WO1995034362A1 - Verfahren und einrichtung zum reinigen von ölhaltigem wasser - Google Patents

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WO1995034362A1
WO1995034362A1 PCT/CH1995/000116 CH9500116W WO9534362A1 WO 1995034362 A1 WO1995034362 A1 WO 1995034362A1 CH 9500116 W CH9500116 W CH 9500116W WO 9534362 A1 WO9534362 A1 WO 9534362A1
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container
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Bruno Schwarz
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Bruno Schwarz
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    • 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
    • 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
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • 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
    • B01D17/10—Thickening liquid suspensions by filtration with stationary filtering elements

Definitions

  • the present invention relates to a method and a cleaning device and a filter device according to the preambles of claims 1 to 3.
  • Condensate forms in the oil-lubricated compressors downstream of the compressed air tanks or in the refrigeration dryers or filters downstream of the compressed air tanks. This must be removed periodically and regularly contaminated with compressor oil. Oil-contaminated water is considered to be hazardous waste if the oil content exceeds 20 milligrams of oil per liter of water; its disposal is expensive.
  • the activated carbon filters have the disadvantage that their cleaning effect only lasts as long as the active carbon surface is not saturated. Then it collapses. Frequent water samples to check the filter condition and frequent filter changes are therefore necessary if it is to be prevented that unpurified water flows into the sewage system or into a public body of water. Check intervals that are too long and filter saturation has occurred in the meantime often lead to contamination of the waste water. Used filters, in turn, are hazardous waste and their disposal is expensive and time-consuming. Next have activated carbon filters or other adsorption filters have the disadvantage that they cannot retain oil that is finely dispersed in water, which limits their effectiveness.
  • the object of the present invention is therefore to improve a cleaning device of the type mentioned at the outset in such a way that the clean water has an oil content of 5 milligrams of oil per liter of water or less, that there are no used filters which represent waste and that the filter stops the flow, if it loses its cleaning effect.
  • Another purpose is to provide a device that also retains finely dispersed oil.
  • Fig. 1 is a cleaning device
  • Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 in an enlarged view.
  • the cleaning device has two oil separators 1 and 2 which operate on the weight principle and which communicate with one another via a line 3. Both oil separators 1, 2 are provided with an overflow 4 or 5.
  • the drain line 6 of the 'second oil separator 2 forms the inflow line 7 to one
  • Container 8 In the bottom of a drain 9 is inserted. An overflow 10 at the upper end limits the highest possible
  • the overflows 4 and 5 lead to an oil collecting basin 11 and the overflow 10 to a collecting and return basin 12.
  • the water emerging from the outflow 9 is collected in a clean water tank 13 or directed directly into a sewage network.
  • Compressor condensate is first freed of the compressed gas in a device, not shown. Such a device is described, for example, in Swiss patent application 1898/93, the description of which is an integral part of this description.
  • the condensate freed from compressed gas is brought into the oil separator 1 in an intermittent or time-dependent or level-dependent manner (arrow 14), in which oil and water separate according to the weight; the oil rises in the water and floats on it.
  • the drawing shows only two oil separators, the preliminary cleaning can also be carried out with only one or with more than two oil separators.
  • siphon-like overflows can also be selected.
  • a ceramic filter 15 with a pore size of 1 micron or less, depending on the desired purity of the water, is located coaxially in the container 8 with its drain 9. Oil contents of 5 milligrams of oil per liter of water are achieved with pore sizes of one micron and those of 0.04 milligrams of oil per liter of water with pore sizes of 0.2 microns. Ceramic filters 15 of this type are, for example, a product from Katadyn Kunststoff AG, CH-8304 Wallisellen.
  • the ceramic material forming the filter body 15 'of the filter 15 is preferably permeated with silver for germicidal purposes, which prevents the growth of bacteria and other microorganisms in the Filter 15 prevented.
  • the filter body 15 ' which is cylindrical in cross section, is closed at the top and bottom by a cover 16 and 17, respectively. Its interior 18 is connected coaxially to the container drain 9 by means of a threaded connector 19 forming an outflow opening.
  • the pre-cleaned water in the container 8 passes through the wall of the filter body 15 'and flows through the drain 9 as clean water into the clean water container 13.
  • an oil layer 20 builds up during the filtering process from bottom to top, which gradually closes the filter passage from bottom to top when a certain layer thickness is reached. If the filter passage is completely stopped, the level in the container 8 rises when the water continues to flow, which can be signaled by a level indicator (not shown). If the filter is not cleaned at this time, the level continues to rise up to the overflow 10 and the only pre-cleaned water flows into the return basin 12. From there it is fed back to the oil separator 1.
  • the oil coating 20 completely closes the filter body 15 ', it is removed and mechanically cleaned.
  • the filter body 15 ' is cleaned in the oil basin 11.
  • the cleaned filter 15 is then reinserted into the container 8.
  • the filter is cleaned by scraping or brushing.

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Abstract

Die Filtriereinrichtung (8, 9, 15 bis 17) ist im Strömungsweg des ölhaltigen Wassers angeordnet und weist einen Filter (15) auf. Aus diesem fliesst das vom Öl befreite Sauberwasser ab. Um zu verhindern, dass ungereinigtes Wasser durch den Filter fliesst, wenn seine Filtrierwirkung erschöpft ist, wird vorgeschlagen, dass der Filter (15) ein Siebfilter in Form eines Hohlkörpers (15') ist; dass mindestens ein Teil der Hohlkörperwand porös ist und der Durchmesser der Poren höchstens 1 Mikron beträgt. Weiter ist vorgesehen, dass der Strömungsweg des ölhaltigen Wassers in Strömungsrichtung von der Hohlkörperaussenseite durch die Wand in das Innere (18) des Hohlkörpers (15') und von da durch eine Ausflussöffnung (19) in der Hohlkörperwand nach aussen führt.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Reinigen von ölhaltigem Wasser
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Reinigungseinrichtung sowie eine Filtriereinrichtung gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bis 3.
In den ölgeschmierten Kompressoren nachgeordneten Druckluft¬ behältern oder in den den Druckluftbehältern nachgeordneten Kältetrocknern oder Filtern bildet sich Kondenswasser. Dieses ist periodisch abzuführen und regelmässig mit Kom- pressoröl verunreinigt. Ölverschmutztes Wasser gilt bei Öl- gehalten über 20 Milligramm Öl pro Liter Wasser als Sonder¬ müll; seine Entsorgung ist teuer.
Es ist daher bekannt, solches Schmutzwasser zuerst in nach dem Wichteprinzip arbeitenden Ölabscheidern vom gröbsten Öl- anteil zu befreien und solcher Art vorgereinigtes Wasser in Adsorbtionsfiltern, namentlich in Aktivkohlefiltern auf einen Ölgehalt von weniger als 20 Milligramm Öl pro Liter Wasser (vorzugsweise auf weniger als 5 Milligramm Öl pro Liter Wasser) weiter zu reinigen. Erreicht -das filtrierte Sauberwasser einen Ölgehalt zwischen 5 und 20 Milligramm Öl pro Liter Wasser, darf es in die Kanalisation entlassen werden. Unter 5 Milligramm ist zudem das Abführen in öffent- liehe Gewässer gestattet.
In den bekannten Reinigungsanlagen haben die Aktivkohle- ' filter den Nachteil, dass ihre Reinigungswirkung nur so lange vorhält, als die aktive Kohlenoberfläche nicht gesät- tigt ist. Danach fällt sie zusammen. Häufige Wasserproben zur Kontrolle des Filterzustandes und häufige Filterwechsel sind daher notwendig, wenn verhindert werden soll, dass un¬ gereinigtes Wasser in die Kanalisation oder in ein öffent¬ liches Gewässer abfliesst. Zu lange Kontrollintervalle und eine zwischenzeitlich eingetretene Filtersättigung führen häufig zu einer Verunreinigung der Abwässer. Verbrauchte Filter ihrerseits sind Sondermüll und ihre Beseitigung kost¬ spielig und aufwendig. Weiter haben Aktivkohlefilter oder andere Adsorbtionsfilter den Nachteil, dass sie in Wasser fein dispergiertes Öl nicht zurückhalten können, was ihre Wirkung begrenzt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Reinigungseinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass das Sauberwasser einen Ölgehalt von 5 Milligramm Öl pro Liter Wasser oder weniger aufweist, dass keine sondermülldarstellende, verbrauchte Filter entstehen und dass der Filter den Durchfluss stoppt, wenn er seine Reinigungswirkung verliert. Ein weiterer Zweck ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die auch fein dispergiertes Öl zurückhält.
Erfindungsgemass wird diese Aufgabe gelöst durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 3.
Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Reinigungsvorrichtung und
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.
Die Reinigungseinrichtung weist zwei nach dem Wichteprinzip arbeitende Ölabscheider 1 und 2 auf, die über eine Leitung 3 miteinander kommunizieren. Beide Ölabscheider 1, 2 sind mit einem Überlauf 4 bzw. 5 versehen. Die Abflussleitung 6 des ' zweiten Ölabscheiders 2 bildet die Zuflussleitung 7 zu einem
Behälter 8. In dessen Boden ist ein Abfluss 9 eingesetzt. Ein Überlauf 10 am oberen Ende begrenzt das höchst mögliche
Flüssigkeitsniveau im Behälter 8.
Die Überläufe 4 und 5 führen zu einem ÖlSammelbecken 11 und der Überlauf 10 zu einem Auffang- und Rückführbecken 12. Das aus dem Abfluss 9 austretende Wasser wird in einem Sauber¬ wasserbehälter 13 gesammelt oder direkt in ein Abwassernetz geleitet. Kompressorkondensat wird vorerst in einer nicht dargestell¬ ten Vorrichtung vom Druckgas befreit. Eine solche Vorrich¬ tung ist beispielsweise im schweizerischen Patentgesuch 1898/93 beschrieben, dessen Beschreibung integrierender Be- standteil dieser Beschreibung ist. Das von Druckgas befreite Kondensat wird intermittierend oder zeit- oder niveauab¬ hängig gesteuert in den Ölabscheider 1 gebracht (Pfeil 14), in dem sich Öl und Wasser nach der Wichte trennen; das Öl steigt im Wasser nach oben und schwimmt auf ihm. Das vom Öl teilweise befreite Wasser fliesst in den zweiten Ölabschei¬ der 2, wo erneut eine Entmischung aufgrund der unterschied¬ lichen Wichte stattfindet. Erreicht in einem der Ölabschei¬ der 1, 2 die auf dem teilweise gereinigten Wasser schwimmen¬ de Ölschicht den zugeordneten Überlauf 4, 5, fliesst das Öl in das Ölsa melbecken 11 ab und kann von dort aus als Altöl rezikliert werden. Erreicht die Niveaulinie des vorgereinig¬ ten Wassers in einem der beiden Ölabscheider 1 oder 2 den Überlauf 4 bzw. 5 wird dieses über die Abflussleitung 6 und die Zuflussleitung 7 in den Behälter 8 geleitet. Obwohl die Zeichnung nur zwei Ölabscheider zeigt, kann die Vorreinigung auch nur mit einem oder mit mehr als zwei Ölabscheidern vor¬ genommen werden.
Anstelle der gezeigten Verbindungen 3, 6 zwischen den Behältern 1, 2, 8 können auch syphonartige Überläufe gewählt werden.
Im Behälter 8 befindet sich koachsial mit seinem Abfluss 9 ein Keramikfilter 15 mit einer Porengrössen von 1 Mikron oder weniger je nach der gewünschten Reinheit des Wassers. Mit Porengrössen von einem Mikron werden Ölgehalte von 5 Milligramm Öl pro Liter Wasser und mit Porengrössen von 0,2 Mikron solchen von 0,04 Milligramm Öl pro Liter Wasser er¬ reicht. Keramikfilter 15 dieser Art sind beispielsweise ein Produkt der Firma Katadyn Produkte AG, CH-8304 Wallisellen. Die den Filterkörper 15' des Filters 15 bildende Keramik¬ masse ist vorzugsweise zur Keimtδtung mit Silber durchsetzt, was das Wachsen von Bakterien und anderen Mikroorganismen im Filter 15 verhindert. Der im Querschnitt ringzylindrische Filterkörper 15' ist oben und unten je durch einen Deckel 16 bzw. 17 abgeschlossen. Sein Innenraum 18 ist mittels eines eine Ausflussöffnung bildenden Gewindestutzens 19 koachsial mit dem Behälterabfluss 9 verbunden. Das im Behälter 8 befindliche, vorgereinigte Wasser tritt durch die Wand des Filterkörpers 15' hindurch und fliesst durch den Abfluss 9 als Sauberwasser in den Sauberwasserbehälter 13 ab.
Auf der Aussenseite des Filterkörpers 15' baut sich während des Filtriervorganges von unten nach oben eine Ölschicht 20 auf, die bei Erreichen einer bestimmten Schichtdicke den Filterdurchgang allmählich von unten nach oben schliesst. Ist der Filterdurchgang ganz gestoppt, steigt bei weiterem Wasserzufluss das Niveau im Behälter 8, was durch einen nicht dargestellten Niveauanzeiger signalisiert werden kann. Wird der Filter zu diesem Zeitpunkt nicht gereinigt, steigt das Niveau weiter bis zum Überlauf 10 und das nur vorgerei¬ nigte Wasser fliesst ins Rückführbecken 12 ab. Von dort wird es wieder dem Ölabscheider 1 zugeführt.
Verschliesst der Ölüberzug 20 vollständig den Filterkörper 15', wird dieser entfernt und mechanisch gereinigt. Die Ab- reinigung des Filterkörpers 15' erfolgt in das Ölbecken 11. Der gereinigte Filter 15 wird danach wieder in den Behälter 8 eingesetzt. Die Reinigung des Filters erfolgt durch Schaben oder Bürsten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen von ölhaltigem Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt Öl und Wasser nach der Wichte getrennt werden und dass dann in einem zweiten Schritt das derart vorgereinigte Wasser durch ein Siebfilter mit einer Porenweite kleiner als dispergierte Ölpartikel geleitet wird.
2. Reinigungseinrichtung zur Durchführung des Ver¬ fahrens nach Anspruch 1 mit einer Filtriereinrichtung (8, 9, 15 bis 17), die einen im Strömungsweg des vorgereinigten öl¬ haltigen Wassers angeordneten Behälter (8) aufweist, in dem ein Filter (15) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (15) ein Siebfilter in Form eines Hohlkörpers
(15') ist, dass mindestens ein Teil der Hohlkörperwand porös ist, wobei der Durchmesser der Poren kleiner als der Durch¬ messer dispergierter Ölpartikel ist, und dass der Strömungs¬ weg des ölhaltigen Wassers in Strömungsrichtung von einer Seite des Hohlkörpers durch die Wand auf die andere Seite des Hohlkörpers (15') und von da durch einen Abfluss (9) in der Behälterwand nach aussen führt.
3. Filtriereinrichtung für eine Reinigungseinrich- tung nach Anspruch 2, die in einem Behälter (8) einen im
Strömungsweg des vorgereinigten ölhaltigen Wassers angeord¬ neten Filter (15) aufweist, aus welchem Behälter (8) das von ' Öl befreite Sauberwasser nach dem Durchlaufen des Filters (15) abfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (15) ein Siebfilter ist und die Form eines Hohlkörpers (15') auf¬ weist, dass mindestens ein Teil der Hohlkörperwand porös ist, wobei der Durchmesser der Poren kleiner als der Durch¬ messer dispergierter Ölpartikel ist, und dass der Strömungs¬ weg des ölhaltigen Wassers in Strömungsrichtung von einer Hohlkörperseite durch die Wand auf die andere Hohlkörper¬ seite und von da durch einen Abfluss (9) in der Behälterwand nach aussen führt.
4. Filtriereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Poren höchstens 1 Mikron beträgt, und dass der Strδmungsweg des • ölhaltigen Wassers in Strömungsrichtung von der Hohlkörper- aussenseite durch die Wand in das Innere (18) des Hohl¬ körpers (15') und von da durch eine Ausflussöffnung (19) in der Hohlkörperwand und durch den Abfluss (9) nach aussen führt.
5. Filtriereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg des ölhaltigen Wassers dem Behälter (8) ein Zufluss (7) zugeordnet ist, dass der Filter (15) im Behälter (8) mit Abstand zur Behälterwand angeordnet und mit seiner Ausflussöffnung (19) koachsial an den Behälterabfluss (9) angeschlossen ist.
6. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (15) eine prismatische, vorzugsweise rotationssymmetrische Form auf- weist.
7. Filtriereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (15) mit seiner Längsachse vertikal und koachsial zum Behälterabfluss (9) angeordnet ist.
8. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 ' bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörperwand aus
Keramik besteht.
9. Filtriereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörperwand von keimtötenden Substanzen, vorzugsweise Silber durchsetzt ist.
10. Filtriereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (8) über dem Filter (15) einen Überlauf (10) aufweist.
11. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg des Wassers vor der Filtriereinrichtung (8, 9, 15 bis 17) eine nach dem Wichte¬ prinzip arbeitende Olabscheidevorrichtung (1 bis 6) angeord- net ist.
PCT/CH1995/000116 1994-06-13 1995-05-23 Verfahren und einrichtung zum reinigen von ölhaltigem wasser WO1995034362A1 (de)

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