DE3707285A1 - Process for separating off light liquids, predominantly from flowing waters - Google Patents
Process for separating off light liquids, predominantly from flowing watersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Leichtflüssigkeiten vorwiegend aus Fließgewässern, insbesondere Benzin, Öl und dergl., im Wasser in dispergierter Form vorliegen.The invention relates to a method for separating Light liquids predominantly from flowing waters, in particular Gasoline, oil and the like are present in water in dispersed form.
Die Abscheidung von Leichtflüssigkeiten erfolgt in den über wiegenden Fällen durch Aufschwimmen in einer strömungsberuhig ten Strecke mit freier Oberfläche. Die Leichtflüssigkeiten sammeln sich, wenn die Aufenthaltszeit ausreicht, an der freien Oberfläche und können dort abgesaugt oder abgezogen werden. Auf diese Weise können die direkt abscheidbaren Leichtflüssig keiten bis zu 98% zurückgehalten werden.The separation of light liquids takes place in the weighing cases by floating in a flow line with free surface. The light liquids If the time of stay is sufficient, gather at the free Surface and can be vacuumed or removed there. In this way, the directly separable light liquid withheld up to 98%.
Dieser Abscheidevorgang nutzt den Dichteunterschied zwischen Wasser und Leichtflüssigkeit. Beeinflußt wird der Aufschwimm vorgang aber auch noch durch den Dispersitätsgrad, also die Tröpfchengröße, und die Dichtedifferenz. Liegt die Dichte der abzuscheidenden Leichtflüssigkeit nahe bei der von Wasser und ist der Dispersitätsgrad hoch, dann verlangsamt sich die Aufstiegsgeschwindigkeit so sehr, daß die vorgesehene Beruhi gungsstrecke bzw. die Zeit für die Abtrennung nicht mehr aus reicht. Auch die Verkürzung der Aufstiegsstrecke durch die bekannten Schrägplatten führt hier nicht zum Ziel.This separation process uses the density difference between Water and light liquid. The buoyancy is influenced but also by the degree of dispersity, i.e. the Droplet size, and the density difference. Is the density of the separable light liquid close to that of water and if the degree of dispersity is high, it slows down Ascent rate so much that the intended Beruhi distance or the time for the separation is no longer sufficient enough. Also the shortening of the ascent route through the Known sloping plates do not lead to the goal here.
In letzter Zeit hat man erkannt, daß die Abscheidung solcher feindispers vorliegenden Leichtflüssigkeiten ein energetisches Problem ist. Die Dispersion ist so stabil, daß nur Strömungs kräfte, die eine Stoßenergie erzeugen, die Tröpfchen zum Anlagern und Verschmelzen ("koaleszieren") veranlassen können. Man nutzt diesen Effekt der Stoßvereinigung, indem man das beladene Abwasser durch Gitter-, Netz- oder Haufwerke schickt, in denen Mikroturbulenzen zu der gewünschten Stoßzahl führen. Die zusammengeführten Tröpfchen lagern sich als Film auf der Oberfläche des Koaleszenzgitters an, der sich dann bei Über schreiten einer gewissen Dicke als Makrotropfen ablöst, wo bei diese Makrotropfen innerhalb oder hinter dem Koaleszenz gitter an die Oberfläche steigen.Lately it has been recognized that the deposition of such finely dispersed light liquids present an energetic Problem is. The dispersion is so stable that only flow Forces that generate an impact energy, the droplets to the Ability to initiate and merge ("coalesce"). You take advantage of this effect of junction by doing that sends loaded wastewater through grids, networks or piles, in which microturbulence leads to the desired number of impacts. The merged droplets are stored as a film on the Surface of the coalescence grating, which is then over steps of a certain thickness as macro drops peel off where with these macro drops inside or behind the coalescence grids rise to the surface.
Es hat sich gezeigt, daß der Effekt des Koaleszenz durch Mikro turbulenz noch verbesserungsfähig ist und zwar können weitere Kräfte, die der Strömung innewohnen, zu einer dynamischen Abscheidung herangezogen werden. Die vorliegende Erfindung besteht demnach darin, das Abwasser wiederholt in Teilströme aufzuteilen, die zwischen den Aufteilungen immer wieder ver einigt werden, einen der Teilströme ein koaleszenzunterstützendes Gitter unter Geschwindigkeitsverringerung durchströmen zu lassen, während ein anderer Teilstrom das Gitter frei umströmt und die Teilströme unter koaleszierender Ausnutzung der in der turbulenten Grenzschicht wirkenden Scherkräfte wieder zu vereinigen. Es wird also nicht mehr der ganze Abwasserstrom durch die Koaleszenzgitter geleitet, sondern ein Teilstrom umströmt die Gitter vorzugsweise unter Geschwindigkeitserhöhung und vereinigt sich danach wieder mit dem Teilstrom, der das Gitter durchflossen hat. Dieser andere Teilstrom ist beim Durchströmen des Gitters verlangsamt worden, so daß sich beim Wiedervereinigen ein Geschwindigkeitsgradient herausbildet, der Mikroturbulenzen mit der gewünschten hohen Stoßenergie erzeugt. Anschließend werden die wieder vereinigten Teilströme vorzugsweise beschleunigt und vor der Aufteilung erneut verlang samt, wobei weitere Turbulenzen in den Grenzschichten auf treten. Bildet man nach einem Ausgestaltungsgedanken der Er findung vor und/oder nach den Koaleszenzgittern an der Ober fläche strömungslose Zonen, dann können die koaleszierten Leichtflüssigkeitstropfen ungehindert an die Oberfläche steigen und dort abgezogen oder aufgesaugt werden. Besonders vorteil haft ist es, wenn nicht derselbe Teilstrom immer wieder die Koaleszenzgitter durchströmt, sondern wenn dies im Wechsel ge schieht, sich also Durchströmungen mit Umströmungen abwechseln. Die Aufteilung des Abwasserstroms kann in beiden Dimensionen quer zur Strömungsrichtung erfolgen. Eine besonders wirksame Koaleszenz wird erreicht, wenn diese Richtung räumlich ständig wechselt, so daß sich quasi Zopfströmungen ergeben. Auch kann die Ausdehnung der von den Teilströmen eingenommenen Zonen sowohl in Strömungsrichtung als auch quer dazu ständig wechseln. Dadurch werden immer wieder andere Aufteilungen ge bildet mit dem Vorteil, daß jeder Strömungsfaden mindestens einmal Mikroturbulenzen, Scher- und Stoßkräften ausgesetzt und somit der Koaleszenzwirkung unterworfen wird.It has been shown that the effect of coalescence by micro turbulence can still be improved, and more can Forces inherent in the current to a dynamic Deposition. The present invention therefore consists of repeating the wastewater in partial flows to divide the ver between the divisions again and again be agreed, one of the sub-streams a coalescence-supporting Grids flow through at reduced speed leave while another partial flow freely flows around the grid and the partial flows using the coalescing in shear forces acting again on the turbulent boundary layer unite. So the whole wastewater flow is no longer passed through the coalescence grating, but a partial flow flows around the grids preferably with increased speed and then unites again with the partial flow that the Has flowed through the grid. This other sub-stream is at Flow through the grid has been slowed down, so that when Reuniting forms a velocity gradient the microturbulence with the desired high impact energy generated. Then the reunited partial streams preferably accelerated and requested again before division velvet, with further turbulence in the boundary layers to step. If one forms the Er according to a design idea before and / or after the coalescence grids on the upper area without flow zones, then the coalesced Drops of light liquid rise to the surface unhindered and be pulled off or sucked up there. Particularly advantageous it is imprisoning if not the same partial flow again and again Flows through coalescence grating, but if this alternates ge looks, so flows alternate with flows. The wastewater flow can be divided into two dimensions transversely to the direction of flow. A particularly effective one Coalescence is achieved when this direction is spatially constant changes, so that there are quasi pigtail flows. The extent of those taken up by the partial streams can also be extended Zones both in the direction of flow and transversely to it switch. As a result, different layouts are always used forms with the advantage that each flow thread at least once exposed to microturbulence, shear and impact forces and thus subjected to the coalescing effect.
Einrichtungen zur Durchführung dieses neuen Abscheidever fahrens sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand dieser Zeichnungen detailliert beschrie ben.Facilities for implementing this new separator driving are shown in the drawings and are described below in detail with reference to these drawings ben.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Stromaufteilung mittels abwechselnd angeord neter Koaleszenzgitter und Leitwände, Fig. 1 is a current distribution means alternately angeord neter Koaleszenzgitter and baffles,
Fig. 2 eine Umkehrung von Fig. 1, Fig. 2 is an inverse of Fig. 1,
Fig. 3 eine Anordnung mit abwechselnd oben oder unten ein gesetzten Koaleszenzgittern, Fig. 3 shows an arrangement with alternately up or down a set Koaleszenzgittern,
Fig. 4 einen Wechsel in der Aufteilung der Teilströme, Fig. 4 shows a change in the division of the partial flows,
Fig. 5 zunehmend vergrößerte Abstände zwischen den Koaleszenz gittern, Fig. 5 increasingly enlarged distance between the coalescence grids,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Strömungsstrecke mit windschief und mit wechselnder Neigung angeordneten Unterkanten der Koaleszenzgitter, Fig. 6 shows a cross section through the flow path having disposed askew and with alternating inclination of the lower edges Koaleszenzgitter,
Fig. 7 eine Aufteilung in drei Teilströme. Fig. 7 a division into three sub-streams.
Die Strömungsstrecke nach Fig. 1 weist zwei auf den Boden 0 gestellte Koaleszenzgitter 1, 1′ auf, in deren Zwischenräume von oben undurchlässige Tauchwände 2, 2′, 2′′ ragen, wobei die Unterkanten der Tauchwände etwas unterhalb der Oberkanten der Koaleszenzgitter liegen. Der ankommende leichtstoffbeladene Abwasserstrom 3 wird unter der ersten Tauchwand beschleunigt. Hinter ihr bilden sich an der Grenzschicht 4 zu der Ruhezone 5 Turbulenzen aus, die zu einer ersten Koaleszenzabscheidung führen. Die koalierenden Partikel steigen in die strömungslose Zone 5 auf. An dem ersten Koaleszenzgitter teilt sich der Ab wasserstrom in zwei Teilströme 6, 7. Der obere Teilstrom 7 überströmt das Gitter 1, während der untere 6 das Gitter durchfließt und dabei verlangsamt wird. Der Geschwindigkeits unterschied der Teilströme führt hinter dem Gitter an der Wiedervereinigungsstelle 8 zu starkem Turbulenzen über die ganze Breite der Strömungsstrecke. Hierbei werden weitere Mikrotropfen aus dem oberen Teilstrom 7 zu Makrotropfen ver einigt und steigen zusammen mit den im Koaleszenzgitter gebil bildeten Makrotropfen in die vor der nächsten Tauchwand 2′ liegende Ruhezone 5′. Dieser Vorgang wird mehrmals wieder holt. Dabei kommen durch räumliche Umschichtung immer wieder andere Teile des Abwasserstroms in die Turbulenzzonen, so daß nach und nach alle Stromfäden erfaßt werden.The flow path according to Fig. 1 has two coalescence grids 1 , 1 'placed on the bottom 0 , in the interstices of which impermeable baffles 2 , 2 ', 2 '' protrude, the lower edges of the baffle walls lying somewhat below the upper edges of the coalescence grids. The incoming light-laden wastewater stream 3 is accelerated under the first baffle. Behind it, turbulence forms at the boundary layer 4 to the quiet zone 5 , which leads to a first coalescence separation. The coaling particles rise into the flowless zone 5 . At the first coalescence grid, the water flow divides into two partial flows 6 , 7 . The upper partial flow 7 flows over the grid 1 , while the lower 6 flows through the grid and is thereby slowed down. The difference in speed of the partial flows behind the grid at the reunification point 8 leads to strong turbulence over the entire width of the flow path. Here, further microdroplets from the upper sub-stream 7 are combined to form macro drops and rise together with the macro drops formed in the coalescence grating into the rest zone 5 'lying in front of the next baffle 2 '. This process is repeated several times. Due to spatial shifting, other parts of the wastewater flow always come into the turbulence zones, so that gradually all threads of electricity are detected.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind Tauchwände und Koales zenzgitter vertauscht: Die Gitter 11, 11′ liegen jetzt an der Oberfläche, während die undurchlässigen Wände als Überfallwände 12, 12′ vom Boden aufragen. Die Durchströmung unterscheidet sich von der Form nach Fig. 1 dadurch, daß sich an der Ober fläche keine ausgesprochenen Ruhezonen bilden. Die aufge schwommene Leichtflüssigkeit wird mit der Strömung zum Auslauf geschwemmt und kann dort vor einer nicht dargestellten Tauch wand abgezogen werden.In the embodiment according to FIG. 2, baffles and coalescing zenzgitter are interchanged: the grids 11 , 11 'are now on the surface, while the impermeable walls rise as hold-up walls 12 , 12 ' from the floor. The flow differs from the shape of FIG. 1 in that no pronounced quiet zones form on the upper surface. The floating light liquid is washed up with the flow to the outlet and can be drawn off there in front of a diving wall, not shown.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden nur Koaleszenzgitter 21, 21′ 21′′, 21′′′ verwendet, d.h. die Zahl der Koaleszenzzonen wird verdoppelt. Um an der Oberfläche der Strömungsstrecke Ruhe zonen 15, 15′, 16, 16′ zu bekommen, sind die oberen Abschnitte 17, 17′ der oberen Gitter 21, 21′′ undurchlässig.In the embodiment according to FIG. 3, only coalescence grids 21 , 21 '21'',21''' are used, ie the number of coalescence zones is doubled. In order to get quiet zones 15 , 15 ', 16 , 16 ' on the surface of the flow path, the upper sections 17 , 17 'of the upper grating 21 , 21 ''are impermeable.
Es ist deutlich zu erkennen, daß jeder Teilstrom abwechselnd der Koaleszenz in den Gittern und in den Scherzonen unterwor fen wird. An die Stelle der undurchlässigen Gitterabschnitte 17, 17′ können Abzugsrinnen oder dergl. für die aufgeschwomme ne Leichtflüssigkeit installiert werden.It can be clearly seen that each partial stream is alternately subjected to coalescence in the grids and in the shear zones. In place of the impermeable lattice sections 17 , 17 'can gutters or the like. For the aufschwwomme ne light liquid can be installed.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt unterschiedliche Höhenerstreckung der Koaleszenzgitter 31, 31′, 31′′ und Leit wände 22, 22′, 22′′. Die Gitter nehmen in Strömungsrichtung an Länge zu, während die Leitwände kürzer werden. Der Effekt, der sich dadurch ergibt, ist ebenfalls deutlich zu ersehen: der Flüssigkeitsstrom wird an jedem Koaleszenzgitter in einem anderen Verhältnis aufgeteilt, und zwar bei der ersten Stufe etwa 1:2, bei der zweiten etwa 1:1 und bei der dritten 2:1. Auf diese Weise gelangen immer wieder andere Stromfäden in die hinter der Unterkante der Koaleszenzgitter liegende Scher zone 18, 18′, 18′′.The embodiment of FIG. 4 shows different heights of the coalescing grating 31 , 31 ', 31 ''and guide walls 22 , 22 ', 22 ''. The grids increase in length in the direction of flow, while the guide walls become shorter. The effect that results from this can also be clearly seen: the liquid flow is divided in a different ratio at each coalescence grating, in the first stage approximately 1: 2, in the second stage approximately 1: 1 and in the third stage 2: 1. In this way, other current threads always come into the shear zone 18 , 18 ' , 18'' located behind the lower edge of the coalescence grating.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind die Abstände zwischen den Gittern und den Leitwänden verändert; sie nehmen in Strömungs richtung stufenweise zu, was eine Verlängerung der Scherzone zur Folge hat. In the arrangement according to FIG. 5, the distances between the grids and the guide walls are changed; they increase gradually in the direction of flow, which results in an extension of the shear zone.
Fig. 6 zeigt, daß die Unterkante 19, 19′ der Koaleszenzgitter 9, 9′ räumlich schief verlaufen und zwar mit wechselnder Neigung. Der Flüssigkeitsstrom erfährt dadurch auch eine räumlich unterschiedliche Aufteilung. Selbstverständlich kann die Neigung so stark werden, daß sich das Gitter dann von der Seitenwand horizontal in die Strömungsstrecke erstreckt und der Flüssigkeitsstrom dann quer abgelenkt und aufgeteilt wird. Eine Kombination aller in den Fig. 3 bis 6 gezeig ten Strömungsformen ist genauso denkbar, wie die beliebige Wiederholung der Zonen im wechselnden Rhythmus. Fig. 6 shows that the lower edge 19 , 19 'of the coalescing grating 9 , 9 ' are spatially oblique and with changing inclination. As a result, the liquid flow is also divided spatially. Of course, the inclination can become so great that the grid then extends horizontally from the side wall into the flow path and the liquid flow is then deflected and divided transversely. A combination of all of the flow forms shown in FIGS . 3 to 6 is just as conceivable as the arbitrary repetition of the zones in a changing rhythm.
Der Fig. 7 schließlich ist zu entnehmen, daß sich der Flüs sigkeitsstrom auch in mehr als zwei Teilströme aufteilen läßt. Dabei können die Koaleszenzgitter sowohl innen als auch außen liegen. Ersetzt man die außen liegenden Leitwände 23, 23′ 24, 24′ ebenfalls durch Koaleszenzgitter, dann sollte zumin dest der oberste Abschnitt der oberen Gitter undurchlässig sein, damit sich dort Ruhezonen für das Sammeln der aufge rahmten Leichtflüssigkeit bilden.Finally, Fig. 7 shows that the liquid flow can also be divided into more than two partial flows. The coalescence grating can be both inside and outside. If you replace the outer guide walls 23 , 23 '24 , 24' also by coalescence grids, then at least the uppermost section of the upper grids should be impermeable so that there are quiet zones for collecting the framed light liquid.
Die in Fig. 7 gezeigte Strömungsform kann selbstverständlich auch eine Horizontalanordnung sein. Der Flüssigkeitsstrom wird dann in Querrichtung mehrfach aufgeteilt. Wendet man auf die se Variante die Maßnahme nach Fig. 4 oder 6 an, dann werden nach und nach alle Stromfäden von den Koaleszenz- und Scher einflüssen erfaßt und damit zur Abscheidung der dispersen Leichtflüssigkeit gebracht.The flow form shown in FIG. 7 can of course also be a horizontal arrangement. The liquid flow is then divided several times in the transverse direction. If one applies the measure according to FIG. 4 or 6 to the se variant, then all the current threads are gradually influenced by the coalescence and shear influences and thus brought to the separation of the dispersed light liquid.
Für die Koaleszenzgitter gibt es von der Materialseite her mehrere Möglichkeiten. Sie können wie üblich aus mehreren aufeinandergelegten Schichten von Streckmetall oder feinem Siebgewebe bestehen. In Plattenform kommt offenporiger Hart schaum oder eine Sintermasse in Frage. Für eine in einen Sieb käfig gefüllte Stückgutschüttung sind Kunststoffgranulat, Blähtonpellets oder Mineralsplitt geeignet. Die Poren- bzw. Lochgröße sollte einige Millimeter nicht überschreiten und liegt vorzugsweise bei 1-3 mm.For the coalescence grids, there is from the material side more options. As usual, you can choose from several superimposed layers of expanded metal or fine Sieve mesh exist. Open-pore hard comes in plate form foam or a sintered mass in question. For one in a sieve cage-filled bulk goods are plastic granulate, Expanded clay pellets or mineral chippings are suitable. The pore or Hole size should not exceed a few millimeters and is preferably 1-3 mm.
Die Dicke der Gitter kann innerhalb der Strömungsstrecke variieren. Die Gitter können auch aus teilweise adsorbieren dem Material bestehen. Sie müssen dann in regelmäßigen Ab ständen ausgewechselt oder ausgewaschen werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn sie in Führungen eingesteckt und sonst nicht befestigt sind.The thickness of the grid can be within the flow path vary. The lattices can also partially adsorb consist of the material. You will then need to do so on a regular basis stands are exchanged or washed out. This is it advantageous if they are inserted in guides and not otherwise are attached.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BACHON, ULRICH, DIPL.-ING., 6252 DIEZ, DE |
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Owner name: PASSAVANT-WERKE AG, 6209 AARBERGEN, DE |
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