DE3717633A1 - Verfahren zum elektrolytischen trennen einer oel/wasser-emulsion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen einer Öl/Wasser-Emulsion.

Öl/Wasser-Emulsionen treten beispielsweise in der me­ tallverarbeitenden Industrie auf, wo sie für Schmier- und Kühlzwecke verwendet werden. Die Beseitigung der verbrauchten Emulsionen ist problematisch, da diese wegen des hohen Ölanteiles sorgfältig deponiert werden müssen, wenn sie nicht durch Brechen aufbereitet wer­ den.

Es ist bereits bekannt, Öl/Wasser-Emulsionen durch ein elektrolytisches Verfahren zu trennen. Bei den bekann­ ten Verfahren ist jedoch der Einsatz von löslichen Elektroden und chemischen Mitteln erforderlich; es entstehen dabei Schlämme, deren Aufbereitung und Depo­ nie weitere Kosten verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektro­ lytisches Verfahren zum Trennen von Öl/Wasser-Emulsio­ nen zu schaffen, bei dem eine Schlammbildung vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Anord­ nen von Anode und Kathode mit einem derartigen geringen Abstand voneinander, daß bei einer Zellspannung von weniger als 2 Volt eine Koaleszenz der Öltröpfchen an einer der Elektroden bewirkt wird.

Vorzugsweise ist die Oberfläche von Anode und/oder Kathode rauh mit einer Rauhtiefe bis zum halben Abstand zwischen Anode und Kathode.

Zum Ablösen der sich regelmäßig an der Kathode (in Einzelfällen aber auch an der Anode) anhaftenden koagu­ lierten Öltröpfchen kann ein Strom von Gasblasen in die elektrolytische Zelle eingebracht werden. Dieses bla­ senbildende Gas kann bei poröser Ausbildung der Elek­ trode bzw. Elektroden direkt durch diese in die Zelle eingebracht werden, was den Ablösungseffekt weiter verstärkt. Das Ablösen der koagulierten Öltröpfchen von den Elektroden kann jedoch auch durch ein kurzzeitiges Ab- oder Umschalten der Zellspannung bewirkt werden.

Da bei einem einstufigen Verfahren eine ausreichende Trennung der Öl/Wasser-Emulsion nur selten erreicht werden kann, wird weiter vorgeschlagen, mehrere elek­ trolytische Zellen kaskadenartig zu betreiben, wobei die von einer elektrolytischen Zelle abgeschiedene ölreichere Phase in eine vorangehende elektrolytische Zelle rückgeführt und die ölärmere Phase einer nachfol­ genden Zelle zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, ein elektroly­ tisches Trennen einer Öl/Wasser-Emulsion in einer Zelle durchzuführen, in der die Elektroden nur einen sehr geringen Abstand voneinander haben, so daß eine hohe Felddichte von mehr als 100 Volt/cm bewirkt wird. Die hohe elektrische Feldstärke stellt sicher, daß ein Trennen der Phasen der Öl/Wasser-Emulsion bewirkt wird, die relativ geringe Zellspannung von weniger als 2 Volt verhindert, daß das Material der Elektroden insbeson­ dere der Anode in Lösung geht. Der Abstand der Elektro­ den voneinander muß daher sehr gering, nämlich weniger als 0,2 mm sein.

Die weiter vorgeschlagene rauhe Ausbildung der Oberflä­ chen von Anode und Kathode bewirkt, daß dem homogenen Feld ein inhomogenes Feld überlagert wird, so daß Be­ reiche mit einer hohen Feldstärke und Bereiche mit einer geringeren Feldstärke vorliegen. Bei einer derar­ tigen Ausbildung ist eine besonders wirkungsvolle Tren­ nung der Emulsion gegeben.

Damit die Elektroden nicht mit Fremdpartikeln besetzt werden, muß die zu trennende Emulsion vor Durchführung des Verfahrens soweit gefiltert werden, daß Fremdteil­ chen größer als 0,05 mm ausgeschieden werden.

Die in der Regel negativ geladenen Öltröpfchen einer Öl/Wasser-Emulsion neigen dazu, sich an der Anode zu sammeln. Bei einer ausreichenden Feldstärke wird eine Koaleszenz, also das Zusammenfließen der Öltröpfchen zu einer kompakten Ölphase bewirkt. Dieser sich auf der Anode absetzende Ölfilm verändert das elektrische Ver­ halten der Zelle erheblich. Es ist daher erforderlich, dafür zu sorgen, daß das sich an der Anode absetzende Öl aus der Zelle herausgeführt wird. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, ein Gas derart in die Zelle einzu­ bringen, daß die sich bildenden Gasblasen an der Elek­ trode (beispielsweise der Anode) vorbeistreifen und das koagulierte Öl von der Elektrode ablösen.

Alternativ ist jedoch auch möglich, die Elektroden als sich drehende Scheiben auszubilden, die mechanisch abgestreift werden.

Weiter ist es auch möglich, die Zellspannung regelmäßig kurzzeitig umzupolen, wodurch der sich an einer der Elektroden bildende Ölfilm von dieser abgestoßen wird und sodann auf der zu trennenden Emulsion aufschwimmt.

Die einzige Figur zeigt das weiter vorgeschlagene kas­ kadenartige Betreiben einer Mehrzahl von hintereinander geschalteter elektrolytischer Zellen 10, 12, 14, 16. Die zu trennende verbrauchte Öl/Wasser-Emulsion, die beispielsweise 5 Vol./% Öl haben mag, wird einer Zelle 12 zugeführt. In dieser findet ein elektrolytisches Trennen statt. Bei Annahme eines Konzentrationsgefälles von 10 zu 1 innerhalb jeder der vier Zellen wird von dieser eine Emulsion mit 50 Vol./% Öl und eine Emulsion mit 0,5 Vol./% Öl abgegeben. Die Emulsion mit 0,5 Vol./% Öl wird einer weiteren elektrolytischen Zelle 14 zugeführt, die wiederum eine Emulsion mit einer Konzen­ tration von 0,05 Vol./% Öl einer weiteren Zelle 16 abgibt. Bei dem angenommenen Konzentrationsgefälle von 10 zu 1 scheidet die Zelle 16 Wasser mit lediglich noch 0,005 Vol./% Öl ab, das ohne erhebliche Belastung der Umwelt abfließen kann.

Die von der letzten Zelle abgegebene Emulsion mit 0,5 Vol./% Öl wird in die vorletzte Zelle 14 rückgeführt, die von der vorletzten Zelle abgeschiedene Emulsion mit 5 Vol./% Öl wird in die Zelle 12 rückgeführt. Die mit Öl angereicherte Emulsion mit 50 Vol./% Öl der Zelle 12 wiederum wird in eine dieser vorgeschalteten Zelle 10 geführt, aus der eine Konzentration von mehr als 90 Vol./% Öl abgeschieden wird. Dieses wird sodann in einen Behälter 18 abgeleitet und der weiteren Aufberei­ tung zur Wiedernutzung zugeführt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Trennen einer Öl/Wasser-Emulsion unter deren Führen zwischen Anode und Kathode einer elektrolytischen Zelle, gekennzeichnet durch Anordnen von Anode und Kathode mit einem derartig geringen Ab­ stand voneinander, daß bei einer Zellspannung von weni­ ger als 2 Volt eine Koaleszenz der Öltröpfchen an einer der Elektroden bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche von Anode und/oder Kathode rauh mit einer Rauheit bis zum halben Abstand zwischen Anode und Kathode sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch Einbringen eines Stromes von Gasblasen in den Raum zwischen den Elektroden, die eine Ablösung der sich an der Kathode (oder auch der Anode) anhaften­ den koagulierten Öltröpfchen bewirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das blasenbildende Gas bei poröser Ausbildung der Elektrode(n) direkt durch diese in die Zelle einge­ bracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch kurzzeitiges Ab- oder Umschalten der Zellspannung.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch kaskadenartiges Betreiben mehrerer hintereinander angeordneter elektrolytischer Zellen unter Rückführung der von einer elektrolytischen Zelle abgeschiedenen ölreichere Phase in eine vorangehende elektrolytische Zelle und Zuführung der ölärmeren Phase in die nachfolgende Zelle.