleumsprodukter fra tankspylinger og av-løpsvann. Vanligvis inneholder avløpsvann fra tankspylinger og raffinerier mellom 5 og 750 mg råpetroleum eller petroleumsprodukter pr. kg. vann.

Vanligvis er mengden av suspenderte faste stoffer i vann meget variabel og typiske raffineri- og skipsvannavløp inneholder 10 - 500 ppm suspenderte faste stoffer.

Vanlige filtertyper kan benyttes, og egnede filtre innbefatter slike hvor filtermaterialet er bomull, viskose, ny-lon, polyester eller andre stoffmaterialer, glassull med eller uten harpiksbelegg, harpiksimpregnert papir, rustfritt stål-trådgitter og polytetrafluoretylen-belagt trdågitter. Et filter med en finere grad av faste partikler som benyttes i renselagene kan også benyttes. En foretrukket filtertype er en i hvilken fibrene er plassert i en vinkel i forhold til hverandre for dannelsen av et nettverk av fibre med rommene mellom dem i krevet størrelse.

Materialer som kan benyttes i partikkelform i renselagene innbefatter antrasitt, trekull, polystyren, polyetylen og polypropylen. Vermikulitt og avrundet filtersand kan også - benyttes. Ytelsen til de sistnevnte kan i enkelte tilfeller forbedres ved behandling for å gjøre dem oleofile, f. eks. med en silikonolje.

Som tidligere anført er det et forhold mellom størr-elsen for partiklene i renselagene og strømningshastigheten for vannet gjennom dem. Spesielt bør partikkelstørrelsen være i området 0,1 - 3,0 mm.

Lagene har fortrinnsvis en tykkelse i området 5 - 300 mm.

Lagene har fortrinnsvis et forhold mellom tykkelse og bredde (diameter) i området mellom 1 : 50 og 10 : 1, fortrinnsvis 1 : 10-2 : 1.

Partiklene holdes på plass av plater med kanaler i retningen for den forurensede vannstrøm. Et eksempel på en egnet utforming er at partiklene holdes i et vertikalt anordnet lag, dvs. med flaten til laget vendt i en horisontal retning mellom perforerte plater, f. eks. av trådduk. Det forurensede vann føres gjennom laget under trykk. Fortrinnsvis er en serie lag anordnet etter hverandre, og rommet mellom lagene er minst 10 mm eller mellom 0,5 og 10 ganger den maksimale bredde (diameter) for laget.

Oljedråpene i det forurensede vann koalescerer og separeres ut. Denne koalescering som etterfølges av separering av oljen muliggjør at oljen separeres fra det oljeforurensede vann hår partiklene er mettet med olje. Hvis partiklene er brennbare, kan de eventuelt fjernes ved brenning.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegnin-gen .

På fig. 1 er det vist et apparat som omfatter en rør-formet beholder 1 som har tre renselag 2, 3 og 4. Hvert lag består av antrasittpartikler med størrelse 0,6 - 1,2 mm som holdes mellom to stykker trådduk som virker som endeplater for å danne en tråddukpakke som inneholder antrasitt. Det er et innløp 9 til røret. Til enden av røret 1 er det festet et ut-fellingskammer med utløp 10 og 11.

Diameteren for røret 1 er 7,5 cm, lengden Y er

30 cm, og det er 18 mm avstand mellom lagene. Hvert lag er

18 mm tykt.

Apparatet som er vist på fig. 2 svarer til apparatet på fig. 1 med tillegg av et forfilter 12.

Filtret 12 er fremstilt av celluloseacetatfibre som er viklet rundt en polypropylenkjerne. Det fjerner faste partikler med gjennomsnittlig diameter over 5,0 mikron.

Oppfinnelsen er videre illustrert ved hjelp av ek-sempler. Eksemplene 2, 3 og 5 er sammenligningseksempler.

Eksempel 1

Vann forurenset med olje ble fremstilt ved å dosere råpetroleum inn i ledningsvann fra Sunbury som praktisk talt ikke inneholder noen fast partikler, og oljen ble dispergert ved å føre blandingen gjennom en homogenisator for å danne en oljedispersjon med dråper i størrelse mellom 1 og 2o mikron, idet hovedparten lå i området 5 - 10 mikron. Oljeinnholdet var ca. 120 ppm.

Det således fremstilte forurensede vann ble ført gjennom apparatet ved en hydraulisk belastning på 38 nr/m pr. time i 48 timer. Antrasittpartiklene ble så fjernet og oljen i dem ble gjenvunnet og veiet.

Resultatene er vist i tabell 1.

I eksempel 1 ble det nedstrøms gravitasjonsutfell-ingstrinn utført.på bare 2k sekunder. Dette eksempel demonstrerer koaleskeringsevnen for antrasittpartiklene i tillegg til filtreringen og adsorbsjonen.

Eksempel 2

Eksempel 1 ble gjentatt ved benyttelsen av trådduk-pakker som ikke holdt noen partikler for å bestemme koalesker-ingsvirkningen for bare trådduken. Resultatene er vist i tabell 2.

Eksempel 3

Apparatet som er vist på fig. 1 ble bygget opp med innløpet 9 rettet oppover og bare ett renselag ble benyttet. Forurenset vann ble fremstilt som i eksempel 1 og ble ført ned gjennom apparatet og etter 48 timer ble antrasittpartiklene fjernet og olje på partiklene fjernet og veiet. Resultatene er vist i tabell 3»

I eksempel 3 var det ikke noe gravitasjonsutfellings-trinn. Dette eksempel demonstrerer filtrerings- og adsorbsjons-evnen for antrasittpartiklene.

Som det fremgår av eksempel 1 og 2 er virkningen av trådduken som en separator for olje og vann meget liten. Selv om såvel i eksempel 1 som i eksempel 3 antrasittpartiklene blir mettet med olje, hadde lagene i det førstnevnte tilfelle fremmet separeringen av en meget større mengde olje (kolonne E) selv på en kort (24 sekunder), utfellingstid.

Eksempel 4

Apparatet som er vist på fig. 2 ble benyttet.

Vann forurenset med olje ble fremstilt ved dosering av råpetroleum inn i ledningsvann fra Epsom som inneholder faste partikler, og oljen ble dispergert ved å føre blandingen gjennom en homogenisator for å danne en oljedispersjon av dråper i størrelse mellom ca. 1 og 20 mikron, idet hovedmengden lå i området 5-10 mikron. 01jeinnholdet var ca. 50 ppm.

To gjennomganger ble utført ved bruk av det ovenfor nevnte apparat. I den første gjennomgang var konsentrasjonen av olje i vann 50 ppm, og når en jevn tilstand ble oppnådd ved 80 % oljeseparasjonseffektivitet, var oljeinnholdet i utløps-vannet falt til 10 ppm. Når filtret 12 ble koblet ut, falt effektiviteten til 55 % etter en dag. Etter to dager var effektiviteten ikke falt ytterligere.

' Eksempel 5

I den andre gjennomgang ble forsøket påbegynt til å begynne med uten filtret 12, og oljeinnholdet for vannutløpet var 4 0 ppm (20 % effektivitet). Filtret ble så tilkoblet, og effektiviteten steg til 45 % en dag etter tilkoblingen, til .65 % to dager etter tilkoblingen, og effektiviteten økte frem-deles da forsøket ble avsluttet etter to dager.

Claims (1)

1. Apparat for separering av olje fra vann som er. forurenset med olje, hvor det føres en forurenset vannstrøm gjennom flere renselag som inneholder faste partikler på en slik måte at oljen koalesceres og en oljefase og en vannfase blir dannet, hvilket apparat omfatter en beholder (1) med innløp (9) og utløp (10, 11) og renselagene (2, 3, 4) plassert mellom plater med gjennomføringer og med en utfellingssone anordnet etter det siste (4) i strømningsretning for væsken gjennom beholderen, hvorved lagene og utfellingssonen er plassert på linje med hverandre på en slik måte at strømningsretningen for vannstrømmen ikke forandres, karakterisert ved at lagene (2, 3, 4) som bevirker koalescering er anordnet med avstand fra hverandre og at disse omfatter partikler med partikkelstørrelse i området 0,1 - 3,0 mm, hvorved partiklene er anordnet mellom plater av et filtreringsmateriale, og lagene har en tykkelse på minst 5 mm.