DE102006043468A1

DE102006043468A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung von Geruchsentwicklungen und zur Verbesserung der Ölabscheidung bei nach dem Phasentrennprinzip arbeitenden Ölabscheideanlagen

Info

Publication number: DE102006043468A1
Application number: DE102006043468A
Authority: DE
Inventors: Rainer Fuelling
Original assignee: Fuelling Rainer Dr
Current assignee: Fuelling Rainer Dr
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-16
Also published as: DE102006043468B4

Abstract

Bei der Abscheidung von Ölen und Fetten in einer Trennkammer, die von einer Ablaufkammer durch eine ein Sollniveau nach oben überragende und bodenseitig mindestens einen Durchlass freigebende Zwischenwand getrennt ist, kommt es zuweilen durch einen zu hohen Sauerstoffverbrauch bei biologisch bedingten Abbauprozessen zu anaeroben Zuständen mit Gärprozessen, die zu unangenehmen Geruchsbelästigungen führen und durch Gärgase außerdem die Ölabscheidung ungünstig beeinflussen. Während anderweitig bei der Aufbereitung durchaus mit anaeroben Zuständen gearbeitet wird, sind sie bei der einfachen Ölabscheidung unerwünscht, insbesondere in der Nähe von Arbeitsplätzen. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise Luft in das bereits weitgehend vom Öl getrennte Wasser der unteren Phase eingeleitet, allerdings nicht in der eigentlichen Trennkammer (3), sondern in einer Vorrichtung (13), die ein im wesentlichen senkrecht stehendes Förderrohr (19) aufweist mit mindestens einer unterseitig angeordneten Zulauföffnung (20), einer oberhalb der Zulauföffnung (20) liegenden Druckluftzufuhr (Druckluftleitung 25) in das Innere des Förderrohres (19) und mindestens einer oberseitig oberhalb des Sollniveaus (6) angeordneten Ausströmöffnung (21), wobei das Förderrohr (19) mit Abstand mindestens auf einem Teil seiner Länge von einem es nach oben überragenden Mantelrohr (14) umgeben wird, dessen oberes Ende (Deckel 15) oberhalb des Sollniveaus (6) liegt, derart, ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung von Geruchsentwicklungen und zur Verbesserung der Ölabscheidung bei nach dem Phasentrennprinzip arbeitenden Ölabscheideanlagen.
Bekanntlich sollen mit Ölen und Fetten und ggf. Fettlösungsmitteln verunreinigte Abwässer weder in die Kanalisation noch in offene Gewässer oder das Grundwasser gelangen. Als Mindestmaßnahme ist die Verwendung von Ölabscheidern vorgesehen. Diese bestehen üblicherweise aus zwei Kammern, die durch eine mindestens einen bodenseitigen Durchlass aufweisende Trennwand getrennt sind. In die erstere Kammer wird das Abwasser vorzugsweise unterhalb eines Sollniveaus eingeleitet, dessen Höhe von der Lage einer Abflussöffnung in der zweiten Kammer abhängt. Da Öle und Fette oder allgemeiner leichte Kohlenwasserstoffe ein geringeres spezifische Gewicht als Wasser haben, trennen sie sich vom Wasser und steigen in der ersten Kammer nach oben und bilden dort im Sinne einer Phasentrennung eine mit der Zeit dicker werdende Schicht, die in gewissen Zeitabständen entsorgt werden muss. Die Abscheidung erfolgt umso leichter, je weniger die Öle oder Fette emulgiert sind. Leider sind neben Ölen und Fetten häufig auch Reinigungsmittel (Tenside) enthalten, die eine Emulgierung begünstigen. Der Abbau von emulsionsbildenden Stoffen wie Tensiden erfolgt über Bakterien. Durch diese an sich erwünschte und in der Wiederaufbereitung absichtlich herbeigeführte biologische Einwirkung ( EP 0 022 120 A1 , DE 196 10 225 A1 ) wird dem Wasser Sauerstoff entzogen. Sinkt der Sauerstoffgehalt zu stark, setzt ein anaerober Gärprozess ein mit der Folge geruchsintensiver Gärprodukte. Obwohl Ölabscheider häufig unter Flur angeordnet sind, verhindert dies nicht eine unangenehme Geruchsbelästigung, die besonders dann stört, wenn Arbeitsplätze in der Nähe angeordnet sind. Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, dass die Gärgase aufsteigen und durch ihre Bewegung die Ölabscheidung behindern. Schließlich ist es bekannt, dass im Zuge der Gärung Schwefelwasserstoffe und Säuren entstehen, die zu einer beschleunigten Metall- und Betonkorrosion beitragen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile mit einem einfachen, billigen Verfahren und einer ebenso billigen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu vermeiden. Die Vorrichtung soll weitgehend wartungsfrei sein und eine lange Lebensdauer haben. Sie soll ohne besonderen Aufwand in bereits vorhandenen Ölabscheidern einsetzbar sein. Auf die Zugabe von gezüchteten Bakterien, Fällmitteln, Belebtschlamm oder weiteren Tensiden zur (hier unerwünschten) Emulsionsbildung soll verzichtet werden. Eine Störung der aufschwimmenden Ölschicht soll vermieden werden. Der Schlammanfall soll verringert werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Anspruch 2 bezieht sich auf eine günstige Lage der Zulauföffnung des Förderrohres in Bezug auf die Auslassöffnung des Mantelrohres.
Anspruch 3 bezieht sich auf Leitbleche und/oder Füllkörper im Ringraum zwischen Mantelrohr und Förderrohr.
Anspruch 4 bezieht sich bezieht sich auf eine Prallplatte oder einen als solche dienenden Deckel am oberen Ende des Mantelrohres.
Anspruch 5 richtet sich auf eine stationäre Anordnung der Vorrichtung innerhalb der Trennkammer.
Anspruch 6 bezieht sich auf eine außerhalb der Trennkammer angeordnete Baueinheit, welche über Leitungsmittel und eine Zusatzpumpe mit der Trennkammer verbunden ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der nun sichergestellten Luft- bzw. Sauerstoffversorgung des Öl-Wassergemisches. Es hat sich gezeigt, dass selbst kleine Luftmengen, wie sie z. B. von Aquarienpumpen geliefert werden, eine anaerobe Situation verhindern. Das Einleiten von Luft in Wasser ist natürlich von Aquarien, aber auch aus der Abwasseraufbereitung bekannt, wo man über perforierte Rohre sogenannte Blasenvorhänge erzeugt. Für das vorliegende Problem wären diese Verfahren aber wegen der starken Verwirbelung und der Störung der aufschwimmenden Schicht nicht optimal geeignet. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung findet die Belüftung im Prinzip nicht in der Trennkammer selbst, sondern in einem abgesonderten Raum, nämlich dem Förderrohr und dem strömungstechnisch nachgeschalteten Ringraum zwischen Förderrohr und Mantelrohr statt. Da größere Luftblasen direkt oberhalb des Förderrohres entweichen können, werden deutlich weniger Luftblasen wieder abwärts transportiert. Das bedeutet nach dem Austritt aus dem Mantelrohr viel weniger Strömung und Verwirbelung, da in der Trennkammer selbst kaum noch Luftblasen aufsteigen. Vorteilhaft ist es auch, dass innerhalb des Ölabscheiders keinerlei bewegte und somit einem Verschleiß unterliegende Teile eingesetzt werden. Mammutpumpen sind in der Abwassertechnik ebenfalls bekannt und dienen üblicherweise dazu, Wasser-Feststoffgemische von einem Niveau auf eine höheres zu fördern. Derartige Wasser-Feststoffgemische können stark verschmutzte Abwässer oder z. B. Wasser-Sandgemische am Meeresgrund oder in sonstigen Gewässern sein. Die Lösung von Luft im Wasser wurde bei Mammutpumpen bisher allenfalls als Nebeneffekt betrachtet (http://de.wikipedia.org/wiki/mammutpumpe). Es sei hier noch bemerkt, dass die Ölabscheideanlagen nach der Erfindung zwar als Vorstufen, nicht jedoch als Anlagen zur endgültigen Wiederaufbereitung betrachtet werden dürfen. Solche Anlagen, wie sie z. B. in der DE-OS 41 37 445 oder der US-PS 5496469 beschrieben werden, bedürfen eines wesentlich höheren apparate- und verfahrenstechnischen Aufwandes.
Anhand von in den Abbildungen dargestellten Prinzipskizzen wird die Erfindung näher erläutert.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ölabscheideanlage, wobei alle wichtigen Bestanteile in der Schnittebene angeordnet sind.
2 zeigt vergrößert eine Vorrichtung mit Füllkörpern.
3 zeigt schematisch eine außerhalb der Ölabscheideanlage angeordnete Vorrichtung mit einem über eine Pumpe zu füllenden Zwischenbehälter.
Eine Ölabscheideanlage besitzt eine unter Flur angeordnete Wanne 1, die aus Beton oder Metall bestehen kann und gegebenenfalls mit einer inneren Beschichtung zur Erhöhung der Dichtheit und zur Verhinderung von Korrosion versehen sein kann. Die Wanne 1 ist durch eine Trennwand 2 in eine Trennkammer 3 und eine Ablaufkammer 4 getrennt. Ein bodenseitiger Durchlass 5 in der Trennwand 2 verbindet die Trennkammer 3 mit der Ablaufkammer 4. In Höhe eines Sollniveaus 6 ist ein Ablauf 7 an die Ablaufkammer 4 angeschlossen. In die Trennkammer 2 mündet unterhalb des Sollniveaus 6 ein Zulauf 8, durch welchen verunreinigtes Wasser zugeführt wird. Das sich innerhalb der Trennkammer 3 sich vom Wasser trennende Öl (oder Fett) steigt auf und bildet eine zusammenhängende Ölschicht 9. Da Öl leichter als Wasser ist, wird die Oberseite 10 der Ölschicht 9 das Sollniveau 7 geringfügig überragen. Der Zulauf 8 ist durch eine die Wanne 1 nach oben abschließende Decke 11 geführt, könnte aber selbstverständlich auch durch eine Seitenwand 12 geführt sein. Eine generell vorhandene Revisionsöffnung bzw. eine Öffnung zum Einbringen der noch zu beschreibenden Vorrichtung 13 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Vorrichtung 13 besitzt ein Mantelrohr 14, das oberseitig durch einen als Prallplatte dienenden Deckel 15 verschlossen ist. Dieser Deckel 15 kann lösbar durch Flanschen oder Klammern befestigt sein. Der sich zwischen Deckel 15 und Sollniveau 6 befindliche Raum 16 ist über Öffnungen 17 im Deckel 15 entlüftet. Wenn genügend Einbauraum oberhalb des Sollniveaus 6 zur Verfügung stünde, könnte das Mantelrohr auch offen bleiben, sofern das geförderte Wasser nicht den Rand erreicht. Bodenseitig weist das Mantelrohr 14 Zuströmöffnungen 18 auf. Im Innern des Mantelrohres 15 ist ein beiderseits offenes Förderrohr 19 angeordnet, dessen unteres Ende 20 bis in den Bereich der Zuströmöffnungen 18 reicht und dessen oberes Ende 21 das Sollniveau 6 etwas überragt. Es sei hier erwähnt, dass die Zuströmöffnungen 18 tief liegen, das heißt, dass sich in dieser Phase nur noch sehr geringe Ölanteile befinden, so dass im Wesentlichen Wasser zuströmt. Die Befestigung des Förderrohres 19 erfolgt über im Innern des Mantelrohres befestigte Streben 22 oder dergleichen. Denkbar wäre auch eine Befestigung am Deckel 15, wobei dann das Förderrohr 19 in der Nähe des Deckels 15 seitliche Öffnungen haben müsste. Das Mantelrohr 14 besitzt Auslassöffnungen 23, die höher liegen als das untere Ende 20 des Förderrohres 19. Eine Druckluftpumpe 24 fördert in eine das Mantelrohr 14 durchdringende Druckluftleitung 25, die in der Nähe des unteren Endes 20 an das Förderrohr 19 angeschlossen ist. Je nach Abmessungen wäre es auch denkbar, im Falle eines am Deckel befestigten Förderrohres die Druckluftleitung 25 durch den Deckel 15 zu führen, um dann Deckel, Förderrohr und Druckluftleitung als Baueinheit montieren und demontieren zu können. Für die Befestigung des Mantelrohres bieten sich eine Wandmontage oder das Aufsetzen auf einen passenden Sockel oder ein passendes Gestell oder den Boden selbst an.
In 2 ist vergrößert die gleiche Vorrichtung 13', jedoch mit Füllkörpern 26 im Ringraum zwischen Mantelrohr 14 und Förderrohr 17 dargestellt. Als Füllkörper können Gebilde aus korrosionsbeständigen Stahl, Keramik oder geeigneten Kunststoffen gewählt werden. Da die Füllkörper gehalten werden müssen, sind natürlich keine Streben 22 möglich, sondern es muss ein Boden 22' vorgesehen werden. Obwohl hier der zeichnerischen Einfachheit halber eine Kugelfüllung gewählt wurde, haben sich in der Praxis auch sogenannte Raschid-Ringe (http://www.bku.krefeld.schulen.net/projekte/20022003/desti/funktion.htm) oder Raschig-Ringe (http://www.geist-im-glas.com/culumn_filling.htm) bewährt. Diese werden unter anderem auch in Destillierkolonnen eingesetzt und sollen auch dort die Oberfläche vergrößern und letztendlich die Kondensation von Wasser bewirken. Füllkörper nach der Erfindung vergrößern nicht nur die Oberfläche, sondern werden auch von Bakterien besiedelt, die zur Aufspaltung von Emulsionen nützlich sind. Da dieser Vorgang in einem gerade mit Sauerstoff angereicherten Wasser stattfindet, ist eine anaerobe Reaktion ausgeschlossen. Durch den labyrinthartigen Strömungsweg wird die Verweilzeit vergrößert und kleinere, noch nicht ausgeschiedene Luftbläschen dienen einer weiteren Anreicherung.
Obwohl generell eine stationäre Anordnung der Vorrichtung innerhalb der Ölabscheideanlage wünschenswert ist, kann es Gründe geben, die eine andere Lösung erfordern. Eine solche Anordnung ist schematisch in 3 dargestellt. Eine Vorrichtung 13'' ist mit einem Zwischenbehälter 27 verbunden, in welchen von einer Pumpe 28 über eine Druckleitung 29 schon weitgehend vom Öl getrenntes Wasser gefördert wird, welches über eine unterhalb des Sollniveaus 6 mündende Ansaugleitung 30 angesaugt wird. Der Rücklauf des mit Sauerstoff angereicherten Wassers erfolgt über eine ebenfalls unterhalb des Sollniveaus mündende Rücklaufleitung 31. Natürlich können Vorrichtung 13'', Zwischenbehälter 27 und die Pumpen 24 und 28 auch als Baueinheit im Sinne eines Service-Aggregates ausgeführt sein, an das nur noch zwei Schläuche oder Rohrleitungen anzuschließen wären.

1: Wanne
2: Trennwand
3: Trennkammer
4: Ablaufkammer
5: Durchlass
6: Sollniveaus
7: Ablauf
8: Zulauf
9: Ölschicht
10: Oberseite
11: Decke
12: Seitenwand
13, 13', 13'': Vorrichtung
14: Mantelrohr
15: Deckel
16: Raum
17: Öffnungen
18: Zuströmöffnungen
19: Förderrohr
20: Zulauföffnung
21: Ausströmöffnung
22: Streben
22': Boden
23: Auslassöffnungen
24: Druckluftpumpe
25: Druckluftleitung
26: Füllkörper
27: Zwischenbehälter
28: Pumpe
29: Druckleitung
30: Ansaugleitung
31: Rücklaufleitung

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung von Geruchsentwicklungen und zur verbesserten Ölabscheidung bei nach dem Phasentrennprinzip arbeitenden Ölabscheideanlagen mit einem in eine Trennkammer (3) unterhalb eines Sollniveaus (6) mündenden Abwasser-Zufluß (8) sowie mit einer mit einem Ablauf (7) versehenen Ablaufkammer (4), welche von der Trennkammer (3) durch eine das Sollniveau (6) nach oben überragende und bodenseitig mindestens einen Durchlass (5) freigebende Zwischenwand (2) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem unterhalb des Sollniveaus (6) liegenden Öl-Wasser-Gemisch der Trennkammer (3) in an sich bekannter Weise Druckluft zwecks Sauerstoff-Anreicherung zugeführt wird und zu diesem Zweck eine Vorrichtung (13; 13', 13'') verwendet wird, die ein im wesentlichen senkrecht stehendes Förderrohr (19) aufweist mit mindestens einer unterseitig angeordneten Zulauföffnung (20), einer oberhalb der Zulauföffnung (20) liegenden Druckluftzufuhr (Druckluftleitung 25) in das Innere des Förderrohres (19) und mindestens einer oberseitig oberhalb des Sollniveaus (6) angeordneten Ausströmöffnung (21), wobei das Förderrohr (19) mit Abstand mindestens auf einem Teil seiner Länge von einem es nach oben überragenden Mantelrohr (14) umgeben wird, dessen oberes Ende (Deckel 15) oberhalb des Sollniveaus (6) liegt derart, dass das im Sinne einer Mammutpumpe durch Luftblasen nach oben geförderte Wasser mit schon verringerten Restölanteilen innerhalb des Förderrohres (19) mit Sauerstoff angereichert wird, nach dem Austritt aus der oberen Ausströmöffnung (21) ähnlich wie bei einem Springbrunnen eine Richtungsumkehr erfährt und in dem Ringraum zwischen Mantelrohr (14) und Förderrohr (19) sich nach unten bewegt und direkt oder über angeschlossene Leitungsmittel wieder in die Trennkammer (3) unterhalb des Sollniveaus (6) eingeleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmung in das Förderrohr (19) tiefer erfolgt als das Ausströmen aus dem Mantelrohr (14).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringraum zwischen Mantelrohr (14) und Förderrohr (19) Leitbleche und/oder Füllkörper (26) angeordnet sind derart, dass einerseits eine große benetzte Fläche entsteht und andererseits ausreichende Strömungsquerschnitte verbleiben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (14) an seinem oberen Ende mindestens eine Prallplatte oder einen als solche dienenden Deckel (15) besitzt, wobei ausreichende Entlüftungsquerschnitte (Öffnungen 17) für die nicht im Wasser gelöste Luft vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (13, 13') stationär innerhalb der Trennkammer (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (13'') als Baueinheit außerhalb der Trennkammer (3) angeordnet ist, Zu- und Abfuhr des Wassers über zusätzliche Leitungsmittel (Ansaugleitung 30, Druckleitung 29, Rücklaufleitung 31) erfolgen und für die Zufuhr eine zusätzliche Pumpe (28) vorgesehen ist.