NO329083B1

NO329083B1 - Kontinuerlig fremgangsmate for separasjon av en vandig emulsjon og apparatur for a utfore denne.

Info

Publication number: NO329083B1
Application number: NO20031041A
Authority: NO
Inventors: Amine Benachenou; Jean-Pierre Parent
Original assignee: Torr Canada Inc
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2010-08-16
Also published as: EP1322393B1; GB0022013D0; NO337652B1; CN1474711A; EP1322393A2; US20080105619A1; NO20031041L; DE60132792D1; BR0113888A; JP2004507356A; AU2001291548A1; US20090039021A1; WO2002020115A3; US20110226696A1; CA2421076A1; NO20100914L; WO2002020115A2; CA2421076C; MXPA03002001A; US8721895B2

Abstract

Fremgangsmåte for separasjon av en vandig emulsjon som har en vandig fase og en ikke-vandig fase, i en adskilt vandig og ikke-vandig fase, for å tilveiebringe en gjenvunnet ikke-vandig fase, og for å tilveiebringe en gjenvunnet vandig fase inneholdende et akseptabelt nivå av den ikke-vandige fase. I fremgangsmåten anvendes minst ett legeme, og fortrinnsvis to eller flere legemer, av polymert materiale med stort overflateareale, typisk et skummateriale eller polymerspon, i et behandlingssystem med horisontal strømning for å bryte emulsjonen og således tilveiebringe både den vandige og den ikke-vandige fase som to separate strømmer. En lang rekke polymerer kan anvendes i systemet som det polymere materiale, inkludert polyuretan, polypropylen, polystyren, polyester og polyetylen. Det kreves et svært lavt nivå av ikke-vandig fase i avløpet, for eksempel for å oppfylle standardene for drikkevann, og da er et Kozlowski-polyuretan, som beskrevet i US 5 239 040 foretrukket som det siste legeme av polymert materiale.

Description

I den senere tid har det vært mange godt dokumenterte tilfeller av utilsiktet spill av væsker som forårsaker både miljømessige, økologiske og også toksikolo-giske problemer for plantearter, insekter, ville dyr og også mennesker. Eksempler på søl av væsker inkluderer oljer og løsemidler, og en gruppe av materialer som generelt er kjent som PCB'er. For mange av disse væskene er opprensknings-metoder kjente, selv for de væskene som er relativt vanskelige, så som råolje og PCB'er.

For mange av disse materialene er en mulig metode for både opprenskning og gjenvinning beskrevet av Kazlowski i US 5 239 040. Denne metoden har blitt vist å være både praktisk og effektiv, ved at i stedet for ganske enkelt å disper-gere den sølte væske med for eksempel et overflateaktivt middel, så gjenvinnes den spilte væsken som sådan. Det er deretter mulig å separere den gjenvunnede væsken fra gjenvinningsmidlet, slik at den gjenvunnede væsken kan håndteres på sikker og passende måte, og slik at gjenvinningsmidlet i seg selv kan gjenanvendes for å fange opp mer væske. Som beskrevet av Kozlowski skilles gjenvinningsmidlet og den gjenvunnede væsken ved sentrifugering. Gjenvinningsmidlet beskrives av Kozlowski som et polyuretan-skummateriale, som fremstilles fra spesifi-serte reaktanter under anvendelse av en spesiell prosess. I det følgende vil dette materialet bli beskrevet som "Kazlowski-polyuretanskum".

I tillegg til sin evne til å funksjonere som et gjenanvendbart flytende gjen-vinningsmiddel er Kozlowski-polyuretan blitt vist å være anvendbart for eksempel til å gjenvinne olje som er blitt sølt på vann. Kozlowski-polyuretanet er blitt vist å være i stand til å absorbere for eksempel olje ikke bare når skummet er stort sett tørt, men også når skummet er stort sett fullstendig vått eller til og med fullt av vann.

En annen vanskelighet med spilte ikke-vandige væsker oppstår dersom vann er til stede. En vann-ublandbar væske kan være til stede i forbindelse med vann i to helt forskjellige former. Minst en del av den vil generelt være til stede som en adskilt andre fase, som kan være tyngre eller lettere enn vann. Resten vil generelt være til stede som en emulsjon, med minst noe nivå av stabilitet, og i hvilken vann enten kan være den kontinuerlige fase eller den disperse fase. I begge tilfeller er det også problematisk at nesten alle substanser som synes å være ublandbare med vann, for eksempel lette hydrokarboner så som benzen, i virkeligheten i en liten grad er løselige i vann, ofte på et nivå på deler pr. million. For en vandig emulsjon hvor vann er den kontinuerlige fase, beskrev Kozlowski, i WO 94/21347, at i tillegg til å absorbere små oljedråper dispergert som en andre fase i vann, så vil Kozlowski-polyuretan, selv når det er fullt av vann, også absorbere oppløst olje ned til de lave nivåer som kreves for drikkevann.

I WO 94/21347 beskriver Kozlowski en vannbehandlingsprosedyre hvor det infiserte vannet får strømme nedover gjennom suksessive lag av Kozlowski-polyuretan. Utstrømningen av vann må måles, og skumlagene fjernes for å gjenvinne absorbert olje fra dem når oljenivået i det utstrømmende vannet stiger til en uak-septabel verdi.

Selv om prosedyren beskrevet av Kozlowski i WO 94/21347 synes å dreie seg om vandige emulsjoner, har den i praksis flere ulemper, hvor den mest rele-vante er at all olje, både som dispers fase og oppløst, må absorberes av Kozlowski-polyuretanet, typisk gjenvinnes fra det ved sentrifugering, og Kozlowski-polyuretanet gjenanvendes for å gjenvinne mer olje. Det er således tydelig at behandling av et stort volum av vann som bare inneholder relativt små mengder av emul-gert olje kan bli svært tidkrevende. Det er derfor et behov for en alternativ teknikk til anvendelsen av Kozlowski-polyu reta net, som beskrevet i WO 94/21347, i det minste som en primær behandling for omgang med vandige emulsjoner.

Det eneste andre tilsynelatende gjennomførlige alternativ når det gjelder emulsjoner er å flokkulere de små dråpene inntil en størrelse er nådd hvor separasjon i to faser vil finne sted. Dette vil generelt kreve flokkulering til en dråpestør-relse på over minst 30 um. Denne teknikken krever imidlertid forbruk av kjemika-lier og dannelse av et kjemisk slam. Den er derfor ikke miljøvennlig å anvende.

Denne oppfinnelse forsøker å overvinne disse vanskelighetene og å tilveiebringe et behandlingsapparat og en fremgangsmåte som vil behandle vandige emulsjoner relativt hurtig, og som vil tilveiebringe den ikke-vandige fase i en gjen-vinnbar form.

Denne oppfinnelse er basert på den oppdagelse at ikke bare Kozlowski-polyuretanskum, men også andre polymere materialer når de er anordnet i et legeme av materiale med stort overflateareal, så som et skum, ved anvendelse under korrekte betingelser vil funksjonere som en emulsjonsbryter, og vil skille en strøm av en vandig emulsjon i to separate faser. Det har nå blitt funnet at dersom flere polymere materialer som er anordnet i et legeme med stort overflateareal eksponeres for eksempel for en strøm av en emulsjon av olje og vann inneholdende opptil minst ca. 10 000 ppm dispergert olje, synes to prosesser å finne sted. Først absorberer det polymere materialet olje inntil det blir mettet med olje. Deretter, når det polymere materialet fortsetter å absorbere mer olje, frigir det så mye olje som det absorberer, men det gjør dette med en dråpestørrelse som er tilstrekkelig stor til å koalesere til en separat oljefase. Det er så mulig å separere den vandige og den ikke-vandige fase, og gjenvinne hver av de to fasene separat. Ved anvendelse av en sekvens av behandlingstrinn kan videre den største delen av det emulgerte ikke-vandige materialet gjenvinnes, slik at et Kozlowski-polyur-etanskumabsorberingsmiddel bare kan være nødvendig for det siste, eller for de aller siste, behandlingstrinn i sekvensen. De eneste restriksjoner av betydning for polymermaterialet synes for det første å være evnen til å danne et materiale med et stort overflateareal fra det, så som et skum, og for det andre at det polymere materialet som velges er motstandsdyktig mot nedbryting under anvendelsesbe-tingelsene; for eksempel er et polyestermateriale ikke egnet under alkaliske betingelser som vil resultere i hydrolytisk nedbryting av polymeren, men som kan mot-stås av et polyalkylen så som polyetylen.

I et første aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en kontinuerlig fremgangsmåte for separasjon av en vandig emulsjon som inkluderer en kontinuerlig vandig fase og en ikke-vandig dispers fase, for å tilveiebringe en første strøm som omfatter en gjenvunnet ikke-vandig fase, og for å tilveiebringe en andre strøm som omfatter en gjenvunnet vandig fase inneholdende et akseptabelt nivå av den ikke-vandige fase, idet fremgangsmåten omfatter: (a) å føre en strøm av vandig emulsjon gjennom en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg i en første boks som har en motstående fast nedstrøms gjennomhullet sidevegg for å bringe strømmen av vandig emulsjon i kontakt med et første legeme av et partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal pakket i nevnte boks; (b) det første legeme av partikkelformig polymert skummateriale får mettes med den ikke-vandige fasen av emulsjonsstrømmen; (c) strømmen av vandig emulsjon får fortsette inntil en separat ikke-vandig fase og en behandlet vandig fase er blitt dannet; (d) separasjon av den fraskilte ikke-vandige fasen oppnådd i trinn (c) fra den behandlete vandige fase etter strømmen passerer gjennom den faste nedstrøms gjennomhullete sidevegg uten å stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms gjennomhullete sidevegg; (e) gjenvinning av den fraskilte ikke-vandige fasen oppnådd i trinn (d) uten å

stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms

gjennomhullete sidevegg;

(f) gjenvinning av en strøm av behandlet vandig fase uten å stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms gjennomhullete

sidevegg; og

(g) hvis nødvendig, gjentakelse av trinn (a) til (f) med minst én annen boks med en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg og en motstående fast nedstrøms gjennomhullet sidevegg for å bringe strømmen av behandlet vandig fase i kontakt med minst ett andre legeme av polymert skummateriale med et stort overflateareal pakket i minst én annen boks inntil det akseptable nivå av ikke-vandig fase er nådd i strømmen av gjenvunnet vandig fase.

Fortrinnsvis velges polymeren som anvendes i det polymere materialet fra gruppen som består av polyuretan, polypropylen, polystyren, polyester og polyetylen. Fortrinnsvis er det polymere materialet polyuretan.

Fortrinnsvis er det polymere materialet med et stort overflateareal et polymert skummateriale. Mer foretrukket er polymermaterialet med et stort overflateareal et partikkelformig polymert skummateriale. Alternativt er polymermaterialet med et stort overflateareal i form av polymerspon.

Fortrinnsvis kommer strømmen av vandig emulsjon i trinn (a) i kontakt med det første legeme av polymert materiale i en strømningsretning valgt fra gruppen som består av horisontal, vertikalt nedoverrettet og vertikalt oppoverrettet.

Fortrinnsvis anvendes et stort antall legemer av polymert materiale, strøm-men kommer i kontakt med hver av dem i sekvens, og utskilt ikke-vandig fase gjenvinnes fra strømmen etter hvert av legemene av polymert materiale. Alternativt anvendes mange legemer av polymert materiale, idet strømningen kommer i kontakt med hvert av dem i sekvens, og fraskilt ikke-vandig fase gjenvinnes fra strømmen etter hvert legeme av polymert materiale, unntatt det siste, og fraskilt ikke-vandig fase gjenvinnes fra det siste legemet.

Dersom det anvendes en sekvens av legemer av polymere materialer, omfatter minst det siste legeme av polymert materiale fortrinnsvis et Kozlowski-polyuretanskum.

Fortrinnsvis inkluderer fremgangsmåten videre forbehandlingstrinn før trinn

(a), hvor

(h) små dråper av ikke-vandig fase og som er store nok til å koalesere tillates å

danne en fraskilt ikke-vandig fase,

(i) den fraskilte ikke-vandige fase gjenvinnes, og

G) den vandige fase gjenvinnes og blir anvendt som strømmen i trinn (a).

I et annet aspekt ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en apparatur som i kombinasjon omfatter minst et første kammer og et andre kammer.idet (a) det første kammeret inkluderer

en første tilførselsanordning for å motta emulsjonsstrømmen til en første

boks som opptar en del av rommet innen det første kammeret, den første boksen er pakket med et første legeme av partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal; nevnte første tilførselsanordninger omfatter en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg 12 av nevnte første boks;

en motstående fast nedstrøms gjennomhullet (foraminous) sidevegg 13 som danner del av den første boksen, som separert emulsjon strømmer gjennom inn i et første separasjonskammer som omfatter resten av rommet innen det første kammeret.

en første anordning for gjenvinning av ikke-vandig fase konstruert og arrangert for å gjenvinne separert ikke-vandig fase fra det første separasjons-rommet; og

en første anordning for gjenvinning av vandig fase; og (b) det andre kammeret inkluderer: en andre tilførselsanordning for å motta emulsjonsstrømmen til en andre boks som opptar en del av rommet innen det andre kammeret, den andre boksen er pakket med et andre legeme av partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal, nevnte andre tilførselsanordning omfatter en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg 20 av nevnte andre boks;

en motstående fast nedstrøms gjennomhullet (foraminous) sidevegg 22 danner del av den andre boksen, som separert emulsjon strømmer gjennom inn i et andre separasjonskammer som omfatter resten av rommet innen det andre kammeret.

en andre anordning for gjenvinning av ikke-vandig fase konstruert og arrangert for å gjenvinne separert ikke-vandig fase fra det andre separasjons-rommet; og

en andre anordning for gjenvinning av vandig fase.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med referanse til de medfølgende tegnin-ger, hvor: - fig. 1 skjematisk viser et behandlingssystem med tre enheter; - fig. 2 viser skjematisk en alternativ enhet; - fig. 3 viser grafisk ytelsen av Kozlowski-polyuretan og fire andre kommersielt tilgjengelige polyuretanmaterialer;

figurer 4, 5, 6 og 7 viser grafisk ytelsen av skum av polyuretan, polypropylen, polystyren, polyester og polyetylen.

Med referanse først til fig. 1, så viser denne skjematisk en trekammerenhet sammen med en forbehandlingsenhet. Behandlingssystemet 1 omfatter et sett av bokser 2, 3, 4, 5, 6, 7 og 8. Disse kan være fabrikkert som separate enheter, eller de kan være fabrikkert i par, som vist, eller som et enkelt fullstendig behandlingssystem. En strøm av inngående vandig emulsjon 9 kommer inn i boks 2, som er en forbehandlingsenhet. Emulsjonsstrømmen 9 vil komme inn i denne boksen typisk ved ca. én tredjedel til halvdelen av veien opp fra bunnen. I denne boksen koaleserer eventuelle store dråper til en separert ikke-vandig fase 10, som fjernes gjennom rørledningen 11.

Den neste boksen 3 har gjennomhullede (foraminous) sidevegger 12 og 13, og en fast topp-plate 14. Boksen er pakket med polymert materiale med stort overflateareal 15, som typisk er et skum. Skummet anvendes normalt i en partik-kelform, delvis som hjelp til pakking av boksen og delvis for å sikre eksponering av et stort overflateareal for strømningen gjennom boksen. En typisk partikkel-størrelse er fra ca. 5 mm til ca. 20 mm. Den fraskilte vandige emulsjonsfase 16 fra boks 2 går inn i boks 3 gjennom veggen 12, kommer i kontakt med det polymere materiale 15, og passerer gjennom vegg 13 inn i boks 4. I boks 3 finner ytterligere separasjon av ikke-vandig og vandig fase sted. I boks 4 skiller de to faser seg for å gi en andre separert ikke-vandig fase 17 som gjenvinnes gjennom rørledning 18, og en behandlet vandig fase 19 passerer til boks 5. Som vist omfatter boks 4 et forstørret valgfritt oppfangingsrom som strekker seg over toppen av boks 3.

Bokser 5 og 6 er konstruert på samme måte som bokser 3 og 4. Behandlet vandig fase 19 kommer inn i boks 5 gjennom gjennomhullet vegg 20, kommer i kontakt med det polymere materiale 21, og går ut gjennom gjennomhullet vegg 22.1 boks 6 skilles ytterligere ikke-vandig fase 23 fra, samles opp og gjenvinnes gjennom rørledning 24. To ganger behandlet vandig fase 25 går til bokser 7 og 8, som igjen er de samme som bokser 3 og 4, med et tredje legeme av polymert materiale mellom to gjennomhullede vegger. I boks 8 samles ytterligere ikke-vandig fase 26 opp og gjenvinnes gjennom rørledning 27, og en strøm 28 av behandlet vandig fase forlater systemet fra boks 8.1 hver av rørledningene 18, 24 og 27 anvendes en egnet strømningsreguleringsinnretning, så som en automatisk operert flottørventil, eller en ventil med tidssekvens.

I behandlingssystemet justeres strømningsgraden av innkommende vandig emulsjon 9 slik at det er en adekvat kontakttid mellom den vandige emulsjonen og det polymere materialet i bokser 3, 5 og 7 slik at separasjon av den ikke-vandige fase kan finne sted og for å danne et frittflytende lag av ikke-vandig fase. I praksis er dette generelt funnet å være tilstrekkelig til å tilveiebringe små dråper som har en størrelse over minst ca. 150 um.

Dersom det akseptable nivået av ikke-vandig fase i den behandlede vandige fase 28 er ekstremt lavt, for eksempel dersom den behandlede vandige fase er tenkt å oppfylle standardene for drikkevann, så anbefales det at minst det tredje legeme av polymert materiale i boks 7 bør være Kozlowski-polyuretanskum. I et slikt tilfelle vil Kozlowski-polyuretanskummet bare virke som en absorbent, og ikke som en emulsjonsbryter. Derfor, dersom det tredje legeme - eller det siste dersom det anvendes mer enn tre - er et Kozlowski-polyuretanskum som virker bare som en absorbent, vil en separat ikke-vandig fase ikke bli dannet, og det vil ikke være en strøm av en ikke-vandig fase i rørledning 27.1 stedet må den behandlede vandige fase måles, slik at når Kozlowski-polyuretanskummet blir fullstendig ladet med ikke-vandig fase (som vil indikeres ved en forhøyning i konsen-trasjon i den behandlede strøm 28), så fjernes det, og den ikke-vandige fase gjenvinnes fra det, typisk ved sentrifugering. For å unngå å måtte stanse bearbeidin-gen mens ikke-vandig fase gjenvinnes fra det ladede Kozlowski-polyuretanet, er det fordelaktig å anordne to behandlingsenheter i parallell, og som anvendes av-vekslende.

På lignende måte, dersom den innkommende vandige strøm 9 er tungt kontaminert med den ikke-vandige fase, kan det være nødvendig med mer enn tre polymermateriallegemer. Det nødvendige antall vil i stor grad bestemmes utfra det nivået av forurensning som er akseptabelt i avløpsvannet fra behandlingsenheten. Dersom den innkommende vandige strømning også inneholder fast materiale, så er det fordelaktig å anordne en ventileringsanordning 29 fra boks 2 slik at akkumulerte faststoffer kan fjernes periodisk.

Det kan også være nødvendig periodisk å inspisere det polymere materialet i det første kammeret, og det må erstattes dersom det blir tilstoppet med sus-penderte faststoffer med liten partikkelstørrelse i den vandige strømmen og som ikke er blitt skilt fra i et forbehandlingstrinn.

Denne enheten har den fordel at de små dråpene i den ikke-vandige fase når de løsner fra legemet av polymert materiale ganske enkelt fortsetter å stige opp og bort fra det, og det er bare den behandlede strømmen som beveger seg sidelengs.

På fig. 1 er strømningen av vandig emulsjon gjennom legemene av poly-uretanmateriale i behandlingstrinn i hovedsak horisontal. Det er også mulig å anordne behandlingstrinnene slik at strømmen går gjennom polyuretanlegemet stort sett vertikalt, i enten en oppoverrettet eller en nedoverrettet retning. En egnet be-handlingsenhet er vist på figur 2, hvor strømningen går gjennom i en oppoverrettet retning.

På fig. 2 er behandlingsenheten 40 som vist i hovedsak en enkelt struktur. På samme måte som den horisontale enhet kan den lages som én integral struktur eller av flere internt forbundne bokser. Vandig emulsjon kommer inn i bunnen av enheten gjennom en rørledning som ved 41 og inn i den første boks 43. Om ønsket kan det anordnes en drenering 42 for å ta seg av eventuelle faststoffer som akkumuleres i boks 43. Boksene alternerer så oppover: bokser 43, 45, 47 and 49 inneholder den vandige fase som strømmer gjennom behandlingsenheten, og bokser 44, 46 og 48 inneholder det polymere materialet med stort overflateareal. Oppfangningsbokser 50, 51, 52 og 53 er så lokalisert ved siden av hvert par av bokser. Konstruksjonen og driften av bokser 43, 44 og 50 skal angis som eksempel. Det polymere materiale er lokalisert på et gitter 54, så som en perforert metallplate, og mellom den ytre faste vegg 56A og den indre vegg 56B. Veggen 56B inkluderer en rekke perforeringer eller spalter tvers over boksen 43 like under gitteret 54. Toppoverflaten 57 av oppfangningsboksen 50 er fast. Når emulsjonen møter det mettede legeme av polymermateriallegeme 58, fortsetter den vandige fase mer eller mindre oppover gjennom det og inn i den neste boks. Om ønsket kan en andre perforert metallplate 55 være lokalisert over legemet av polymert materiale 58. Når det polymere materialet bryter emulsjonen, så tenderer de fraskilte små oljedråpene til å samle seg på dets lavere overflate, og er ikke tilbøye-lige til å perkolere gjennom den; de fraskilte små oljedråpene beveger seg sidelengs gjennom perforeringene eller spaltene i vegg 56B og inn i oppfangningsboksen 50. Fraskilt olje samler seg som en andre fase så som ved 59, og fjernes gjennom rørledningen 60. Strømning gjennom rørledning 60 reguleres igjen på hvilken som helst egnet måte, for eksempel ved hjelp av en flottørregulert automatisk ventil eller en tidssekvensert ventil. De to følgende enheter opererer på samme måte, for å tilveiebringe en strøm av behandlet vann inn i den følgende ovenforliggende boks og en oljestrøm i rørledninger 61 og 62.

Hvordan den siste boks 49 sammen med sin oppfangningsboks 53 opererer, avhenger av den mengde av olje som fremdeles er i den vandige emulsjons-strømmen som når den, og mengden av olje som kan aksepteres i den behandlede vannavløpsstrømmen 64. For å kunne skille fra eventuell fri olje i det innkommende vann tilveiebringes en egnet tråddukanordning mellom boks 49 og oppfangningsboks 53. Dersom det siste legeme av polymert materiale i boks 48 er Kozlowski-polyuretanskum som bare funksjonerer som et absorberingsmiddel, så skulle det ikke være noen strøm av fraskilt olje inn i oppfangningsboksen 53 og således ingen oljestrømning i røret 63. Alternativt, dersom det siste legeme av polymert materiale i boks 48 virker slik at det skiller fra ytterligere olje, så er det mulig at det kan være noen små oljedråper i vannet i boks 49. Disse fanges så opp i oppfangningsboksen 53, og gjenvinnes som en oljefase gjennom rørledning 63.

Som beskrevet inkluderer behandlingsenheten i henhold til fig. 2 tre poly-uretanlegemer. Hvor mange legemer som anvendes vil være bestemt av i hovedsak tre faktorer: Mengden av emulsjon som skal behandles, mengden av ikke-vandig materiale i emulsjonen og kvalitetsnivået som kreves i det utstrømmende behandlede vann. Det er derfor mulig at flere enn de tre viste enheter vil være nødvendig i noen tilfeller. Ettersom det ofte kreves at enheter av denne type kan anvendes enten under ugunstige betingelser eller under betingelser hvor bare minimalt tilsyn er mulig, er det foretrukket at antallet av behandlingsenheter som anvendes bør være flere enn det som analyser indikerer er nødvendig, slik at det oppnås en sikkerhetsmargin.

Ved gjennomføringen av denne oppfinnelsen er det, som angitt ovenfor, dersom det er nødvendig med et svært lavt nivå av ikke-vandig materiale i den vandige fasen, vanligvis ønskelig å anvende et Kozlowski-polyuretan i minst det siste behandlingstrinn. For det tidligere eller de tidligere trinn kan andre polymere materialer anvendes. Fig. 3 viser sammenlignende ytelsesdata for fem forskjellige polyuretanmaterialer. Disse data er basert på en enkelt gjennomgangstest, hvor en vandig oljeemulsjon ble ført gjennom et legeme av hvert skummateriale, og oljeinnholdet ved både inngang og utgang ble bestemt. I disse testene ble det anvendt et rør med 10 cm diameter og inneholdende fem kammere. Det andre og fjerde kammer som hvert hadde en lengde på ca. 4 cm, inneholdt testprøven av polyuretan. Det første, tredje og femte kammer var tomme, og hadde en lengde på ca. 0,8 cm. Strømmen gjennom testrørledningen var horisontal. Den anvendte emulsjon var 10W30 motorolje innblandet i vann under anvendelse av en sentri-fugalpumpe ved 3450 omdr. pr. minutt. Strømningsgraden var konstant ved 1,5 l/min.

På fig. 3 er avløpsoljenivået (vertikal akse) opptegnet mot inngangsoljeni-vået (horisontal akse), i ppm på begge akser.

De fem polyuretanmaterialene er identifisert som følger:

A: Kozlowski-polyuretanskum

B: polsterkvalitet-skumspon, sammensetning ukjent

C: Great Stuff™ polyuretanskum

D: Great Stuff™ ekspanderende polyuretanskum

E: All Direction Great Stuff™ polyuretanskum.

Produkt B er et standard kommersielt produkt tilgjengelig fra mange kilder; dets sammensetning er ikke kjent. Produktet ble levert av Eversoft Fibre and Foam Ltd. Produkter C, D og E er alle kommersielt tilgjengelige, og er fremstilt av Flexible Products Co., Joliet, Illinois, USA. Hovedkomponentene synes å være 4,4-difenylmetandiisocyant, en polyeter/polyol-blanding og et esemiddel. Som fig. 3 viser, så er alle disse produktene i stand til i betydelig grad å redusere oljeinnholdet i de testede systemer av olje og vann.

På figurer 4, 5, 6 og 7 er resultatene av lignende tester vist under anvendelse av andre polymere materialer, med et polyuretanskum inkludert for sam-menligning. I disse testene inneholdt sylinderen fire kammere pakket med det polymere materialet, strømningsgraden var 1,2 liter/minutt, og testoljen i emulsjonen var 10W30 motorolje. De anvendte testpolymerer var: på fig. 4, polyetylen;

på fig. 5, polyester;

på fig. 6, polystyren; og

på fig. 7, polypropylen.

Polyesteren og polyuretanet ble anvendt som skum; polyetylenet, polysty-renet og polypropylenet ble anvendt som små partikler med stort overflateareal og som tynnskårede flak (sponliknende) med en maksimal dimensjon på ca. 5 mm. I hvert forsøk ble blandingen av olje og vann ført gjennom sylinderen, og oljenivået ble målt før og etter behandling. Oljenivået i den vandige strømmen var ikke konstant.

På hver av figurene 4 - 7 er den horisontale akse tid i timer, og den verti-kale akse er i deler pr. million (ppm). Den venstre akse refererer til den behandlede vandige strøm, og den høyre akse til den ubehandlede vandige strøm; disse akser er ikke i samme skala. På hver figur er linjen A den innkommende vandige strømmen inneholdende olje, linjen B er etter behandling med polyuretan, og linjen C er etter behandling med testpolymeren. På hver figur viser disse linjer at mengden av olje som er igjen i den vandige strømmen henger sammen med mengden av olje som opprinnelig var til stede. Disse linjene viser også at av de testede materialer synes polyuretan å være mest effektivt, og reduserer oljenivået til generelt mindre enn et maksimum på ca. 50 ppm.

Claims

1. Kontinuerlig fremgangsmåte for separasjon av en vandig emulsjon som inkluderer en kontinuerlig vandig fase og en ikke-vandig dispers fase, for å tilveiebringe en første strøm som omfatter en gjenvunnet ikke-vandig fase, og for å tilveiebringe en andre strøm som omfatter en gjenvunnet vandig fase inneholdende et akseptabelt nivå av den ikke-vandige fase, karakterisert ved at den omfatter: (a) å føre en strøm av vandig emulsjon gjennom en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg i en første boks som har en motstående fast nedstrøms gjennomhullet sidevegg for å bringe strømmen av vandig emulsjon i kontakt med et første legeme av et partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal pakket i nevnte boks; (b) det første legeme av partikkelformig polymert skummateriale får mettes med den ikke-vandige fasen av emulsjonsstrømmen; (c) strømmen av vandig emulsjon får fortsette inntil en separat ikke-vandig fase og en behandlet vandig fase er blitt dannet; (d) separasjon av den fraskilte ikke-vandige fasen oppnådd i trinn (c) fra den behandlete vandige fase etter strømmen passerer gjennom den faste nedstrøms gjennomhullete sidevegg uten å stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms gjennomhullete sidevegg; (e) gjenvinning av den fraskilte ikke-vandige fasen oppnådd i trinn (d) uten å stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms gjennomhullete sidevegg; (f) gjenvinning av en strøm av behandlet vandig fase uten å stoppe strømmen av vandig emulsjon gjennom den faste oppstrøms gjennomhullete sidevegg; og (h) hvis nødvendig, gjentakelse av trinn (a) til (f) med minst én annen boks med en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg og en motstående fast nedstrøms gjennomhullet sidevegg for å bringe strømmen av behandlet vandig fase i kontakt med minst ett andre legeme av polymert skummateriale med et stort overflateareal pakket i minst én annen boks inntil det akseptable nivå av ikke-vandig fase er nådd i strømmen av gjenvunnet vandig fase.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at polymeren i det partikkelformige polymere skummaterialet velges fra gruppen som består av polyuretan, polypropylen, polystyren, polyester og polyetylen.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at polymeren i det partikkelformige polymere skummaterialet er polyuretan.

4. Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det anvendes et stort antall legemer av partikkelformig polymert skummateriale, at strømmen kommer i kontakt med hvert av dem i sekvens, og at fraskilt ikke-vandig fase gjenvinnes etter hvert legeme av partikkelformig polymert skummateriale.

5. Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det anvendes et stort antall legemer, at strømmen kommer i kontakt med hvert av dem i sekvens, og at fraskilt ikke-vandig fase gjenvinnes etter hvert legeme av partikkelformig polymert skummateriale med unntak av det siste, og at fraskilt vandig fase gjenvinnes fra det siste legemet.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det anvendes en sekvens av legemer avpolymere skummaterialer, idet minst det siste legeme av polymert skummateriale omfatter et Kozlowski-polyuretan.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den videre inkluderer forbehandlingstrinn, i hvilke trinn små dråper av ikke-vandig fase og som er store nok til å koalesere tillates å danne en fraskilt ikke-vandig fase; den fraskilte ikke-vandige fasen gjenvinnes, og den vandige fase gjenvinnes og anvendes som strømmen til den første boks.

8. Apparatur for å utføre en fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, apparaturen omfatter i kombinasjon minst et første kammer og et andre kammer, karakterisert ved at (a) det første kammeret inkluderer en første tilførselsanordning for å motta emulsjonsstrømmen til en første boks som opptar en del av rommet innen det første kammeret, den første boksen er pakket med et første legeme av partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal; nevnte første tilførselsanordninger omfatter en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg (12) av nevnte første boks; en motstående fast nedstrøms gjennomhullet (foraminous) sidevegg (13) som danner del av den første boksen, som separert emulsjon strømmer gjennom inn i et første separasjonskammer som omfatter resten av rommet innen det første kammeret. en første anordning for gjenvinning av ikke-vandig fase konstruert og arrangert for å gjenvinne separert ikke-vandig fase fra det første separasjons-rommet; og en første anordning for gjenvinning av vandig fase; og (b) det andre kammeret inkluderer: en andre tilførselsanordning for å motta emulsjonsstrømmen til en andre boks som opptar en del av rommet innen det andre kammeret, den andre boksen er pakket med et andre legeme av partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal, nevnte andre tilførselsanordning omfatter en fast oppstrøms gjennomhullet sidevegg (20) av nevnte andre boks; en motstående fast nedstrøms gjennomhullet (foraminous) sidevegg (22) danner del av den andre boksen, som separert emulsjon strømmer gjennom inn i et andre separasjonskammer som omfatter resten av rommet innen det andre kammeret. en andre anordning for gjenvinning av ikke-vandig fase konstruert og arrangert for å gjenvinne separert ikke-vandig fase fra det andre separasjons-rommet; og en andre anordning for gjenvinning av vandig fase.

9. Apparatur ifølge krav 8, som videre inkluderer mellom det første og andre kammeret minst et tredje kammer som sammen tilveiebringer en kontinuerlig strømningsvei, karakterisert ved at det minst tredje kammeret inkluderer en tredje tilførselsanordning for å motta emulsjonsstrømmen fra et umiddelbart tilstøtende kammer oppstrøms i strømningsveien til en tredje boks som opptar en del av rommet innen det tredje kammeret, den tredje boksen er pakket med et tredje legeme av partikkelformig polymert skummateriale med et stort overflateareal, nevnte tredje tilførselsanordning omfatter en fast gjennomhullet sidevegg av nevnte tredje boks; en motstående fast nedstrøms gjennomhullet (foraminous) sidevegg danner del av den tredje boksen, som separert emulsjon strømmer gjennom inn i et tredje separasjonskammer som omfatter resten av rommet innen det tredje kammeret. en tredje anordning for gjenvinning av ikke-vandig fase konstruert og arrangert for å gjenvinne separert ikke-vandig fase fra det tredje separasjons-rommet; og en tredje anordning for gjenvinning av vandig fase konstruert og arrangert for å levere den tredje vandige fasen til et umiddelbart tilstøtende kammer ned-strøms i strømningsveien.

10. Apparatur ifølge kravene 8 eller 9, karakterisert ved at i hvert kammer annet enn det første kammeret, omfatter tilførselsanordningen for å motta strømmen av vandig fase en felles gjennomhullet (foraminous) vegg som separerer to kammer.

11. Apparatur ifølge kravene 8, 9 eller 10, karakterisert ved at den vandige fasen strømmer gjennom kamrene i en grunnleggende horisontal retning.

12. Apparatur ifølge krav 8, 9 eller 10, karakterisert ved at den vandige fasen strømmer gjennom kamrene i en grunnleggende vertikal retning.

13. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 12, karakterisert ved at i hver boks er det polymere skummaterialet med høyt overflateareal det samme.

14. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 12, karakterisert ved at i hver boks er det polymere materialet med høyt overflateareal ikke det samme.

15. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 14, karakterisert ved at hvert polymere materiale med høyt overflateareal er valgt fra gruppen som består av polyuretan, polypropylen, polystyren, polyester og polyetylen.

16. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 15, karakterisert ved at det videre inkluderer en forbehandlingsenhet som har en tilførselsanordning for å motta strømmen av vandig emulsjon, en for-behandlingsboks og en gjenvinningsanordning for å overføre vandig fase til den første tilførselsanordningen i det første kammeret.