DE60003306T2

DE60003306T2 - Flüssigkeitsabtrennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60003306T2
Application number: DE60003306T
Authority: DE
Inventors: Jan Koblizek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: ES2200854T3; CZ8922U1; WO2000062887A1; EP1173266B1; AU3955600A; ATE242656T1; DE60003306D1; EP1173266A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitstrennvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur Trennung fettiger Flüssigkeiten von einer Wasseroberfläche.
Hintergrund der Erfindung
Die Verschmutzung einer Wasseroberfläche mit fettigen Flüssigkeiten, wie Rohöl und dessen Produkte, stellt ein ökologisches Problem dar, dessen Lösung mit üblichen Mitteln zu weiteren negativen Wirkungen auf die Umgebung der Verschmutzungsstelle selbst oder derjenigen Stelle führt, an der diese Trennung stattfindet. Die Fettverschmutzungsstoffe können oft durch Dämmwände aufgefangen werden, die eine weitere Wasserströmung oder Wasseroberflächenverschmutzung verhindern, aber die Entfernung der Verschmutzungsstoffe ist sehr viel schwieriger. Die Verwendung eines Absorptionsgürtels mit dem folgenden Pressen zeigt nur geringe Wirkung für einen weiten Viskositätsbereich der abgetrennten Stoffe. Üblicherweise werden chemische oder mechanische Mittel eingesetzt, die die abgetrennten Fettflüssigkeiten binden und absorbieren. Trotzdem müssen die durch die chemischen Trennungsprozeduren geschaffenen Stoffe mechanisch von der Wasseroberfläche entfernt und später entsorgt werden, meistens durch Entsorgung auf einer Mülldeponie oder durch Verbrennen. Bereits durch die Entfernung einer Fettflüssigkeit von der Wasseroberfläche kommt es zu einer großen Verschmutzung des Platzes, der sich später sich selbst überlassen bleibt. Eine Abhilfsmaßnahme auf einem natürlichen Weg geht sehr langsam voran, und die bekannten, künstlichen Rekultivierungsverfahren sind sehr teuer, und der gereinigte Boden wird ebenfalls zur Mülldeponie transportiert. Die Mülldeponien für diesen Zweck müssen entsprechend eingerichtet sein und in einem geeigneten Zustand erhalten werden, was auch teuer ist. Ferner bilden diese Mülldeponien eine Bedrohung der Umwelt. Aus der Schrift US 4 186 095 ist eine Vorrichtung zum Sammeln von Verunreinigungen einer verschmutzten Wasseroberfläche bekannt. Eine Schicht der verschmutzten Flüssigkeit wird in einen drehenden, hohlen Rotor mittels einer in diesem stattfindenden Flüssigkeitsverwirblung eingezogen. Durch den Kontakt der Flüssigkeit mit einem Stator wird die Drehgeschwindigkeit der Grenzschicht der verschmutzten Flüssigkeit vermindert, die in Richtung auf die Verwirblungsmitte gedrängt und dann über eine in der Statormitte angeordnete Sammelöffnung abgezogen wird. Eine ähnliche Lösung ist aus der Schrift US 5 124 038 bekannt, die eine Vorrichtung mit einer Verwirblungsführungsplatte beschreibt, die in der Mitte angeordnet ist, in der nach unten offene Sammelmittel zur Wiedergewinnung der getrennten Stoffe vorgesehen sind. Ein zur Verwirblungsplatte konzentrisches Drehflügelrad ist unter den Sammelmitteln angeordnet. Beide bekannte Lösungen sorgen nicht für eine genügende Trennung in einem weiten Bereich der Verschmutzungsstoffe und auch dann nicht, wenn dünne Schichten entfernt werden sollen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur wirksamen Trennung von Flüssigkeiten, die verschiedene, spezifische Massen aufweisen, sich nicht miteinander mischen und Oberflächenschichten bilden, insbesondere zur Trennung von Wasser und Fettflüssigkeiten, zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die negativen Wirkungen bei der Entfernung der Verschmutzungsstoffe mittels Chemikalien zu verhindern.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorstehenden Probleme und die gestellten Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch eine Flüssigkeitstrennvorrichtung mit einem ersten Behälter gelöst, dessen Boden in Bezug zur Horizontalen geneigt ist, der einen Hülsenkörper aufweist, der durch den ersten Behälter verläuft, und der an eine Hohlwelle einer Scheibe angepasst ist, die planparallel zur Außenseite des Bodens des ersten Behälters angeordnet ist und die mit mindestens zwei Spiralblättern versehen ist, die auf der dem Boden des ersten Behälters abgewandten Oberfläche der Scheibe angeordnet sind und die Kammern bilden, von denen jede tangential in die Scheibe und axial in einer der Scheibenposition entgegengesetzten Richtung mündet und in einen Kanal von Kanälen führt, die durch axiale, in die Hohlwelle eingebaute Trennwände gebildet sind. Jeder der Kanäle, deren Anzahl der Anzahl der Kammern entspricht, mündet in eine Öffnung, die durch die Hohlwelle in den Innenraum des Hülsenkörpers führt, der mit einer zweiten Öffnung versehen ist, die einen bestimmten Abstand vom Boden des ersten Behälters hat und in diesen führt, wobei sich die Öffnungen während der Drehung der Hohlwelle im Hülsenkörper zeitweise überdecken. Die Anzahl der Kanäle im Hohlwelleninnenraum entspricht der Anzahl der Kammern. Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung der erste Behälter in einem zweiten Behälter angeordnet, dessen eine Seitenwand teilweise entfernt ist. Weiterhin ist der zweite Behälter gemäß der Erfindung mit Schwimmmitteln versehen. Bei der bevorzugten Ausführung ist der Boden des ersten Behälters in Bezug zur Horizontalen um einen Winkel im Bereich von 25–45° geneigt.
Gemäß den oben stehenden Merkmalen der Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, die die Trennung von Fettflüssigkeiten von einer Wasseroberfläche erlaubt, ohne dass Chemikalien oder Absorptionsmittel angewendet werden müssen, die eine Umweltverschmutzung verursachen oder Produkte ergeben, die den Bereich in unmittelbarer Nähe der Wasserverschmutzungsstelle verschmutzen. Ferner ist die abgetrennte Fettflüssigkeit kein Abfallgut und kann dem ursprünglichen Zweck wieder zugeführt werden. Die Vorrichtung selbst braucht für ihren Betrieb wenig Platz. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist der weite Bereich der durch die Vorrichtung abtrennbaren Fettflüssigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführung der Vorrichtung gemäß der Erfindung und
2 eine Vorderansicht der Kammer mit Spiralblättern der 1.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
In 1 ist die Flüssigkeitstrennvorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Stator und einem Rotor ausgestattet. Der Stator weist einen ersten Behälter 1 mit einem Boden 2 auf, der in Bezug zur Horizontalen um einen Winkel von 30° geneigt ist. Der erste Behälter 1 ist in einen zweiten Behälter 3 eingesetzt, dessen Seitenwand 4 teilweise entfernt ist. Durch den Boden 2 des ersten Behälters 1 verläuft ein hohler Hülsenkörper 5, der mit dem ersten Behälter 1 fest verbünden ist. Innerhalb des Hülsenkörpers 5 ist der Rotor angeordnet, der eine Hohlwelle 6 und eine Scheibe 7 umfasst, die am freien Ende der Hohlwelle 6 befestigt ist. Die Scheibe 7 ist planparallel zur Außenfläche des Bodens 2 des ersten Behälters 1 angeordnet. Auf der Scheibe 7, und zwar auf derjenigen Fläche, die entgegengesetzt zu der dem Boden 2 des ersten Behälters 1 zugewandten, d.h. auf der dem Boden 2 des ersten Behälters 1 abgewandten Fläche liegt, sind zwei Spiralblätter 8 angeordnet, die zwei Kammern 9 an der benachbarten Oberfläche der Scheibe 7 bilden. Jede Kammer der Kammern 9 mündet tangential in die Scheibe 7, d.h. in Richtung auf den Umfang der Scheibe 7, als auch axial in einer Richtung, die entgegengesetzt zur Position der Scheibe 7, d.h. nach unten, weist. Jede Kammer 9 führt ferner in einen von zwei Kanälen 10, die durch eine Trennplatte 11 im Innenraum der Welle 6 gebildet sind. Die Kanäle 10 münden im Innenraum der Hohlwelle 6 in jeweils eine erste Öffnung 12 ein, die in der Wand der Hohlwelle 6 gebildet ist. Der Hülsenkörper 5 ist mit einer zweiten Öffnung 13 versehen, die in den Innenraum des ersten Behälters 1 mündet. Die ersten Öffnungen 12 und die zweite Öffnung 13 sind vom Boden 2 des ersten Behälter 13 derart entfernt, dass die ersten Öffnungen 12 sich bei der Drehung der Hohlwelle 6 mit der zweiten Öffnung 13 überdecken. Die Anzahl der Spiralkammern 9 kann auch höher sein, aber dabei muss die Anzahl der Kanäle 10 innerhalb der Hohlwelle 6 immer der Anzahl der Kammern 9 entsprechen.
Vorzugsweise ist der Boden 2 des ersten Behälters 1 in Bezug auf die Horizontale um einen Winkel im Bereich von 25–45° geneigt.
Der Rotor wird vorzugsweise von einem in den Figuren nicht gezeigten Elektromotor angetrieben. Die Antriebsmotorwelle ist koaxial mit der Hohlwelle 6 angeordnet und mit dieser fest verbunden.
Vorzugsweise ist der zweite Behälter 3 mit Schwimmmitteln ausgestattet, die die Positionierung der Vorrichtung auf der Wasseroberfläche erleichtern. Der zweite Behälter 3 kann einen Teil einer Eindämmwand bilden, die ein Abfließen des verschmutzten Oberflächenwasserschicht verhindert. Die Form der beiden Behälter 1 und 3 ist unwichtig.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise. Durch das Drehen des Rotors in Richtung der Krümmung der Spiralblätter 8, wie in 2 gezeigt, wird die die Oberflächenschicht aus Fettflüssigkeit, wie die Rohölschicht 21, tragende Wasserschicht 20 in die Kammern 9 gepumpt, während innerhalb der Kammer 9 über der Rohölschicht 21 ein Luftkissen 22 verbleibt, das die überschüssige Wassermenge durch den Boden der Kammer 9 zurück zur gereinigten Flüssigkeit bringt. Innerhalb der Bereichs des radialen Kanals 10 wird die Rohölschicht 21 nach oben in Richtung auf die erste Öffnung 12 befördert, und bei der Überdeckung der ersten Öffnung 12 durch die zweite Öffnung 13 sprudelt das Rohöl in den Innenraum des ersten Behälters 1. Es ist dann einfach, die abgetrennte Fettflüssigkeit aus dem ersten Behälter 1 zu entfernen und zu einem Kontainer zu befördern. Während des Betriebs werden viele Flüssigkeits- und Luftschichten in den radialen Kanälen 10 gebildet. Die Luft dringt nach oben und erzeugt pneumatische Impulse, die die Fettflüssigkeit durch die Öffnungen 12, 13 in den Innenraum des ersten Behälters 1 bringen. Auch die in einer Bodenschicht vorhandene Fettflüssigkeit wird aufgrund des Drucks in den Kammern 9 und der niedrigeren spezifischen Masse als Wasser nach oben über den Wasserspiegel gebracht. Daher wird praktisch verhindert, dass Wasser in die Öffnungen 12, 13 und in den ersten Behälter 1 gelangt.
Die Trennungsleistung kann vorzugsweise durch eine parallele Vielfachanordnung der genannten Vorrichtung erhöht werden. Der Trennungswirkungsgrad kann durch wiederholte Prozeduren am Ort selbst oder später unter Laborbedingungen verbessert werden, wenn die Trennungsgeschwindigkeit nicht so wichtig ist.
Industrielle Verwertbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist für eine mechanische Trennung von Flüssigkeiten, die nicht spontan eine Emulsion bilden und die einen Unterschied in ihrer spezifischen Masse von mindestens 5% aufweisen, insbesondere für die Trennung von Wasser und Fettflüssigkeiten, vorgesehen, die eine spezifische Masse von 950 g/m³ und eine Viskosität von 2 mm²/s haben.

Claims

Flüssigkeitstrennvorrichtung mit einem ersten Behälter (1), dessen Boden (2) in Bezug zur Horizontalen geneigt ist, der einen Hülsenkörper (5) aufweist, der durch den ersten Behälter (1) verläuft, und der an eine Hohlwelle (6) einer Scheibe (7) angepasst ist, die planparallel zur Außenseite des Bodens des ersten Behälters angeordnet ist und die mit mindestens zwei Spiralblättern (8) versehen ist, die auf der dem Boden (2) des ersten Behälters abgewandten Oberfläche der Scheibe (7) angeordnet sind und die Kammern (9) bilden, von denen jede tangential in die Scheibe (7) und axial in einer der Scheibenposition entgegengesetzten Richtung mündet und in einen Kanal von Kanälen führt, die durch axiale, in die Hohlwelle (6) eingebaute Trennwände (11) gebildet sind, wobei jeder der Kanäle (10), deren Anzahl der Anzahl der Kammern (9) entspricht, in eine Öffnung (12) mündet, die durch die Hohlwelle (6) in den Innenraum des Hülsenkörpers (5) führt, der mit einer zweiten Öffnung (13) versehen ist, die einen bestimmten Abstand vom Boden (2) des ersten Behälters hat und in diesen führt, und wobei sich die Öffnungen (12, 13) während der Drehung der Hohlwelle (6) im Hülsenkörper (5) zeitweise überdecken.
Flüssigkeitstrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Behälter (1) in einem zweiten Behälter (3) angeordnet ist, dessen eine Seitenwand teilweise entfernt ist.
Flüssigkeitstrennvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Behälter (3) mit Schwimmmitteln versehen ist.
Flüssigkeitstrennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (2) des ersten Behälters (1) in Bezug zur Horizontalen um einen Winkel im Bereich von 25–45° geneigt ist.