PL204526B1

PL204526B1 - Method for the separation of liquid organic matters from water emulsions

Info

Publication number: PL204526B1
Application number: PL373939A
Authority: PL
Inventors: Janusz Sokołowski; Mikołaj Szafran; Krzysztof Perkowski; Krzysztof Kurzydłowski; Adam Księżopolski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2010-01-29
Also published as: PL373939A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania ciekłej frakcji organicznej z emulsji wodnych, zwłaszcza drobno zdyspergowanych, przeznaczony szczególnie do zatężania drobin substancji organicznych w odpadowych wodorozcieńczalnych emulsjach procesowych.The subject of the invention is a method of separating a liquid organic fraction from water emulsions, especially finely dispersed emulsions, intended especially for concentrating particles of organic substances in waste water-dilutable process emulsions.

Fabryki przemysłu metalowego, motoryzacyjnego, włókienniczego, stacje paliw, myjnie samochodowe, parkingi, drogi, stacje przeładunkowe, hurtownie paliw, statki (wody zęzowe) to obiekty, na których występuje permanentne zagrożenie skażenia wód substancjami ropopochodnymi. Substancje ropopochodne przedostające się do wód otwartych czy gruntowych tworzą w większości przypadków dwufazowe układy dyspersyjne, w których około 20% stanowi powierzchniowa warstwa olejowa, zawierająca od 80 do 100% oleju, około 70% stanowi faza grubo zdyspergowanej emulsji wodnej, zawierającej od 0,01 do 0,1% oleju, a pozostałą część stanowi szlam olejowy ze znaczną zawartością ciał stałych. Ponadto emulsje wodno-olejowe powstają jako odpadowe mieszaniny procesowe podczas mycia technologicznego, fosforanowania, w kąpielach galwanicznych albo są specjalnie przygotowywane i stosowane, np. jako chłodziwa przy obróbce skrawaniem. W tych przypadkach faza emulsji wodnej jest zwykle drobno zdyspergowana, o średnicy cząstek oleju poniżej 50 μm albo stanowi roztwór koloidalny.Factories of the metal, automotive and textile industries, petrol stations, car washes, parking lots, roads, reloading stations, fuel wholesalers, ships (bilge water) are facilities where there is a permanent risk of water contamination with petroleum substances. Petroleum substances getting into open water or groundwater form in most cases two-phase dispersion systems, in which about 20% is the surface oil layer, containing from 80 to 100% of oil, about 70% is the phase of coarse dispersed water emulsion, containing 0.01 up to 0.1% of oil, the remainder being an oily sludge with high solids content. In addition, water-oil emulsions are formed as waste process mixtures during technological washing, phosphating, in electroplating baths or are specially prepared and used, e.g. as coolants in machining. In these cases, the aqueous emulsion phase is usually finely dispersed, with an oil particle diameter less than 50 µm, or is a colloidal solution.

W znanych metodach odolejania wykorzystywane są zjawiska sedymentacji grawitacyjnej, względnie sedymentacji wspomaganej chemicznie, tzw. flokulacji, filtracji i filtracji wraz z sorpcją na pakietach z włóknin lub filtracji wraz z absorpcją na złożach ziarnistych, np. diatomicie granulowanym, destylacji próżniowej oraz koalescencji.The known methods of de-oiling use the phenomena of gravitational sedimentation, or chemically assisted sedimentation, the so-called flocculation, filtration and filtration with sorption on non-woven packets or filtration with absorption on granular beds, e.g. granular diatomite, vacuum distillation and coalescence.

Najprostsze i najczęściej stosowane separatory zbudowane są z grawitacyjnego osadnika, w którym oddzielane są substancje stałe, jak piasek i szlam, o gęstości wyższej od gęstości wody oraz z separatora właściwego, w którym następuje rozdział organicznej substancji ciekłej (paliw, olejów, tłuszczy) od wody na filtrach z włókninami sorpcyjnymi czy złożami absorpcyjnymi, z wykorzystaniem różnicy gęstości separowanych substancji i wody. Jednak na drobne krople oleju w emulsji działa niewielka siła wyporu, co ma bezpośredni, niekorzystny wpływ na szybkość oddzielania fazy olejowej od wodnej. W wodzie pozostają mikrokropelki oleju, których czas wypłynięcia na powierzchnię wody jest dłuższy niż czas przebywania w separatorze, a średnica kropli oleju jest mniejsza niż wielkość porów pakietów filtrujących. W takich separatorach grawitacyjnych z przepływem laminarnym, w których powierzchnia aktywna jest wystarczająca, aby większe krople ropopochodnych oraz emulsje wyflotowały ku powierzchni i połączyły się w homogeniczną warstwę, można uzyskać stężenie ropopochodnych na odpływie nieprzekraczające 125 mg/dm³. W celu obniżenia stężenia ropopochodnych w odolejanej wodzie trzeba zjawiska zachodzące w komorze właściwej separatora przyspieszyć i wspomóc, np. przez zastosowanie filtrów koalescencyjnych.The simplest and most commonly used separators consist of a gravity settling tank, in which solid substances, such as sand and sludge, are separated, with a density higher than that of water, and a proper separator, in which the organic liquid substance (fuels, oils, fats) is separated from water. on filters with absorbent nonwovens or absorption beds, using the difference in the density of the substances and water to be separated. However, the fine oil droplets in the emulsion are affected by a small buoyant force, which has a direct, negative effect on the oil-water phase separation rate. Oil microdroplets remain in the water, the time of rising to the surface of the water is longer than the residence time in the separator, and the diameter of the oil droplets is smaller than the pore size of the filter packets. In such gravity separators with laminar flow, in which the active surface is sufficient for larger drops of petroleum derivatives and emulsions to float to the surface and merge into a homogeneous layer, it is possible to obtain a concentration of petroleum derivatives at the outflow not exceeding 125 mg / dm ³ . In order to reduce the concentration of petroleum derivatives in the de-oiled water, the phenomena occurring in the separator's specific chamber must be accelerated and supported, e.g. by the use of coalescing filters.

W filtrze koalescencyjnym oprócz działania siły ciężkości biegną procesy adsorpcji i koalescencji. Kropelki drobno zdyspergowanych ropopochodnych (o rozmiarach poniżej 50 μm) posiadające powinowactwo do materiału filtra, adsorbują się i nawarstwiają na jego powierzchni, powiększają się poprzez wzajemne łączenie - koalescencję, aż do wytworzenia filmu olejowego. Z filmem tym łączą się napływające krople oleju tworząc warstwę, z której pod działaniem sił wyporu oddzielają się duże krople i wypływają na powierzchnię wody. Znane płyty koalescencyjne są jednak mało skuteczne dla bardzo drobnych cząstek emulsji, poniżej 10 μm, a zupełnie nieskuteczne dla roztworów koloidalnych, poniżej 1 μm.In a coalescing filter, apart from the effect of gravity, the processes of adsorption and coalescence run. Droplets of finely dispersed petroleum derivatives (sizes below 50 μm) having an affinity for the filter material, adsorb and build up on its surface, increase by interconnecting - coalescing, until an oil film is formed. The film is combined with the incoming oil droplets to form a layer from which large drops separate under the action of buoyancy forces and float to the surface of the water. The known coalescing plates, however, are ineffective for very fine emulsion particles below 10 μm, and completely ineffective for colloidal solutions below 1 μm.

Obecnie jedyną skuteczną metodą rozdzielania wysokozdyspergowanych emulsji olejowych są techniki membranowe, tj. odwrotna osmoza, ultrafiltracja i mikrofiltracja. W procesach tych stosuje się między innymi membrany ceramiczne. Membrany ceramiczne stosowane do oddzielania zdyspergowanego w wodzie oleju są najczęściej układem porowatych kształtek rurowych o średnicy zewnętrznej około 20 mm, grubości ścianki około 3 mm i długości około 1 m, o zmiennej na grubości kształtki średnicy porów. Membrana taka składa się z warstwy zewnętrznej, spełniającej przede wszystkim rolę podłoża, nałożonej na nią warstwy mikrofiltracyjnej oraz warstwy ultrafiltracyjnej o średnicy porów rzędu setnych części μm. Mechanizm separacji cząstek jest identyczny jak na sitach czy filtrach o zdolności do zatrzymywania drobin o określonej wielkości decyduje rozmiar porów w membranach. W przypadku emulsji drobno zdyspergowanych konieczne jest stosowanie membran o bardzo małych porach, co czyni te techniki bardzo kosztownymi, szczególnie, jeśli stosowane są membrany ceramiczne - trwalsze, o lepszych i szerszych parametrach eksploatacyjnych, ale bardzo drogie.Currently, the only effective method of separating highly dispersed oil emulsions are membrane techniques, i.e. reverse osmosis, ultrafiltration and microfiltration. These processes use, inter alia, ceramic membranes. The ceramic membranes used to separate the water-dispersed oil are most often a system of porous tubular shapes with an outside diameter of about 20 mm, a wall thickness of about 3 mm, and a length of about 1 m, with a pore diameter that varies in thickness. Such a membrane consists of an outer layer, serving primarily as a substrate, a microfiltration layer superimposed on it, and an ultrafiltration layer with a pore diameter of the order of hundredths of μm. The particle separation mechanism is the same as on sieves or filters. The ability to retain particles of a certain size is determined by the size of the pores in the membranes. In the case of finely dispersed emulsions it is necessary to use membranes with very small pores, which makes these techniques very expensive, especially if ceramic membranes are used - more durable, with better and wider performance parameters, but very expensive.

PL 204 526 B1PL 204 526 B1

Brak skutecznych i tanich metod separacji drobnozdyspergowanych olejów uniemożliwia bardzo pożądane dla ochrony środowiska stosowanie zamkniętych obiegów wody dla wodorozcieńczalnych emulsji procesowych. Szereg zakładów przemysłowych stosujących wodorozcieńczalne kąpiele odolejające detale przed malowaniem proszkowym czy przed galwanicznym zabezpieczaniem antykorozyjnym jest istotnie zainteresowanych w podwyższaniu jakości prowadzonych operacji oraz obniżeniu kosztów ruchowych.The lack of effective and cheap methods of separating finely dispersed oils makes it impossible to use closed water circuits for water-dilutable process emulsions, which is very desirable for environmental protection. A number of industrial plants that use water-based de-oiling baths before powder coating or galvanic corrosion protection are significantly interested in increasing the quality of operations and reducing operating costs.

W sposobie wydzielenia organicznych substancji ciekł ych z emulsji wodnych, zwł aszcza drobno zdyspergowanych, wykorzystuje się zjawisko koalescencji i ciągłe oddzielanie zatężonej fazy organicznej od strumienia emulsji, z zastosowaniem elementu separującego. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako element separujący stosuje się ceramiczne tworzywo porowate o porowatości otwartej w granicach 30-50% i wielkości porów od 1 do 100 μm, czyli od około 2 do około 100 razy większych od wielkości separowanych cząstek substancji organicznej i o takim kształcie i konfiguracji geometrycznej porów, aby współczynnik krętości porów, definiowany jako stosunek kwadratu długości porów do kwadratu długości porów o najkrótszej długości wyrażony wzorem:The method of separating organic liquid substances from aqueous emulsions, especially finely dispersed ones, uses the phenomenon of coalescence and the continuous separation of the concentrated organic phase from the emulsion stream with the use of a separating element. The method according to the invention is characterized in that a ceramic porous material with an open porosity in the range of 30-50% and a pore size of 1 to 100 μm, i.e. from about 2 to about 100 times larger than the size of the separated organic matter particles, is used as a separating element. the shape and geometrical configuration of the pores such that the tortuosity factor of the pores, defined as the ratio of the square of the length of the pores to the square of the length of the pores with the shortest length, expressed by

T=(L1/L)² gdzie: T - współczynnik krętości porówT = (L1 / L) ² where: T - coefficient of tortuosity of the pores

L1 - rzeczywista droga cieczy lub gazu (długość pora) przez ceramiczne tworzywo porowateL1 - the actual path of the liquid or gas (pore length) through the porous ceramic material

L - najkrótsza droga cieczy lub gazu (grubość kształtki porowatej) był nie mniejszy od 3.L - the shortest route of the liquid or gas (thickness of the porous shaped body) was not less than 3.

Rozdzielaną emulsję podaje się na dolną powierzchnię elementu separującego, a oddzieloną fazę organiczną usuwa się znad górnej powierzchni elementu separującego. Grubość ceramicznego elementu separującego zależy od porowatości otwartej i wielkości porów i korzystnie wynosi od 5-20 mm.The separated emulsion is fed to the lower surface of the separating element and the separated organic phase is removed from above the upper surface of the separating element. The thickness of the ceramic separating element depends on the open porosity and the pore size and is preferably between 5-20 mm.

Korzystnie jest, jeśli emulsja wodna podawana jest na separujący element ceramiczny równolegle do powierzchni tego elementu.Preferably, the water emulsion is applied to the separating ceramic member parallel to the surface of this member.

Emulsja wodna, z której wydziela się fazę organiczną sposobem według wynalazku korzystnie zawiera cząstki substancji organicznej o wielkości cząstek poniżej 50 μm, najkorzystniej poniżej 10 μm,The aqueous emulsion from which the organic phase is separated by the method according to the invention preferably contains particles of the organic substance with a particle size below 50 μm, most preferably below 10 μm,

Korzystnie jest, jeżeli emulsję podaje się na element separujący pod zwiększonym ciśnieniem, najkorzystniej pod ciśnieniem wyższym niż 0,1 MPa.Preferably, the emulsion is applied to the separating element under increased pressure, most preferably at a pressure higher than 0.1 MPa.

Jako ceramiczne tworzywo porowate stosuje się tworzywo wykonane z AI2O3, SiO2, ZrO2. Fe2O3, glinokrzemianów, Si3N4.As a ceramic porous material, a material made of Al2O3, SiO2, ZrO2 is used. Fe2O3, aluminosilicates, Si3N4.

Ceramiczne tworzywo porowate ewentualnie hydrofobizuje się, korzystnie silanami, najkorzystniej roztworem żywicy metylosilikonowej w rozpuszczalniku organicznym, korzystnie w benzynie ekstrakcyjnej. Proces ten polega na nasączeniu ceramicznego wyrobu porowatego w/w roztworem oraz wysuszeniu w temperaturze nie przekraczającej 80°C.The ceramic porous material is optionally hydrophobized, preferably with silanes, most preferably with a methyl silicone resin solution in an organic solvent, preferably gasoline extractor. This process consists in soaking a ceramic porous product with the above-mentioned solution and drying it at a temperature not exceeding 80 ° C.

Proces wydzielania korzystnie wspomaga się drganiami ultradźwiękowymi o częstotliwości do 50 kHz.The separation process is preferably assisted by ultrasonic vibrations with a frequency of up to 50 kHz.

Wysoka efektywność procesu koagulacji drobin ropopochodnych w porach tworzywa ceramicznego uzyskiwana jest albo poprzez dobrą zwilżalność powierzchni materiału przez fazę organiczną zjawisko koalescencji, albo odwrotnie, poprzez nadanie powierzchni tworzywa ceramicznego własności hydrofobowych. W przypadku, gdy powierzchnia tworzywa ceramicznego posiada właściwości hydrofobowe proces koalescencji drobin zachodzi na powierzchni porów, natomiast, gdy ceramiczne tworzywo porowate nie jest zwilżane przez fazę olejową, a jedynie przez fazę wodną (powierzchnia porów o właściwościach hydrofilowych) proces koalescencji drobin oleju zachodzi głównie w objętości porów. Przebieg procesu zależy od właściwości tworzywa ceramicznego użytego do wytwarzania ceramiki porowatej.High efficiency of the coagulation process of petroleum particles in the pores of the ceramic material is achieved either by good wettability of the material surface by the organic phase coalescence phenomenon, or vice versa, by rendering the surface of the ceramic material hydrophobic. When the surface of the ceramic material has hydrophobic properties, the particle coalescence process takes place on the surface of the pores, while when the porous ceramic material is not wetted by the oil phase, but only by the water phase (the surface of the pores with hydrophilic properties), the coalescence process of oil particles takes place mainly in pore volume. The course of the process depends on the properties of the ceramic material used to produce porous ceramics.

W sposobie według wynalazku cząstki substancji organicznej wraz z częścią fazy wodnej penetrują przez warstwę ceramicznego tworzywa porowatego. Ze względu na fakt, że pory tworzywa są większe od średnicy cząstek i rozmieszczone tak, że zapewniają krzyżowy przepływ, cząstki fazy organicznej łączą się w porach w większe krople i w postaci kiludziesięciokrotnie zatężonej warstwy organicznej, tzw. permeatu, odprowadzane są z górnej powierzchni elementu separującego, skąd są podawane do końcowego oddzielania od wody znanymi metodami.In the method according to the invention, the particles of the organic substance, together with a part of the water phase, penetrate the layer of the ceramic porous material. Due to the fact that the pores of the material are larger than the diameter of the particles and arranged in such a way that they ensure a cross-flow, the particles of the organic phase combine in the pores into larger drops and in the form of an organic layer that is several dozen times concentrated, the so-called permeate, are discharged from the upper surface of the separation element, from where they are fed to the final separation from the water by known methods.

W sposobie według wynalazku średnia wielkość porów w ceramicznym tworzywie porowatym jest od 2 do 100 razy większa od wielkości separowanych cząstek oleju, a wydzielanie fazy organicznej oparte jest głównie na koalescencji cząstek substancji organicznej w porach ceramicznego tworzywa porowatego dzięki krzyżowemu rozmieszczeniu porów. Zasadnicza różnica pomiędzy propono4In the process according to the invention, the average pore size of the ceramic porous material is 2 to 100 times the size of the oil particles to be separated, and the separation of the organic phase is mainly based on the coalescence of the organic matter particles in the pores of the ceramic porous material due to the cross arrangement of the pores. The main difference between propono4

PL 204 526 B1 wanym według wynalazku sposobem wydzielania fazy organicznej, a procesami mikro- i ultrafiltracji polega na odmiennej roli, jaką w tych procesach odgrywają kształtki z ceramicznego tworzywa porowatego i porowata membrana, która również może być wykonana z ceramiki. Porowata membrana zatrzymuje tylko te cząstki substancji organicznej, które mają średnicę większą od średnicy porów. Tymczasem ceramiczne tworzywo porowate zastosowane w sposobie według wynalazku ma pory znacznie większe od średnicy separowanych cząstek, a o jego przydatności do procesu wydzielania fazy organicznej emulsji wodnej decyduje nie tylko wielkość porów, ale także ich kształt oraz konfiguracja geometryczna w objętości kształtki. Kształt i konfiguracja geometryczna porów wpływa bezpośrednio na współczynnik krętości porów.The method of separating the organic phase according to the invention, and the micro- and ultrafiltration processes, is based on a different role played in these processes by shapes made of a porous ceramic material and a porous membrane, which can also be made of ceramics. The porous membrane retains only those organic matter particles that are larger than the pore diameter. Meanwhile, the porous ceramic material used in the method according to the invention has pores much larger than the diameter of the particles to be separated, and its suitability for the separation of the organic phase of the water emulsion is determined not only by the size of the pores, but also by their shape and geometric configuration in the volume of the shaped body. The shape and geometric configuration of the pores directly affects the tortuosity factor of the pores.

W sposobie według wynalazku, wysoką efektywność procesu koagulacji cząstek fazy organicznej w porach ceramicznego tworzywa porowatego uzyskano poprzez dobór surowców na kształtki ceramiczne, gwarantujący dobrą zwilżalność powierzchni tworzywa przez drobiny oleju - wykorzystanie zjawiska koalescencji, albo nadanie powierzchni tworzywa właściwości hydrofobowych za pomocą substancji wielkocząsteczkowych o dużym powinowactwie wolnych fragmentów łańcucha do drobin oleju - koalescencja w objętości porów cząstek oleju zaadsorbowanych na zhydrofobizowanej powierzchni tworzywa ceramicznego. W sposobie według wynalazku proces koagulacji drobin substancji organicznej w porach tworzywa jest znacząco intensyfikowany poprzez użycie fali ultradźwiękowej. Zastosowana do wspomagania koagulacji fala ultradźwiękowa może mieć częstotliwość do 50 kHz.In the method according to the invention, the high efficiency of the coagulation process of the organic phase particles in the pores of the ceramic porous material was achieved by the selection of raw materials for ceramic moldings, ensuring good wettability of the material surface by oil particles - using the coalescence phenomenon, or making the surface of the material hydrophobic by means of macromolecular substances with high affinity of free chain fragments for oil particles - coalescence in the pore volume of oil particles adsorbed on the hydrophobized surface of the ceramic material. In the method according to the invention, the process of coagulation of organic matter particles in the pores of the material is significantly intensified by using an ultrasonic wave. The ultrasonic wave used to support coagulation can have a frequency of up to 50 kHz.

Wydzielanie drobno zdyspergowanej fazy organicznej sposobem według wynalazku jest proste aparaturowo, wydajne, nie wymaga stosowania wysokich ciśnień, gdyż nie jest to klasyczna filtracja, a kształtki ceramiczne wykonane są ze stosunkowo gruboziarnistych surowców. Instalacja do odolejania, pracująca sposobem według wynalazku jest tańsza od odolejaczy membranowych, koszty jej eksploatacji są niższe od kosztów eksploatacji rozdzielaczy pracujących w oparciu o techniki mikroczy ultradźwiękowe.The separation of the finely dispersed organic phase with the method according to the invention is simple in terms of apparatus, efficient, does not require the use of high pressures, because it is not a classic filtration, and the ceramic shapes are made of relatively coarse-grained raw materials. The de-oiling installation, operating with the method according to the invention, is cheaper than membrane oil separators, its operating costs are lower than the operating costs of separators operating on the basis of ultrasonic micro-ultrasound techniques.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach stosowania.The method according to the invention is presented in more detail in the examples of use.

P r z y k ł a d 1.P r z k ł a d 1.

Sposób według wynalazku zastosowano w procesie malowania obudów pralek. Wydajność instalacji do proszkowego malowania blaszanych obudów pralek automatycznych wynosi 900 tysięcy m²rocznie. Urządzenie do mycia i odtłuszczania blach przed malowaniem zawiera 4,5 m³ cieczy myjącej będącej w ciągłym obiegu, w której zawartość oleju narasta od 0 do 3%. Przy większej zawartości oleju w objętości cieczy rozpoczynają się procesy samorzutnej koagulacji fazy olejowej, co powoduje, że skuteczność odolejania umytych powierzchni spada, a elementy pomalowane są wybrakowane.The method according to the invention was used in the process of painting washing machine housings. The capacity of the installation for powder coating of sheet metal casings of automatic washing machines is 900,000 m ² per year. Device for cleaning and degreasing metal sheets before painting contains 4.5 m3 ^of washing liquid which is constantly in circulation, wherein the oil content increases from 0 to 3%. With a higher oil content in the liquid volume, the processes of spontaneous coagulation of the oil phase begin, which causes that the effectiveness of de-oiling of washed surfaces decreases, and the painted elements are damaged.

Blaszane wypraski dostarczane z huty pokryte są 0,01 mm filtrem olejowym. To powoduje, że do obiegowej cieczy myjącej przedostaje się 0,8 kg/h oleju, a stężenie frakcji olejowej osiąga wartość 3% po tygodniu pracy. Kąpiel myjącą trzeba wymienić i zutylizować.The sheet metal parts delivered from the steelworks are covered with a 0.01 mm oil filter. As a result, 0.8 kg / h of oil is transferred to the circulating washing liquid, and the concentration of the oil fraction reaches 3% after a week of operation. The washing bath must be replaced and disposed of.

W obieg cieczy myjącej włączono element separują cy o powierzchni 200 cm² i o gruboś ci 10 mm, którym był dysk z porowatej ceramiki kwarcytowej, hydrofobizowany żywicą metylosilonową, o porowatości otwartej 40%, średniej wielkości porów 50 μm i o współczynniku krętości porów równym 4,5. Przepływ cieczy obiegowej wynosił 5 m³/h, ciśnienie pracy 0,25 MPa, a częstotliwości fali ultradźwiękowej 35 kHz. W ciągu 1 godziny z myjącej cieczy obiegowej odprowadzono 0,05 dm³ dwunastokrotnie zatężonej emulsji wodno - olejowej, co prowadziło do wycofania z obiegu 1,5 kg oleju tygodniowo. W rezultacie czas używania każdej kąpieli przedłużył się o jeden dzień, rocznie koszty procesu mycia obniżyły się o cenę przygotowania 7 kąpieli, a liczba przestojów technologicznych myjni spadła z 50 do 43.The washing liquid circuit included a separating element with an area of 200 cm ² and a thickness of 10 mm, which was a disk made of porous quartzite ceramics, hydrophobized with methylsilon resin, with an open porosity of 40%, an average pore size of 50 μm and a pore tortuosity index of 4.5 . The flow of the circulating liquid was 5 m ³ / h, the operating pressure of 0.25 MPa and a frequency of 35 kHz ultrasonic wave. Within 1 hour, 0.05 dm ^{3 of a} 12-fold concentrated oil-water emulsion was discharged from the washing circulating liquid, which led to the withdrawal of 1.5 kg of oil per week from the circulation. As a result, the time of using each bath was extended by one day, the costs of the washing process decreased annually by the cost of preparing 7 baths, and the number of technological downtime of the car wash dropped from 50 to 43.

P r z y k ł a d 2.P r z k ł a d 2.

W obieg instalacji myjącej tej samej fabryki włączono element separujący, który stanowił dysk z porowatej ceramiki korundowej o grubości 12 mm porowatości otwartej 45%, średniej wielkości porów 35 μm, powierzchni 0,08 m² i współczynniku krętości porów równym 6. Przepływ cieczy obiegowej wynosił 20 m³/h, ciśnienie 0,1 MPa, a częstotliwość fali ultradźwiękowej 35 kHz. W ciągu 1 godziny z obiegu odprowadzono 0,2 dm³ dziesięciokrotnie zatężonej fazy olejowej w wodzie, co spowodowało wycofanie z cieczy myjącej 5 kg oleju w ciągu tygodnia oraz wydłużenie pojedynczego cyklu pracy myjni z 1 do 1,5 tygodnia, a więc obniżyło koszty przygotowania kąpieli myjącej o cenę 17 roztworów, a liczba wymian kąpieli zmniejszyła się z 50 do 33.The circulation of the washing installation included in the same factory separation element, which was a disk of porous alumina ceramic about 12 mm thick open porosity of 45%, average pore size of 35 microns, surface area 0.08 m ² and a pore tortuosity factor equal to 6. The flow of the circulating fluid was 20 m ³ / h, pressure 0.1 MPa, and an ultrasonic wave frequency of 35 kHz. Within 1 hour, 0.2 dm ^{3 of the} ten times concentrated oil phase in water was discharged from the circulation, which resulted in the withdrawal of 5 kg of oil from the washing liquid during a week and extension of a single cycle of the car wash from 1 to 1.5 weeks, thus reducing the cost of preparation of the washing bath by the price of 17 solutions, and the number of bath changes was reduced from 50 to 33.

Claims

1. A method of separating organic liquid substances from aqueous emulsions, especially finely dispersed ones, consisting in the continuous separation of the concentrated organic phase from the emulsion stream using the coalescence process and using a separating element, characterized in that a porous ceramic material with an open porosity is used as the separating element. 30-50% and pore sizes from 1 to 100 μm and with the shape and geometric configuration of the pores such that the tortuosity coefficient of the pores, defined as the ratio of the square of the pore length to the square of the length of the shortest pores, expressed by

T = (L1 / L) ² where: T - coefficient of tortuosity of the pores

L1 - the actual path of the liquid or gas (pore length) through the porous ceramic material

L - the shortest liquid or gas path (thickness of the porous shaped body) was not less than 3, the separated emulsion is fed to the lower surface of the separating element, and the separated organic phase is removed from above the upper surface of the separating element.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the emulsion to be separated comprises organic particles with a particle size smaller than 50 µm.

3. The method according to p. The process of claim 2, wherein the emulsion comprises organic particles with a particle size smaller than 10 µm.

4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the emulsion is administered under increased pressure.

5. The method according to p. The process of claim 4, wherein the emulsion is administered at a pressure greater than 0.1 Mpa.

6. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that a material made of Al2O3, SiO2, ZrO2 is used as the ceramic porous material. Fe2O3, Si3N4, aluminosilicates.

7. The method according to p. The process of claim 1, wherein the porous ceramic is hydrophobic.

8. The method according to p. The process of claim 7, wherein the porous ceramic is hydrophobic with silanes.

9. The method according to p. The process of claim 8, wherein the ceramic porous material is hydrophobized with a solution of a methyl silicone resin in an organic solvent.

10. The method according to p. The method of claim 1, wherein the 5 to 20 mm thick ceramic separator is used.

11. The method according to p. The method of claim 1, wherein the separation process is assisted by ultrasonic vibrations with a frequency of up to 50 kHz.