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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von emulgierten oder suspendierten Stoffen aus Ab- wasser mittels Elektroflotation, insbesondere aus Abwasser, das aus Naphthacrackanlagen stammt und ins- besondere auch aus Wasser, das nach der biologischen Reinigung kommunaler Abwässer anfällt, wobei das
Abwasser mit den suspendierten Stoffen durch horizontal in einem bestimmten Abstand voneinander angeord- neten, mit Perforationen versehenen Elektroden nach oben strömt und die sich oberhalb der oberen Elektro- de sammelnde Schicht flotierter Materialien entfernt wird.
Das Flotationsprinzip findet in vielen Sparten der Technik Anwendung unter anderem bei der Abwasser- reinigung. Die Erzeugung einer grossen Menge winziger Gasbläschen zu diesem Zweck mittels Elektrolyse ist ebenfalls bekannt und wird z. B. in der DE-PS Nr. 1203702 beschrieben. Die äusserst geringen Abmessungen der mittels Elektrolyse erzeugten Gasbläschen ermöglicht es, die Flotationstechnik auf wässerige Emulsio-
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bot. Für einen optimalen Verlauf dieser Flotation, die hauptsächlich in der Flüssigkeitskolonne über der un- teren, relativ grossmaschigen Elektrode stattfindet, werden sowohl Chemikalien wie eine ständige Energie- zufuhr benötigt. Ausserdem ist die Behandlungszeit mit 10 bis 15 min relativ lang.
Aus der AT-PS Nr. 176183 ist ein Verfahren bekannt, wobei Gasblasen mittels grossmaschiger, perfo- rierter Elektroden erzeugt werden. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein zweistufiges diskontinuier- liches Verfahren, wobei in der ersten Stufe mittels hoher Stromstärke Ausflockung stattfindet. Nach der
Ausflockung werden mit wesentlich niedrigeren Stromstärken die ausgeflockten Teilchen flottiert.
Dieses Verfahren braucht notwendig viel Energie, und auch die Investitionskosten sind hoch. Ausserdem ist ein diskontinuierliches Verfahren für grosstechnische Verwendung nicht geeignet.
Aus der AT-PS Nr. 270517, wie aus der obengenannten DE-PS, ist ein Verfahren zur Elektroflotation von Abwasser bekannt. Dieses Verfahren hat dieselben Nachteile wie das Verfahren mittels der DE-PS.
Aufgaben der Erfindungsindnunmehr eine wesentliche Verkürzung der Behandlungszeit bei der Elektro- flotation von Emulsionen, Dispersionen oder kolloidalen Lösungen, eine beachtliche Einsparung an Energie- kosten und eine Abschaffung des Gebrauches von Flotationschemikalien. Eine weitere Aufgabe ist eine Ver- kleinerung der erforderlichen Vorrichtung bei gleichbleibender Flotationskapazität.
Gemäss der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die untere horizontal gelagerte Elektrode Perforationsöffnungen von maximal 5 mm aufweist, die gross genug sind, um einen kontinuierlichen Durchsatz der Flüssigkeit von unten durch die Öffnungen und Inder Folge eine gleichmässige, aufsteigende Bewegung der mit Gasbläschen versehenen Flüssigkeitsstrahlen zu gewährlei- sten.
Der Durchmesser der Öffnungen in der unteren Elektrode beträgt zumindest etwa 0,5 und vorzugsweise
3 mm. Nach dem bekannten Stand der Technik hat man nicht erkannt, dass die Grösse der Öffnungen der unte- ren Elektrode von entscheidender Bedeutung für einen guten Wirkungsgrad der Vorrichtung ist.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren verbinden sich suspendierte oder emulgierte Partikeln an den
Elektroden mit den Gasbläschen, sobald diese sich bilden.
Das Wesen der Erfindung beruht nun darauf, dass diese Haftung zwischen Bläschen und Partikeln in diesem Fall bedeutend schneller zustande kommt. Die Behandlungszeit wird dadurch beträchtlich kürzer, während der Energieverbrauchniedriger ist. Gemäss der Erfindung ist es von entscheidender Bedeutung, dass der Durchmesser der Öffnungen der unteren Elektrode nicht grösser als 5 mm ist. Gemässdem erfindungsge- mässen Verfahren brauchen keine Flockungschemikalien zugesetzt werden.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird man die untere Elektrode vorzugsweise als Kathode arbeiten lassen. Wenn die untere Elektrode als Anode dient, tritt ebenfalls Flotation auf, obwohl die Bedingungen dann nicht optimal sind. Dadurch können die Elektroden umgeschaltet werden, ohne die Flotation zu stören. Dies kann bei der Reinigung der Elektroden von Bedeutung sein, an denen sich während der Flotation im Wasser gelöste Salze absetzen können. Diese könnte die Entwicklung von Gasbläschen an den Elektroden ungünstig be- einflussen. Abhängig von der Konzentration der im Wasser befindlichen Salze ist eine automatisch gesteuerte kurzfristige Umpolung der Elektroden möglich. Weiter wird die Strömungsrichtung des Wassers vorzugsweise der Bewegungsrichtung der Gasbläschen entgegengesetzt sein.
BeiAbwässern, deren verunreinigte Bestandteile keinen Anlass zu Verstopfung der perforierten Elektroden geben können, könnendieStrömungsrich- tungen von Abwasser und Gasbläschen auch übereinstimmen.
Das vorliegende Verfahren eignet sich besonders gut zur Abscheidungvon übelriechenden emulgierten ölartigen Bestandteilen aus dem Abwasser von Naphthacrackanlagen und in biologischenAbwasserreinigungs- anlagen, z. B. lässt sich der biologische Schlamm auf sehr effektive Weise entfernen. Überraschenderweise hat sich weiterhin gezeigt, dass durch Zusatz von emulgiertem Öl an das Abwasser von Naphthacrackanlagen die Geruchszahl weiter herabgesetzt werden kann als ohne diesen Zusatz.
Für die Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens können bekannte Vorrichtungen, z. B. gemäss der DE-PS Nr. 1203702, unter Anwendung von Elektroden gemäss der Beschreibung der Erfindungbenutztwerden. Dank der grösseren Flotationskapazität kann mit derselben Vorrichtung ein grösserer Durchsatz erreicht
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werden. Auf Wunsch kann man die Flüssigkeitskolonne über den Elektroden kleiner machen.
Die Erfindung betrifft auch eine Flotations zelle zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wel- che im wesentlichen aus einem Gefäss mit einer Zufuhrleitung für wässerige Emulsionen, Dispersionen oder kolloidale Lösungen, mit einer Abfuhrleitung für behandeltes Wasser und mit einem Ablass für flotierten Schaum besteht, welches Gefäss mit zwei übereinanderliegenden Elektroden aus perforiertem Material mit
Anschlüssen für eine anzulegende Spannung versehen ist. Die Flotationszelle wird dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Öffnungen im Material der unteren Elektrode nicht mehr als 5 mm beträgt,
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel l : In einer Elektroflotation-Versuchsanlage mit austauschbaren Elektroden und einer ein- stellbaren Höhe der Flüssigkeitskolonne über den Elektroden wird eine zu diesem Zweck hergestellte Emul-
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und nach der Behandlung wird der Ölgehalt bestimmt.
Tabelle I
EMI2.2
<tb>
<tb> Versuch <SEP> d <SEP> Q <SEP> h <SEP> t <SEP> i <SEP> C
<tb> Nr. <SEP> mm <SEP> 1/dm2. <SEP> h <SEP> mm <SEP> min <SEP> A/dm2 <SEP> mg/l
<tb> vorher <SEP> nachher
<tb> 1 <SEP> 8 <SEP> 0 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 305 <SEP> 300
<tb> 2 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 290 <SEP> 290
<tb> 3 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> 21 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> 2 <SEP> 295 <SEP> 260
<tb> 4 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 21 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> 2 <SEP> 300 <SEP> 34
<tb>
Darin bezeichnet : d = die Maschenweite der Kathode in mm ;
Q= die durch die Elektroden strömende Flüssigkeitsmenge in Liter je dm2 je h ; h = die Höhe der Flüssigkeitskolonne über der oberen Elektrode in mm ; t = die Verweilzeit der Emulsion in der Anlage in min ;
i = die elektrische Stromdichte zwischen den Elektroden in Ampere je dm 2 ;
C = die Ölkonzentration vor und nach der Behandlung in mg je Liter.
Bei den Versuchen 1 und 3 steht die Flüssigkeit in der Zelle still. Wie man sieht (Versuch Nr. 4) tritt eine wesentliche Verringerung des Ölgehalts nur dann auf, wenn die Flüssigkeit durch die Elektroden strömt und die Maschenweite der Kathode gering ist.
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deutung der Abkürzungen im Kopf der Tabelle sei auf Tabelle I verwiesen.
Tabelle II
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> d <SEP> Q <SEP> h <SEP> t <SEP> i <SEP> Effekt <SEP> der <SEP> Behandlung
<tb> Nr. <SEP> mm <SEP> 1/dom <SEP> h <SEP> mm <SEP> mm <SEP> A/dm2
<tb> Trübe <SEP> Geruch
<tb> 5 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> kein <SEP> Effekt <SEP> kein <SEP> Effekt
<tb> 6 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 6 <SEP> kein <SEP> Effekt <SEP> kein <SEP> Effekt <SEP>
<tb> 7 <SEP> 4 <SEP> 0 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> geringer <SEP> Effekt <SEP> ;
<SEP> geringe <SEP> Verbesserung
<tb> es <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> eine
<tb> geringe <SEP> Ölabtrennung <SEP> beobachten
<tb>
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Tabelle n (Fortsetzung)
EMI3.1
<tb>
<tb> Versuch <SEP> d <SEP> Q <SEP> h <SEP> t <SEP> i <SEP> Effekt <SEP> der <SEP> Behandlung
<tb> Nr. <SEP> mm <SEP> 1/dm2.
<SEP> h <SEP> mm <SEP> min <SEP> A/dm2
<tb> Trübe <SEP> Geruch <SEP>
<tb> 8 <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> 250 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> deutlich <SEP> wahrnehm- <SEP> deutliche <SEP>
<tb> bares <SEP> Verschwinden <SEP> Verbesserung
<tb> der <SEP> Trübe
<tb> 9 <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> 83 <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> deutlich <SEP> wahrnehm- <SEP> deutliche <SEP>
<tb> bares <SEP> Verschwinden <SEP> Verbesserung
<tb> der <SEP> Trübe
<tb> 10 <SEP> 1 <SEP> 10 <SEP> 83 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> deutlich <SEP> wahrnehm-deutliche
<tb> bares <SEP> Verschinden <SEP> Verbesserung
<tb> der <SEP> Trübe
<tb> 11 <SEP> 1 <SEP> 10 <SEP> 33 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> es <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> keine <SEP> es <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> nur
<tb> Trübe <SEP> mehr <SEP> beob- <SEP> noch <SEP> ein <SEP> leichter,
<tb> achten <SEP> nicht <SEP> störender
<tb> Ölgeruch <SEP> beobachten
<tb> 12 <SEP> 1 <SEP> 40 <SEP> 133 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> es <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> keine <SEP> es <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> nur
<tb> Trübe <SEP> mehr <SEP> beob-noch <SEP> ein <SEP> leichter, <SEP>
<tb> achten <SEP> nicht <SEP> störender
<tb> Ölgeruch <SEP> beobachten
<tb>
Auch hier sieht man wieder, dass ein deutlicher Effekt nur dann zu beobachten ist, wenn die Flüssigkeit durch die Elektroden strömt, und dass der Effekt umso grösser ist, desto geringer die Maschenweite der Elektroden, insbesondere die der Kathode, ist. Eine lange Verweilzeit gibt keinen merklich besseren Effekt, wie die Versuche Nr. 11 und 12 zeigen ; der Einfluss der Stromdichte (i) ist gering.
B eis pie 1 3 : Das Abwasser einer Naphthacrackanlage hat eine Geruchszahl von 4600. Nach der Behandlung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ist die Geruchszahl nur noch 2000. Demselben Wasser wird nun zunächst Kühlöl zugesetzt. Dadurch steigt die Geruchszahl auf 21000 an. Nach der Behandlung beträgt die Geruchszahl nur noch 600.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Abtrennungvonemulgierten oder suspendierten Stoffen aus Abwasser mittels Elektro- flotation, insbesondere aus Abwasser, das aus Naphthacrackanlagen stammt und insbesondere auch aus Wasser, das nach der biologischen Reinigung kommunaler Abwässer anfällt, wobei das Abwasser mit den suspendierten Stoffen durch horizontal in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten, mit Perforationen versehenen Elektroden nach oben strömt und die sich oberhalb der oberen Elektrode sammelnde Schicht flotierter Materialien entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die untere horizontal gelagerte Elektrode Perforationsöffnungen von maximal 5 mm aufweist, die gross genug sind, um einen kontinuierlichen Durchsatz der Flüssigkeit von unten durch die Öffnungen und in der Folge eine gleichmässige,
aufsteigende Bewegung der mit Gasbläschen versehenen Flüssigkeitsstrahlen zu gewährleisten.