Arten von Ölabscheidern und ihre Funktionsweise
Ölskimmer Öl, das auf dem Wasser schwimmt, wird entfernt, um es zur Wiederverwertung, Aufbereitung oder Entsorgung zu lagern. Obwohl alle Skimmer im Prinzip dieselbe Aufgabe erfüllen, unterscheiden sich die Bauarten bei der Ölgewinnung. Einige lassen die Oberflächenschicht über ein Wehr fließen, während andere ölanziehende Trommeln, Scheiben, Bürsten oder Bänder verwenden. Saugskimmer leiten Oberflächenflüssigkeiten direkt in ein Rückgewinnungssystem.
Die richtige Auslegung hängt von der Ölart, der Dicke des Ölteppichs, den Wasserbedingungen, Ablagerungen, der Ausbringungsmethode sowie den verfügbaren Pumpen und Speicherkapazitäten ab. Das Verständnis der Funktionsweise der einzelnen Mechanismen erleichtert die Auswahl eines Systems, das Förderrate, Ölselektivität und praktische Anforderungen vor Ort optimal vereint.
Was ist ein Ölabscheider?
Ein Ölabscheider ist ein mechanisches Gerät, das Öl von der Wasseroberfläche auffängt. Ölabscheider werden bei der Bekämpfung von Ölverschmutzungen in Flüssen, Seen, Häfen, Küstengewässern und auf See eingesetzt. Fest installierte oder montierte Systeme können auch unerwünschtes Öl aus Tanks, Gruben, Lagunen und industriellen Prozesswässern entfernen.
Ein Skimmer ist nur ein Bestandteil eines Rückgewinnungssystems. Je nach Anwendung kann die komplette Anlage auch einen Auffangarm, eine Pumpe oder Vakuumquelle, Schläuche, ein Aggregat und einen Zwischenspeicher umfassen. Jede Komponente muss mit der Viskosität des zurückgewonnenen Produkts und der erforderlichen Förderdistanz kompatibel sein.
So funktionieren Ölabscheider
Die meisten Ölabscheider nutzen das Verhalten von Öl an der Öl-Wasser-Grenzfläche. Viele Erdölprodukte haben eine geringere Dichte als Wasser und neigen daher dazu, zu schwimmen und eine Oberflächenschicht zu bilden. Die Dichte ist jedoch nicht der einzige Faktor. Öl und Wasser vermischen sich nicht ohne Weiteres, und die Grenzflächenspannung trägt dazu bei, die Flüssigkeiten getrennt zu halten und beeinflusst gleichzeitig die Ausbreitung des Öls zu einem Ölteppich. Verwitterung, Emulgierung, Sedimentation und Turbulenzen können dieses Verhalten verändern, sodass nicht jedes ausgelaufene Produkt eine saubere, gleichmäßige Schicht bildet.
Die Oberflächenchemie bestimmt auch, wie eine Flüssigkeit ein festes Material benetzt. Oleophile Oberflächen weisen eine stärkere Affinität zu Öl als zu Wasser auf. Wenn eine oleophile Trommel, Scheibe, ein Band oder eine Bürste durch einen Ölfilm fährt, überzieht Öl die Auffangfläche. Abstreifer oder Wischer entfernen das Öl und leiten es in einen Auffangbehälter. Dieses selektive Verfahren ermöglicht in der Regel die Gewinnung einer höheren Ölkonzentration als ein Gerät, das die gesamte Oberflächenschicht erfasst.
Überlauf- und Saugskimmer funktionieren nach einem anderen Prinzip. Ein Überlauf wird an oder knapp unterhalb der Öl-Wasser-Grenzfläche positioniert, sodass die Oberflächenschicht in einen Trichter fließt. Ein Saugkopf nutzt Unterdruck, um Oberflächenmaterial in einen Schlauch zu saugen. Diese nicht-selektiven Verfahren ermöglichen eine hohe Gesamtflüssigkeitsausbeute, können aber auch mehr Wasser zusammen mit dem Öl aufnehmen.
Der Ölgewinnungspfad
- Das Öl sammelt sich dort an, wo der Skimmer damit in Kontakt kommt.
- Der Skimmerkopf sammelt den Ölfilm durch Überlauf, Anhaften oder Absaugen auf.
- Durch Abstreifer, Schaber, Schwerkraft oder Saugen wird die aufgefangene Flüssigkeit in einen Sammelbehälter oder Schlauch befördert.
- Eine Pumpe oder Vakuumquelle befördert das Öl oder das Öl-Wasser-Gemisch in einen Zwischenspeicher.
- Das zurückgewonnene Material wird gemäß dem Notfallplan und den geltenden Vorschriften getrennt, recycelt, behandelt oder entsorgt.
Die wichtigsten Arten von Ölabscheidern
Ölabscheider lassen sich nach ihrem Rückgewinnungsmechanismus gruppieren. Innerhalb jeder Gruppe können Größe, Materialien, Pumpsysteme und Einsatzkonfigurationen stark variieren.
Wehrskimmer
Ein Überlaufskimmer entfernt die oberste Flüssigkeitsschicht. Öl und etwas Wasser fließen über eine verstellbare oder selbstjustierende Kante in einen zentralen Trichter, von wo aus die aufgefangene Flüssigkeit in einen Speicher gepumpt wird. Da jede Flüssigkeit an der Oberfläche den Überlauf passieren kann, gelten diese Skimmer als nicht selektiv.
- Nützlich, wenn eine hohe Gesamtflüssigkeitsausbeute wichtig ist oder wenn das Öl zu dickflüssig oder zu unregelmäßig für eine selektive Oberfläche ist.
- Kann viele Öle verarbeiten, die flüssig genug bleiben, um über das Wehr zu fließen.
- Kann erhebliche Wassermengen sammeln, insbesondere bei Wellengang oder wenn das Wehr zu niedrig eingestellt ist.
- Schwimmende Ablagerungen können den Einlass oder die nachgeschaltete Pumpe beeinträchtigen.
Siehe Elastecs Ölabscheider mit Überlauf.
Trommelabschäumer
Trommelskimmer nutzen rotierende, ölabsorbierende Trommeln, die die Ölschicht durchfahren. Das Öl haftet an der Trommeloberfläche, während ein Großteil des Wassers abfließt. Abstreifer entfernen das Öl und leiten es in eine Auffangwanne, von wo es in den Lagerbehälter gepumpt wird.
- Durch selektive Wasserrückgewinnung kann die Menge des in Speichern geleiteten Wassers reduziert werden.
- Glatte, gerillte oder austauschbare Auffangflächen können an verschiedene Öle und Betriebsbedingungen angepasst werden.
- Die Leistung hängt von der Ölviskosität, der Ölfilmdicke, der Trommeldrehzahl und der Fähigkeit des Öls ab, die Trommeln zu erreichen.
Siehe Elastecs Fassölskimmer.
Grooved Disc Skimmer
Scheibenskimmer nutzen eine Reihe rotierender, ölanziehender Scheiben. Während sich die Scheiben durch den Ölfilm bewegen, überzieht Öl ihre Oberflächen. Abstreifer entfernen das Öl bei jeder Umdrehung und leiten es in einen Auffangbehälter. Mehrere Scheiben bieten eine große Sammelfläche in einem kompakten Skimmerkopf, während Rillen die Oberfläche, die Öl aufnehmen kann, zusätzlich vergrößern.
- Die selektive Wassersammlung begrenzt im Allgemeinen die Rückgewinnung von überschüssigem Wasser.
- Die Geometrie der Scheibe und die Drehzahl sollten auf das Öl und die Betriebsbedingungen abgestimmt sein.
- Für einen reibungslosen Betrieb sind die Beseitigung von Ablagerungen und die regelmäßige Inspektion der Schürfkübel wichtig.
Siehe Elastecs gerillte Scheibenskimmer.
Bürstenabschäumer
Bürstenabschäumer sammeln Öl an Reihen ölliebender Borsten. Die Bürsten rotieren durch den Ölfilm und werden beim Zurückkehren zum Abschäumer gekämmt oder abgeschabt, wodurch das aufgefangene Öl in einen Auffangbehälter geleitet wird. Die Steifigkeit und der Abstand der Bürsten beeinflussen die Ölarten, die der Abschäumer verarbeiten kann.
- Oftmals geeignet für zähflüssige, verwitterte oder emulgierte Öle, die an den Borsten haften bleiben.
- Kann als eigenständige Einheit konfiguriert, in ein Schiff integriert oder an ein anderes Skimmer-Design angepasst werden.
- Bei Arbeiten in der Nähe von Verunreinigungen müssen Borsten und Reinigungskomponenten überprüft werden.
Siehe Elastecs Bürstentrommel-Skimmer.
Gürtelabschäumer
Bandskimmer bewegen ein kontinuierliches ölsaugendes Band durch das Öl. Das Band transportiert das Öl aus dem Wasser, und ein Abstreifer oder eine Auswringvorrichtung befördert es in einen Sammelbehälter oder Tank. Kleine, fest installierte Bandskimmer sind in industriellen Anwendungen weit verbreitet, während größere schwimmende oder vorschiebende Bandsysteme bei der Bekämpfung von Ölverschmutzungen eingesetzt werden können.
- Das Förderband kann bis in Tanks, Gruben oder beengte Bereiche reichen, wo die Antriebseinheit oberhalb der Flüssigkeit bleiben muss.
- Material und Oberflächenbeschaffenheit des Riemens können an unterschiedliche Öle und Temperaturen angepasst werden.
- Ausrichtung, Spannung, Zustand des Abstreifers und Ablagerungen beeinflussen den Betrieb.
Siehe Elastecs FilterBelt Ölabscheider.
Saug- und Vakuumskimmer
Saugskimmer nutzen einen schwimmenden Kopf oder ein Aufnahmewerkzeug, das mit einer Pumpe oder einem Vakuumsystem verbunden ist. Der Bediener positioniert den Einlass an der Öl-Wasser-Grenzfläche, und der Unterdruck saugt die Oberflächenflüssigkeit durch einen Schlauch in einen Auffangbehälter. Da das System alles auffängt, was in den Einlass gelangt, ist es nicht selektiv.
- Tragbar und nützlich dort, wo ein Schlauch an angesammeltes oder eingeschlossenes Öl heranreicht.
- Kann Öl, Wasser und kleine Verunreinigungen zusammen auffangen, was den Bedarf an Lagerung und Trennung erhöht.
- Schlauchdurchmesser, Saughöhe, Pumpenkompatibilität und Verstopfungsgefahr müssen berücksichtigt werden.
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Schwimmende, feste und vorwärtsfahrende Skimmer
Der Sammelmechanismus ist nur ein Aspekt bei der Auswahl des Skimmers. Auch die Einsatzkonfiguration spielt eine Rolle.
- Schwimmende Skimmer arbeiten an der Wasseroberfläche und können mit Leinen gehalten, vom Ufer aus eingesetzt oder von einem Schiff aus bedient werden.
- Fest installierte oder montierte Ölabscheider verbleiben zur routinemäßigen Ölentfernung in einem Tank, einer Grube, einem Separator oder einem anderen kontrollierten Ort.
- Stationäre Ölabscheider sammeln Öl, das durch Ausleger, Strömung oder manuelle Positionierung zum Abscheiderkopf gelangt.
- Vorrückende Ölabscheider bewegen sich durch den Ölteppich oder nutzen die Schiffsbewegung, um Öl in das Rückgewinnungssystem zu befördern. Ihre Leistung hängt stark von der Begegnungsrate und der Betriebsgeschwindigkeit ab.
Wie man den richtigen Ölabscheider auswählt
Beginnen wir mit den Bedingungen, unter denen das gesamte Rückgewinnungssystem funktionieren muss. Die folgenden Faktoren beeinflussen sowohl die Wahl des Skimmers als auch dessen Leistung im praktischen Einsatz.
- Öleigenschaften. Produktart, zu erwartende Viskosität, Witterungsbeständigkeit, Emulgierfähigkeit und Betriebstemperatur angeben.
- Ölfilmdicke und Auftreffrate. Ein Skimmer kann Öl nicht schneller auffangen, als es seine Auffangfläche erreicht.
- Wasserbedingungen. Wellen, Strömung, Wind und Schiffsbewegungen können die Einlassposition verändern, die Wasseraufnahme erhöhen und Öl vom Skimmer wegbewegen.
- Treibgut und Eis. Schwimmendes Material kann Wehre verstopfen, Bürsten oder Scheiben verschmutzen und Schläuche oder Pumpen verstopfen.
- Erforderliche Ölselektivität. Begrenzte Speicherkapazität oder nachgelagerte Trennkapazität können ein System begünstigen, das die Wasseraufnahme minimiert.
- Kompatibilität von Pumpe und Schlauch. Die geförderte Flüssigkeit muss die Pumpe und den Förderschlauch mit der erwarteten Viskosität und Förderhöhe passieren.
- Speicherkapazität. Die Gesamtrückgewinnung von Flüssigkeiten, nicht nur von Öl, bestimmt, wie schnell sich die Tanks füllen.
- Einsatzressourcen. Berücksichtigen Sie Personal, Boote, Kräne, Fahrzeuge, Strom, Druckluft und die Zugänglichkeit der Ölverschmutzungsstelle.
- Betriebsumgebung. Gefährliche oder korrosive Bedingungen erfordern möglicherweise kompatible Materialien und ein geeignetes Antriebssystem.
- Bereitschaft und Wartung. Vor einem Zwischenfall die Sammelflächen, Abstreifer, Dichtungen, Schläuche, Pumpen und Antriebseinheiten prüfen und die Bediener schulen.