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Dokumentenidentifikation DE4117040C2 03.11.1994
Titel Verfahren zum Entfernen eines Ölfilms von einer Wasseroberfläche
Anmelder Lüth, Stefan, Dr., 80638 München, DE
Erfinder Lüth, Stefan, Dr., 80638 München, DE
Vertreter Hansmann, A., Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Vogeser, W., Dipl.-Ing.; Alber, N., Dipl.-Ing. Univ. Dipl.-Wirtsch.-Ing.Univ, Pat.-Anwälte, 81369 München; Boecker, J., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.- u. Rechtsanw., 65929 Frankfurt; Strych, W., Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 81369 München
DE-Anmeldedatum 24.05.1991
DE-Aktenzeichen 4117040
Offenlegungstag 21.01.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.11.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.11.1994
IPC-Hauptklasse B01D 17/022
IPC-Nebenklasse C02F 1/44   E02B 15/04   C09K 3/32   B01J 20/28   C02F 1/40   
Zusammenfassung Um einen schwimmenden Ölfilm von einer Wasseroberfläche zu entfernen, sind chemische Verfahren bekannt, mit allen damit verbundenen Nachteilen. Mechanische Verfahren konnten bisher nur ab einer gewissen, selten vorhandenen, Mindestdicke des Ölfilmes auf der Wasseroberfläche effizient eingesetzt werden. Um eine mechanische Entfernung auch bei geringer Dicke des Ölfilmes zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Ölfilm mit Stahlwolle oder feinen Stahlspänen in Kontakt zu bringen, die das Öl adhäsiv aufnehmen.
Durch Aufnahme der Stahlwolle bzw. Stahlspäne von der Wasseroberfläche und anschließendes mechanisches Entfernen des Öles von der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen wird ein Entnahmeprodukt erhalten, das weitestgehend aus Öl besteht und nur einen sehr geringen Wasseranteil aufweist.
Dabei kann/können die Stahlwolle bzw. die Stahlspäne sowohl lose als auch in jeder anderen brauchbaren Handhabungseinheit benutzt werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines schwimmenden Ölfilms von einer Wasseroberfläche.

Dabei schwimmt das Öl aufgrund der geringeren Dichte an der Oberfläche des Wassers als Ölfilm, sofern das Öl eine ausreichende Verweilzeit innerhalb des Wassers zum Aufsteigen an die Oberfläche zur Verfügung hatte.

Bisher sind für die Entfernung einer Ölschicht auf Wasser folgende Methoden - abhängig von der jeweiligen Ölmenge - angewandt worden:

  • - Absaugen des Öles, was jedoch den Nachteil eines hohen Wasserbestandteiles des abgesaugten Gemisches (bis 90%) aufweist,
  • - chemisches Binden des Öles mit Hilfe von Detergentien, was den Nachteil aufweist, daß diese Detergentien meist ihrerseits die Umwelt stark belasten,
  • - physikalisches Binden des Öles durch Bindemittel mit großer Oberfläche und relativ kleinem Volumen wie gemahlenem Torf, Holzmehl, Papier, Polyurethan oder Kork. Der Nachteil liegt hier in der mangelnden Weiterverwendbarkeit der mit Öl getränkten Bindemittel, deren umweltneutrale Entsorgung schwierig und teuer ist,
  • - Abfackeln des Öles, wobei der Nachteil in der Umweltverschmutzung der Umgebung durch Niedergehen eines ölartigen Regens liegt, und zusätzlich der Vorgang schwer steuerbar und bei Sturm überhaupt nicht möglich ist,
  • - biologischer Abbau des Öles, was mit dem Nachteil eines langsamen Ablaufes und hohen O&sub2;-Verbrauches (4 Kilogramm O&sub2; pro Kilogramm Öl) behaftet ist, weswegen es bei akut auftretenden Verschmutzungen nicht anwendbar ist,
  • - und die rein vorbeugende Errichtung von Ölsperren und Ölbarrieren mit Hilfe von Schwimmkörpern, die jedoch nur bei ruhigem Wasser annähernd wirksam sind.


Für das physikalische Binden des Öles ist es aus der DE-PS 33 43 965 bekannt, Fasern zum Entfernen eines Ölfilms von einer Wasseroberfläche einzusetzen, in dem das Öl aufgrund seiner höheren Adsorption an den Fasern haften bleibt, und nicht das Wasser.

Bei den Fasern handelt es sich jedoch um organische Fasern, die mit mineralischen Stoffen beschichtet sind, nicht um Metallfasern oder gar Stahlfasern.

Metallfasern oder gar Stahlfasern werden dabei nicht verwendet. Im Gegenteil wird zwar erwähnt, daß den beschichteten Fasern vor dem Einsatz Eisenspäne oder Eisenpulver beigemischt werden kann, welches in der gemeinsamen Masse mit gebunden wird. Jedoch wird der Einsatz dieser Eisenbestandteile ausschließlich deshalb benutzt, um die notwendige Entnahme der ölgetränkten Masse mittels Magnetwirkung realisieren zu können. An eine Adsorptionswirkung des Eisens im Hinblick auf das zu entfernende Öl wird gerade nicht berücksichtigt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie Vorrichtungen zu schaffen, die gegenüber bisher bekannten Methoden ohne Nachteile arbeiten und insbesondere bei geringeren Kosten und geringer Umweltbelastung durchzuführen sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wird das Öl mit Stahlwolle oder Stahlspänen gebunden, gegenüber welchem das Öl eine höhere Haftfähigkeit hat als das Wasser, so ergibt sich daraus zunächst der Vorteil, daß derartige Stahlwollen im Vergleich zu ihrem Volumen eine weitaus höhere Oberfläche besitzen als die meist granulatartigen, bisher verwendeten physikalischen Bindemittel. Zusätzlich dringt das Öl nicht in den Stahl ein, sondern lagert sich lediglich an dessen Oberfläche an, so daß eine spätere mechanische Abtrennung des anhaftenden Öles von den Stahlwollen möglich ist, wobei nur ein äußerst geringer Teil des Öles an der Stahlwolle zurückbleibt.

Dadurch, daß die Stahlwolle aus einem Material besteht, zu dem Öl eine höhere Adhäsion aufweist als das Wasser, tropft nach dem Abheben der Stahlwollen von der Wasseroberfläche von den Stahlwollen in sehr kurzer Zeit das angelagerte Wasser ab, während das Öl aufgrund seiner größeren Adhäsion daran haften bleibt. Weiterhin ist die Abnahme der Stahlwollen von der Oberfläche des Flüssigkeitsgemisches einfach aufgrund des Zusammenhaltes unter den Stahlwollen, die sich aufgrund ihrer Struktur selbsttätig ineinander verhaken.

Sowohl das Ausbringen der Stahlwollen als auch das Abnehmen der Stahlwollen von der Oberfläche der Flüssigkeit wird erleichtert, wenn die Stahlwollen gewirkartig ineinander verflochten sind.

Ein Material, welches bezüglich Öl eine höhere Adhäsion aufweist als gegenüber Wasser, ist Stahl, so daß als ein solches stahlwolliges Gewirk feine Stahlwolle eingesetzt werden kann, deren Stahlwollequerschnitt vorzugsweise in der Größenordnung von 1/10 000 mm² bewegt. Auch Kunstoff- Stahlwollen bzw. Gewirke hieraus können die entsprechenden Eigenschaften aufweisen.

Der Vorteil von Stahlwolle bzw. Spänen besteht in den relativ niedrigen Herstellungskosten und der Umweltverträglichkeit.

Wenn ein Teil der Stahlwolle nach dem Ausbringen auf die Ölschicht nicht mehr eingesammelt wird oder werden kann, so wird die Stahlwolle aufgrund ihrer großen Oberfläche sehr schnell korrodieren. Da weder der Oxidationsprozeß noch die Ablagerung von Eisenoxid in der Umwelt - in diesen Mengen - schädlich für die Umwelt sind im Vergleich zu den sonst eingesetzten Bindemitteln, ist selbst bei nur teilweiser Wiederverwendung der Stahlwollen dieses Verfahren sehr umweltfreundlich.

Der wesentliche Vorteil besteht jedoch darin, daß aufgrund der hohen Adhäsion zwischen Öl und Stahlwolle das Öl so stark an den Stahlwollen der Stahlwolle gehalten wird, daß die Ausbreitung einer begrenzten Ölschicht auf dem Wasser verhindert wird, sofern die Stahlwolle auch nahe genug an die Randbereiche der Ölschicht herangebracht wird. Beim Aufstreuen von Stahlwolle auf einen dünnen Ölfilm ist ein deutliches Zusammenziehen des Ölfilmes in Richtung auf die Stahlspäne zu beobachten. Aufgrund des mechanischen Zusammenhaltes der Stahlwollen innerhalb der Stahlwolle reichen die Abtriebskräfte des Öles auch nicht aus, die Stahlwollen der Stahlwolle voneinander zu trennen und abzutreiben.

Die Adhäsion des Öles an der Stahlwolle ist so groß, daß selbst große Gewichtsmengen an Stahlwolle in die Ölschicht eingebracht werden können, ohne in die Wasserschicht abzusinken. Die Haftungskräfte gegenüber dem Öl sind dabei offensichtlich stärker als die Gewichtskräfte, die normalerweise Stahlwolle im Wasser untergehen lassen würden.

Daher ist es möglich, daß bei dem beschriebenen Verfahren dünne Stahlwollen aus Stahl oder dünne Stahlwolle selbst ohne mechanische Schwimmhilfe einfach auf das Öl aufgestreut werden kann, ohne daß ein Absinken vor dem Abnehmen von der Flüssigkeitsoberfläche und dem Reinigen der Stahlwolle zu befürchten ist.

Auch beim Entnehmen der Stahlwolle und Weitertransportieren zu einer Trenneinrichtung entstehen keine Probleme, da in dieser Zeit, in der das Wasser von der Stahlwolle in ausreichendem Maße bereits abtropft, kaum Öl von der Oberfläche der Stahlwolle verlorengeht, bis in einem geeigneten Verfahrensschritt - mittels Abblasen durch Druckluft, Abschleudern durch hohe Querbeschleunigungen wie Zentrifugieren etc. - eine Entfernung und Sammlung des Öles von der Stahlwolle geschieht.

Dabei sind sowohl kontinuierlich ablaufende als auch diskontinuierlich ablaufende Verfahren, also wiederholtes Eintauchen einer bestimmten Stahlwolle-Masse in das Öl, denkbar. Im Hinblick auf die Effizienz des Verfahrens ist bei größeren aufzunehmenden Ölmengen ein kontinuierliches Verfahren zu bevorzugen, da hierbei weniger Totzeiten entstehen.

Ein reines Abgrenzen des Umfanges der Ölschicht gegenüber der öllosen Wasseroberfläche ist durch schwimmende Barrieren aus Stahlwolle ebenfalls möglich, da die Adhäsion des Öles an der Stahlwolle ein Hindurchtreten des Öles durch die Stahlwolle und Verlassen der Stahlwolle auf der dem Ölfilm abgewandten Seite nicht zuläßt. Da die Stahlwolle dabei in dem Bereich des Wassers aufgesetzt werden muß, in dem das Wasser noch nicht vom Öl bedeckt wird, sind hier Schwimmkörper mit der Stahlwolle zu verbinden, um deren Absinken im Wasser zu verhindern.

Bei dem von der Stahlwolle wieder entfernten Öl-Wasser-Gemisch ergeben sich dabei sehr geringe Wasseranteile von unter 20%. Ein so geringer Wasseranteil ist mit anderen Verfahren kaum möglich. Auch die Bindefähigkeit der Stahlwolle gegenüber dem Öl ist so hoch, daß mit 1 Gramm Stahlwolle bis zu 40 Gramm Öl gebunden und von der Wasseroberfläche abgenommen werden können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Stahlwolle, solange sie bei dem besagten Verfahren im Gebrauch ist, durch einen zurückbleibenden, geringfügigen Ölfilm weitestgehend gegen Korrosion geschützt bleibt, dagegen bei einem Zurücklassen in dem Flüssigkeitsgemisch ausreichend Sauerstoffkontakt besitzt, um relativ schnell zu korrodieren.

Für die Durchführung dieser Verfahren sind unterschiedliche Handhabungen der Stahlwolle möglich:

Die Stahlspäne oder Stahlwolle kann lose auf den Ölfilm ausgebracht und mit geeigneten Hilfsmitteln nach dem Benetzen durch das Öl wieder abgenommen und vom Öl befreit werden, welches aufgefangen und gesammelt wird. Je nachdem, ob die einzelnen Metall-Stahlwollen dabei sehr stark, wie bei Stahlwolle, oder weniger stark, wie bei kürzeren Stahlspänen, mechanisch miteinander verhakt sind, kann das Ausbringen durch Wurf- oder Streuverfahren einerseits oder Auslegeverfahren, beispielsweise von einem Boot aus, andererseits erfolgen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stahlwolle in Behälter mit entsprechend durchlässigen Außenwänden aufzunehmen, um dadurch größere, leicht handhabbare Pakete als Gebrauchseinheiten zu schaffen. Als Wandungen können Gitter mit möglichst großen Gitteröffnungen verwendet werden.

Die einfachste Möglichkeit besteht in dem Auflegen flacher derartiger Pakete, die sich am vorderen Ende eines Stieles befinden, auf die Ölschicht. Mit Hilfe des Stieles kann das Paket manuell oder maschinell anschließend wieder abgehoben und in eine Einrichtung zum Entfernen des Öles aus der Stahlwolle gebracht werden.

Für das Eingrenzen von Ölschichten bzw. das Weitertransportieren von Ölschichten auf der Wasseroberfläche an einen anderen Standort sind schlauchartige Barrieren einsetzbar, deren Querschnitt wenigstens teilweise mit dem Stahlwolle- Gewirk ausgefüllt ist. Aufgrund der notwendigen Höhe solcher Barrieren ergibt sich dabei ein Gesamtgewicht, welches nur durch Schwimmer an der Wasseroberfläche gehalten werden kann.

Für eine verbesserte Wirkung kann eine solche Barriere im Querschnitt aus nebeneinander liegenden Reihen von Stahlwolle und Schwimmkörpern bestehen, wobei jede zusätzliche Reihe die Wirksamkeit erhöht. Sofern dabei Stahlwolle und Schwimmer nur lose miteinander verbunden sind, wird die Handhabung der Stahlwolle-Anteile beim Entfernen des Öles verbessert, da dann ein Querbeschleunigen der Stahlwolle- Schläuche, ein Ausblasen von oben nach unten etc., leicht möglich ist.

Eine solche schlauchartige Gebrauchseinheit wird zum Abnehmen des Öles von der Wasseroberfläche am besten in endloser Form verwendet, wobei ein Teil des Schlauches auf der Wasseroberfläche schwimmt, und ein anderer Teil sich gerade in der Trennvorrichtung zum Entfernen des Öles von der Stahlwolle befindet, so daß durch einen permanenten Umlauf des Schlauches ein kontinuierliches Verfahren abläuft.

Als Gebrauchseinheiten können auch rotationssymmetrische Pakete aus Stahlwolle verwendet werden, die gegebenenfalls hohl ausgebildet sind. Diese Zylinder sind um ihre Symmetrieachse, die im wesentlichen senkrecht anzuordnen ist, schnell rotierend antreibbar, wobei die Lage des Paketes sowohl in der Höhe als auch in der Entfernung von der Trägereinheit, beispielsweise einem Boot, veränderbar ist.

Ein solcher senkrecht stehender Zylinder aus Stahlwolle kann mit Hilfe eines Auslegerarmes etc. von einem Boot aus in die Ölschicht eingetaucht und nach dem Benetzen der Stahlwolle mit dem Öl wieder herausgehoben werden. Die Entfernung des Öles geschieht am besten in einem an dem Außenumfang des Paketes angepaßten Behälter, der zumindest aus das Paket vollständig umschließenden Wänden besteht.

In einen solchen Behälter kann das benetzte Stahlwolle- Paket eingeführt und so schnell rotierend angetrieben werden, daß die Ölteilchen durch die Zentrifugalkräfte von der Stahlwolle weggerissen werden und gegen die Innenwände des Behälters prallen, an deren Innenwänden das Öl herabläuft und unten gesammelt wird. Falls verschiedene solcher Pakete nacheinander in dem gleichen Behälter zum Zentrifugieren eingebracht werden sollen, ist dieser Behälter vorzugsweise auf dem Boot oder einem anderem Standpunkt zu positionieren.

Denkbar ist jedoch auch die feste Zuordnung eines jeden Stahlwolle-Zylinders zu einem Behälter, der sich am Ausleger oberhalb des Paketes befindet, wobei das Stahlwolle- Paket entweder nach oben in den Behälter zurückgezogen werden kann - der dann lediglich einen Deckel, nicht jedoch einen Boden besitzt - und andererseits nach unten aus dem Behälter hervorgeschoben und in die Ölschicht eingetaucht werden kann. In diesem Fall entfällt die Rückführung des Stahlwolle-Zylinders auf die Ausgangsbasis, jedoch muß von jedem Behälter bzw. dessen Auffangrille am unteren Behälterende eine Abführmöglichkeit für das entfernte Öl geschaffen werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die beschriebenen rotationssymmetrischen Walzen vertikal anzuordnen und mehrere solche Walzen wiederum um eine horizontale Zentralachse herum anzuordnen. Die gesamte Gebrauchseinheit wird dann so über der Flüssigkeit gehalten, daß wenigstens die am tiefsten liegende Walze in das Öl eintaucht und durch langsame Rotation rundum mit Öl benetzt wird. Danach wird die gesamte Einheit um die Zentralachse herum weitergedreht, so daß die benetzte Walze aus der Flüssigkeit gehoben wird. Sobald sich diese benetzte Walze ausreichend lange über der Flüssigkeit befunden hat, um das Wasser abtropfen zu lassen, wird sie schnell in Rotation versetzt, um das Öl abzuschleudern. Bei einer hohlen Walze kann dies - wie bei den anderen Vorrichtungen auch - durch das Abblasen mittels Druckluft ersetzt oder zumindest unterstützt werden. Hierzu muß sich die Walze in einem ausreichend geschlossenen Behälter befinden, an dessen Innenwänden das abzentrifugierte Öl gesammelt wird. Auch eine solche Vorrichtung kann kontinuierlich, zum Beispiel am vorderen Ende eines Auslegers von einem Boot aus, betrieben werden.

Anhand der Figuren werden einige Ausführungsformen gemäß der Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein einzelnes Paket aus Stahlwolle,

Fig. 2 eine magnetische Ausbring- und Entnahmevorrichtung für lose Stahlwolle,

Fig. 3 einen senkrecht rotierenden Stahlwolle-Zylinder,

Fig. 4 eine Einheit mit waagrechten, rotierenden Stahlwolle-Walzen,

Fig. 5 eine hohlzylindrische, vertikal rotierende Stahlwolle-Walze,

Fig. 6 ein Boot mit endlos umlaufendem Stahlwolle-Schlauch und

Fig. 7 eine Detaildarstellung im Zusammenhang mit dem Stahlwolle-Schlauch.

Fig. 1 zeigt ein flaches Paket 3, bestehend aus einem Gitterkorb 1, in welchem sich Stahlwolle 2 befindet. An der Oberseite des Paketes 3 ist ein Stiel 4 befestigt, mit dessen Hilfe das Paket 3 in das Öl 6 auf dem Wasser 5 getaucht und anschließend abgehoben werden kann, um in einer Trennstation von dem Öl befreit zu werden.

Je nach dem Gewicht des Gitterkorbes 1 und der Höhe der Füllung aus Stahlwolle 2 muß das Paket 3 mit Hilfe des Stieles 4 entweder bis zum vollständigen Bedecken mit dem Öl 6 nach unten gedrückt oder gegen ein Absinken gehalten werden, was bei kleinen Ölmengen in der Regel manuell, bei größeren Ölmengen maschinell geschehen wird.

Der Stiel 4 kann mit Hilfe schnell lösbarer Verbindungsvorrichtungen am Paket 3 befestigt sein, so daß die ölgetränkten Pakete 3 auf einem Transportband oder ähnlichem abgelegt werden können, um automatisch in einer in Fig. 1 nicht dargestellten Trennstation bearbeitet zu werden.

Fig. 2 zeigt ein Boot 8, auf welchem bei größeren Ölmengen auf dem Wasser mit Hilfe eines magnetischen Förderbandes 7 lose Stahlwolle ausgebracht und im ölbenetzten Zustand wieder eingesammelt und vom Öl getrennt werden kann.

Das magnetische Förderband 7 erstreckt sich vom Boot aus schräg nach unten bis in das Öl hinein, wobei beispielsweise auf die Oberseite des Förderbandes 7 laufend Stahlwolle oder Stahlspäne aufgebracht werden. Aufgrund der magnetischen Oberfläche des Förderbandes rutschen diese Späne nicht sofort in die Flüssigkeit ab, sondern werden gleichmäßig verteilt mittels des Förderbandes 7 in diese eingebracht und beim Durchlaufen des Ölfilmes mit Öl benetzt.

Entlang der Unterseite des Förderbandes wird die benetzte Stahlwolle aus dem Wasser gehoben, wobei das anhaftende Wasser vor dem Erreichen des Bootes weitestgehend abtropft. Kurz vor dem oberen Ende des Förderbandes 7 wird die Stahlwolle durch Entmagnetisieren des Förderbandes und/oder einen entsprechenden Abstreifer 31 abgenommen und auf die Oberseite eines im wesentlichen waagrecht verlaufenden, umlaufenden Gitterbandes 10 aufgelegt. Dieses Gitterband 10 bewegt sich unter Druckluftdüsen 9 hindurch, die von oben her gegen das Gitterband 10 und damit die aufgelegte Stahlwolle 2 gerichtet sind, und das anhaftende Öl von der Stahlwolle abblasen in eine unter dem Obertrum des Gitterbandes 10 angeordnete Ölwanne.

Anstelle der losen Stahlwolle kann hier auch ein entsprechend dimensioniertes und durch Drahtgitter etc. ummanteltes Stahlwolle-Band eingesetzt werden. Allerdings erlaubt lose Stahlwolle ein unter Umständen schnelleres Ausbringen auf dem Ölfilm, um dessen weitere Ausbreitung zu verhindern. Die Entnahme und Reinigung der Stahlwolle kann dann mit Hilfe der in Fig. 2 beschriebenen Fördereinrichtung vollzogen werden, wofür ein größerer Zeitraum zur Verfügung steht.

Das in Fig. 3 dargestellte Verfahren funktioniert dagegen ausschließlich mit Stahlwolle 2, die durch begrenzende Gitter etc. am Umfang zusammengehalten wird und eine rotationssymmetrische Form, beispielsweise einen Zylinder 14, bildet. Der Zylinder 14 befindet sich am unteren Ende einer Achse 15, die sich mit seiner Symmetrieachse deckt.

Der Zylinder 14 paßt in einen unten offenen Behälter 12, durch dessen Deckel sich auch die Achse 15 erstreckt.

Dieser Behälter 12 wird über die Flüssigkeit gebracht, und der Zylinder 14 mit der Stahlwolle 2 mittels der Achse 15 nach unten aus dem Behälter 12 herausgeschoben und in das Öl 6 auf dem Wasser 5 eingetaucht, wie in Fig. 1 dargestellt.

Dabei kann der Zylinder 14 langsam drehend mittels der senkrechten Achse 15 angetrieben werden, um eine gleichmäßige Benetzung der Stahlwolle 2 mit dem Öl 6 zu erreichen. Anschließend wird die Achse und damit der Zylinder 14 in den Behälter 12 zurückgezogen, bis sich der Zylinder 14 vollständig innerhalb des Behälters 12 und oberhalb der Auffangrinne 16 befindet, die sich am unteren Ende der Wände 13 des Behälters 12 umlaufend und nach innen gerichtet befindet, wie in Fig. 3c dargestellt.

Durch schnell rotierendes Antreiben der Achse 15 wird das in dem Zylinder 14 gehaltene Öl 6 herausgeschleudert und prallt gegen die Innenseite der Wände 13, an denen es in die Auffangrinne 16 herabläuft und abgeführt werden kann.

Durch wiederholtes Eintauchen in den Ölfilm, unter Umständen an verschiedenen Stellen der Wasseroberfläche, kann damit das Öl 6 weitestgehend entfernt werden.

Eine kontinuierliche Vorgehensweise zeigt Fig. 4, in der die Stahlwolle 2 in waagrecht gelagerten, drehbar antreibbaren Walzen 23 bis 26 gehalten wird, die ebenfalls von einem Gitter oder anderen durchlässigen Wänden entlang ihres Umfanges zusammengehalten werden. Diese Walzen 23 bis 26 sind wiederum um eine Zentralachse 18 drehbar angeordnet, und gegeneinander durch bezüglich der Zentralachse 18 radiale Trennwände 20 voneinander getrennt.

Die obere Hälfte dieser waagrechten Einheit ist von einer etwa halbzylindrischen Kuppel 19 abgedeckt. Im Inneren der Einheit befindet sich eine ebenfalls im wesentlichen waagrecht verlaufende Auffangrinne 22, die auf der Oberseite eine solche Öffnungsweite aufweist, daß die neben einer im höchsten Punkt positionierten Walze angeordneten Trennwände 20 mit ihren inneren, freien Enden 21 oberhalb der Auffangrinne 22 enden.

Dadurch ist es möglich, eine solche Einheit beispielsweise mittels Auslegern von Schiffen aus so über dem Wasser entlang zu bewegen, daß die am tiefsten liegende Walze wenigstens etwas in die Schicht aus Öl 6 eintaucht und durch langsame Drehung um ihre Symmetrieachse 17 während dieses Eintauchens vollständig vom Öl 6 benetzt wird. Die jeweils im höchsten Punkt der Einheit befindliche Walze wird dagegen schnell rotierend angetrieben, so daß das an der Stahlwolle 2 anhaftende Öl gegen die Innenseite der Kuppel 19 oder die radialen Trennwände 20 geschleudert wird. Von dort aus läuft das Öl 6 in die im Zentrum der Einheit angeordnete Auffangrinne 22, von der aus es in einem Sammelbehälter abgeführt wird.

Fig. 5 zeigt demgegenüber eine kontinuierlich arbeitende Einheit mit einem einzelnen, waagrecht gelagerten Hohlzylinder 27, dessen Umfangsflächen aus einer relativ dünnen Schicht Stahlwolle bestehen, die wiederum zwischen inneren und äußeren Zylinderwänden 32, 33 aus einem Gitter etc. gehalten sind. Dieser Hohlzylinder 27 ist mit Hilfe von Schwimmern 36 etc. so über der Wasseroberfläche geführt, daß sein unterer Teil in die Ölschicht eintaucht und durch langsames Rotieren des Hohlzylinders 27 das Öl 6 aus dem Wasser hebt. In der Nähe des höchsten Punktes dieses Hohlzylinders bewegt sich die Schicht aus Stahlwolle 2 unmittelbar unter Druckluftdüsen 29 hindurch, die, mit vergleichsweise niedrigem Druck von wenigen Atmosphären, Luft von oben nach unten durch die Stahlwolle 2 pressen und dadurch das anhaftende Öl 6 in eine dem Zentrum des Zylinders 27, unterhalb der Druckluftdüsen 29 angeordnete Auffangrinne 28 blasen.

Zusätzlich befindet sich ein Abstreifer zwischen der Seitenwand der Auffangrinne 28 aus in Anlage an der inneren Zylinderwand 32, um das nach dem Abblasen dort gesammelte Öl ebenfalls in die Auffangrinne abzustreifen. Die Schwimmer 36 können sich dabei innerhalb des Hohlzylinders 27 unter der Auffangrinne 28 befinden oder auch außerhalb des Hohlzylinders 27 an dessen Stirnflächen.

Die Drehgeschwindigkeit des Hohlzylinders bis 20 Umdrehungen pro Minute, abhängig vom Durchmesser des Hohlzylinders 27, da vom Verlassen der Stahlwolle aus der Ölschicht bis zum Erreichen der Druckluftdüsen 29 wenigstens 10 Sekunden für das Abtropfen des Wassers vergehen sollten. Aus diesem Grund sollte sich die freie obere Fläche der Auffangrinne 28 nur über einen relativ geringen Teil des Durchmessers des Hohlzylinders 27 unterhalb der Druckluftdüsen 29 erstrecken, um ein Abtropfen des Wassers in die Auffangrinne möglichst zu vermeiden.

Auf diese Art und Weise kann der Wassergehalt des gesammelten Öles auf unter 25% gesenkt werden.

Fig. 6 zeigt den Einsatz eines endlosen Schlauches oder Bandes aus Stahlwolle von einem Entsorgungsschiff 34 aus. Auf dem Schiff 34 befindet sich eine Trennstation 63, welche von dem Schlauch 46 durchlaufen wird. Vor und hinter der Trennstation 38 befindet sich wenigstens eine Umlenkrolle 45, von denen wenigstens eine als Antriebsrolle dient. Wenigstens eine weitere Umlenkrolle 43 befindet sich außerhalb des Schiffes 34 an einem Ausleger 44 auf der Wasseroberfläche.

Spätestens auf dem Wege des Rücklaufes von der außenliegenden Umlenkrolle 43 zum Schiff taucht der Schlauch 46 in die Ölschicht, so daß die im Schlauch enthaltene Stahlwolle mit dem Öl, welches auf der Wasseroberfläche schwimmt, benetzt wird.

Durch den Umlauf des Schlauches 46 gelangt die mit Öl benetzte Stahlwolle des Schlauches in die Trennstation 63 auf dem Schiff.

Wie in Fig. 7 dargestellt, handelt es sich dabei um eine Schleuderkammer 69, in welcher der Schlauch 46 durch eine Pleuelstange 40 oder auch einen Exzenter etc. so stark querbeschleunigt wird, daß das daran haftende Öl weggeschleudert wird und auf die Innenseiten der weitgehend geschlossenen Schleuderkammer 69 auftrifft und sich an deren Boden sammelt und abgeführt wird.

Zusätzlich oder auch an Stelle einer solchen Schleuderkammer kann der Schlauch 46 auch die Ausblaskammer durchlaufen, die ebenfalls - bis auf die Ein- und Auslaßöffnungen für den Schlauch 46 - weitgehend geschlossen ist. Innerhalb der Ausblaskammer wirken von oben her Druckluftdüsen auf den Schlauch 46 ein, mit deren Hilfe das Öl von der Stahlwolle abgeblasen wird. Anstelle der Druckluftdüsen bzw. ergänzend zu diesen können in der Gegenrichtung Unterdruck-Düsen an der Stahlwolle des Schlauches angreifen und das Öl absaugen.

Welche Trennmethode anzuwenden ist, wird durch die zur Verfügung stehenden Umgebungsmöglichkeiten und auch die Querschnittsform des verwendeten Schlauches bestimmt. Bei rundem Schlauchquerschnitt kann das Querbeschleunigen durch Exzenter oder Pleuelstange gut angewandt werden, sofern der Schlauch, also dessen gitterartige Umhüllung, ausreichend elastisch ist.

Das Ausblasverfahren ist dagegen dann am besten geeignet, wenn der Querschnitt der Stahlwolle 2 im Schlauch 46 in Querrichtung möglichst konstant bleibt, also beispielsweise bei einem Rechteckquerschnitt des Schlauches.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Entfernen eines schwimmenden Ölfilms von einer Wasseroberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - der Ölfilm mit Stahlwolle oder feinen Stahlspänen in Kontakt gebracht wird zum Aufnehmen des des Öles durch Adhäsion an der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen,
    2. - die benetzte Stahlwolle bzw. Stahlspäne von der Wasseroberfläche aufgesammelt und
    3. - das Öl von der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen entfernt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwolle bzw. Stahlspäne lose auf den Ölfilm ausgebracht und kontinuierlich oder diskontinuierlich mit geeigneten Hilfsmitteln wieder aus der Flüssigkeit entnommen und vom Öl befreit wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des Öles von der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen durch Zentrifugieren, schnelles schütteln, Abblasen mit Druckluft oder Absaugen mit Unterdruck geschieht.
  4. 4. Vorrichtung, insbesondere zu Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwolle bzw. Stahlspäne von gitterartigen Wandungen mit großen Durchlässen zu Gebrauchseinheiten zusammengehalten wird.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebrauchseinheit die Gestalt eines flachen Paketes (3) mit einem nach oben ragenden Stiel (4) zum manuellen oder maschinellen Führen des Paketes (3) besitzt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebrauchseinheit die Form eines Schlauches (46) aufweist, dessen Querschnitt mindestens teilweise mit Stahlwolle bzw. Stahlspänen gefüllt ist und wobei der Schlauch (46) mit Hilfe von Schwimmern an der Wasseroberfläche im Öl (6) schwimmt.
  7. 7. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (46) endlos ausgebildet ist und umlaufend angetrieben ist, wobei ein Teil des Schlauches (46) auf der Wasseroberfläche schwimmt und ein anderer Teil in einer Trennvorrichtung (63) zum Trennen des Öles von der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen mittels Querbeschleunigung oder Abblasen zum Wiedereinsatz aufbereitet wird.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebrauchseinheiten die Form eines aufrechtstehenden rotationssymmetrischen, gegebenenfalls hohlen Zylinders (14) aufweist, welches um die im wesentlichen senkrecht stehende vertikale Symmetrieachse (15) schnell rotierend antreibbar ist, und in einem zumindest seitlich umfaßenden Behälter (12) mit am unteren Rand umlaufender Auffangrinne (16) angeordnet ist und aus diesem vollständig nach unten ausfahrbar ist.
  9. 9. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Zylinders (14) aus dem umfassenden Behälter (12) nach unten in das Öl (6) getaucht wird, bis das gesamte Stahlwolle bzw. Stahlspäne mit Öl benetzt ist, anschließend nach oben in den Behälter (12) zurückgezogen und so schnell rotierend angetrieben wird, daß das an der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen anhaftende Öl gegen die Innenwände des Behälters (12) geschleudert und über die Auffangrinnen (16) abgeführt wird, wobei bei hohlzylindrischer Gestaltung des Zylinders (14) eine Unterstützung durch Druckluftdüsen vom Hohlraum des Zylinders (14) her vorhanden sein kann.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Gebrauchseinheit aus wenigstens einer rotationssymmetrischen Walze (23-26) mit im wesentlichen horizontalen Symmetrieachse besteht, die schnell rotierend um ihre horizontale Achse antreibbar ist, und wobei mehrere solcher Walzen (23-26) um eine horizontale Zentralachse (18) herum angeordnet sind, um welche die gesamte Einheit drehbar antreibbar ist und so über die Flüssigkeiten gebracht werden kann, daß wenigstens die am tiefsten liegende Walze (23, 24, 25 bzw. 26) in das Öl (6) eintaucht.
  11. 11. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß sich die gesamte Einheit langsam um die Zentralachse (18) dreht, wobei die momentan im Öl (6) befindliche, am tiefsten liegende Walze (23-26) langsam rotiert, um möglichst vollständig mit Öl benetzt zu werden, die momentan im oberen Bereich befindlichen Walzen (23-26) schnell rotierend angetrieben werden zum Abschleudern des aufgenommenen Öles, welches durch geeignete Auffang- und Leitvorrichtungen gesammelt und abgeführt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen des Öles von der Stahlwolle bzw. den Stahlspänen zusätzlich durch Abblasen mittels Druckluft unterstützt wird.






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