DE2520014C3

DE2520014C3 - Method and device for the detection of traces of oil in liquids of different specific gravity, in particular water

Info

Publication number: DE2520014C3
Application number: DE19752520014
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Lambrich, Karl Heinz, Dr., 2070 Großhansdorf; Meyer, Hans Werner, 2110 Buchholz; Tiemann, Gerhard, 2050 Hamburg
Filing date: 1975-05-05
Publication date: 1977-10-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung von ölspuren in Flüssigkeiten mit unterschiedlich spezifischen Gewicht als öl, insbesondere Wasser, bei dem eine gebrenzte Zone eines Spiegels einer Flüssigkeit mit größerem spezifischen Gewicht als öl, insbesondere Wasser, seitlich gegenüber dem übrigen Spiegel abgegrenzt und in die begrenzte Zone von oben ein Prüfstrom der mit den ölspuren versetzten Flüssigkeit eingeleitet wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit einem Überlaufgefäß, in dem ein sich vertikal erstreckendes Rohr zum Führen des Prüfstroms angeordnet ist.The invention relates to a method for detecting traces of oil in liquids with different specific gravity than oil, especially water, in which a limited zone of a mirror a liquid with a greater specific weight than oil, especially water, laterally opposite the The rest of the mirror is delimited and a test current of the oil traces offset into the delimited zone from above Liquid is introduced. The invention also relates to an apparatus for carrying out the Method with an overflow vessel in which a vertically extending tube for guiding the test current is arranged.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren und zugehöriger Vorrichtung (DT-OS 23 40 807) ist es bereits bekannt, einen auf ölverunreinigung zu untersuchenden Strom durch ein U-förmiges Rohr zu leiten und bei Vorhandensein einer ölbeimischung die Dichteänderung im Eingangsschenkel und die dazugehörige Niveauänderung der Standhöhe der Flüssigkeit im Eingangsschenkel einer Messung zugrunde zu legen, und zwar durch Veränderung der Schwimmhöhe eines Schwimmers, gegebenenfalls auch durch andere Fühlmittel. Als Bezugshöhe wird dabei ein Überlaufniveau zugrundegelegt. Es ist nur vorgesehen, das gesamte Abwasser einer Bohrinsel o. dgl. durch das U-Rohr zu leiten. Dabei stürzt das Wasser zunächst durch eine Zuleitung durch das Deck der Bohrinsel o. dgl. hindurch, und es ist davon auszugehen, daß dabei das Wasser mit einer beträchtlichen Eintrittsgeschwindigkeit in das U-Rohr eintritt. Dementsprechend ist das Bezugswasservolumen verhältnismäßig groß gewählt, um sicherzustellen, daß das öl nicht zum Überlauf hin mitgenommen wird. Hierbei wird die Dichteänderung der ganzen Wassersäule im Eingangsschenkel des U-Rohres als Bezugsgröße in Betracht gezogen. Dies ist jedoch ein verhältnismäßig großes Wasservolumen mit relativ großer Anpsrechträgheit.With a generic method and associated device (DT-OS 23 40 807) it is already known to conduct a stream to be examined for oil contamination through a U-shaped tube and in If there is an admixture of oil, the change in density in the inlet leg and the associated one To base a measurement on a change in the level of the liquid in the inlet leg, namely by changing the swimming height of a swimmer, possibly also by other sensing means. An overflow level is used as the reference level. It is only provided the whole To direct wastewater from an oil rig or the like through the U-tube. The water first falls through a Feed line through the deck of the drilling rig o. The like. Through, and it can be assumed that the water with enters the U-tube at a considerable rate of entry. The reference water volume is accordingly chosen relatively large to ensure that the oil is not carried over to the overflow will. Here, the change in density of the entire water column in the entrance leg of the U-tube is called Reference value considered. However, this is a relatively large volume of water with relatively great inertia.

Es ist auch schon bekannt (US-PS 27 17 990), bei Führung des auf ölverunreinigung zu prüfenden Wasserstroms durch ein U-Rohr die Einströmung so schnell vorzusehen, daß eine Dichteänderung erst im Austrittsschenkel erfolgt, die dort wiederum mittels eines Schwimmers gemessen wird.It is also already known (US-PS 27 17 990), when guiding the to be checked for oil contamination Water flow through a U-tube to provide the inflow so quickly that a change in density only occurs in the Outlet leg takes place, which in turn is measured there by means of a float.

Dieser ist wiederum in einem verhältnismäßig großen und daher tragen Bezugswasservolumen eines inneren Tanks angeordnet und steuert ein Regelventil, welches auch erst indirekt die Messung durch Absperren des Zuflusses und dadurch bedingtes Ansteigen des Schwimmers im in Strömungsrichtung hinterenThis in turn is in a relatively large and therefore carry an internal reference water volume Tanks arranged and controls a control valve, which also indirectly the measurement by shutting off the Inflow and the resulting increase in the float in the rear in the direction of flow

U-Schenkel der Anordnung bewirkt.U-legs of the arrangement causes.

Beide genannten, recht aufwendigen vorbekannten Anordnungen sind nach ihrer Gesamtanordnung nicht geeignet für die Erfassung kleinerer Ülmengen.Both of the above-mentioned, rather complex, previously known arrangements are not, according to their overall arrangement suitable for collecting small amounts of oil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen selbst geringe Beimischungen von Mineralölprodukten in strömenden oder ruhenden Wässern, z. B. in Abwasserströmen oder in Hafenbecken, oder anderen Flüssigkeiten unterschiedlichen spezifischen Gewichts in einfacher, gegen Störungen unempfindlicher und leicht regenerierbarer Weise unter kontinuierlicher Überwachung zuverlässig feststellbar sind.The invention is based on the object of providing a method and a device with which even small admixtures of mineral oil products in flowing or still waters, e.g. Am Wastewater streams or in docks, or other liquids of different specific gravity in a simple, insensitive to disturbances and easily regenerable way under continuous Monitoring can be reliably determined.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einleitung mit einer so geringen Geschwindigkeit vorgenommen wird, daß sich die Ölspuren in der begrenzten Zone im Bereich des Flüssigkeitsspiegels fortlaufend abscheiden, und daß die Menge der in der begrenzten Zone abgeschiedenen ölspuren bestimmt wird. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Rohr als Fallrohr in das Überlaufgefäß eintaucht, und daß auf ölakkumulation am Flüssigkeitsspiegel im Fallrohr ansprechende Meßfühler vorgesehen sind.This object is achieved in the method according to the invention in that the introduction with a the speed is so low that the traces of oil in the limited zone in the area of the Separate liquid level continuously, and that the amount of deposited in the limited zone traces of oil is determined. In the device according to the invention it is provided that the pipe as a downpipe in the overflow vessel is immersed, and that responsive to oil accumulation at the liquid level in the downpipe Sensors are provided.

Es ist an sich bekannt (DT-OS 21 26 792), bei einem diskontinuierlichen Verfahren zur Erkennung von ölspuren in Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, mittels eines Laborgeräts die ölspuren im Bereich des Flüssigkeitsspiegels abzuscheiden und die Menge der abgeschiedenen ölspuren zu bestimmen. Bei diesem bekannten 30' Verfahren wird nicht im Durchflußbetrieb gearbeitet, sondern die Menge in einem abgeschlossenen Gefäß abgesetzt, und es wird ein besonderer Arbeitsschritt vorgesehen, um dann die abgesetzte Menge in eine Meßkapillare anzuheben. Eine ständige Überwachung eines Flüssigkeitsstroms, wie Wasser, auf ölspuren und deren automatische Ermittlung ist mit diesem bekannten Verfahren und zugehörigem Gerät nicht möglich.It is known per se (DT-OS 21 26 792), with a discontinuous method for the detection of traces of oil in liquids, such as B. water, using a laboratory device to deposit the traces of oil in the area of the liquid level and the amount of deposited to determine traces of oil. This known 30 'method does not work in flow mode, Instead, the amount is deposited in a closed vessel, and it becomes a special work step provided in order to then raise the deposited amount in a measuring capillary. Constant monitoring of a liquid flow, such as water, for traces of oil and their automatic detection is known with this Process and associated device not possible.

Die Erfindung setzt einen Flüssigkeitsstrom voraus, der auf die ölbeimengen kontrolliert wird. Bei Abwasserströmungen werden diese selbst oder ein in passender Stärke abgezweigter Teilstrom eingesetzt, bei ruhendem Wasser wird der erforderliche Wasserstrom von einer zusätzlichen, u. U. intermittierend arbeitenden Hilfspumpe erzeugt, die eine entsprechende Wassermenge von der Oberfläche des Gewässers aufsaugt.The invention assumes a liquid flow that is controlled for the amount of oil. at Wastewater flows, these are used themselves or a partial flow branched off in a suitable strength, When the water is still, the required water flow is provided by an additional, possibly intermittent working auxiliary pump that generates a corresponding amount of water from the surface of the body of water soaks up.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Akkumulation des in der begrenzten Zone gemäß der Erfindung abgeschiedenen Öls zu messen, z. B. auf optische Weise. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehein, daß die Zunahme der Tiefe des Ölfeldes auf dem Flüssigkeitsspiegel in der begrenzten Zone gemessen wird und und dabei zweckmäßig bei Erreichen einer vorher festgelegten Menge der abgeschiedenen ölspuren, z. B. von 1 ml, ein Alarm, z. B. optischer oder akustischer Art, ausgelöst wird. Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Meßfühler zwei in der Wandung des Fallrohres angebrachte Elektroden sind, die dicht unter dem Flüssigkeitsspiegel im Fallrohr eingestellt sind. Zwischen den Elektroden ändert sich die Leitfähigkeit abrupt, sobald der ölfleck den Bereich zwischen den Elektroden erreicht hat.There are different ways of accumulating the in the confined area according to the invention to measure separated oil, e.g. B. in an optical way. Preferably, however, it is provided that the increase the depth of the oil field on the liquid level in the limited zone is measured and and thereby useful when reaching a predetermined amount of the deposited traces of oil, z. From 1 ml Alarm, e.g. B. optical or acoustic type is triggered. For this purpose it can be provided that the sensors there are two electrodes attached to the wall of the downpipe, which are just below the liquid level are set in the downpipe. The conductivity between the electrodes changes abruptly as soon as the oil stain appears has reached the area between the electrodes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the remaining subclaims.

Im folgenden wird anhand einer schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung beschrieben.In the following, using a schematic drawing, an embodiment for explaining the Invention described.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung enthält ein vertikal angeordnetes Fallrohr 1, in das zwei blanke Elektroden 2 mit isolierten Zuleitungen (nicht dargestellt) eingelassen sind. Das Fallrohr ist in einem Überlaufgefäß 3 derart angeordnet, daß die Elektroden einige Millimeter unter der Wasseroberfläche liegen, die durch die Höhe des Ablaufs 4 bestimmt wird.The device shown in the drawing contains a vertically arranged downpipe 1, into which two bare Electrodes 2 with insulated leads (not shown) are embedded. The downpipe is in one Overflow vessel 3 arranged so that the electrodes are a few millimeters below the surface of the water is determined by the level of the sequence 4.

Das Fallrohr 1 ist so dimensioniert, daß der zu kontrollierende Wasserstrom beim Durchtritt von oben nach unten genügend langsam ist, um mitgeführte öltröpfchen gegen die Stromrichtung aufsteigen zu lassen. Sind stärkere Schwankungen des Wasserstromes zu erwarten, z. B. durch Regenfälle, so wird zweckmäßig am Eintritt des Fallrohres eine Düse oder kurze Kapillare 5 angeordnet, die den Wasserstrom auf das zulässige Maß drosselt; überschüssiges Wasser fließt dann durch den Überlauf 6 ab. Dieser Teil der Vorrichtung und/oder der zu kontrollierende Wasserstrom muß derart bemessen werden, daß der Eintrittsraum 7 im Normalfalle trocken liegt. Würde dauernd Wasser darin stehen, so würden mitgeführte öltröpfchen bereits hier aufsteigen, durch den Überlauf 6 abfließen und der Entdeckung entgehen.The downpipe 1 is dimensioned so that the flow of water to be controlled as it passes through from above downwards is slow enough to allow entrained oil droplets to rise against the direction of the current leave. Are stronger fluctuations in the water flow to be expected, e.g. B. by rains, it is appropriate A nozzle or short capillary 5 is arranged at the inlet of the downpipe, which directs the water flow to the permissible amount throttles; Excess water then flows off through the overflow 6. This part of the The device and / or the water flow to be controlled must be dimensioned in such a way that the inlet space 7 is normally dry. Would last If there is water in it, any oil droplets carried along would already rise here, through the overflow 6 drain and escape detection.

Wenn der kontrollierte öltröpfchen mitführt, sammelt sich im Fallrohr 1 an der Wasseroberfläche eine Ölschicht an. Sobald diese eine bestimmte, von den Abmessungen der Elektroden 2 abhängige Stärke erreicht, wird der Kontakt zwischen diesen unterbrochen. Die Elektroden werden von einem handelsüblichen Relais mit einer Meßspannung von z.B. 12V beaufschlagt; wird der Kontakt unterbrochen, so löst das Relais den Alarm aus.When the controlled oil droplets are carried along, collects A layer of oil builds up on the surface of the water in the downpipe 1. As soon as this one particular, of the Dimensions of the electrodes 2 reached a dependent strength, the contact between them is interrupted. The electrodes are supplied by a standard relay with a measuring voltage of e.g. 12V applied; if the contact is interrupted, the relay triggers the alarm.

Nach Registrierung eines Alarmes muß die ölschicht bei den Elektroden entfernt werden, um die Vorrichtung wieder meßbereit zu machen. Das geschieht einfach durch eine kurze, kräftige Wasserspülung durch das Fallrohr 1. Hierzu muß natürlich die Drossel 5 umgangen werden, weshalb zweckmäßig ein besonderer Spüleintritt 8 daneben angeordnet wird. Für den Einsatz im Betrieb kann es zweckmäßig sein, eine kleine Handpumpe 9 vorzusehen, die aus dem unteren Teil des Überlaufgefäßes 3 saugt und in den Spüleintritt 8 fördert. Die Vorrichtung kann dann mit ein paar Handgriffen wieder meßbereit gemacht werden, ohne daß eine besondere Spülwasserzufuhr erforderlich ist.After an alarm has been registered, the oil layer on the electrodes must be removed in order to operate the device ready to measure again. This is done simply by rinsing the water briefly and vigorously through the Downpipe 1. For this, of course, the throttle 5 must be bypassed, which is why a special one is expedient Flush inlet 8 is arranged next to it. For use in the company it can be useful to have a small Provide hand pump 9, which sucks from the lower part of the overflow vessel 3 and into the rinsing inlet 8 promotes. The device can then be made ready for measurement again in a few simple steps, without that a special rinse water supply is required.

Die Vorrichtung kann in verschiedener Weise ergänzt werden, indem z. B. der Betrieb und/oder die Überwachung der Betriebsbereitschaft ferngesteuert ermöglicht wird.The device can be supplemented in various ways by, for. B. the operation and / or the monitoring operational readiness is enabled remotely.

Die Elektroden 2 bestehen zweckmäßig aus einem Metall, das durch den eiektrolytischen Effekt nicht oder nur in geringem Maße abgetragen wird und an dem eine möglichst schwache elektrolytische Polarisation auftritt, z. B. Platin. Das übrige Material der Vorrichtung kann in großer Vielfalt gewählt werden.The electrodes 2 are expediently made of a metal which, due to the electrolytic effect, is not or is only removed to a small extent and on which the weakest possible electrolytic polarization occurs, z. B. platinum. The remaining material of the device can be selected in a wide variety.

Der Einsatz der Vorrichtung ergibt sich aus der geschilderten Wirkungsweise. Die Empfindlichkeit, mit der der Alarm anspricht, kann durch die Abmessungen und/oder die Lage der Elektroden (höher oder tiefer im Fallrohr) variiert werden. Im Alarmfall kann man unterscheiden ob der Alarm verursacht wurde durch eine geringfügige zufällige Verunreinigung (Spillage); durch eine geringfügige, über längere Zeit im Fallrohr angesammelte ölmenge; oder durch eine nennenswerte, etwa durch Leckage verursachte ölverunreinigung. Das geschieht, indem man nach dem ersten Auftreten des Alarmes die Vorrichtung freispült (worauf der Alarm zunächst erlischt). Tritt nun bei weiterem Betrieb in relativ kurzer Zeit der Alarm erneut auf, so ist eineThe use of the device results from the described mode of operation. The sensitivity, with which the alarm is triggered can be determined by the dimensions and / or the position of the electrodes (higher or lower in the Downpipe) can be varied. In the event of an alarm, it is possible to distinguish whether the alarm was caused by a minor incidental contamination (spillage); by a slight, over a longer period of time in the downpipe accumulated amount of oil; or by significant oil contamination caused by a leak, for example. The happens by flushing the device clear after the first occurrence of the alarm (whereupon the alarm initially goes out). If the alarm occurs again in a relatively short time with continued operation, it is a

Leckage ο. dgl. anzunehmen; der Zeitraum bis zum Wiederauftreten des Alarmes erlaubt eine Abschätzung der Ölbeimengung zum Wasserstrom. Vom Alarmsignal kann auch ein Steuersignal für eine Sicherheitseinrichtung ableiten.Leakage ο. the like to assume; the time until the alarm occurs again allows an estimate the addition of oil to the water flow. The alarm signal can also be used as a control signal for a safety device derive.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for the detection of traces of oil in liquids with different specificities Weight as an oil, especially water, in which a limited zone of a level of a liquid with greater specific weight than oil, especially water, laterally compared to the rest of the mirror delimited and in the delimited zone from above a test flow of the liquid mixed with the traces of oil is initiated, characterized in that that the introduction is made at such a slow speed that the continuously deposit traces of oil in the limited zone in the area of the liquid level, and that the amount of traces of oil deposited in the delimited zone is determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that the increase in the depth of the oil stain the liquid level in the limited zone is measured.

3. The method according to claim 1 or 2 for detecting the oil contamination of a dormant Liquid supply, in particular water, characterized in that the test current from the Surface of the liquid supply is pumped out.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the test current of a Main stream is branched off.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that upon reaching a Limit value of the oil accumulation in the limited zone an alarm signal is triggered.

6. The method according to claim 5, characterized in that the alarm signal is used as a control signal for a safety device is used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the limited zone from time to time, preferably after detection of oil contamination, is flushed free of oil.

8. Device for performing the method according to one of claims 1 to 7 with a Overflow vessel in which a vertically extending tube for guiding the test current is arranged, characterized in that the pipe as a downpipe

(1) immersed in the overflow vessel (3), and that for oil accumulation at the liquid level in the downpipe responsive sensors are provided.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the measuring sensor (2) on the downpipe (1) are attached.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the sensors are two in the Wall of the downpipe (1) attached electrodes

(2), which are set just below the liquid level in the downpipe (1).

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized by a maximum speed of the downflow in the downpipe (1) limiting Throttle device (5) at the inlet of the downpipe.

12. The device according to claim 11, characterized by one surrounding the throttle device (5) and opening below it in the downpipe (1) Flush line (8).

13. Apparatus according to claim 12, characterized through one to the inlet of the flushing line

connected irrigation pump (9).

14. Device according to one of claims 8 to

13, characterized in that the downpipe (1) as Gooseneck is formed.

15. Device according to one of claims 10 to

14, characterized in that the electrodes (2) are switched on in the control circuit of a relay device that switches when the control current changes over a limit value and with their Main circuit is connected to an alarm device that is activated when the relays are switched.