DE3321189A1

DE3321189A1 - Vorrichtung zur beseitigung von oelartigen substanzen, insbesondere rohoel, in gewaessern

Info

Publication number: DE3321189A1
Application number: DE19833321189
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Klein
Original assignee: IWTS CONSULTING ENGINEERS GmbH
Current assignee: IWTS CONSULTING ENGINEERS GmbH
Priority date: 1983-06-11
Filing date: 1983-06-11
Publication date: 1984-12-13

Description

Vorrichtung zur Beseitigung von ölartigen Substanzen,
insbesondere Rohöl, in Gewässern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von ölartigen Substanzen, insbesondere Rohöl, inGewässern, und bevorzugt auf deren Oberfläche mit einer schwimmenden Aufnahmeeinrichtung und einer dieser zugeordneten Speichereinrichtung für das Ö1.
Es sind derartige Vorrichtungen bekAnnt, die beispielsweise in Katastrophenfällen, die durch Unfälle von Öltankern verursacht werden1 Einsatz finden. Durch schwimmende Barrieren wird das Öl zu Saugeinrichtungen bewegt, die das Öl von der Wasseroberfläche entfernen, Derartige Vorrichtungen sind sehr aufwendig und schwierig zu handhaben, wobei insbesondere unter der Wasseroberfläche schwimmendes Öl nicht erfaßt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, die günstig, auf die vorhandenen Umstände abgestimmt, gehandhabt werden kann und auch Öl entfernt, das in Gewässern unter der Wasseroberfläche vorhanden ist.
Die Erfindung besteht darin, daß die Aufnahmeeinrichtung aus einem oben offenen Behälter besteht, der durch eine Regeleinrichtung in Bezug auf die umgebende Wasseroberfläche absenkbar und anhebbar ist, und daß der Behälter mit einer Öl/Wasser-Separationseinrichtung für kontinuierlichen und/oder chargenweisen Betrieb versehen ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Aufnahmebehälter eine kreisförmige oder quadratische Grundfläche auf,und die Regeleinrichtung besteht aus einem zylindrischen oder quadratischen, zentrisch angeordneten Regelkörper.
Eine Weiterbildung besteht darin, daß die Aufnahmeeinrichtung eine rechteckige Grundfläche aufweist und daß die Regeleinrichtung aus einem Regelkörper besteht, der mittig angeordnet die Aufnahmeeinrichtung in zwei Sammelräume unterteilt, zwischen denen eine Verbindungsleitung vorgesehen ist. Die Aufnahmeeinrichtung kann auch als Barge ausgebildet sein.
Um den Transport zu erleichtern, ist die Aufnahmeeinrichtung in Sektionsbauweise herstellbar,und zur Anpassung an die unterschiedlichen Gegebenheiten kann eine Vielzahl von Aufnahmeeinrichtungen vorgesehen sein, die mit einer gemeinsamen Speichereinrichtung in Verbindung stehen.
Mit Vorteil ist die Aufnahmeeinrichtung in mehrere Sammelräume unterteilt, und die Speichereinrichtung besteht aus einem Tanker. Im Fall eines küstennahen Einsatzgebietes, beispielsweise im Bereich eines Einlaufbauwerks einer Meerwasserentsalzungsanlage, besteht die Speichereinrichtung aus einem Behälter an Land, der mit Sdhwimmschläuchen mit der bzw. den Aufnahmeeinrichtungen verbunden ist.
In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß die Höhe des Regelkörpers, die vorzugsweise mehrere Meter betragende Füllhöhe der Aufnahmeeinrichtung wesentlich übersteigt.
Im einzelnen besteht eine Ausbildung der Erfindung darin, daß in der Aufnahmeeinrichtung ein Flutventil für den oder die Sammelräume und ein Flutventil für den Regelkörper vorgesehen sind sowie eine Hauptpumpe im Regelkörper, um Ballastwasser über Bord oder 01 aus der Aufnahmeeinrichtung in die Speichereinrichtung zu fördern. Im Regelkörper ist eine Ballastpumpe vorgesehen, um aus diesem Ballastwasser über Bord zu fördern.
Für eine Vorflotation ist die AufhAhMeGinrichtung mit einer am äußeren Umfang unten verlaufenden Ring leitung versehen, die im oberen Bereich Luftverteiler aufweist. Zur Flotation ist am Boden in den Sammelräumen der Aufnahmeeinrichtung ein System von Luftverteilern angeordnet, durchdas Luft gegebenenfalls mit einem eingenebelten Desemulgationsmittel nach oben ausstremt.
Um das Aufnehmen des Öls aus den Gewässern zu erleichtern, ist die Überlaufkante der Aufnahmeeinrichtung etwa um 45C nach innen geneigt.
Eine Steuereinrichtung mit zugeordnetem Schwimmer betätigt automatisch die Ventile und Pumpen, um ein Absinken des Aufnahmebehälters in jedem Fall zu verhindern.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme äuf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Aufnahmeeinrichtung einer Ölbeseitigungsvorrichtung, wobei die linke und die rechte Hälfte verschiedene Betriebszustände zeigen; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung; Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Aufnahmeeinrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden DArstellung, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 3 in schematischer Darstellung.
In Fig. 1 ist eine Aufnahmeeinrichtung 1 einer Vorrichtung zur Beseitigung von ölartigen Substanzen, insbesondere Rohöl, in Gewässern gezeigt. Die Aufnahmeeinrichtung 1 besteht aus einem oben offenen Behälter 2 und ist in Bezug auf die umgebende Wasseroberfläche 3 absenkbar und anhebbar, wie im einzelnen noch beschrieben werden soll.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, kann der Aufnahmebehälter 2 eine kreisförmige Grundfläche 2a oder eine quadratische Grundfläche 2b besitzen, ttie in Fig. 2 in strichpunktierten Linien dargestellt ist.
In der Mitte der Aufnahmeeinrichtung 2 ist ein Regelkörper 4 vorgesehen, der im Fall einer kreisförmigen Grundfläche 2a als zylindrischer Regelkörper 4a ausgebildet ist und bei einer quadratischen Grundfläche 2b entsprechend eine quadratische Querschnittsfläche 4b aufweist, wie in Fig. 2 wiederum in strichpunktierten Linien angedeutet ist.
In der linken Hälfte nach Fig. 1 ist der Betriebszustand dargestellt, in dem Öl von der umgebenden Wasserfläche 3 in den Sammelraum 5 einströmt. Zu diesem Zweck werden zunächst der Regelkörper 4 über das Flut ventil 6 und danach der Sammelraum 5 über das Flut ventil 7 soweit mit ballastwasser gefüllt, bis die Aufnahmeeinrichtung 1 die zum Einströmen des Öls über die Außenkante 8 erforderliche Eintauchtiefe erreicht hat. Ein Kontrollgerät 9, das mit Hilfe eines Schwimmers 10 gesteuert ist, schließt in diesem Moment das Flutventil 7 und schaltet die Hauptpumpe 11 ein.
In dem Maße, wie Öl übernommen wird, fördert die Hauptpumpe 11 Ballastwasser über Bord der Aufnahmeeinrichtung 1, wozu ein Ventil 12 in der Pumpendruckleitung 13 die Regelung übernimmt. In dieser Weise füllt sich der Sammelraum 5 bei einstellbarer Geschwindigkeit mit Schwimmöl 14, wobei der Wasserspiegel 15 des Ballastwassers nach unten absinkt, wie es durch den Pfeil 16 dargestellt ist, wodurch beispielsweise eine Ballastwasserspiegelhöhe 17 erreicht wird. Ist im Sammelraum 5 genügend Öl aufgenommen worden, so kann der Betrieb gemäß der linken Hälfte nach Fig. 1 dadurch abgebrochen werden, daß das Flutventil 6 geschlossen und gleichzeitig die Ballastpumpe 18 angestellt wird. Dadurch wird Ballastwasser aus dem Regelkörper 4 über die Pumpenleitung l9--entfernt, wodurch der in der linken Hälfte in Fig. 1 dargestellte Ballastwasserspiegel 20 sich senkt auf die Spiegelhöhe 21, wie es die rechte Hälfte des Regelkörpers 4 in Fig. 1 zeigt. Auf diese Weise kann durch Auspumpen von Ballastwasser aus dem Regelkörper 4 die Aufnahmeeinrichtung 1 bis zu einer gewünschten Höhe in Bezug auf den Wasserspiegel 3 des umgebenden Wassers herausgehoben werden. Hierfür sorgt auch das Schwimmersteuergerät 9, falls die Aufnahmeeinrichtung 1 bei Wellengang oder durch Fremdeinflüsse zum Sinken neigt.
In Fig. 1 ist der Regelkörper 4 mit einem im Abstand zur Grundfläche 2a, 2b angeordneten Boden 22 versehen, der auf Stützen 23 ruht, so daß das Ballastwasser im Sammelraum 5 zum Einlaß der Hauptpumpe 11 gelangen kann.
Es ist auch möglich, die Hauptpumpe 11 ddrch Rohrleitungen mit dem Sammelraum 5 zu verbinden.
In der in Fig. 1 dargestellten rechten Schnitthälfte ist die Separationsphase im Chargenbetrieb dargestellt.
Ein System von Luft verteilern 24 ist auf dem Boden 2a, 2b des Sammelraums 5 angeordnet. Durch die Luftverteiler 24 strömt Luft gegebenenfalls mit einem eingenebelten Desemulgationsmittel nach oben durch das im Sammelbehälter 5 angesammelte Öl. Die Anwendung eines Desemulgationsmittels empfiehlt sich vor allem dann, wenn das Öl bereits mit dem Wasser emulgiert hat, so daß zur schnelleren Separation eine Rückgewinnung der Oberflächenspannung -notwendig ist. Hierzu eignet sich ein Desemulgationsmittel, das beispielsweise als '2Dismulgan" im Handel erhältlich ist. Anschließend wird das Ö1 mit der Hauptpumpe 11 in eine nicht dargestellte Speichereinrichtung gefördert. Die beschriebene Aufnahmeeinrichtung hat bei einer kreisförmigen Grundfläche 2a mit einem Durchmesser von 38 m und einer Höhe von 6 m einen ringförmigen Sammelraum von 5300 m3, was einer Ölkapazität von ca. 4600 t, je nach Ölsorte, entspricht.
Wie schon ausgeführt wurde, kann die Grundfläche quadratisch oder auch rechteckig sein. Es ist auch möglich, die Aufnahmeeinrichtung in Form einer Barge auszuführen. In den Fig.
3 und 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Aufnahmeeinrichtung mit einer rechteckigen Grundfläche dargestellt.
Bei einer Abmessung von 75 x 20 m und einer Füllhöhe von 6 m ist der Regelkörper 4 zwischen zwei Sammelräumen 5 angeordnet, die durch eine Verbindungsleitung 25 in Verbindung stehen. Das Ölfassungsvermögen einer derartigen Aufnahmeeinrichtung beträgt 7200 m3 entsprechend ca. 6300 t Ö1.
Diese Aufnahmeeinrichtung kann in Sektionsbauweise hergestellt werden, wobei vorzugsweise 5 Sektionen mit gleicher Grundfläche vorzusehen sind. Auf diese Weise ist der Transport wesentlich erleichtert, indem die Sektionen erst im Einsatzgebiet zusammengeschweißt werden.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform ist mit einer Ringleitung 26 versehen, die am äußeren Umfang der Aufnahmeeinrichtung 1 unten verläuft. Die Ringleitung 26 ist im oberen Bereich mit Luftverteilern 27 versehen, so daß von unten her Luft feinverteilt nach oben strömt, um im Einlaufbereich vor der Einlaufkante 8 der Aufnahmeeinrichtung 1 die Trennung des Öls vom Wasser durch eine Vorflotation zu begünstigen. Vor allem werden dadurch auch die unter der Wasseroberfläche schwebenden Ölbestandteile erfaßt. Durch die aus der Ringleitung 26 mit ihren -Luftverteilern ausströmende Luft wird außerdem der Wellengang im Bereich der Überlaufkante 8 beruhigt, indem die horizontalen, zur Überlaufkante hin wirkenden Wellenbewegungen durch die vertikal aufströmende Luft gebrochen werden. Diese vertikalen und horizontalen Kräfte führen zu einer etwa um 45" zur Einlaufkante 8 hingeneigten resultierenden Kraft, sö daß die Einlaufkante 8 dementsprechend auch um 45" nach innen geneigt ist, um das auf dem Wasser schwimmende Ö1 entsprechend der Resultierenden, in den Sammelbehälter 5 über die Einlaufkante 8 zu führen.
Außerdem trägt die nach innen gebogene Einlaufkante 8 auch zu einer Versteifung der Aufnahmeeinrichtung bei.
Im übrigen entspricht der Betrieb der Aufnahmeeinrichtung nach den Fig. 3 und 4 dem Betrieb der Aufnahmeeinrichtung nach den Fig. 1 und 2 , wie er bereits beschrieben worden ist. In den verschiedenen Figuren und Ausführungsformen entsprechen gleiche Bezugszeichen gleichen Teilen, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung erübrigt. In der linken Hälfte in Fig. 3 ist wieder der Betrieb des Aufnehmens von Ö1 dargestellt, während in der rechten Hälfte der in Fig. 3 dargestellten Aufnahmeeinrichtung 1 der Betriebszustand während der Separationsphase im Chargenbetrieb dargestellt ist. Das System von Luftverteilern 24 hat eine leicht abgewandelte Ausführungsform, wobei über der Einlaufkante 8 Zuleitungen 28 mit Fall- leitungen 29 zur Versorgung der Luftverteiler 24 geführt sind. Die Luft kann von einem eigenen Aggregat oder über eine Leitung 30 von einem der Aufnahmeeinrichtung 1 zugeordneten Tanker zugeführt werden.
In Abhängigkeit von der Trennfähigkeit und dem gegebenen Emulsionsgrad der Medien Ö1 und Wasser kann die Vorrichtung kontinuierlich oder chargenweise betrieben werden.
Das durch Flotation vom Wasser getrennte Ö1 kann zu einem üblichen Tanker gepumpt werden. Bei einem küstennahen Einsatzgebiet, beispielsweise im Bereich eines Einlaufbauwerks einer Meerwasserentsalzungsanlage, kann das Ö1 auch mit Schwimmschläuchen an einem Behälter an Land gefördert werden. Je nach den Gegebenheiten, die den Einsatz bestimmen, kann eine Vielzahl von Aufnahmeeinrichtungen 1 vorgesehen sein, die mit einer zugeordneten Speichereinrichtung verbunden sind.
Da das Wasserverdrängungsvolumen der Auahmeeinrichtung 1 abzüglich seines Eigengewichts das Ölgewicht bei voller Aufnahmekapazität übersteigt, kann die Aufnahmeeinrichtung 1 ohne äußere Einflüsse nicht sinken. Die Flutventile schließen selbständig durch den vorhandenen Wasserdruck und werden nur durch die Stellbewegung geöffnet. Auf diese Weise sowie eine Betriebsverbindung zwischen Ventilstellung und Pumpe ist ein Sinken ausgeschlossen. Sämtliche Organe, insbesondere die Ventile 6, 7 und 9, können auch von Hand betätigt werden, wobei nicht dargestellte Verriegelungen bei Bedienungsfehlern für die Sicherheit gegen Absinken sorgen.
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Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Beseitigung von ölartigen Substanzen, insbesondere Rohöl, in Gewässern und bevorzugt auf deren Oberfläche, mit einer schwimmenden Aufnahmeeinrichtung und einer dieser zugeordneten Speichereinrichtung für das Ö1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) aus einem oben offenen Behälter (2) besteht, der durch eine Regeleinrichtung (9) in Bezug auf die umgebende Wasseroberfläche (3) absenkbar und anhebbar ist, und daß der Behälter (2) mit einer Öl/Wasser-Separationseinrichtung (24) für kontinuierlichen und/oder chargenweisen Betrieb versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) eine kreisförmige (2a) oder quadratische (2b) Grundfläche aufweist und daß die Regeleinrichtung aus einem zylindrischen (4a) oder quadratischen (4b), zentrisch angeordneten Regelkörper (4) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) eine rechteckige Grundfläche aufweist und daß die Regeleinrichtung aus einem Regelkörper (4) besteht, der mittig angeordnet die Aufnahmeeinrichtung (1) in zwei Sammelräume (5) unterteilt, zwischen denen eine Verbindungsleitung (25) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung als Barge ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) in Sektionsbauweise herstellbar ist, so daß der Transport in Teilen erfolgen kann, die im Einsatzgebiet zusammenfügbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Aufnahmeeinrichtungen (1) vorgesehen ist, die mit einer gemeinsamen Speichereinrichtung in Verbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (1) in mehrere Sammelräume (5) unterteilt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung aus einem Tanker besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem küstennahen Einsatzgebiet, beispielsweise im Bereich eines Einlaufbauwerks einer Meerwasserentsalzungsanlage, die Speichereinrichtung aus einem Behälter an Land besteht, der mit Schwimmschläuchen mit der bzw. den Aufnahmeeinrichtungen (1) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Regelkörpers (4) die vorzugsweise mehrere Meter betragende Füllhöhe der Aufnahmeeinrichtung (1) wesentlich übersteigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahmeeinrichtung (1) ein Flutventil (7) für den oder die Sammelräume (5) und ein Flutventil (6) für den Regelkörper (4) vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-11, dadurch gekennzeichnet, daß im Regelkörper (4) eine Hauptpumpe (11) vorgesehen ist, um Ballastwasser (16) über Bord oder Ö1 (14) aus der Aufnahmeeinrichtung (1) in die Speichereinrichtung zu fördern.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnahmeeinrichtung für eine Vorflotation eine am äußeren Umfang unten verlaufende Ringleitung (26) aufweist, die im oberen Bereich mit Luftverteilern (27) versehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sammelräumen (5) der Aufnahmeeinrichtung (1) am Boden ein System von Luftverteilern (24) angeordnet ist, durch das zur Flotation Luft gegebenenfalls mit einem eingenebelten Desemulgationsmittel nach oben ausströmt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante (8) der Aufnahmeeinrichtung (1) um etwa 45"!nach innen geneigt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (9) mit zugeordnetem Schwimmer (10) automatisch die Ventile (6, 7) und Pumpen (11, 18) betätigt, um ein Absinken des Aufnahmebehälters (1) in jedem Fall zu verhindern.