DE2736691A1 - Verfahren und einrichtung zur aufbereitung von oel-wasser-emulsionen - Google Patents

Description

PA? ENTANWALT

DIPL-ING. HANS-MARTIN VIERING 2736691

8 München 22 - Steinsdorfstr. 6

Anwaltsakte 3182

Hajtomüvek es Festoberendezesek Gyära, Budapest XI/Ungarn

Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung von Öl-Wasser-Emulsionen

- Patentansprüche -

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I/w -2-

Telefon 089/293413/14 · Telex Ober: 5212049 tram d · PSchkto. München 306726-801 · Bayerische Vereinsbank München 567695

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbereiten von Öl-Wasser-Emulsionen.

Bekanntlich entstehen in industriellen Anlagen, insbesondere in industriellen Entfettungsanlagen, durch stark emulgierende Chemikalien gebundene Öl-Wasser-Emulsionsanreicherungen, die aus den Entfettungsanlagen in gewissen Zeitabschnitten oder kontinuierlich entfernt werden müssen. Die abgehende Flüssigkeit verunreinigt und vergiftet infolge der hohen gebundenen Chemikalien- und ölkonzentration die Umwelt und darf deshalb aus Gesichtspunkten des Umweltschutzes heraus nur nach entsprechender Entgiftung und Befreiung von dem öl in lebende Gewässer eingeleitet werden.

Das allgemein bekannte, auf der Wichtendifferenz beruhende Aufschwemmen des Öls kann infolge der in der Lösung befindlichen oberflächenaktiven Stoffe sowie der geringen ölkonzentration nicht durchgeführt werden. Aus diesem Grunde werden derartige Emulsionen mittels Makrofilters auf mechanischem Wege aufbereitet. Bei diesem bekannten Verfahren wird die zu behandelnde Emulsion in einem Sammelbehälter aufgefangen und von dort mittels einer Pumpe durch einen Makrofilter gedrückt, aus welchem das Konzentrat in den

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Sammelbehälter zurückgeführt wird. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis der ölgehalt der Emulsion einen Wert von 40 bis 50% erreicht. Hiernach wird das Konzentrat in einen Absetzbehälter gepumpt und hier 6 bis 8 Stunden lang durch Absetzen aufbereitet, wonach das öl von der Oberfläche der im Absetzbehälter befindlichen Flüssigkeit abgesaugt wird. Die in der Absetzeinheit zurückgebliebene wässrige Phase wird in den Sammelbehälter zurückgesaugt, der hiernach mit der zu behandelnden Emulsion neu aufgefüllt wird, wonach der Vorgang erneut einsetzt. Ein vergleichbarer Zirkulationskreis mit darin eingeschaltetem Ultrafilter und Sammelbehälter ist aus der DT-PS 2 444 bekannt.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren erfolgt jedoch das Trennen der stark gebundenen Emulsionen sehr verzögert und diskontinuierlich, wobei der Betrieb der Anlage einer ständigen Aufsicht bedarf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das abgeschiedene öl eine große Menge an Verunreinigungen und Schmutzstoffen enthält, so daß dieses öl nachgereinigt werden muß, wenn es der Wiederverwendung zugeführt werden soll, oder nur in speziellen ölbrennern verbrannt werden kann. Insbesondere aber läßt sich das be-

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kannte Verfahren wegen des aussetzenden Ablaufs nur schwer automatisieren. Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der angeführten Nachteile.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, zur Aufbereitung von Öl-Wasser-Emulsionen ein einfaches, wenig aufwendiges Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, durch welche die Trennung der in industriellen Entfettungsanlagen anfallenden, stark gebundenen Öl-Wasser-Emulsionen auf mechanischem Wege, voll automatisiert und in kontinuierlichem Betrieb durchgeführt werden kann, wobei außerdem die Öl-Wasser-Emulsionen nicht nur in ihre Komponenten zerlegt werden, sondern die Entfettungslösung zur erneuten Verwendung zurückgewonnen und das abgeschiedene öl in solchem Maße gereinigt werden, daß es für Verwendungszwecke mit nicht allzu hohen Anforderungen ohne jede Nachbehandlung weiterverwendet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Öl-Wasser-Emulsionen, bei welchem die Emulsion in einem Kreislauf einer Makrofiltration unterzogen wird, durch welche ein wässriges Filtrat aus dem Kreislauf abgeführt wird, vorgeschlagen, daß die Emulsion in dem Kreislauf abwechselnd der Makrofiltration

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und einer Hydrozyklonierung unterzogen wird, bei welcher einerseits schwere Bestandteile und andererseits eine ölphase aus dem Kreislauf abgezogen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit mit Hilfe der Membrane des Makrofilters aus der wässrigen Emulsion der mit oberflächenaktiven Stoffen darin gebundenen ölteilchen ein großer Teil des Wassers und der oberflächenaktiven Stoffe abgeschieden. Dadurch vermindert sich die emulgierende Wirkung der Chemikalien in der Restemulsion, so daß bei der nachfolgenden Hydrozyklonierung mit hohem Wirkungsgrad eine weitgehende Abtrennung der ölphase erfolgt und gleichzeitig in der Emulsion in dem Kreislauf mitgeführte schwere Bestandteile, wie Schmutzstoffe und mechanische Verunreinigungen, gesondert abgeschieden werden. Dadurch werden aus der in dem Kreislauf umlaufenden Emulsion und damit aus dem am Makrofilter austretenden Filtrat sowie aus der ölphase für eine Weiterverwendung unerwünschte Fremdstoffe in einfacher Weise entfernt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich darüberhinaus in hohem Maße für einen kontinuierlichen Betrieb und damit zur Automatisierung, wobei die Komponenten der Emulsion zurückgewonnen werden.

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In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus dem Hydrozyklon abgezogene ölphase einer Rezirkulationsabsetzung unterzogen, wobei die aus der ölphase dadurch abgesetzte Phase in den Kreislauf der Emulsion zurückgeführt wird.Hierdurch findet in einfacher Weise eine Nachaufbereitung statt. Zusätzlich oder alternativ kann die aus dem Hydrozyklon abgezogene ölphase noch in einem nachgeschalteten Absetzbecken weiter aufbereitet werden, aus welchem die von öl weitestgehend befreite Sinkphase in die aufzubereitende Emulsion zurückgeleitet wird.

Eine bevorzugte Einrichtung zur Aufbereitung von Öl-Wasser-EmuIsionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher ein Sammelbehälter für die Emulsion und ein Makrofilter vorgesehen sind, der in einem eine Pumpe enthaltenden Zirkulationskreis eingeschaltet ist, in welchem eine vom Sammelbehälter ausgehende Zuführleitung über ein Ventil einmündet, ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Zirkulationskreis ein Hydrozyklon eingeschaltet ist, dessen tangentiale Einmündung dem Makrofilter nachgeordnet ist und über ein in seinem unteren Teil angeordnetes Standrohr in den Zirkulationskreis einmündet, wobei über dem Hydrozyklon ein Auffangbehälter für die abgezogene ölphase

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mit einem Oberlauf ausgebildet ist, und daß zwischen dem Standrohr und dem Makrofilter von dem Zirkulationskreis eine zu dem tangentialen Einlauf des Hydrozyklons führende umgehungsleitung abgezweigt ist und zwischen der Abzweigstelle und dem Makrofilter ein Ventil eingeschaltet ist. Hierbei sind das Hydrozyklon und der Auffangbehälter zu einem Trennturm zusammengefaßt, wobei die im Hydrozyklon abgeschiedene ölphase aus diesem nach oben in den Auffangbehälter aufsteigt und dort über den Oberlauf abgeleitet werden kann, dem ein Absetzbecken nachgeordnet sein kann, in dessen oberen Teil ein ölableitstutzen und an dessen Boden eine von einem Ventil und einer Pumpe beherrschte Verbindungsleitung zum Sammelbehälter angeordnet sind.

In dem Auffangbehälter kann es zu einer weiteren Aufbereitung der ölphase kommen, so daß über den Oberlauf eine bereits weitestgehend konzentrierte ölflüssigkeit abgezogen werden kann, so daß sich ein nachgeschaltetes Absetzbecken gegebenenfalls erübrigen kann. Die Einbeziehung des Absetzbeckens wird jedoch aus Sicherheitsgründen für den Fall bevorzugt, weil darin bei möglicherweise auftretenden Steuerungsfehlern überlaufendes Wasser vor dem Verbraucher aufgefangen werden kann.

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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Auffangbehälter als Rezirkulationsabsetzer ausgebildet. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß der Auffangbehälter von dem Hydrozyklon durch einen Trichter getrennt ist, der mit seinem Trichterrohr nach oben weist und in dessen Trichterflansch zum Hydrozyklon zurückführende Rücksaugöffnungen ausgebildet sind, und daß unter der Trichteröffnung eine nach oben ausgerichtete Druckluftdüse achsgleich mit dem Trichter angeordnet ist. Da sich durch die Wirkung des Makrofilters die emulgierende Wirkung der Chemikalien nach Abzug des wässrigen Filtrats vermindert, wird diese geschwächte Emulsion unter der Wirkung der Fliehkraft im Hydrozyklon und zusätzlich der Wirkung des in der Achslinie des Hydrozyklons durch die Druckluftdüse eingeführten Druckluftstromes in hohem Maße aufgebrochen, so daß die sich im Innenraum des Trichters abscheidenden ölpartikel durch die Luftblasen in den im oberen Teil des Trennturmes ausgebildeten Rezirkulationsabsetzer aufgeschwemmt werden. Hier schwimmen die aus der Bindung ausgeschiedenen ölpartikel auf die Flüssigkeitsoberfläche, während die in der Bindung verbleibenden Ulbestandteile sich am Boden des Rezirkulationsabsetzers absetzen und von hier durch die oberhalb der Eintritts- . Öffnungen des Hydrozyklons angeordneten Saugöffnungen

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unter der Wirkung des eintretenden Rezirkulationsstroms in den Zyklonraum zurückgesaugt werden.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung kann das die Zuführleitung vom Sammelbehälter mit dem Zirkulationskreis verbindende Ventil derart eingestellt oder eingesteuert werden, daß aus dem Sammelbehälter soviel neue Emulsion in den Zirkulationskreis eingeführt wird, wie der Menge des am Makrofilter aus dem Zirkulationskreis abgezogenen Filtrats entspricht, so daß das Flüssigkeitsniveau im Auffangbehälter im wesentlichen konstant bleibt. Zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten ergeben sich durch entsprechende Abstimmung der das Makrofilter umgehenden Flüssigkeitsmenge, welche durch die Umgehungsleitung unmittelbar wieder in das Hydrozyklon zurückgeführt wird. Von Zeit zu Zeit kann dann die aus dem Sammelbehälter zusätzlich eingeführte Emulsionsmenge erhöht werden, wobei gegebenenfalls das Makrofilter aus dem Zirkulationskreis ausgeschaltet wird, so daß das Flüssigkeitsniveau im Auffangbehälter ansteigt und die dort angesammelte, im oberen Teil der Flüssigkeitssäule konzentrierte ölflüssigkeit aus dem Oberlauf abgeleitet werden kann. Gegebenenfalls kann die frisch aus dem Sammelbehälter in den Zirkulationskreis eingeführte Emulsionsmenge auch größer als die aus dem Makrofilter abgezogene FiItratmenge sein, so daß der

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Abzug von ölkonzentrat aus dem Auffangbehälter entsprechend kontinuierlich ablaufen kann, wobei die zusätzlich zur Filtratmenge zugeführte Emulsionsmenge der kontinuierlich abgeführten ölkonzentratmenge entspricht.

Derartige Steuerungen können durch entsprechende Fühler im Einrichtungskreis bewerkstelligt werden. Da je nach Verfahrensablauf die ölkonzentration im Zirkulationskreis zunehmend größer wird und im allgemeinen der Wirkungsgrad des Makrofilters bei Erreichen eines maximalen Konzentrationswertes stark schlechter wird, kann durch entsprechende Steuerorgane dafür gesorgt werden, daß das Makrofilter bei Erreichen des maximalen Konzentrationswertes aus dem Zirkulationskreis ausgeschaltet und das Konzentrat aus dem Zirkulationskreis herausgenommen wird, wobei die herausgenommene Menge durch Zufuhr aus dem Vorratsbehälter ergänzt wird, so daß der Konzentrationswert der im Zirkulationskreis umlaufenden Flüssigkeit wieder entsprechend absinkt. Die Ableitung dieses Konzentrats erfolgt vorzugsweise über den überlauf des Auffangbehälters in ein nachgeschaltetes Absetzbecken. Zur Steuerung der entsprechenden Ventile werden vorzugsweise Trübungsmeßfühler verwendet, von denen einer im Absetzraum des Hydrozyklons angeordnet ist und bei Feststellen des maximalen

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olkonzentrationswertes im Zirkulationskreis das Makrofilter ausschaltet, wahrend der andere Trübungsmesser sich im oberen Teil des Auffangbehälters befindet und das Makrofilter wieder in den Zirkulationskreis einschaltet, sobald ein minimaler Konzentrationswert wieder erreicht ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Ventil in der Verbindungsleitung von einem dem Oberlauf des Auffangbehälters nachgeordneten Absetzbecken zum Sammelbehälter von einem im oberen Teil des Absetzbeckens und einem im unteren Teil desselben angeordneten Trübungsmesser gesteuert werden, wobei von diesen Trübungsmessern auch die Pumpe in der Verbindungsleitung ein- und ausgeschaltet werden kann. Hierdurch ist die Möglichkeit vorhanden, daß das Absetzbecken automatisch gereinigt werden kann und zugleich die angereicherte, jedoch den gewünschten Konzentrationswert an öl noch nicht erreichte Flüssigkeit aus dem Absetzbecken in den Sammelbehälter und damit wieder in den Zirkulationskreis zurückgelangt.

Ferner kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Filtratseite bzw. ein Regenerierungsstutzen des Makrofilters an einen mit einer Zuleitung für den Regenerier-

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stoff versehenen, vorteilhaft mittels einer Leitung an eine Druckluftquelle angeschlossenen Siphonbehälter anschließbar sein. Hierdurch wird ein automatisches, von der Verschmutzung der Membran bzw. des abgeführten FiI-trats abhängiges Reinigen bzw. Regenerieren des Makrofilters ermöglicht.

Durch die Erfindung können somit weitestgehend automatisiert und in kontinuierlichem Betrieb Öl-Wasser-Emulsionen und vergleichbare Emulsionen aufbereitet werden, wobei die Emulsionskomponenten zurückgewonnen werden. Die ein hohes spezifisches Gewicht habenden mechanischen Schmutzteilchen und Verunreinigungen gelangen in den Sammelraum am unteren Ende des unten sich kegelig verjüngenden Hydrozyklons, und können aus diesem Sammelraum von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Aus dem oberen Teil des Trennturms, aus dem Auffangbehälter, kann die eine hohe ölkonzentration habende Flüssigkeit durch den Oberlauf abgeführt werden, wonach sie gegebenenfalls in einem nachgeschalteten Absetzbecken weiter aufbereitet werden kann, während die sich dabei absetzende wässrige Flüssigkeit in den Sammelbehälter zurückgeführt wird. Das durch die Membranfläche der Makrofiltereinheit hindurchtretende Filtrat ergibt nach entsprechender Anreicherung ein erneut

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verwendbares Entfettungsmittel.

Es ist an sich bekannt (DT-PS 1 642 863), zur Aufbereitung von Emulsionen in einen Zirkulationskreis, in welchen die Emulsion aus einem Sammelbehälter zugeführt werden kann, einen Misch- und Klärbehälter mit kegelförmigem Boden und mit tangentialer Zuleitung der Flüssigkeit vorzusehen, wobei im oberen Teil des Behälters ein Konzentrat abführender Oberlauf vorgesehen ist, der zur Wirkung kommt, wenn in den Misch- und Klärbehälter unten Frischwasser eingedrückt wird. Ein solches Aufbereitungsverfahren ist jedoch auf die zusätzliche Anwendung von Spaltmitteln angewiesen, wohingegen bei der erfindungsgemäßen Lösung auf solche Spaltmittel verzichtet werden kann. Außerdem ist in den Zirkulationskreis kein Makrofilter eingeschaltet. Schließlich zirkuliert die Emulsion in dem Zirkulationskreis bei der bekannten Anlage nicht dauernd, sondern nur solange, bis das gesondert zugeführte Spaltmittel sich mit der Emulsion hinreichend vermischt hat. Danach wird die entsprechende Umwälzpumpe abgestellt und es erfolgt im Misch- und Klärbehälter in der stillstehenden Flüssigkeit ein Absetzvorgang, der jedoch eine verhältnismäßig lange Zeitspanne in Anspruch nimmt. Dieses bekannte Verfahren läßt sich daher nicht für einen kontinuierlichen Betrieb bei hohem Wirkungsgrad automatisieren.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, welches aus der Zeichnung ersichtlich ist, erläutert, wobei die Zeichnung die Prinzipanordnung einer erfindungsgemäßen Einrichtung darstellt.

Bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist der untere Teil des Trennturmes 1 als Hydrozyklon 2 mit drei Anzapfungen, der obere Teil als Rezirkulationsabsetzer 3 ausgebildet. Das Hydrozyklon 2 ist von dem Rezirkulationsabsetzer 3 durch einen sich nach oben verjüngenden, 'also umgekehrt angeordneten kegeligen Trichter 4 getrennt. Der Trichter 4 ist an seinem unteren Rand, der als Flansch ausgebildet ist, welcher an der Mantelfläche des Trennturms anschließt, ringsum mit Durchsaugöffnungen 5 versehen. Am unteren Teil des Trichters 4 ist in der Achslinie des Hydrozyklons 2 eine Druckluft nach oben zuführende Düse 6 angeordnet.

An den das Hydrozyklon 2 bildenden unteren kegeligen Teil des Trennturmes 1 ist ein die Schmutzteilchen aufnehmender Sammelraum 7 angeschlossen, der mit einem mit dem Ventil 8 versehenen Ablaßstutzen ausgerüstet ist. Außerdem ragt in den unteren kegeligen Teil des Hydrozyklons 2 ein mit einer Leitkappe versehenes Standrohr 9 hinein, welches an

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ein Dreiwegeventil 10 angeschlossen ist, welches das Hydrozyklon 2 in einen die Umwälzpumpe 11, den Filter bzw. Druckregler 13, das Ventil 14 und das Makrofilter 15 enthaltenden Zirkulationskreis 16 einschaltet, der in den tangentialen Eintrittsstutzen am oberen Ende des Hydrozyklons einläuft. Zwischen der Umwälzpumpe 11 und dem Filter bzw. Druckregler 13 zweigt von dem Zirkulationskreis 16 eine Umgehungsleitung 12 ab, die unter Umgehung des Makrofilters gesondert in das obere Ende des Hydrozyklons tangential einmündet.

Ober das Dreiwegeventil 10 kann an den Zirkulationskreisstrom über die Zuführleitung 17 und das Ventil 18 ein Emulsions-Sammelbehälter 19 angeschlossen werden.

Der den oberen Teil des Trennturmes 1 bildende Rezirkulationsabsetzer 3 ist oben mit einem Oberlauf 20 versehen, der in einen Absetzbehälter 21 führt. Im oberen Teil des Absetzbehälters 21 ist ein Olableitstutzen 22 und am unteren Teil ein die hohes spezifisches Gewicht aufweisende abgesetzte wässrige Emulsion ableitender Stutzen angeordnet, der über die Verbindungsleitung 41, in welcher das Ventil 23 und die Pumpe 24 eingeschaltet sind, in den mittleren Teil des Sammelbehälters 19 mündet.

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Im unteren Teil des Hydrozyklons 2 des Trennturmes 1 sind der Trübungsmesser 25 und im oberen Teil des Rezirkulationsabsetzraumes 3 der Trübungsmesser 26 sowie der Niveaustandsmesser 27 angeordnet. Die Trübungsmesser 25 und 26 sowie der Niveaustandsfühler 27 sind über das Steuerorgan 28 elektrisch an das Stellorgan des Ventils 14 der Makrofilterenheit 15 und des Ventils 18 des Sammelbehälters 19 angeschlossen. Ebenso sind auch an dem oberen und unteren Teil des Absetzbeckens 21 Trübungsmesser 29 und 30 angeordnet, die ebenfalls über das Steuerorgan 28 elektrisch mit dem Stellorgan des Ventils 23 bzw. der Pumpe 24 verbunden sind.

Die Filtratseite des Makrofilters 15 ist über das Ventil 31 und die Leitung 32 und das Dreiwegeventil 33 mit dem Siphonbehälter 34 verbunden. An das Dreiwegeventil 33 ist außerdem eine das FiItrat ableitende Leitung angeschlossen. An den Siphonbehälter 34 ist eine mit einem Ventil versehene und das Regenerierungsmittel für die Membran des Makrofilters zuführende Leitung 35 sowie eine druckluftzuführende und mit dem Abblasventil 36 ausgestattete Druckluftleitung 37 angeschlossen. Der Siphonbehälter 34 ist über die Leitung 38 und das Dreiwegeventil 39 an den Regenerierungsstutzen des Makrofilters 15 angeschlossen.

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Im Siphonbehalter 34 ist ein oben mit den Niveaustandsfühlerelementen a und b und unten mit dem Niveaustandsfühler element c versehener Flüssigkeitsfühler 40 angeordnet. Diese Niveaustandsfühlerelemente a,b und c sind mit dem Stellorgan des Ventils 33, des Ventils 36 und des Ventils 39 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Verstärkereinheit elektrisch verbunden.

Im Verlauf des Betriebes der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die anfallende und zu trennende Emulsion in dem Sammelbehälter 19 gesammelt bzw. bevorratet. Von hier wird über das am Ausgang des Sammelbehälters 19 angeordnete Ventil 18, die Zuführleitung 17 und das Dreiwegeventil 10 mit Hilfe der Umwälzpumpe 11 durch die Hochdruckumgehungsleitung 12 der Trennturm 1 bis zum Niveau des oberen Oberlaufes mit Emulsion aufgefüllt. Nach öffnen des Durchflußventils 14 der Zirkulationsleitung 16 wird durch langsames Drosseln des Ventils der Umgehungsleitung 12 der geforderte Eintrittsdruck des Makrofilters eingestellt. Nachdem die Einrichtung durch die vorstehend angeführten Vorkehrungen in die Normalbetriebsstellung gebracht wurde, wird durch das am unteren Teil des Hydrozyklons 2 des Trennturmes 1 angeordnete und mit einer Leitkappe versehene Standrohr 9 die Flüssigkeit mittels der Pumpe 11

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durch die Umgehungsleitung 12 sowie den Zirkulationskreis 16 und damit das Makrofilter 15 in einer Kreisströmung gehalten.

Der untere Teil des Trennturmes 1 arbeitet als Hydrozyklon 2 mit drei Anzapfungen. Die oberen Eintrittsöffnungen des Hydrozyklons 2 sind tangential angeordnet, so daß die Flüssigkeit, welche aus dem Zirkulationskreis 16 bzw. der Umgehungsleitung 12 eintrifft, im Hydrozyklon 2 einen Eintrittsdrall erhält. In dem Sammelraum 7 am nach unten zu kegelig ausgebildeten Ende des Hydrozyklons 2 kommt es zu einer Absetzung bzw. Ansammlung der höhere Wichtewerte aufweisenden Verunreinigungen (Schmutzteilchen). Diese Verunreinigungen können aus dem Sammelraum 7 durch kurzzeitiges Offnen des Ventils 8 in gewissen Zeitabständen entfernt werden.

Unter dem im oberen Teil des Hydrozyklons 2 angeordneten kegeligen Trichter 4 wird die ein geringeres spezifisches Gewicht aufweisende Emulsion ausgeschieden und das sich aus dieser einen hohen ölgehalt und eine geringe Wichte aufweisenden Emulsion abscheidende öl wird durch den durch die Druckluftdüse 6 ausströmenden Druckluftstrom durch den sich verjüngenden Teil des Trichters 4 zum Aufwärtsströmen

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gezwungen, d.h. die an Ol angereicherte Flüssigkeit gelangt durch den Trichter 4 sich aufwärtsbewegend in den Rezirkulationsabsetzer 3 des Trennturmes 1. Im Rezirkulationsabsetzer 3 werden die abgeschiedenen ölteilchen auf die Oberfläche der Flüssigkeit aufgeschwemmt. Die eine größere Wichte habende Emulsion setzt sich auf den Boden des Rezirkulationsabsetzraumes ab, von wo sie infolge der Saugwirkung des Hydrozyklons 2 durch die zwischen dem unteren Flansch des kegeligen Trichters 4 und dem Mantel des Trennturmes 1 angeordneten Durchsaugöffnungen 5 in das Hydrozyklon zurückströmt. In dem zum Hydrozyklon 2 des Trennturmes gehörenden Kreisstrom werden die ein geringes Molgewicht habenden oberflächenaktiven Stoffe und das Wasser durch die Membrane des Makrofilters 15 hindurchgefiltert, wobei die ein großes Molgewicht habenden ölteilchen von der Membran zurückgestoßen werden und über die Kreisströmung in das Hydrozyklon 2 zurückströmen. Aus der Emulsion wird ein Teil des Wassers und der emulgierenden Chemikalien in dieser Weise abgeschieden und so wird infolge der verminderten Emulgierwirkung auf die bereits vorstehend beschriebene Weise die mechanische Trennung im Hydrozyklon 2 möglich.

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In der normalen Betriebsstellung steuert das Impulssignal des im Rezirkulationsabsetzraum 3 des Trennturmes 1 angeordneten Niveaustandsfühlers über das Steuerorgan 28 das Stellorgan des Dreiwegeventils 10 sowie des Ventils 18 des Sammelbehälters 19. Der Niveaustandsfühler 27 regelt demgemäß die weitere Zufuhr aus dem Behälter 19 in Abhängigkeit vom Filtratablauf. In der normalen Betriebsstellung ist der Niveaustandsfühler 27 mit dem Trübungsmesser 26 verblockt.

Der Wirkungsgrad des Makrofilters verschlechtert sich bei dem Erreichen einer ölkonzentration von ca 50 bis 60% ganz plötzlich. Um dies zu vermeiden, gibt der Trübungsmesser 25 vor Erreichen der 50%-igen ölkonzentration ein Impulssignal und schaltet den Trübungsmesser 26 ein. Infolge der vorerwähnten Verblockung schaltet der Trübungsmesser 26 nach seinem Einschalten den Niveaustandsfühler 27 aus der Steuerung aus und übernimmt die Steuerung.

Wenn der Trübungsmesser 26 eine Ölkonzentration mißt, die in den Absetzbehälter weitergeleitet werden darf, regelt er über das Steuerorgan 28 und das Stellorgan des Ventils 18 sowie des Dreiwegeventils 10 die Zufuhr aus dem Sammelbehälter 19 hoch, schaltet durch Absperren des Ventils 14

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das Makrofilter 15 aus dem Zirkulationskreis aus und läßt die Emulsion durch die Umgehungsleitung 12 zirkulieren. Demzufolge steigt im Trennturm 1 der Flüssigkeitsstand kontinuierlich und die eine hohe ölkonzentration aufweisende Flüssigkeit strömt über den überlauf 20 in den Absetzbehälter 21. Während die einen hohen ölgehalt aufweisende Flüssigkeitssäule im Trennturm 1 aufwärts steigt, vermindert sich der ölgehalt im Raum des Hydrozyklons 2. Sobald der Trübungsmesser 26 einen den noch als freigebbar unterschreitenden ölkonzentrationswert und der im unteren Raum des Trennturmes 1 im Hydrozyklon 2 angeordnete Trübungsmesser 25 eine 50% unterschreitende ölkonzentration messen, wird die Steuerung erneut von dem Niveaustandsfühler 27 übernommen.

Die durch den Oberlauf 20 des Trennturmes 1 austretende Lösung hoher ölkonzentration gelangt in den Absetzbehäüer 21. Hier setzen sich die ölpartikel, die noch an im öl befindlichen Emulgiermitteln gebunden sind, auf dem Boden des Absetzbehälters ab. Das verhältnismäßig reine öl wird durch den ölaustrittsstutzen 22 des Absetzbehälters 21 kontinuierlich weitergeleitet. Wenn der Trübungsmesser 29 des Absetzbehälters 21 eine einen geringeren ölgehalt als den festgelegten Wert habende wässrige Lösung mißt, öffnet auf den Impuls des Trübungs-

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messers 29 das Steuerorgan 28 das Ventil 23 in der die wässerige Emulsion ableitenden Verbindungsleitung 41 zum Sammelbehälter 19 und setzt die Pumpe 24 in Gang, die dann die wässrige Emulsionslösung aus dem Absetzbehälter 21 in den Sammelbehälter 19 zurückleitet. Wenn die wässrige Lösung im Absetzbehälter 21 bis zu dem Niveau, bei welchem der Trübungsmesser 30 bereits keine zurückzirkulierbare Flüssigkeit wahrnimmt, absinkt, gibt letzterer ein Impulssignal ab, wodurch über das Steuerorgan 28 die Pumpe 24 abgestellt und gleichzeitig das Ventil 23 in der Verbindungsleitung abgestellt wird, durch welche die wässrige Emulsion angeleitet wurde.

Die störungsfreie Arbeitsweise des Makrofilters 15 wird durch das in den Zirkulationskreis 16 eingebaute Druckbegrenzerelement bzw. Filter 13 gesichert. Von der Membrane des Makrofilters 15 sind die Verunreinigungen in gewissen Zeitabständen zu entfernen und die Membrane ist mit Hilfe von Desinfektionsmitteln zu regenerieren.

In der Grundstellung vor der Regenerierung ist das Dreiwegeventil 39 in Richtung zum Makrofilter 15 und zum Zirkulationskreis 16 geschlossen. Im Verlaufe der Regenerierung wird das zur einmaligen Regenerierung er-

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forderliche Regeneriermittel durch die Leitung 35 in den Siphonbehälter 34 gefüllt und danach wird das zur Leitung 35 gehörende Ventil abgesperrt. Die im Normalbetrieb arbei-

über

tende Einrichtung füllt!das auf der Filtratseite des Makrofilters befindliche Ventil 31 und die Leitung 32 über das Dreiwegeventil 33 den Siphonbehälter 34 bis zu dem obersten Niveaustandsfühlelement a des Flüssigkeitsstandsfühlers 40 mit Filtrat auf. Hierbei sperrt das elektrische Signal des oberen Nxveaustandsfühlelements a des Flüssigkeitsstandfühlers 40 das Dreiwegeventil 33 in Richtung zum Siphonbehälter 34 ab. Bei Beginn des Zurückwaschens des Makrofilters 15 wird das Dreiwege-Abblasventil 36 der Druckluftzuführleitung 37 zwischen der Leitung 37 und dem Siphonbehälter 34 geöffnet und nach öffnen des Ventils 39 sowie der Zirkulationsleitung 16 preßt die Druckluft das Regeneriermittel in den Emulsionsraum (Permeatseite) des Makrofilters 15. Sinkt der Flüssigkeitsstand im Siphonbehälter 34 bis zum zweiten, d.i. mittleren Niveaustandsfühlerelement b, so öffnet das Steuerorgan 28 auf das Impulssignal dieses Fühlerelementes b des Flüssigkeitsstandsfühlers 40 das Ventil 39 in Richtung der Filtratseite und schließt das Ventil 31, so daß das Filtrat durch die Membrane der Makrofiltereinheit 15 in den Emulsionsraum zurückgedrückt wird. Auf das Impulssignal

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des untersten Niveaustandsfühlerelementes c des Flüssigkeitsstandsfühlers 40 wird die Einrichtung erneut in die normale Betriebsstellung gebracht.

Der große Vorteil der Erfindung besteht in dem ununterbrochenen (kontinuierlichen) Betrieb, der einfacheren und vollständigeren Automatisierung und dem niedrigen Investitionsaufwand. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie infolge der kontinuierlichen Regenerierungsmöglichkeit unmittelbar an technologische Anlagen angeschlossen werden kann.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Öl-Wasser-Emulsionen, bei welchem die Emulsion in einem Kreislauf einer Makrofiltration unterzogen wird, durch welche ein wässriges Filtrat aus dem Kreislauf abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion in dem Kreislauf abwechselnd der Makrofiltration und einer Hydrozyklonierung unterzogen wird, bei welcher einerseits schwere Bestandteile und andererseits eine ölphase aus dem Kreislauf abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezogene ölphase einer Rezirkulationsabsetzung unterzogen wird und die aus der ölphase dadurch abgesetzte Phase in den Kreislauf zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezogene ölphase bzw. das durch die Rezirkulationsabsetzung gewonnene ölkonzentrat in einem Absetzbecken weiter aufbereitet und die dadurch erhaltene Sinkphase in die aufzubereitende Emulsion zurückgeleitet wird.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Einrichtung zur Aufbereitung von öl-Wasser-Emulsionen, zur Durchführung des· Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Sammelbehälter- für die Emulsion und einem Makrofilter, der in einem eine Pumpe enthaltenden Zirkulationskreis eingeschaltet ist, in welchem eine vom Sammelbehälter ausgehende Zuführleitung über ein Ventil einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zirkulationskreis (16) ein Hydrozyklon (2) eingeschaltet ist, dessen tangentiale Einmündung dem Makrofilter (15) nachgeordnet ist und über ein in seinem unteren Teil angeordnetes Standrohr (9) in den Zirkulationskreis einmündet, wobei über dem Hydrozyklon (2) ein Auffangbehälter (3) für die abgezogene ölphase mit einem Überlauf (20) ausgebildet ist, und daß zwischen dem Standrohr (9) und dem Makrofilter (15) von dem Zirkulationskreis eine zu dem tangentialen Einlauf des Hydrozyklons (2) führende Umgehungsleitung (12) abgezweigt ist und zwischen der Abzweigstelle und dem Makrofilter (15) ein Ventil (14) eingeschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberlauf (20) in ein Absetzbecken (21) führt, in dessen oberem Teil eine ölabführleitung (22) und an dessen Boden eine von einem Ventil (23) und einer

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Pumpe (24) beherrschte Verbindungsleitung (41) zum Sammelbehälter (19) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter unter Ausbildung eines Rezirkulationsabsetzers (3) von dem Hydrozyklon (2) durch einen Trichter (4) getrennt ist, der mit seinem Trichterrohr nach· oben weist und in dessen Trichterflansch zum Hydrozyklon (2) führende Rücksaugöffnungen (5) ausgebildet sind, und daß unter der Trichteröffnung eine nach oben ausgerichtete Druckluftdüse (6) achsgleich mit dem Trichter (4) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auffangbehälter (3) ein Niveaustandsfühler (27) unterhalb des Oberlaufs (20) und ein Trübungsmesser (26) unterhalb des Niveaustandsfühlers angeordnet sind, daß im Absetzraum des Hydro-Zyklons (2) ein weiterer Trübungsmesser (25) angeordnet ist, und daß das die Zuführleitung (17) vom Sammelbehälter (19) mit dem Zirkulationskreis (16) verbindende Ventil (10) von dem Niveaustandsfühler und den Trübungsmessern steuerbar ist.

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8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (23) in der Verbindungsleitung (41) zum · Sammelbehälter (19) von im oberen und unteren Teil des Absetzbeckens (21) angeordneten Trübungsmessern (29,30) gesteuert ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtratseite des Makrofilters (15) zur Rückspülung an einen Siphonbehälter (34) an- schaltbar ist, der vorzugsweise an eine Druckluftquelle (Leitung 37) angeschlossen ist.

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