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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verhinderung von
Geruchsentwicklungen und zur Verbesserung der Ölabscheidung mittels Luftzufuhr
bei nach dem Phasentrennprinzip arbeitenden Ölabscheideanlagen.
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Bekanntlich
sollen mit Ölen
und Fetten und ggf. Fettlösungsmitteln
verunreinigte Abwässer
weder in die Kanalisation noch in offene Gewässer oder das Grundwasser gelangen.
Als Mindestmaßnahme ist
die Verwendung von Ölabscheidern
vorgesehen. Diese bestehen üblicherweise
aus zwei Kammern, die durch eine mindestens einen bodenseitigen Durchlass
aufweisende Trennwand getrennt sind. In die erstere Kammer wird
das Abwasser vorzugsweise unterhalb eines Sollniveaus eingeleitet,
dessen Höhe
von der Lage einer Abflussöffnung
in der zweiten Kammer abhängt.
Da Öle
und Fette oder allgemeiner leichte Kohlenwasserstoffe ein geringeres spezifische
Gewicht als Wasser haben, trennen sie sich vom Wasser und steigen
in der ersten Kammer nach oben und bilden dort im Sinne einer Phasentrennung
eine mit der Zeit dicker werdende Schicht, die in gewissen Zeitabständen entsorgt
werden muss. Die Abscheidung erfolgt umso leichter, je weniger die Öle oder
Fette emulgiert sind. Leider sind neben Ölen und Fetten häufig auch
Reinigungsmittel (Tenside) enthalten, die eine Emulgierung begünstigen.
Der Abbau von emulsionsbildenden Stoffen wie Tensiden erfolgt über Bakterien.
Durch diese an sich erwünschte
und in der Wiederaufbereitung absichtlich herbeigeführte biologische
Einwirkung (
EP 0 022 120
A1 ,
DE 19610225
A1 ) wird dem Wasser Sauerstoff entzogen. Sinkt der Sauerstoffgehalt
zu stark, setzt ein anaerober Gärprozess
ein mit der Folge geruchsintensiver Gärprodukte. Obwohl Ölabscheider häufig unter
Flur angeordnet sind, verhindert dies nicht eine unangenehme Geruchsbelästigung,
die besonders dann stört,
wenn Arbeitsplätze
in der Nähe
angeordnet sind. Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, dass die
Gärgase
aufsteigen und durch ihre Bewegung die Ölabscheidung behindern. Schließlich ist
es bekannt, dass im Zuge der Gärung
Schwefelwasserstoffe und Säuren
entstehen, die zu einer beschleunigten Metall- und Betonkorrosion
beitragen. Eine weithin im Bereich der Abwasser-, Öl- und Schmiermittelaufbereitung
bekannte Maßnahme
zur Abhilfe besteht in der Einleitung von Luft in das jeweilige
Medium, um dadurch die Entstehung eines anaeroben Milieus zu vermeiden.
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Ein
in diesem Sinne wirkendes Verfahren zum Reinigen eines Arbeitsmediums,
insbesondere eines Kühlschmiermittels,
ist in der
DE 197
18 217 A1 beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird
das Arbeitsmedium durch einen Absaugschwimmer oder einen Absaugsiphon
nahe der Oberfläche zusammen
mit Luft von einer Pumpe angesaugt. Zur noch besseren Sauerstoffanreicherung
kann das angesaugte Gemisch komprimiert und dann über eine Drossel
entspannt werden. Das Gemisch wird dann über ein Rohr abwärts geleitet.
Nach dem Austritt aus diesem Rohr steigen die Luftblasen innerhalb
eines zweiten, das erste umgebenden Rohres letztlich im Sinne einer
Flotation auf und nehmen Fremdöl-
und Schmutzpartikel mit, die einen Schaumteppich bilden, der bei
entsprechender Höhe
in einen Auffangbehälter überläuft, während die
Flüssigkeit
bodennah aus dem zweiten Rohr austritt und über einen Überlauf in den ursprünglichen
Behälter
zurückfließt.. Eine
Anwendung dieser Methode auf eine in Rede stehende Ölabscheideanlage
würde zwar
zu einer Luftanreicherung führen,
wäre aber
sonst nicht sinnvoll, da das oberflächennahe Ansaugen gerade das abgeschiedene Öl wieder
in Umlauf bringen würde und
gegebenenfalls eine erneute unerwünschte Emulgierung bewirken
würde.
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Ebenfalls
für Kühlschmierstoffe
ist eine mechanisch-biologische Kühlschmiermittelaufbereitungsanlage
durch die
DE 200 13
780 U1 bekannt. Zur Belüftung
des Mediums, welches aus einem Vorratsbehälter entnommen wird, dient
ein Leitrohr mit innenliegender Belüftungsmembran, welche über eine
Pumpe mit Luft beschickt wird und diese in Form von Luftblasen an
die Flüssigkeit
abgibt. Die aufsteigenden Luftblasen dienen einerseits der Sauerstoffanreicherung
und andererseits zum Erzeugen einer Strömung bzw. Umwälzung. Die
aufsteigenden Luftblasen treten ebenso wie die aufwärtsströmende Flüssigkeit
dicht unterhalb der Oberfläche
eines Ölabscheiders
in dessen Trennkammer aus dem Leitrohr heraus. Die Flüssigkeit
gelangt über
die Ablaufkammer in den Vorratsbehälter zurück. Zwar gelingt so die Anreicherung
mit Sauerstoff, die Abscheidung von Öl wird jedoch gestört, da sämtliche
Luftblasen innerhalb der Trennkammer dicht unter der Oberfläche das
Leitrohr verlassen und damit die bereits abgesetzte Ölschicht
erneut verwirbeln bzw. in Bewegung setzen.
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Eine
weitere Methode der Belüftung
besteht gemäß der
DE 296 11 811 U1 darin,
das zu belüftende
Medium aus einem Schlammfang mittels einer Pumpe in einen mit Füllkörpern versehenen
Belüfter zu
leiten. Da keine eigene Luftzufuhr zu erkennen ist, könnte die
Belüftung
durch Verwirbelung des Mediums beim Abwärtsströmen über die Füllkörper innerhalb des zumindest
teilweise mit Luft gefüllten
Belüfters
erfolgen. Das Medium gelangt dann in den Schlammfang zurück. Eine
direkte Belüftung
des Trennkammerinhaltes findet nicht statt.
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Demgegenüber besteht
Aufgabe der Erfindung darin, diese Nachteile mit einer einfachen,
billigen Vorrichtung zu vermeiden, d. h., dass die Sauerstoffanreicherung
auch ohne zusätzliche
Flüssigkeitsbehälter oder
-pumpen möglichst
gut sein soll, andererseits jedoch jegliche Störung der aufschwimmenden Ölschicht
vermieden werden soll. Die Vorrichtung soll weitgehend wartungsfrei
sein und eine lange Lebensdauer haben. Sie soll ohne besonderen Aufwand
in bereits vorhandenen Ölabscheidern
einsetzbar sein. Der Schlammanfall soll verringert werden.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1.
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Anspruch
2 bezieht sich auf eine günstige Lage
der Zulauföffnung
des Förderrohres
in Bezug auf die Auslassöffnung
des Mantelrohres.
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Anspruch
3 bezieht sich auf Leitbleche und/oder Füllkörper im Ringraum zwischen Mantelrohr
und Förderrohr.
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Anspruch
4 bezieht sich bezieht sich auf eine Prallplatte oder einen als
solche dienenden Deckel am oberen Ende des Mantelrohres.
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Anspruch
5 richtet sich auf eine stationäre Anordnung
der Vorrichtung innerhalb der Trennkammer.
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Anspruch
6 bezieht sich auf eine außerhalb der
Trennkammer angeordnete Baueinheit, welche über Leitungsmittel und eine
Zusatzpumpe mit der Trennkammer verbunden ist.
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht in der sichergestellten Luft- bzw. Sauerstoffversorgung des Öl-Wassergemisches
und zum anderen darin, dass die Belüftung im Prinzip nicht in der
Trennkammer selbst, sondern in einem abgesonderten Raum, nämlich dem
Förderrohr
und dem strömungstechnisch
nachgeschalteten Ringraum zwischen Förderrohr und Mantelrohr stattfindet.
Da größere Luftblasen
direkt oberhalb des Förderrohres ohne
Beeinflussung irgendeines Flüssigkeitsspiegels entweichen
können,
werden deutlich weniger Luftblasen wieder abwärts transportiert. Das bedeutet
nach dem Austritt aus dem Mantelrohr viel weniger Strömung und
Verwirbelung, da in der Trennkammer selbst kaum noch Luftblasen
aufsteigen. Vorteilhaft ist es auch, dass innerhalb des Ölabscheiders
keinerlei bewegte und somit einem Verschleiß unterliegende Teile eingesetzt
werden.
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Anhand
von in den Abbildungen dargestellten Prinzipskizzen wird die Erfindung
näher erläutert.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch eine Ölabscheideanlage,
wobei alle wichtigen Bestanteile in der Schnittebene angeordnet
sind.
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2 zeigt
vergrößert eine
Vorrichtung mit Füllkörpern.
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3 zeigt
schematisch eine außerhalb
der Ölabscheideanlage
angeordnete Vorrichtung mit einem über eine Pumpe zu füllenden
Zwischenbehälter.
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Eine Ölabscheideanlage
besitzt eine unter Flur angeordnete Wanne 1, die aus Beton
oder Metall bestehen kann und gegebenenfalls mit einer inneren Beschichtung
zur Erhöhung
der Dichtheit und zur Verhinderung von Korrosion versehen sein kann.
Die Wanne 1 ist durch eine Trennwand 2 in eine
Trennkammer 3 und eine Ablaufkammer 4 getrennt.
Ein bodenseitiger Durchlass 5 in der Trennwand 2 verbindet die
Trennkammer 3 mit der Ablaufkammer 4. In Höhe eines
Sollniveaus 6 ist ein Ablauf 7 an die Ablaufkammer 4 angeschlossen.
In die Trennkammer 3 mündet unterhalb
des Sollniveaus 6 ein Zulauf 8, durch welchen
verunreinigtes Wasser zugeführt
wird. Das sich innerhalb der Trennkammer 3 sich vom Wasser
trennende Öl
(oder Fett) steigt auf und bildet eine zusammenhängende Ölschicht 9. Da Öl leichter
als Wasser ist, wird die Oberseite 10 der Ölschicht 9 das
Sollniveau 6 geringfügig überragen.
Der Zulauf 8 ist durch eine die Wanne 1 nach oben
abschliessende Decke 11 geführt, könnte aber selbstverständlich auch durch
eine Seitenwand 12 geführt
sein. Eine generell vorhandene Revisionsöffnung bzw. eine Öffnung zum
Einbringen der noch zu beschreibenden Vorrichtung 13 sind
der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Vorrichtung 13 besitzt
ein Mantelrohr 14, das oberseitig durch einen als Prallplatte
dienenden Deckel 15 verschlossen ist. Dieser Deckel 15 kann
lösbar
durch Flanschen oder Klammern befestigt sein. Der sich zwischen
Deckel 15 und Sollniveau 6 befindliche Raum 16 ist über Öffnungen 17 im
Deckel 15 entlüftet.
Wenn genügend
Einbauraum oberhalb des Sollniveaus 6 zur Verfügung stünde, könnte das
Mantelrohr auch offen bleiben, sofern das geförderte Wasser nicht den Rand
erreicht. Bodenseitig weist das Mantelrohr 14 Zuströmöffnungen 18 auf.
Im Innern des Mantelrohres 15 ist ein beiderseits offenes Förderrohr 19 angeordnet,
dessen unteres Ende 20 bis in den Bereich der Zuströmöffnungen 18 reicht und
dessen oberes Ende 21 das Sollniveau 6 etwas überragt.
Es sei hier erwähnt,
dass die Zuströmöffnungen 18 tief
liegen, das heißt,
dass sich in dieser Phase nur noch sehr geringe Ölanteile befinden, so dass
im Wesentlichen Wasser zuströmt.
Die Befestigung des Förderrohres 19 erfolgt über im Innern
des Mantelrohres befestigte Streben 22 oder dergleichen.
Denkbar wäre
auch eine Befestigung am Deckel 15, wobei dann das Förderrohr 19 in
der Nähe des
Deckels 15 seitliche Öffnungen
haben müsste. Das
Mantelrohr 14 besitzt Auslassöffnungen 23, die höher liegen
als das untere Ende 20 des Förderrohres 19. Eine
Druckluftpumpe 24 fördert
in eine das Mantelrohr 14 durchdringende Druckluftleitung 25, die
in der Nähe
des unteren Endes 20 an das Förderrohr 19 angeschlossen
ist. Je nach Abmessungen wäre
es auch denkbar, im Falle eines am Deckel befestigten Förderrohres
die Druckluftleitung 25 durch den Deckel 15 zu
führen,
um dann Deckel, Förderrohr
und Druckluftleitung als Baueinheit montieren und demontieren zu
können.
Für die
Befestigung des Mantelrohres bieten sich eine Wandmontage oder das
Aufsetzen auf einen passenden Sockel oder ein passendes Gestell
oder den Boden selbst an.
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In
2 ist
vergrößert die
gleiche Vorrichtung
13',
jedoch mit Füllkörpern
26 im
Ringraum zwischen Mantelrohr
14 und Förderrohr
17 dargestellt. Als
Füllkörper können Gebilde
aus korrosionsbeständigen
Stahl, Keramik oder geeigneten Kunststoffen gewählt werden. Da die Füllkörper gehalten
werden müssen,
sind natürlich
keine Streben
22 möglich, sondern
es muss ein Boden
22' vorgesehen
werden. Obwohl hier der zeichnerischen Einfachheit halber eine Kugelfüllung gewählt wurde,
haben sich in der Praxis auch sogenannte Raschid-Ringe (htlp://www.bku.krefeld.schulen.net/projekte/20022003/desti/funktion.htm)
oder Raschig-Ringe (http://www.geist-im-glas.com/culumn_filling.htm) bewährt. Diese
werden unter anderem auch in Destillierkolonnen eingesetzt und sollen
auch dort die Oberfläche
vergrößern und
letztendlich die Kondensation von Wasser bewirken. Füllkörper nach
der Erfindung werden hingegen von Bakterien besiedelt, die zur Aufspaltung
von Emulsionen nützlich
sind. Da dieser Vorgang in einem gerade mit Sauerstoff angereicherten
Wasser stattfindet, ist eine anaerobe Reaktion ausgeschlossen. Durch
den labyrinthartigen Strömungsweg
wird die Verweilzeit vergrößert und kleinere,
noch nicht ausgeschiedene Luftbläschen dienen
einer weiteren Anreicherung. Es sei noch erwähnt, dass die Füllkörper gemäß der
DE 296 11 811 U1 der
Belüftung
an sich dienen und damit ebenfalls eine andere Funktion haben.
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Obwohl
generell eine stationäre
Anordnung der Vorrichtung innerhalb der Ölabscheideanlage wünschenswert
ist, kann es Gründe
geben, die eine andere Lösung
erfordern. Eine solche Anordnung ist schematisch in 3 dargestellt.
Eine Vorrichtung 13'' ist mit einem
Zwischenbehälter 27 verbunden,
in welchen von einer Pumpe 28 über eine Druckleitung 29 schon
weitgehend vom Öl
getrenntes Wasser gefördert
wird, welches über
eine unterhalb des Sollniveaus 6 mündende Ansaugleitung 30 angesaugt wird.
Der Rücklauf
des mit Sauerstoff angereicherten Wassers erfolgt über eine
ebenfalls unterhalb des Sollniveaus mündende Rücklaufleitung 31.
Natürlich können Vorrichtung 13'', Zwischenbehälter 27 und die Pumpen 24 und 28 auch
als Baueinheit im Sinne eines Service-Aggregates ausgeführt sein,
an das nur noch zwei Schläuche
oder Rohrleitungen anzuschließen
wären.
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- 1
- Wanne
- 2
- Trennwand
- 3
- Trennkammer
- 4
- Ablaufkammer
- 5
- Durchlass
- 6
- Sollniveaus
- 7
- Ablauf
- 8
- Zulauf
- 9
- Ölschicht
- 10
- Oberseite
- 11
- Decke
- 12
- Seitenwand
- 13,
13', 13''
- Vorrichtung
- 14
- Mantelrohr
- 15
- Deckel
- 16
- Raum
- 17
- Öffnungen
- 18
- Zuströmöffnungen
- 19
- Förderrohr
- 20
- Zulauföffnung
- 21
- Ausströmöffnung
- 22
- Streben
- 22'
- Boden
- 23
- Auslassöffnungen
- 24
- Druckluftpumpe
- 25
- Druckluftleitung
- 26
- Füllkörper
- 27
- Zwischenbehälter
- 28
- Pumpe
- 29
- Druckleitung
- 30
- Ansaugleitung
- 31
- Rücklaufleitung