CH650417A5

CH650417A5 - Plant for electrochemical cleaning of waste water

Info

Publication number: CH650417A5
Application number: CH9379/80A
Authority: CH
Inventors: Vyacheslav Tikhonovich Efimov; Miron Migranovich Nazarian; Alexandr Alexandrovich Axenko; Vladimir Alexandrovich Kolyada; Anatoly Ksenofontovich Maskaev; Ljudmila Fedorovna Shamsha; Vladimir Ivanovich Kostjuk
Original assignee: Kh Polt I Im V I Lenina; Kh Motorostroitel Z Serp Molot
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1985-07-31
Also published as: FR2500821B1; JPS5850560B2; DE3048413A1; JPS57113885A; DE3048413C2; US4338178A; CA1158599A; FR2500821A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zur Schmutzwasserreinigung und betrifft insbesondere Anlagen zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung.

Die Erfindung kann für die Reinigung von mit organischen Stoffen, mechanischen Schwebestoffen, oberflächenaktiven Stoffen u.ä. verunreinigten Abwässern eingesetzt werden.

Der Einsatz der vorliegenden Erfindung ist für die Reinigung von mit Polymeren und Erdölprodukten verunreinigten Abwässern wie öl- und fetthaltigen Abwässern, besonders zweckmässig.

Es sind mehrere Anlagen zur Schmutzwasserreinigung bekannt, von welchen in der letzten Zeit Anlagen zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung, insbesondere solche, die nach dem Elektroflotations- sowie Elektrokoagula-tionsprinzip funktionieren, immer mehr an Bedeutung gewinnen, was durch bessere technologische Möglichkeiten dieser Anlagen bedingt ist.

Es sind Anlagen bekannt, in welchen die elektrochemische Schmutzwasserreinigung diskontinuierlich oder kontinuierlich verläuft. Die letzteren erscheinen uns mehr aussichtsreich. Diese Anlagen enthalten in der Regel eine Absetzkammer, welche mit einer Elektroflotations- bzw. einer Elektrokoagulationskammer mit Elektroden verbunden ist.

Nachstehend werden Anlagen mit der Elektrokoagulationskammer mit den Lösungselektroden beschrieben, in welcher auch die Flotationsprozesse vor sich gehen. Darunter sind solche Anlagen besonders wirtschaftlich und leistungsstark, bei welchen das Schmutzwasser mit den Auflösungsproduk-ten der Elektroden in der Elektrokoagulationskammer über den Elektroden vermischt wird, da dabei die Verunreinigung der Elektrodenoberfläche mit den in dem Schmutzwasser enthaltenen Beimengungen verhindert wird. So ist zum Beispiel eine Anlage zur elektrochemischen Abwasserreinigung bekannt (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 644 738), welche eine Absetzkammer mit Stutzen zur Klarwasserabführung enthält, die mit einer innerhalb der Absetzkammer angeordneten Elektrokoagulationskammer verbunden ist, in deren unterem Teil eine Anordnung der Lösungselektroden sowie ein Stutzen zur Elektrolytzuführung untergebracht sind.

Der bekannten Anlage haftet jedoch der Nachteil an,

dass der während der Schmutzwasserreinigung entstehende Schlamm sich teilweise im unteren Teil der Elektrokoagulationskammer ablagert, wodurch die Elektroden verunreinigt und der Zwischenelektrodenraum und der Stutzen zur Elektrolytzuführung verstopft werden. Dabei können die in diesem Schlamm enthaltenen Zusammenballungen der Hydroxide des Metalls der Lösungselektroden den Elektroden-kurzschluss verursachen, wodurch die Betriebssicherheit der Anlage erheblich beeinträchtigt wird. Ausserdem wird die Elektrodenoberfläche in der Elektrokoagulationskammer bei unterbrochener Elektrolytzuführung (beispielsweise beim Ausfall der Elektrolytzuführungspumpe) stark verunreinigt. Diese Mängel verursachen neben der Senkung der Betriebssicherheit der Anlage auch den erhöhten Elektroden- und Elektroenergieverbrauch bei der Schmutzwasserreinigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung zu entwik-keln, durch deren bauliche Gestaltung ein zuverlässiger Betrieb und die Senkung des Elektroden- und Elektroenergieverbrauchs gegenüber den bekannten Anlagen durch den Schutz der Elektroden der Elektrokoagulationskammer vor Verunreinigimg mit Beimengungen der zu reinigenden Schmutzwässer und mit Schlamm sichert.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung, welche eine Absetzkammer mit einem Stutzen zur Abführung von Klarwasser enthält, die mit einer Elektrokoagulationskammer verbunden ist, in deren unterem Teil eine Anordnung der Lösungselektroden untergebracht ist und die mit einem über der genannten Anordnung der Lösungselektroden angeordneten Stutzen zur Zuführung von Schmutzwasser sowie einem unter der genannten Anordnung der Lösungselektroden angeordneten Stutzen zur Elektrolytzuführung versehen ist, erfindungsgemäss in der Elektrokoagulationskammer zwischen der Anordnung der Lösungselektroden und dem Stutzen zur Zuführung von Schmutzwasser eine Trennwand mit einer Öffnung und einem in dieser angeordneten Rückschlagventil sowie eine Strahlpumpe zur Zuführung von Schmutzwasser unter das Rückschlagventil erfindungsgemäss aufgestellt sind, wobei das Rückschlagventil unter Wirkung des mit der genannten Strahlpumpe zugeführten Schmutzwasserstromes und des von der Anordnung der Lösungselektroden aufsteigenden Gas-Wasser-Gemisch-Stromes senkrecht bewegbar ausgeführt ist.

Dadurch, dass in der Elektrokoagulationskammer der Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung eine zwischen der Anordnung der Lösungselektroden und dem Stutzen zur Zuführung von Schmutzwasser angeordnete Trennwand mit einer Öffnung und einem Rückschlagventil in dieser aufgestellt ist, wird die Verunreinigung von Elektroden mit Schlamm und Beimengungen während der Reini2

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gung im wesentlichen völlig verhindert. Dadurch wird der Elektroden- und Elektroenergieverbrauch gesenkt und Betriebssicherheit der Anlage erhöht.

Die unter dem Rückschlagventil aufgestellte Strahlpumpe fördert das schnellere Durchströmen des Elektrolyts mit den Auflösungsprodukten der Elektroden durch die in der Trennwand enthaltene Öffnung.

Für das sichere Schliessen der Öffnung in der Trennwand mit dem Rückschlagventil ist es empfehlenswert, die Öffnung und die seitliche Rückschlagventilfläche kegelförmig auszuführen. Dabei ist es zur intensiveren Vermischung von Schmutzwasser und Auflösungsprodukten der Elektroden ratsam, eine Spiralnut an der seitlichen Rückschlagventilfläche auszuführen, welche die Rückschlagventildrehung beim Durchfliessen der aufsteigenden Ströme durch die Öffnung in der Trennwand sichert.

Durch die Ausführung der Trennwand in Form einer Düse wird der Strömungswiderstand des Elektrolytstromes gesenkt und die Stromwirbelung am Aufstellungsort der Trennwand verhindert. Es ist zweckmässig, die Düse mit konvergentem Düsenprofil auszuführen.

Um die Stärke der Schlamm- und Beimengungsablagerung an der Trennwand zu reduzieren, können über der Trennwand unauflösbare Elektroden aufgestellt werden. Durch die an der Oberfläche der genannten Elektroden entstehenden Gasbläschen werden die Schlamm- und Beimengungsteilchen flotiert, wobei die Koagulationsgeschwindigkeit der Beimengungen in dem durch das elektrische Feld dieser Elektrodenanordnung strömenden Schmutzwasser erhöht wird.

Das Wesen der Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung;

Fig. 2 eine mögliche Ausführungsvariante des Rückschlagventils.

Die Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung (s. Fig. 1) enthält eine Absetzkammer 1 mit Stutzen 2 und 3, entsprechend zur Klarwasser- bzw. Schlammabführung. Die Absetzkammer 1 ist mit einer innerhalb der Kammer 1 aufgestellten Elektrokoagulationskammer 4 verbunden, welche einen Stutzen 5 zur Zuführung von Schmutzwasser sowie einen Stutzen 6 zur Elektrolytzuführung aufweist. Zwischen den Stutzen 5 und 6 sind in der Elektrokoagulationskammer 4 Lösungselektroden 7 befestigt, die beispielsweise aus Aluminium hergestellt sind. In der Elektrokoagulationskammer 4 sind zwischen den Elektroden 7 und dem Stutzen 5 eine Trennwand 8 mit einer Öffnung 9, welche ein Rückschlagventil 10 enthält, sowie eine Strahlpumpe 11 zur Zuführung von Schmutzwasser unter das Rückschlagventil 10 aufgestellt anstatt Schmutzwasser kann auch Pressluft zugeführt werden). Das Schmutzwasser wird über die Strahlpumpe 11 mittels einer Pumpe 12 gefördert. Das Rückschlagventil ist unter Wirkung des von der Strahlpumpe 11

zugeführten Schmutzwasserstromes und des von der Anordnung der Lösungselektroden 7 aufsteigenden Gas-Wasser-Gemisch-Stromes senkrecht bewegbar ausgeführt. Zu diesem Zweck ist in der Elektrokoagulationskammer 4 ein Führungsschaft 13 aufgestellt, während im Rückschlagventil 10 eine Öffnung 14 ausgeführt ist (s. Fig. 2).

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Rückschlagventils 10 sind die Öffnung 9 und die seitliche Fläche des Rückschlagventils 10 kegelförmig ausgeführt. Zur Sicherung der Drehung des Rückschlagventils 10 ist an dessen seitlicher Fläche eine Spiralnut 15 ausgeführt, die in Fig. 2 deutlich zu sehen ist.

Über der Trennwand 8 sind unauflösbare Elektroden 16 aufgestellt, an deren Oberfläche Gasblâschén entstehen, durch welche der ausfallende Schlamm aufwärtsflotiert wird.

In Fig. 1 sind ausserdem ein Mischer 17 zur Elektrolytbildung, eine Pumpe 18 zur Elektrolytzuführung der Elektrokoagulationskammer 4, eine Schaumaustragvorrichtung 19 sowie ein Stutzen 20 zur Entschlammung der Oberfläche der Trennwand 8 schematisch gezeigt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung besteht im folgenden.

Vor der Reinigung von Schmutzwasser werden die Innenräume der Elektrokoagulationskammer 4 (s. Fig. 1) und der Absetzkammer 1 über den Stutzen 6 mit Reinelektrolyt gefüllt. Den Elektroden 7 wird der Strom zugeführt. Nach 25 bis 30 s wird der Elektrokoagulationskammer 4 das Schmutzwasser über den Stutzen 5 und die Strahlpumpe 11 zugeführt. Während der anodischen Auflösung der Elektroden 7 werden die Hydroxide des Metalls der Elektroden 7 und Gasbläschen gebildet. Diese Hydroxide werden mit Gasbläschen durch die Öffnung 9 flotiert und koagulieren dabei die in dem Schmutzwasser enthaltenen Beimengungen. Das derart behandelte Schmutzwasser mit den Zusammenballungen der koagulierten Schmutzwasserinhaltsstoffe und nicht ausgenutzten Hydroxide strömt in die Absetzkammer 1 über, wo sich der Schaum ablöst und der Schlamm ausfällt. Das Klarwasser wird über den Stutzen 2, der Schaum durch die Schaumaustragvorrichtung 19 und der Schlamm über den Stutzen 3 abgeführt. Der Schlamm lagert sich teilweise in der Elektrokoagulationskammer 4 bei der Trennwand 8 ab und wird über den Stutzen 20 entfernt. Bei der Stromzuführung an den unauflösbaren Elektroden 16 wird die Trennwand 8 bedeutend schwächer mit Schjamm verschmutzt, da der Schlamm zum grössten Teil mit den an der Oberfläche der unauflösbaren Elektroden 16 entstehenden Gasbläschen aufwärtsflotiert wird.

Die obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen Änderungen und Ergänzungen zu, die für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sind. Auch weitere Ausführungen der erfindungsgemässen Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung sind möglich, wobei der Erfindungstatbestand und -inhalt im Rahmen der Patentansprüche erhalten bleiben.

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1 Blatt Zeichnungen

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650 417 PATENTANSPRÜCHE

1. Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung, enthaltend eine Absetzkammer mit einem Stutzen zur Abführung von Klarwasser, welche mit einer Elektrokoagu-lationskammer verbunden ist, in deren unterem Teil eine Anordnung der Lösungselektroden untergebracht ist und die mit einem über der genannten Anordnung der Lösungselektroden angeordneten Stutzen zur Zuführung von Schmutzwasser sowie einem unter der genannten Anordnung der Lösungselektroden angeordneten Stutzen zur Elektrolytzuführung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elek-trokoagulationskammer (4) zwischen der Anordnung der Lösungselektroden (7) und dem Stutzen (5) zur Zuführung von Schmutzwasser eine Trennwand (8) mit einer Öffnung (9) und einem in der Öffnung (9) angeordneten Rückschlagventil (10) sowie eine Strahlpumpe (11) zur Zuführung von Schmutzwasser unter das Rückschlagventil (10) aufgestellt sind, wobei das Rückschlagventil (10) unter Wirkung des mit der Strahlpumpe (11) zugeführten Schmutzwasserstromes und des von der Anordnung der Lösungselektroden (7) aufsteigenden Gas-Wasser-Gemisch-Stromes senkrecht bewegbar ausgeführt ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Rückschlagventil (10) geschlossene Öffnung (9) in der Trennwand (8) kegelförmig ausgeführt ist, während in der Elektrokoagulationskammer (4) ein Führungsschaft (13) angeordnet ist, an welchem das Rückschlagventil (10) bewegbar ist, dessen seitliche Fläche ebenfalls kegelförmig ausgestaltet ist, wobei eine Spiralnut (15) an der seitlichen Fläche des Rückschlagventils (10) ausgeführt ist, welche die Drehung des Rückschlagventils (10) beim Durchfliessen der aufsteigenden Ströme durch die Öffnung (9) in der Trennwand (8) sichert.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) in Form einer Düse ausgeführt ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unauflösbare Elektroden (16) in der Elektrokoagulationskammer (4) über der Trennwand (8) aufgestellt sind.