NO311171B1

NO311171B1 - Process for filtration of hydrocarbon-contaminated water and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: NO311171B1
Application number: NO19965296A
Authority: NO
Inventors: Helge Pedersen; Jan Erik Pedersen
Original assignee: Jan Erik Pedersen
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 2001-10-22
Also published as: NO965296D0; NO965296L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for filtrering av hydrokarbon-forurenset vann for separering og gjenvinning av kontaminantene og resirkulering av vannet. The present invention relates to a method for filtering hydrocarbon-contaminated water for separating and recovering the contaminants and recycling the water.

Oppfinnelsen angår også en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåte. The invention also relates to an apparatus for carrying out this method.

Foreliggende oppfinnelse kan i prinsippet finne anvendelse for separering av en hvilken som helst væske med lavere densitet og som i små eller varierende mengder er suspendert i en væske eller blanding av flere væsker med høyere densitet, fra denne eller disse sistnevnte væske med høyere densitet. The present invention can in principle find application for separating any liquid with a lower density and which is suspended in small or varying amounts in a liquid or mixture of several liquids with a higher density, from this or these latter liquid with a higher density.

Oppfinnelsen er imidlertid hovedsaklig ment for separering av olje fra vann i de tilfeller der olje i relativt små mengder er suspendert i vannet. However, the invention is mainly intended for the separation of oil from water in cases where relatively small quantities of oil are suspended in the water.

Oppfinnelsen finner anvendelse for eksempel i forbindelse med virksomheter av typen metallbearbeiding der smøreolje i små mengder settes til kjølevannet, for å rense avløpet fra bearbeidingsstedet, eller for å separere olje fra avløpsvannet for eksempel fra bilverksteder med tilhørende motorvaskeanlegg. The invention finds application, for example, in connection with businesses of the metalworking type where lubricating oil is added in small quantities to the cooling water, to clean the waste water from the processing site, or to separate oil from the waste water, for example, from car workshops with associated engine washing facilities.

Man kan imidlertid også tenke seg andre virksomheter der olje i små mengder benyttes i vann for forskjellige formål. However, one can also think of other businesses where small amounts of oil are used in water for various purposes.

Ved separering av olje fra vann er det vanligvis relativt enkelt å fjerne den alt overveiende del av oljen i relativt enkle separeringstrinn, vanskelighetene oppstår ved den siste marginale oljefjerning. When separating oil from water, it is usually relatively easy to remove the predominant part of the oil in relatively simple separation steps, the difficulties arise in the last marginal oil removal.

Filtere og andre innretninger har vært forsøkt men i svært mange tilfeller har kompleksi-teten og omkostningene for slike anlegg vært prohibitive og forhindret deres installering i mindre bedrifter. Filters and other devices have been tried, but in many cases the complexity and costs of such facilities have been prohibitive and prevented their installation in smaller companies.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveiebringe en teknologi som er enkel å installere, som er svært lite plasskrevende og som med enkle hjelpemidler kan installeres i forbindelse med de aller fleste virksomheter med behov for å separere små mengder hydrokarboner, for eksempel olje, fra relativt store mengder av en bærervæske, i de aller fleste tilfeller vann. The present invention aims to provide a technology which is easy to install, which requires very little space and which can be installed with simple aids in connection with the vast majority of businesses with a need to separate small amounts of hydrocarbons, for example oil, from relatively large quantities of a carrier liquid, in the vast majority of cases water.

I den følgende beskrivelse vil olje bli brukt som eksempel på væske med lavere densitet og vann vil bli brukt som eksempel på væske med høyere densitet. In the following description, oil will be used as an example of a liquid with a lower density and water will be used as an example of a liquid with a higher density.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at et kompakt legeme av olje er i stand til å virke som et filter for fin-dispergerte eller suspenderte oljedråper i en vannstrøm mens vannstrømmen slippes gjennom oljelegemet. The invention is based on the recognition that a compact body of oil is capable of acting as a filter for finely dispersed or suspended oil droplets in a stream of water while the water stream is passed through the body of oil.

Ved på denne måte i en kaskade å benytte et antall oljelegemer eller -puter som filtere vil man ved tilpasning av antallet trinn til den registrerte forurensningsbelastning, oppnå et vesentlig kvalitetsforbedret vann som uten risiko kan avgis til offentlige avløp. By using a number of oil bodies or pads as filters in this way in a cascade, one will, by adapting the number of stages to the registered pollution load, achieve a significantly improved quality of water that can be released into public drains without risk.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter: å filtrere det hydrokarbonforurensede vann ved å bringe det til å strømme nedover, i en serie suksessive trinn, gjennom en pute av et hydrokarbon som flyter på en definert overflate av et legeme av vann, og så tillate det å strømme via et underløp til det nest følgende trinn, hvorved det i det siste trinn gjenvinnes i det vesentlige vannfritt hydrokarbon som et overløp mens det hydrokarbonfrie vann fjernes som underløp. According to this, the present invention relates to a method of the nature mentioned at the outset and this method is characterized in that it comprises: filtering the hydrocarbon-contaminated water by causing it to flow downwards, in a series of successive steps, through a cushion of a hydrocarbon which floats on a defined surface of a body of water, and then allows it to flow via an underflow to the second following step, whereby in the last step the substantially anhydrous hydrocarbon is recovered as an overflow while the hydrocarbon-free water is removed as an underflow.

Som nevnt innledningsvis angår oppfinnelsen også en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåte og denne apparatur karakteriseres ved at den omfatter en serie suksessive bassenger adskilt av vegger der den øvre del av hvert basseng er avgrenset av faste skillevegger som rager nedover i vannet og der det siste nedstrøms basseng har en vertikalt forskyvbar utløpstrakt, og videre omfattende et vannutløp omfattende to suksessive, horisontale vannløp med et synkende tak i strømningsretningen og derefter et vertikalt S-rør med utløp. As mentioned at the outset, the invention also relates to an apparatus for carrying out this method and this apparatus is characterized by the fact that it comprises a series of successive pools separated by walls, where the upper part of each pool is delimited by fixed partitions that project downward into the water and where the last downstream pool has a vertically displaceable outlet funnel, and further comprising a water outlet comprising two successive, horizontal water courses with a descending roof in the direction of flow and then a vertical S-pipe with outlet.

Oppfinnelsen skal illustreres nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger der — figur 1 viser en apparatur ifølge oppfinnelsen sett fra siden, The invention shall be illustrated in more detail with reference to the accompanying drawings where — figure 1 shows an apparatus according to the invention seen from the side,

figur 2 viser apparaturen sett mot utløpsenden, og figure 2 shows the apparatus seen towards the outlet end, and

figur 3 viser oppfinnelsens apparatur sett ovenfra. figure 3 shows the apparatus of the invention seen from above.

En blanding 41 av olje i findispergert form i vann mates til kaskaden via trakten 25. Som mottaker tjener en pute 12 av olje. Oljeputen 12 flyter i prinsippet på og er i tillegg avgrenset fra vannlegemet 2 ved hjelp av en skillevegg 32 hvis nedre ende 42 danner et underløp. A mixture 41 of oil in finely dispersed form in water is fed to the cascade via funnel 25. A pad 12 of oil serves as a receiver. The oil pad 12 in principle floats on and is additionally delimited from the body of water 2 by means of a partition wall 32 whose lower end 42 forms an underflow.

Oljeputen 12 virker som et filter for oljen i blandingen 41. Efter hvert som det bygger seg opp væske i form av puten 12 vil en blanding av noe større oljedråper i vann presses under underløpet 42 og inn i legemet 2 hvorefter de noe større oljedråper vil flyte mot toppflaten av legemet 2. Skilleveggen 22 mellom vannlegemet 2 og det derpå følgende vannlegemet 3 danner ved 43 en overløpsterskel og en oljeanriket vann-olje-blanding strømmer inn i oljeputen 13 som på samme måte som puten 12 flyter på vannlegemet 3 og er avgrenset fra denne ved skilleveggen 33 som i sin nedre ende danner et underløp 44. The oil pad 12 acts as a filter for the oil in the mixture 41. As liquid builds up in the form of the pad 12, a mixture of somewhat larger oil droplets in water will be pressed under the underflow 42 and into the body 2, after which the somewhat larger oil droplets will float towards the top surface of the body 2. The partition wall 22 between the body of water 2 and the subsequent body of water 3 forms an overflow threshold at 43 and an oil-enriched water-oil mixture flows into the oil pad 13 which, in the same way as the pad 12, floats on the body of water 3 and is bounded from this at the dividing wall 33 which forms an underflow 44 at its lower end.

Efter hvert som væske fylles på over overløpet 43 vil en olje-vann-blanding presses under underløpet 44 av skilleveggen 33 og inn i vannlegemet 3 der olje vil flyte mot overflaten. As liquid is filled over the overflow 43, an oil-water mixture will be pressed under the underflow 44 by the partition wall 33 and into the body of water 3 where oil will flow towards the surface.

For å sikre væskeflyt gjennom apparaturen ligger overløpet 45 på et lavere nivå enn overløpet 43 og overløpet 46 lavere enn overløpet 45. To ensure liquid flow through the apparatus, the overflow 45 is at a lower level than the overflow 43 and the overflow 46 is lower than the overflow 45.

Olje som flyter opp til toppflaten fra underløpet 44 vil flyte over overløpsterskelen 45 i den øvre ende av skilleveggen 23.1 den viste figur representerer vannlegemet 3 det nest siste trinn og den derpå følgende vannlegemet 4, adskilt fra vannlegemet 3 ved veggen 23, det siste trinn i kaskaden. Oil that flows up to the top surface from the underflow 44 will flow over the overflow threshold 45 at the upper end of the partition wall 23.1 the figure shown represents the body of water 3 the penultimate step and the subsequent body of water 4, separated from the body of water 3 by the wall 23, the last step in the cascade.

Man kan imidlertid utmerket godt tenke seg flere trinn alt efter de krav og ønsker bruker har. However, one can very well imagine several steps depending on the requirements and wishes of the user.

Til forskjell fra oljeputene 12 og 13 som kun dekker en del av overflaten av de respektive trinn, representert ved vannlegemene 2 og 3, dekker oljeputen 14 i det siste trinn hele toppflaten av og flyter på vannlegemet 4. In contrast to the oil cushions 12 and 13 which only cover part of the surface of the respective stages, represented by bodies of water 2 and 3, the oil cushion 14 in the last stage covers the entire top surface of and floats on the body of water 4.

Væskeblandingen som renner over overløpsterskelen 45 er, slik det er påvist ved praktisk bruk, allerede så anriket på olje at olje som produkt kan gjenvinnes via overløpet 46 efter at gjenværende vann har beveget seg gjennom oljeputen 14 og inn i vannlegemet 4. Olje fra overløpet 46 hentes ut via en utløpsåpning 15. The liquid mixture that flows over the overflow threshold 45 is, as has been demonstrated in practical use, already so enriched in oil that oil as a product can be recovered via the overflow 46 after the remaining water has moved through the oil pad 14 and into the body of water 4. Oil from the overflow 46 is retrieved via an outlet opening 15.

Ved 9 er det antydet en oppsamlingsrenne for eventuelle medrevne bestanddeler med en densitet som har gjort at den ikke er oppfanget av oljeputene 12, 13 og 14 eller for eventuell medreven olje. At 9, a collection chute is indicated for any entrained components with a density which has meant that it is not caught by the oil pads 12, 13 and 14 or for any entrained oil.

Vannstrømmen føres fra vannlegemet 4 inn i en trakt-formet del 5, avgrenset av en nedover hellende vegg 10 og en oppover hellende vegg 11, bøyes så rundt enden av veggen 11 og inn i delen 6 før vannet føres ut gjennom stigerør 7 og til slutt ut gjennom utløpet 8. The water flow is led from the body of water 4 into a funnel-shaped part 5, bounded by a downwardly sloping wall 10 and an upwardly sloping wall 11, then bends around the end of the wall 11 and into the part 6 before the water is led out through the riser 7 and finally out through the outlet 8.

I den viste konstruksjonsform er vannlegemet 3 med oljeputen 13 helt avgrenset fra det oppstrømsliggende vannlegemet 2, ved skillveggen 22, fra deri nedstrøms beliggende vannlegeme 4 med oljepute 14 ved skilleveggen 23 og fra vannløpet 5 ved bunnveggen 10. In the construction shown, the body of water 3 with the oil cushion 13 is completely delimited from the upstream body of water 2, at the partition wall 22, from the downstream body of water 4 with the oil cushion 14 at the partition wall 23 and from the water course 5 at the bottom wall 10.

Vannlegemet 2 er i bunnen adskilt fra vannløpet 5 ved omdreiningen til vannløpet 6 skilt fra dette ved en skillevegg 19. The body of water 2 is at the bottom separated from the water course 5 at the turn of the water course 6 separated from it by a partition wall 19.

Erfaring har vist at det er fordelaktig å legge en luftpute 18 under skilleveggen 19, denne antas å ha virkning som elastisk buffer for å fange opp eventuelle uønskede støtbelastninger i apparaturen. Experience has shown that it is advantageous to place an air cushion 18 under the partition 19, this is assumed to act as an elastic buffer to absorb any unwanted shock loads in the apparatus.

Skråstillingen av veggen 10 er for å muliggjøre at eventuell medreven olje beveger seg motstrøms og tilbake inn i kroppen 4, skråveggen har i prinsippet samme misjon som rennen 9 for eventuelt å fange opp bestanddeler man ikke ønsker inn i avløpsvannet 8. The inclined position of the wall 10 is to enable any entrained oil to move against the current and back into the body 4, the inclined wall has in principle the same mission as the chute 9 to possibly catch unwanted components in the waste water 8.

Vann kan selvfølgelig fjernes via avløpet 8 direkte fra stigerøret 7 men, slik det er antydet i figur 2, har det i praksis vist seg fordelaktig å legge inn et U-rør 17. Water can of course be removed via the drain 8 directly from the riser 7, but, as indicated in figure 2, it has proved advantageous in practice to insert a U-pipe 17.

På toppen av stigerøret 7 er det anordnet et lufterør 16 som hindrer dannelse av luftlommer og derved sikrer jevn strøm ut av avløpet 8. At the top of the riser 7, an air pipe 16 is arranged which prevents the formation of air pockets and thereby ensures a steady flow out of the drain 8.

En apparatur av den viste type kan konstrueres med en total lengde fra oppstrømsenden av det første trinn til utløpsmunningene på ca. 11/2 meter og en total bredde på under 3/4 meter, alt med en samlet høyde på under 1 1/4 meter. An apparatus of the type shown can be constructed with a total length from the upstream end of the first stage to the outlet orifices of approx. 11/2 meters and a total width of under 3/4 metres, all with a total height of under 1 1/4 metres.

Praktiske forsøk har vist at det er mulig å behandle en vannmengde på 2 til 3 mVtime frem til et avløpsvann som er godtagbart for utslipp. Practical trials have shown that it is possible to treat a water quantity of 2 to 3 mVh until a waste water that is acceptable for discharge.

Apparaturen som beskrevet ovenfor byr på en rekke fordeler. The apparatus described above offers a number of advantages.

Den er enkel, lett å konstruere, lett å vedlikeholde og derfor også rimelig. It is simple, easy to construct, easy to maintain and therefore also affordable.

På grunn av de beskrevne, svært beskjedne dimensjoner kan den finne plass så og si over alt, således også innendørs eller i relativt enkle hus utendørs, noe som muliggjør full anvendelse også i den kalde årstid. Due to the described, very modest dimensions, it can find space virtually everywhere, thus also indoors or in relatively simple houses outdoors, which enables full use even in the cold season.

Oppfinnelsen representerer således et betydelig bidrag til bekjempelse av forurensninger av en type som kan synes ubetydelige men som, ved en nærmere undersøkelse, viser seg å være relativt store på tross av at de er vanskelig registrerbare. The invention thus represents a significant contribution to combating pollution of a type that may seem insignificant but which, on closer examination, turns out to be relatively large despite the fact that they are difficult to register.

Claims

1. Process for filtering hydrocarbon-contaminated water to separate and recover the contaminants and recycle the water, characterized in that it comprises: filtering the hydrocarbon-contaminated water by causing it to flow downward, in a series of successive stages, through a pad of a hydrocarbon floating on a defined surface of a body of water, and then allowing it to flow via an underflow to the second following stage, whereby in the last stage the substantially anhydrous hydrocarbon is recovered as an overflow while the hydrocarbon-free water is removed as an underflow .

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a series of successive pools (2, 3, 4) separated by walls (22, 23) where the upper part of each pool is delimited by fixed partitions (32, 33) which projects downwards into the water and where the last downstream pool has a vertically displaceable outlet funnel (7), and further comprising a water outlet (5, 6, 7, 8) comprising two successive, horizontal water courses (5, 6) with a descending roof ( 10, 11) in the direction of flow and then a vertical S-pipe (7, 17) with an outlet (8).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that it comprises a series of successive pools filled with water (2, 3, 4), separated by walls (22, 23), an upper part of each pool being delimited by fixed partitions (32, 33 ) which projects downwards into the water, and is filled with filtering hydrocarbon pads (12, 13, 14), whereby the last downstream pad of filtering hydrocarbon (14) is delimited by a vertically displaceable outlet funnel (47) for the contamination-enriched hydrocarbon, and further comprising a water outlet (5, 6, 7, 8) comprising two successive horizontal water courses (5, 6) with a descending roof (10, 11) in the flow direction with a subsequent vertical S-pipe (7, 17) with an outlet ( 8).

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that a trough (9) is provided on the wall (23) for the body of water (4).

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that an air cushion (18) is provided between the bottom (19) of the body of water (2) and the water outlet (5).