DE1906702A1 - Verfahren zur Abscheidung von OElen und/oder Fetten aus Emulsionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Abscheidung von Ölen und/ oder Fetten aus Emulsionen.-Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ab -scheidung von Ölen und/oder Fetten aus Emulsionen.
• Zur Abscheidung und nachfolgender Abtrennung von Ölen und/oder Fetten aus Emulsionen sind bislang auf verschiedenen Prinzipien beruhende Verfahren, wie nachstehend erläutert, bekannt geworden, insbesondere im Zusammenhang mit der-Aufbereitung von Ölen enthaltenden KEhl-, Schleif- und Waschwssern, aber auch von sogenannten "Prozesswässern", die unter Beachtung der wasserrechtlichen Vorschriften unmittelbar in ein offenes Gewässer oter über ein Kanalnetz und eine dazwischen geschaltete Kläranlage abgeleitet werden sollen.
• Oft enthalten die in der Praxisanfallenden Emulsionen auch Emulgatoren, deren Entfernung oder Überführung in eine unschädliche Form in abwassertechnischer Hinsicht anzustreben ist. Daneben enthalten å je nach Herkunft der ölhaltigen Wasser diese u.a. oftunerwünschte Nitrite, was insbesondere bei solchen Wässern der Fall ist, die bei Industriellen Waschprozessen anfallen.
• Diese und ähnliche Stoffe zugleich mit dem Öl aus der z.B. wässerigen Phase zu entfernen oder zumindest in eine wasserwirtschaftlich unschädliche Form zu überführen ist in hohem Maße wünschenswert. Weiterhin soll das abgetrennte Öl in einer solchen Form gewonnen werden, daß eine wirtschaftliche Beseitigung, z.B. durch Verbrennung, ohne größeren zusätzlichen technischen Aufwand möglich ist.
• Bislang wurde die Abscheidung von Ölen aus Emulsionen, z.B. von Mineralöl aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion, nach einem der folgenden Verfahren vorgenommen: Das mithin gebräuchlichste Verfahren, welches im neutralen Bereich arbeitet, besteht in der Zugabe von Salzen, welche eine Demulgierung bewirken, und Abtrennung der öligen von der wässrigen Phase mittels besonderer Vorrichtungen. Dieses Verfahren weist den Nachteil eines beträchtlichen apparativen Aufwandes auf. Der dem eigentlichen Abscheidungsvorgang nachzuschaltende Separator unterliegt überdies als hochtourige Maschine einem hohem Verschleiß und ist störanfällig, danebEn ist bei der Durchführung des Verfahrens in technischem Maßstab in'der Regel nicht ohne Wärmezufuhr auszukommen. Vor allem aber versagt das Verfahren, -wenn es auf Ölemulsionen angewandt wird, welche nichtionogene Emulgatoren enthalten, die in jüngster Zeit immer mehr gebräuchlich sind. Auch bleiben die in abwassertechnischer Hinsicht schädlichen Nitrite in derwässrigen Phase unverändert enthalten.
• Ein anderes Verfahren besteXt-in der Zugabe von Säuren zu der Emulsion. Da die Abscheidung der öligen Phase im stark sauren Bereich vorgenommen wird, sind jedoch an die éingésetzten Werkstoffe der Vorrichtung hohe Anforderungen zu stellen; hierdurch bedingt ergeben sich beachtliche Metrkosten. Das abgeschiedene Öl besitzt zwangsläUrig stark sauren Charakter; die Verbrennung des Öles ist deshalb nicht ohne weiteres möglich, sondern setzt eine bestimste Beschaffenheit der Verbrennungseinrichtung voraus.
• Bekannt sind ferner auf dem Adsorptionsprinzip beruhende Verfahren, bei denen in der Regel die Auftrennung bewirkende Stoffe im Adsorptionsmittel enthalten sind. Bei diesen Verfahren ist die wasserwirtschaft -lich unschädliche Beseitigung des voluminösen, ölhaltigen Abscheidegutes - vor allem von der Menge her gesehen - in den meisten Fällen problematisch. Die Adsorption selbst ändert nichts am Nitritgehalt der nichtblien- Phase. Darüberhinaus scheiden Adsorptionsverfahren bei höheren Ölgehalten der Emulsion aus wirtschaftlichen Gründen aus.
• Insoweit bislang Flotationsverfahren bei der Phasentrennung von Emulsionen Eingang gefunden haben, wird die Flotation durch elektrolytische Vorgänge bewirkt.
• Hierbei wird das Öl nicht für sich allein, sondern immer zusammen mit voluminösen Hydratschlämmen abgeschieden.
• Da derartige Hydratschlämme bekanntlich schwer entwässerbar sind, bereitet die Beseitigung solcher Mengen technische Probleme und damit zusätzliche Kosten.
• Es wurde nun ein Verfahren zur Abscheidung von Ölen und/oder Fetten aus Emulsionen gefunden-,- das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Emulsionen mit aktivem Chlor behandelt werden.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die-vorgenannten Nachteile bekannter Verfahren vermieden, wobei es insbesondere auf die verschiedenartigsten in der Technik anfallenden Öl-in-Wasser-Emulsionen - auch solche, die- nichtionogene Emulgatoren enthalten -y und deren Gemische, gegebenenfalls in Mischung mit ölhalz tigen Waschwässern, anwendbar ist. So kann es beispielsweise mit Erfolg zurwirtschaftlichen Aufbereitung hochprozentiger ölhaltiger Waschwässer, die bekanntlich während des Gebrauchs Emulsionseigenschaften annehmen, angewandt werden. Ein beträchtlicher Vorteil des Verfahrens ist die mit der Abscheidung ohne zusätzli-che Maßnahmen gleichzeitig verlaufende Überführung von in Emulsionen vorliegenden Nitriten und/oder im-Sinne der Abwasserbiologie toxisch wirkenden Emulgatoren in wasserwirtschaftlich wesentlich unbedenklichere Verbindungen.
• Da das erfindungsgemäße Verfahren-im-gegebenen pH-Bereich der Emulsion, d.h. im neutralen bis schwach alkalischen Bereich, arbeitet, müssen keine -besonderen Bedingungen an die Werkstoffe der Behälter, Leitungen und Geräte gestellt werden, wobei in den meisten Fällen auf den Einsatz eines Wärmeaustauschers verzichtet werden kann.
• Das aus der Emulsion abgeschiedene und abgetrennte Öl kann ohne Schwierigkeit direkt verbrannt werden; es fallen keine voluminösen, Öl enthaltenden Adsorptionsmittel oder Hydratschlämme an, deren Beseitigung schwierig und mit hohen Kosten verbunden ist.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Fließschemas (Abb. 1) nachfolgend näher beschrieben: Die zu trennende Emulsion, in vorliegendem Beispiel eine Öl-in-Wasser-Emulsion, wird im Behälter (1) gesammelt. Dieser ist so ausgebildet, daß in freier Form vorliegendes und sich nach oben abscheidendes Öl abgezogen werden kann. Auf diese Weise werden nicht unerhebliche Ölanteile der eigentlichen Abscheidungsvorrichtung ferngehalten. Auf dem Fließweg der Emulsion zum Reaktionsbehälter (5) erfolgt aus dem Behälter (2) die Zudosierung-aktiven Chlors, vorzugsweise in Form einer chlorhaltigen wässrigen Lösung, z.B als Chlorbleichlauge. Vor oder dem nach Eintritt des Gemisches in den Reaktionsbehälter (5) kann die Temperatur des Gemisches mit Hilfe eines Wärmeaustauschers (3) so weit angehoben werden, daß der eigentlic;he Abscheidungsvorgang beschleunigt abläuft, Am Boden des allseitig abgeschlossenen Reaktionsbehälters (5) wird über eine Leitung (4) ein inertes Gas oder Gasgemisch, wie z.J3. Luft, in feiner Verteilung unter Druck oder ggf. unter Anlegung eines Vakuums an den Behälter (5) zugeführt, so daß der gesamte Behälterinhalt von heftiger Turbulenz erfaßt wird.
• Unter einem inerten Gas oder Gasgemisch im Sinne vorliegender Erfindung soll hierbei ein soches verstanden werden, welches mit den im System vorliegenden Stoffen keine chemische Reaktion eingeht.
• *) Die Erwärmung kann aber auch innerhalb des Reaktionserfolgen.
• Man kann aber auch anstelle eines inerten Gases oder Gasgemisches oder zusammen mit demselben mit einer mechanischen Vorrichtung, z.B. einem Rührkreisel, Turbulenz erzeugen. Das über dem Flüssigkeitsspiegel im Reaktionsbehälter (5) etwa befindliche Gas oder Gasgemisch kam auch zur Ausnutzung seines Chlorgehaltes über die Ablaufleitung (11) in den Behälter (5) zurückgeführt werden, oder es kann beispielsweise auch durch einen Rührkreisel mit Hohlwelle, dessen Flügel Gasaustrittsöffnungen enthalten oder die aus gas durch lässigem material, wie z.B. Sinterwerkstoffen bestehen, der im Behälter (5) befindlichen Emulsion wieder zugeführt werden.
• Ferner kann man auch anstelle des inerten Gases oder Gasgemisches gasförmiges Chlor zuführen.
• Als eine weitere Ausgestalttmg der Erfindung kann anstelle der oben beschriebenen feinblasigen Zuführung eines Gases oder Gasgemisches auch eine Flotation, -z.3.
• Druckflotation angewandt werden. Während bei ersterer Gas, z.B. atmosphärische Luft, unter Druck in den Behälter (5) eingepreßt wird, erfolgt bei der Druckflcitation die Zuführung des Gases in in hochgespanntem Wasser gelöster Form, wodurch bei der Entspannung im Reaktionsbehälter (5) das Gas in feinster Form bei gleichzeitiger heftiger Turbulenz frei wird.
• Ein ähnlicher Flotationseffekt wird auch dann erhalten, wenn nach der Gaszuführung, z.B. unter Druck, der mit dem Gas angereicherte Behälterinhalt kurzzeitig Vakuumbedingungen ausgesetzt wird, so daß eine teilweise Entgasung eintritt.
• Sowohl die zuerst genannte feinblasige Gas zuführung als die zuletzt beschriebene Druckflotation bewirken im Reaktionsbehälter (5) eine Trennung der öligen von der wässrigen Phase, wobei das Öl im Behälter nach oben steigt und sich dort als Ölschicht abscheidet. Der eigentliche Abschleidungsvorgang beginnt jedoch schon früher, nämlich ab dem Zeitpunkt des Einwirkens des aktiven Chlors-aus den zugeführten chlorhaltigen Verbindungen akif die in der aufzutrennenden Emulsion befindlichen Emulgatoren und anderer Stoffe, wobei eine Demulgierung stattfindet. aei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht erforderlich, auf den pH-Wert der Emulsion, der bei in der Technik anfallenden, aufzubereitenden Öl-in-Wasser-Emulsionen zumeist zwischen 7 und 9 liegt) regulierend einzuwirken Vorzugsweise wird die enge der zuzuführen den, aktives Chlor liefernden Chlorverbindungen so bemessen, daß bei dea Abscheidungsvorgang mehr aktives Chlor vorhanden ist, als hierbei verbraucht wird.
• Bei dem in Abb. 1 dargestellten Fließschema arbeitet der Reaktionsbehälter (5) cargenweise; für jede Charge sind etwa 5 @ etwa 10 Minuten als Belüftungszeit, sowie hieran anschließend nochmals etwa 5 - etwa 10 iruten Beruhigungszeit (ohne Gaszuführung oder Rühren) vorzusehen.
• ach Ablauf der Beruhigungszeit wird zunächst das angeschiedene Öl abgezogen; hierauf wird über einen Bodenablauf die wässrige Phase aus dem Reaktionsbehälter (5 abgelassen. Das hierin ggf. noch enthaltene freie Chlor wird nun gebunden; zu diesem Zweck wird über eine Keß- und Regelkette (7) beispielsweise eine Lösung von Eise-II-sulfat aus dem Behälter (6) zudosiert.
• In dieser Verfahrensstufe enthält in der Regel die wässrige Phase der erfindungsgemäß behandelten Emulsion einen Restgehalt an Öl in emulgierter Form von etwa 200 - 400 mg/l, je nach Art der Ausgangsemulsion und ihrer Zusatzstoffe, insbesondere Emulgatoren.
• Die ggf. erwünschte weitere Ausreinigung der wässrigen Phase kann in einer weiteren Stufe, zweckmäaigerweise einer Adsorptionsstufe, erfolgen. Bekanntlich besteht eine solche Adsorptionsanlage aus einem VorratabehKlter für das Adsorptionsmittel (8), dem eigentlichen mit einem Langsamrührer bestückten Mischbehälter (9) und beispielsweise einer nachgeschalteten PIilterapparatur (10). Das auf diese Weise ausgereinigte Wasser besitzt in der Regel noch einen Restölgehalt in emulgierter Form von etwa 20 - 40 mg/l.
• Man kann auch das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchführen. In einem sobhen Fall wird zweckmäßigerweise der Behälterraum (5) durch eine Trennwand in einen Reaktionsraum und einen Beruhigungsraum unterteilt. Im Gegensatz zu dem bereits beschriebenen chargenweisen Betrieb laufen hierbei die einzelnen'Vorgänge, wie Gas zufuhr, Abscheiden, Beruhigen lassen und eigentliches Abtrennen der Phasen voneinander gleichzeitig nebeneinander ab.
• Wenn technische oder wirtschaftliche GrUnde daffir sprechen, können auch selbstverständlich der Reaktionsraum und der Beruhigungsraum Jeweils als eigene Behälter ausgebildet werden.

Claims (7)

Patentansprüche :

1.) Verfahren zur Abcheidung von Ölen und/oder Fetten aus Emulsionen, dadurch gekennseicklet, daß die Emulsionen mit aktivem Chlor behandelt werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dor Abscheidung mehr aktives Chlor einige führt wird, als hierbei verbraucht wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nu1sion ein inertes Gas oder Gassemisch, insbesondere Luft, zugefiihrt wird und/ oder daß gerührt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadfuch gekennseichnet, daß die Zuführung des Gases oder Gasgemisches unter Flotationsbedingungen erfolgt.

5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem System Wärme zugeführt wird.

6.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Abscheidung gasförmig entweichende Chlor in den Prozeß zurückgeführt wird.

7.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in eine nachgeschalteten Bearbeitunsstufe eine Nachreinigung mit Ililfe eines Adsorptionsmittels vorgenommen wird Leerseite