CH406084A - Verfahren und Einrichtung zur Entgiftung chromsäurehaltiger Abwässer - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Entgiftung     chromsäurehaltiger     Abwässer    In den     Galvanikbetrieben    fällt als giftige Abwässer  unter anderem Chromsäure an. Bis heute wurden  diese Abwässer meist durch chemische Reaktionen,  gelegentlich mittels     Ionen-Austauscher,    entgiftet. Die  Chromsäure wurde dabei durch Reduktion mit     Sulfit,          Hydrosulfit,    Schwefeldioxyd und andern Reduktions  mitteln zum dreiwertigen Chrom reduziert. Das drei  wertige Chrom wurde dann alkalisch als     Hydroxyd     gefällt.

   Oft wurden diese Ionen auch in     Ionen-Austau-          schern    angereichert und bei der Regeneration in der  oben beschriebenen Weise zerstört.  



  Diese Methode hat den Nachteil eines beträchtlichen  Verbrauches an teuren Chemikalien und erfordert eine  gründliche Wartung und Überwachung der ent  sprechenden Anlagen. Eine grundsätzlich neue Mög  lichkeit bietet die Anwendung der     Diaphragmenelek-          trolyse    auf dieses Gebiet. Trotz schlechter Stromaus  beute ist der elektrische Strom noch um     Grössen-          ordnungen    billiger als die chemischen Reagenzien.  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Entgiftung  chromsäurehaltiger Abwässer ist dadurch gekennzeich  net, dass die Chromsäure durch     Diephragmenelektro-          lyse    reduziert wird.

   Da die zu entgiftenden Ionen als       Depolarisatoren    wirken,     fliesst    nach Beendigung der  Reaktion ein bedeutend geringerer Strom in der     Elek-          trolysenzelle.    Dies ergibt zusätzlich die Möglichkeit,  wartende Anlagen für Dauerbetrieb zu bauen ohne  zusätzliche Steuerung entsprechend dem     Ionengehalt     der Abwässer.  



  Die elektrolytische Reduktion von Chromsäure in  saurer Lösung erfolgt in einem     Diaphragmengefäss     mit abgetrennter Kathode. Als Kathodenmaterial  eignet sich Blei,     event.    auch Graphit. Die Reduktion  erfolgt äusserst rasch und quantitativ, bei Strom  dichten von 10 -l00     mA/cm-'    in saurer Lösung     (pH    o   3). Bei zu intensiver Reduktion geht die Reaktion    bis zum zweiwertigen Chrom. Dies stört aber nicht,  da zweiwertiges Chrom an der Luft leicht wieder  zum dreiwertigen Chrom oxydiert wird.  



  Auch     Cyan-Ionen    lassen sich elektrolytisch zu       Cyanaten,    bei geeigneten Bedingungen sogar bis zum  Stickstoff und Kohlendioxyd oxydieren. Um eine  Rückreduktion zu vermeiden muss aber auch in die  sem Fall die Elektrolyse in einem     Diaphragmagefäss     mit abgetrennter Kathode erfolgen. Als Anode eignet  sich im allgemeinen Blei.

   Vermutlich erfolgt die Oxy  dation zum Teil über das aus Chloriden gebildete       Hypochlorit    und teilweise über das als     Plumbat    ge  löste     Bleisuperoxyd.    Durch Zugabe von Natrium  chlorid und Natronlauge wird in der Lösung     Hypo-          chlorit    erzeugt; der Entgiftungsvorgang kann dadurch  verbessert, d. h. konzentrationsunabhängiger gemacht  werden. Die Reaktion erfolgt spontan, bei Strom  dichten von 1 - 100     mA/cm2    in alkalischer Lösung       (pH    8 - 12).  



  Die beiden Reaktionsgefässe können auch kom  biniert und es     können    mit demselben Strom beide  Reaktionen gleichzeitig     durchgeführt    werden.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind schematisch  zwei Ausführungsbeispiele von kombinierten Reak  tionseinrichtungen nach der Erfindung dargestellt; an  hand dieser Zeichnung ist im folgenden das     erfin-          dungsgemässe    Verfahren beispielsweise näher er  läutert; in der Zeichnung ist;       Fig.    1 im Vertikalschnitt ein kombiniertes     Reak-          tionsgefäss    zur Reduktion von Chromsäure und zur  Oxydation von Cyan;       Fig.    2 schaubildlich das Reaktionsgefäss nach       Fig.    1;

         Fig.    3 schaubildlich und schematisch eine kom  binierte     Durchlaufzelle    zur Reduktion von Chrom  säure und zur Oxydation von Cyan, und           Fig.    4 im vertikalen Längsschnitt eine Ausfüh  rungsvariante der Zelle nach     Fig.    3.  



  Bei dem in den     Fig.    1 und 2 dargestellten Bei  spiel erfolgt die Abwasserentgiftung     chargenweise    in  einem zylindrischen Behälter 1. In diesen Behälter 1  ist koaxial ein     becherförmiges        Tondiaphragma    2 ein  gesetzt. Koaxial in diesem     Tondiaphragma    2 ist eine  zylindrische Anode 3 angeordnet. In dem zwischen  Behälterwand und     Tondiaphragma    gebildeten Ring  raum 4 ist koaxial eine zylindrische Kathode 5 an  geordnet.

   In dem innerhalb des     Tondiaphragmas    2  gebildeten Anodenraum 6 befindet sich     Anolyt,    wäh  rend im radial äusseren Kathodenraum 4 der     Katholyt     des zu entgiftenden,     säurechromathaltigen    Abwassers  enthalten ist. Die elektrolytische Oxydation des Cyans  und die elektrolytische Reduktion der Chromsäure  erfolgen nun in der oben erwähnten Weise gleich  zeitig im gleichen Behälter. Dabei wirkt der     chromat-          haltige        Katholyt    ausserordentlich stark     depolarisierend     und bestimmt somit weitgehend die Stromstärke, d. h.

    wenn Abwasser im Behälter ist, fliesst ein grosser  Strom und wenn der Behälter     Reinwasser    enthält,  fliesst praktisch kein Strom. Als Anoden- und Ka  thodenmaterial dient z. B. gelochtes Bleiblech.  



  Die     Fig.    3 und 4 zeigen eine Einrichtung zur  kontinuierlichen Entgiftung der     cyan-    und chrom  säurehaltigen Abwässer im     Durchlaufverfahren.    In  einem     Durchlaufbehälter    7 ist eine den Behälter in  Längsrichtung in zwei     nebeneinanderliegende    Kam  mern 8 und 9 unterteilende Tonwand 10 vorgesehen.  In der Kammer 9 ist die zur Tonwand 10 parallele  Kathode 11 und in der Kammer 8 ist die ebenfalls  zur Tonwand 10 parallele Anode 12 angeordnet.

   Ent  sprechend fliesst durch die Kathodenkammer 9 der       Katholyt    (Pfeilrichtung a     Fig.    3) und durch die Ano  denkammer 8 der     Anolyt    (Pfeilrichtung b,     Fig.    3).  Auch hier laufen die beiden Reaktionen gleichzeitig  nebeneinander, so dass, wenn der Behälter 7 genügend  lang ist, das Abwasser den Behälter 7 entgiftet     ver-          lässt.    Anode und Kathode bestehen auch in diesem  Fall     zweckmässig    aus gelochtem Bleiblech.  



  Um den     Durchflussweg    der Abwässer im Behälter  7 zu vergrössern, sind Anode und Kathode     zweck-          mässig    mit Ausschnitten versehen, in welche Um  lenkwände des Behälters hineinragen; in     Fig.    4 ist  eine solche Ausführungsform dargestellt. Die Kathode  11a (ebenso wie die nicht gezeichnete Anode) ist in  Längsrichtung des Behälters 7 gesehen mit     Ausneh-          mungen    13 versehen, so dass durch     Umlenkwände    14  ein relativ langer,     mäanderförmiger        Durchflussweg     (Pfeile c) für das Abwasser geschaffen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Entgiftung chromsäurehaltiger Ab wässer, dadurch gekennzeichnet, dass die Chrom säure durch Diaphragmenelektrolyse reduziert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Reduktion in saurer Lösung mit pH-Wert 0 - 3 bei Stromdichten von 10 100 mA/cm= erfolgt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass gleichzeitig durch Elektrolyse im Abwasser enthaltene Cyan-Ionen oxydiert werden. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Oxydation der Cyan-Ionen in alkalischer Lösung mit pH-Wert 8 - 12 bei Strom dichten von 1 - 100 mA/cm= erfolgt. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die depolarisierende Wirkung der Chromsäure zur automatischen Stromregulierung ver wendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass es kontinuierlich durchgeführt wird, wobei die Elektrolyse längs eines gewundenen Durchflussweges des Abwassers erfolgt.

   PATENTANSPRUCH 1I Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Behälter, dessen Innenraum durch ein Diaphragma in eine Anodenkammer mit Anode und eine Katho denkammer mit Kathode unterteilt ist. UNTERANSPRÜCHE 6. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zylindrischen Behälter (1) ein koaxiales, zylindrisches Tondiaphragma (2) angeordnet ist, wobei der radial ausserhalb des Ton diaphragmas liegende Behälterraum (4) eine koaxiale, zylindrische Kathode (5) und der radial innerhalb des Tondiaphragmas liegende Raum eine koaxiale, zy lindrische Anode (3) enthält. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Anode und Kathode aus ge lochtem Bleiblech oder Graphit bestehen. B. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass in einem kastenförmigen, läng lichen Durchlaufbehälter (7) durch ein in der Längs mitte des Kastens verlaufendes Tondiaphragma (10) eine Kathodenkammer (9) mit zum Diaphragma pa ralleler Kathode (11) und eine Anodenkammer (8) mit ebenfalls zum Diaphragma paralleler Anode (12) gebildet ist. 9.

   Einrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Anode und Kathode (11a) an ihrer Unterseite mit Ausnehmungen (13) versehen sind, in welche Umlenkwände (14) des Behälters (7) derart hineinragen, dass ein mäanderförmiger Durch- flussweg für das zu entgiftende Abwasser geschaffen ist.