DE2951205C2

DE2951205C2 - Leichtflüssigkeitsabscheider

Info

Publication number: DE2951205C2
Application number: DE2951205A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus 5350 Euskirchen Hammerschmitt
Original assignee: Individual
Current assignee: Fosab Handels & Co Vertriebs Kg 83395 Freila GmbH
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE2951205A1

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zum Trennen eines Gemisches a^s Leicht- und Schwerflüssigkeit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Leichtflüssigkeitsabswiieider werden dort eingebaut, wo große Mengen Abwasser mit einem geringen Prozentsatz Leichtflüssigkeit verschmutzt sind. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Autoreparaturbetrieben, Tankstellen, Tanklagern, automatischen Autowaschstraßen, Entkonservierungsanlagen für neue Kraftfahrzeuge u. dgl.

Ein Behälter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist aus der US-PS 10 69 789 bekannt. Bei diesem bekannten Behälter ist der obere Teil der Abscheidekammer durch eine Trennwand in eine Aufnahmekammer für das zugeführte Gemisch aus Leicht- und Schwerflüssigkeit und in eine Sammelkammer für die Leichtflüssigkeit aufgeteilt Der Sammelkammer ist ein Ablaufrohr zugeordnet. Außerhalb der Abscheidekammer, jedoch unmittelbar benachbart zu dieser befindet sich ein Tauchrohr zur Abführung der abgetrennten Schwerflüssigkeit aus dem Behälter.

Bei diesem bekannten Behälter ist die Einlauföffnung des Ablaufrohres für die Leichtflüssigkeit zur Leichtflüasigkeitssammelkammer hin seitlich geöffnet und befindet sich oberhalb des tiefstmöglichen Schwerflüssigkeitsniveaus im Bereich des Tauchrohres. Da sich das Ablaufrohr für die Leichtflüssigkeit ferner im wesentlichen waagerecht erstreckt, ist auch die Auslauföffnung dieses Rohres auf dem gleichen Niveau wie die Einlauföffnung angeordnet. Diese Ausführungsform des Ablaufes für die Leichtflüssigkeit sowie die vorstehend beschriebene Anordnung des Ablaufes für die Schwerflüssigkeit (Tauchrohr) hat den Nachteil, daß insbesondere bei hohen Zulaufschwankungen Schwerflüssigkeitsteüe mit in den Ablauf für die Leichtflüssigkeit und Leichtflüssigkeitsteile mit in den Ablauf für die Schwerflüssigkeit gelangen können. Der bekannte Trennbehälter be

sitzt daher nur eine unvollkommene Wirkungsweise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der angegebenen Art zu schaffen, bei dem selbst bei großen Zulaufschwankungen keine Schwerflüssigkeitsteüe in den Leichtflüssigkeitsablauf gelangen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Behälter mit den kennzeichnenden Merkmaler des Patentanspruchs 1 ge'.öst

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird eine möglichst hohe Leichtflüssigkeitssäule in der Abscheidekammer aufgebaut Dies wird durch die Einführung eines Ablaufrohres mit relativ geringem Querschnitt erreicht, und dieses Rohr wird dabei bis unter das tiefstmögliche Niveau der äußeren Schwerflüssigkeit geführt, so daß sich die gesamte Leichtflüssigkeitssäule innerhalb des Rohres aufbauen kann und dadurch eine entsprechende Höhe erreicht die ein Mitabfließen von Schwerflüssigkeit verhindert

Erfindungsgemäß wird also eine lediglich aus der Schwerflüssigkeit bestehender Flüssigkeitsschicht konstanter Höhe aufrechterhalten, wobei das Abwassergemisch derart zugeführt wird, daß in der in die Schwerflüssigkeit eingetauchten oder abgesenkten Abscheidekammer Schwer- und Leichtflüssigkeit sich übereinander absetzten, wobcidurch zulaufende Leichtflüssigkeit bzw. ein Abwassergemisch der Flüssigkeitsspiegel der Leichtflüssigkeit über das Flüssigkeitsniveau der äußeren Schwerflüssigkeit angehoben wird und auf diese Weise anfallende Leichtflüssigkeit getrennt und kontinuierlich von der Schwerflüssigkeit ablaufen kann.

Der erfindungsgemäße Behälter ermöglicht somit, im Abwasser zulaufende Leicht- und Schwerflüssigkeit kontinuirlich voneinander zu trennen, sobald im Behälter und in der eingetauchten Abscheidekammer sowie bis zu der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Schwerflüssigkeit gelegenen Ausflußöffnung für die Leichtflüssigkeit sich jeweils die vorgesehenen Flüssigkeitsslände bzw. Niveaus eingestellt haben.

Mit der Erfindung wird somit ausgenutzt, daß die Schichtung von Leicht- und Schwerflüssigkeit in dem Behälter und der Anstieg der Leichtflüssigkeit zur Auslauföffnung des äußeren Schwerflüssigkeitsspiegels aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Leicht- und Schwerflüssigkeit automatisch erfolgt Je nach Höhe der Einleitungsstelle in der Kammer sinkt nämlich die Schwerflüssigkeit ab bzw. steigt die Leichtflüssigkeit auf, wobei in der Kammer eine Trennung von Leicht- und Schwerflüssigkeit erreichbar ist. derart, daß an einer höher gelegenen Auslauföhr.ung für die Leichtflüssigkeit diese ohne Beimischung von Schwerflüssigkeit ansteht.

Der Flüssigkeitsspiegel der Schwerflüssigkeit und die Obergrenze der Leichtflüssigkeit der Abscheidekammer sowie die Leichtflüssigkeitshöhe oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Schwerflüssigkeit lassen sich dabei durch vorheriges Füllen des Behälters mit Schwerflüssigkeit bis zu dessen maximalem Stand sowie durch ein in die Schwerflüssigkeit des Behälters ragendes Tauchröhr und durch das Ablaufrohr der Leiehtf lüssigkeit einstellen. Das bis in die Schwerflüssigkeit ragende Tauchrohr ermöglicht es dabei, die nachdrückende Schwerflüssigkeit aus dem unteren Teil des Behälters unmittelbar über das Tauchrohr abzuführen, ohne daß größere Strömungen entstehen. Andererseits erlaubt es das Ablaufrohr für die Leichtflüssigkeit, daß die gesamte, sich in der Kammer abscheidende Leichtflüssigkeit aufgrund der nachfließenden und sich abscheidenden Flüssigkeit

abfließen kann.

Um die Schichthöhe möglichst groß zu halten, ist dabei vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser des Ablaufrohres gegenüber der inneren Querschnittsabmessung der Abscheidekammer möglichst gering ist Andererseits muß der Querschnitt der Auslauföffnung so groß sein, daß die anfallenden Leichtflüssigkeitsmengen ohne großen Reibungswiderstand abfließen können.

In vorteilhafter Weise werden dabei die Kammerabmessungen und die Zulauf- und Ablaufmessungen derart gewählt, daß Leichtflüssigkeit erst dann aus dem oberen Bereich der Kammer zur Auslauföffnung gelangt, wenn sich in der Kammer 85—90% der Gesamtschichthöhe der Leichtflüssigkeit unterhalb des äußeren Schwerflüssigkeitsspiegels angesammelt haben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 a einen Längsschnitt durch einen Behälter zum Trennen eines Gemisches aus Leicht- und Schwerflüssigkeit mit einem seitlich angeordneten Kontrollschacht;

Fig. Ib einen Horizontalschnitt durch den Behälter derFig. la;

F i g. 2a einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Behälters zum Trennen eines Gemisches aus Leicht- und Schwerflüssigkeit;

F i g. 2b einen Horizontalschnitt durch den Behälter der F i g. 2a;

Fig.3a einen Längsschnitt durch einen gegenüber dem Trennbehälter nach Fig.2a leicht abgeänderten Trennbehälter; und

F i g. 3b einen Horizontalschnitt durch den. in F i g. 3a dargestellten Trennbehäiter.

Der in F i g. 1 a dargestellten Trennbehälter 1 umfaßt einen Tank 2 mit einer etwa in der Mitte des Tanks auf Stützen 5, 6 angeordneten Abscheidekammer 4, wobei in der Wandung des Tanks 2 bzw. der Abscheidekammer 4 ein Zu'auf 7 für das Abwassergemisch, ein Ablaufrohr 11 für das öl oder Benzin und ein Ablauf 9 für das von dem leichteren öl oder Benzin zu trennende Wasser vorgesehen sind.

Der über den Zulauf 7 in die Abscheidekammer 4 bzw. in den Tank 2 mit dem Abwassergemisch zufließende Wasseranteil wird dabei nach Ausbildung eines Wasserspiegels bis zu der Stelle //kontinuierlich durch den Ablauf 9 bzw. ein zugehöriges Tauch- und Entlüftungsrohr 10. abgeführt Das Rohr 10 ist dabei etwa T-förmig und an seinem unteren und oberen Ende jeweils offen ausgebildet Das obere Ende reicht dabei zur Entlüftung bis weit in den oberen Bereich des Tanks 2. Der mittlere Anschlußstutzen des Rohrs führt dagegen in den Ablauf9.

Die Auslauflüftung 8 für das sich in der Abscheidekammer 4 abscheidende öl ist bzgl. des Ablaufes 9 in der Wandung des Tanks 2 etwas höher angeordnet. Die Auslauföffnung 8 ist dabei über das Ablaufrohr 11 mit der Abscheidekammer 4 in deren obersten Bereich an der höchsten Stelle verbunden, so daß über den Zulauf 7 in den oberenBereich der Kammer eintretende Ölantei= Ie in dieser zum Ablaufrohr 11 aufschwimmen und über dieses zu einer Auslauföffnung 8 und damit zum Sammeln in einen Altöltank geführt werden können.

Damit sich im Ablaufrohr 11 das öl um die Höhendifferenz gegenüber dem Wasserablauf hebt, hat dabei das Ablaufrohr 11 zumindest an einer Stelle einen derart minimalen Öffnungsquefschnitt, daß bei einer im oberen Bereich der Kammer 4 vorgegebenen Schichtdicke des aufschwimmenden Öls von H-Hi aufgrund des Unterschiedes im spezifischen Gewicht zwischen Öl und Was»· ser diese Differenz h überwunden wird.

Das Ablaufrohr 11 ist dabei über ein zur äußeren Atmosphäre führendes Rohr 12 entlüftet. Dieses Rohr ist mit dem Ablaufrohr Ii und einer Zulaufleitung 13 zwischen Zulauf 7 und einem Zulaufrohr 14 für das Abwassergemisch bzw. einem Absperrventil 15 verb»nden. Auf diese Weise werden sowohl der Zulauf des Abwassergemisches und die Auslauföffnung für das Öl enthaftet

Die Grenzschicht zwischen öl und Wasser in der Abscheidekammer muß nur insofern kontrolliert werden, als eine Verdrängung des gesamten im unteren Abschnitt der Kammer befindlichen Wassers durch große Mengen nachfließenden Öls oder durch Einfluß von Öl mit einem relatiy großen spezifischei/ Gewicht verhindert werden muß. Zu diesem Zweck ist ein in der Grenzschicht schrvebender Schwimmer 16 vorgesehen. Der

Stand des Schwimmers kann dabei ö-; ch eine Öffnung 17 von einem Kontrollschacht 3 beobachtet werden. Der Schwimmer kann dabei mit einer solchen Steuerung verbunden sein, daß bei Zuströmen zu großer Abwassermengen über den Zulauf 7 das Absperrventil 15 des Zul'Ufrohres 14 geschlossen wird. Wird dagegen z. B. das Absperrventil 15 auf einen solchen Öffnungsquerschnitt eingestellt daß über die Auslauföffnung 8 und den Ablauf 9 die maxima! zufließenden Abwassermengen auf jeden Fall abfließen könne.!, so ist die An-Ordnung eines Schwimmers überflüssig.

Vor Inbetriebnahme ist der Trennbehälter 1 bzw. der Tank 2 mit Wasser bis zum Ablauf 9 zu füllen. Dt. Wasserstand befindet sich dabei in der Abscheidekammer 4 ebenfalls auf der Höhe H. Beim Einfließen von Schlamm und Leichtflüssigkeit bzw. ölhaltigem Abwasser trennen sich nun in der Abscheidekammer, die exakt unter dem äußeren Flüssigkeitsspiegel H liegt, öl und Wasser. Schlamm und Wasser sinken in der Kammer zum Boden des Tanks (Schlammfangtanks) 2 ab, wäh-

rend das Öl in der Abscheidekammer verbleibt und zu der dort ansteigenden Flüssigkeitsoberfläche steigt Durch Zufluß sammelt sich nun das Öl im oberen Bereich bzw. der Kuppel der trichterartigen Abscheidekammer und verdrängt in diesem begrenzten Raum das Wasser, so daß in diesem Maße schon vorweg das gleiche Wassergewicht zum Abfließen gebracht wird.

Wenn das spezifische Gewicht des Öls beispielsweise 10—15% leichter ist als das von Wasser, steigt das öl im Ablaufrohr 11 über die Höhe H des äußeren Wasserspiegeis hinaus, wobei es sich in der Kammer auch nach unten von der Höhe H bis zu der Höhe H\ ausbreitet Der Anstieg des Öls in das Ablauf rohr 11 um die gewünschte bzw. durch die höhere Lage der Auslauföffnung vorgegebene Höhe Λ bzw. die sich nach unten ausbildende Schicin bis zur Höhe H\ ist dabei vom minimalen Öffnungsquerschnitt des Ablaufrohres 11, in dem das Öl aufsteigt und unter Atmosphärendruck steht, abhängig. Desweitej-en ist das spezifische Gewicht des Öls von ausschlaggebender Bedeutung. In dem dargestellten Fall, wo der Zulauf nur um ein geringes Maß tiefer als das Abiaufrohr 11 in der Kuppelder Abscheidekammer 4 einmündet, und zwar innerhalb des Bereichs der sich ausbildenden Ölschicht zwischen H\ und H, ist dabei der Öffnungsquerschnitt des Zulaufes 7 bzw. der von dessen Zulaufleitüngert 13 ebenfalls zu berücksichtigen.

Vorteilhafterweise sollte daher zur Ermöglichung eines

. großen Höhenunterschiedes h und damit einer sicheren Trennung der Zulauf über ein Tauchrohr durch die ge-

samte ölschicht bis in die im unteren Bereich der Abscheidekammer befindliche Wasserschicht geführt werden. Eine derartige Lösung ist auch strömungstechnisch günstig, da dann eine Vermischung von Wasser mit der schon oberhalb von H\ befindlichen ölschicht vermieden wird. Andererseits kann man auch bei Anordnung des Zulaufs 7 wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 a das Zulaufrohr 13 mit seinem Öffnungsquerschnitt in der Höhe konstant über einen Bereich zwischen dem äußeren Wasserspiegel bis über den Auslauf des Öls to verlaufend anordnen, so daß schon vor dem Zulauf 7 eine ölschicht ansteht Dazu ist es ggf. nötig, das Zulaufrohr 14 durch einen abfallenden- Anschluß in das Zulaufrohr 13 einmünden zu lassen. Durch die ölschicht vor bzw. oberhalb des Zulaufes ist es dabei möglich, die t5 Strömung des einfließenden Abwassergemisches zu verlangsamen und damit den Trennungsvorgang zu begünstigen, im übrigen crfolgi dann durch die trichiersr tig sich verbreiternde Abscheidekammer in der unterhalb der Höhe H anstehenden großen ölmenge eine gute Trennung von öl, Wasser und Schlamm.

Da der Zulauf 7 zentral in der Abscheidekammsr 4 angeordnet und die Abschüdekammer mittig im geeigneten Abstand vom Boden des Tanks 2 angeordnet ist. kann sich dabei der Schlamm gleichmäßig über den Boden verteilen und dort über einen längeren Zeitraum angesammelt werden, bis er dann über den ölfreien Wasserspiegel abgesaugt wird, um dann deponiert zu werden.

Zur Verlangsamung der Strömung ist desweiteren auch noch eine düsenförmige Ausbildung 18 im unteren Bereich der Ausscheidekammer 4 von Bedeutung. Die Düsenform 18 ist dabei wie auch die ganze Abscheidekammer 4 im Querschnitt rund ausgebildet. Letzteres ergibt sich insbesondere aus F i g. 1 b.

In dieser Figur ist dabei der Grundriß des Tanks 2 und des Kontrollschachtes 3 zu erkennen. Desweiteren ist der Verlauf der Zulaufleitung 13 und des Zulaufrohres 14 des Zulaufs 7, der Verlauf des Ablaufrohres 11 von der Kuppel der Kammer 4 zur Auslauföffnung 8 und die Lage des Tauchrohres 10 mit dem Ablauf 9 wiedergegeben.

Bei dem in den Fig.2a—3b dargestellten Trennbehälter weist die Abscheidekammer eine rechteckige Ouerschnittsfläche auf. Von Vorteil ist bei einer derartigen Ausbildung vor allem die einfachere Bauform. Statt einer trichterartigen Kammer in Glockenform kann auch ein Gehäuse in Zylinderform gewählt werden, wobei der Zylinder dann eine offene Unterfläche und oben ein Ablaufrohr ffr das sich dort ansammelnde öl aufweisen muß. Die sich im Zylinder ausbildende Dicke der Ölschicht ist kleiner als bei einer Glocke mit gleicher Grundfläche.

Der Aufbau des Trennbehälters nach F i g. 2a bzw. 2b entspricht dem des Trennbehälters nach Fig. la, Ib. Entsprechende Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Von Bedeutung ist dabei insbesondere noch die Anordnung eines Überlauftrichters 19 und einer oberen Zuleitung 20 im Tank für reines Wasser. Diese Teile können auch bei dem vorher beschriebenen Trennbehälter vorgesehen sein.

Da der Überlauftrichter 19 mit der Zulaufleitung 13 des Zulaufes 7 und dem Ablaufrohr 11 verbunden und etwas oberhalb von diesen angeordnet ist, ist es möglich, durch Schließen eines Absperrventils 21 des Zulaufes 7 und der Absperrventile 22 und 23 des Ablaufes 9 und der Auslauföffnung 8 von Wasser bzw. öl das Wasser außerhalb der Ausscheidekammer an dem oberhalb dieser vorgesehenen Überlauftrichter 19 zum Überlauf zu bringen und somit evtl. außerhalb der Kammer auf dem Wasserspiegel ansgesammeltes öl, z. B. bei Entleerung des Tanks, in die Kammer abzuziehen.

Schließt man dagegen nur das Absperrventil 22 des Ablaufes 9, so kann der gesamte Abfluß des im oberen Bereich der Kammer angesammelten Öls durch Zulauf von Wasser über die Zuleitung 20 erreicht werden, wobei in der Kammer sich der Wasserspiegel hebt und das öl über seine Auslauföffnung 8, die tiefer liegt als das Zulaufrohr 14, abgedrückt wird. Dieses öl und evtl. mit abgesaugtes Wasser kann dabei dann über Ableitungen und Sperrventile direkt dem Zulaufrohr 14 bei abgesperrtem Ventil zugeführt werden.

Der in den Fig.3a—3b dargestellte Trennbehälter entspricht dem nach F i g. 2a—2b im wesentlichen. Entsⁿrc»hsn«iv Teils sind mit bleichen Bezu^sziffern ^υρΓ^* hen.

In dem Vertikalschnitt der Fig.3a ist das Tauchrohr 10 hinter der Abscheidekammer 4 gut zu erkennen.

Desweiteren erkennt man die dort vorgesehene Überwachungseinrichtung der sich in der Kammer ausbildenden Grenzschicht zwischen öl und Wasser, wozu in einem oben und unten offenen, über eine Leitung mit dem oüeren Bereich der Kammer in Verbindung stehenden Tauchrohr 24 ein Schwimmer angeordnet ist. Dieses Tauchrohr kann dabei auch unmittelbar in der Nähe eines Kontrollfensters eines Kontrollraumes nach der Ausführungsform der F i g. 1 a—1 b vorgesehen sein.

In Fig.3b erkennt man die Anordnung des Ablaufrohres 11 und die Zulaufleitung 13 des Zulaufs 7, wobei sich oberhalb des Ablaufrohres 11 der Überlauftrichter zum Rohr 12 und damit zur Zulaufleitung 13 erstreckt.

Desweiteren läßt sich deutlich die Anordnung der Absperrventile 21,22,23 und des Ventils für die Wasserzuleitung 20 erkennen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Behälter zum Trennen eines Gemisches aus Leicht- und Schwerflüssigkeit mit einer in die abgetrennte Schwerflüssigkeit eingetauchten, unten offenen Abscheidekammer, in die der Zulauf mündet und aus der das Ablaufrohr für die abgetrennte Leichtflüssigkeit oberhalb des Schwerflüssigkeitsniveaus abgeht, und mit einem in dem Behälter, jedoch außerhalb der Abscheidekammer angeordneten Tauchrohr für die abgetrennte Schwerflüssigkeit, das zur Festlegung des Schwerflüssigkeitsniveaus horizontal abgebogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nach unten offene Einlauföffnung des Ablaufrohres (11) für die Leichtflüssigkeit in der Abscheidekammer (4) unterhalb des tiefstmöglichen und die Auslauföffnung (8) dieses Rohres (11) obersdb des höchstmöglichen Schwerflüssigkeitsnivea;== im Bereich des Tauchrehres (10) angeordnet sind.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Ablaufrohr (11) für die Leichtflüssigkeit einen gegenüber der inneren Querschnittsabmessung der Abscheidekammer (4) erheblich verringerten Innendurchmesser aufweist