DD235626A1 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING GALVANIC WASTE WATER - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist die Aufwandsverringerung. Die Aufgabe besteht darin, die Abwasseraufbereitung moeglichst einfach, zeit- und energiesparend zu gestalten. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass gleichzeitig mit der Elektrolyse eine Verdunstung mittels eines Verdunstersystems durchgefuehrt wird. Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens, bei der im Elektrolysebehaelter, in dem sich die Elektrolytloesung befindet und nur eine der Elektroden angebracht ist, ein Verdunstersystem angeordnet ist, welches aus mindestens einem einen Teil des Elektrolyten aufsaugenden Verdunsterelement besteht, wobei der in jedem vorhandenen Verdunsterelement sich ausbildende Elektrolytfilm elektrisch leitend mit der am Verdunstersystem befestigten anderen Elektrode verbunden ist. Eine vorteilhafte Ausfuehrungsform ergibt sich, wenn eine Vielzahl von Verdunsterelementen, welche in die Elektrolytloesung eintauchen und von einem Luftstrom umgeben sind, in zwei Reihen nebeneinander angeordnet sind und diese vertikal durch eine nicht in die Elektrolytloesung eintauchende Zwischenwand getrennt ist.The aim of the invention is the effort reduction. The task is to make wastewater treatment as easy, time and energy saving as possible. The task is solved in that at the same time as the electrolysis an evaporation is carried out by means of an evaporator system. The invention also relates to an apparatus for carrying out the method, wherein in the Elektrolysebehaelter, in which the electrolyte solution is located and only one of the electrodes is mounted, an evaporator system is arranged, which consists of at least one part of the electrolyte absorbing evaporator element, wherein the in each existing Verdunsterelement forming electrolyte film is electrically connected to the other electrode attached to the evaporator system. An advantageous embodiment results when a plurality of evaporator elements, which are immersed in the electrolyte solution and surrounded by an air flow, are arranged in two rows next to one another and this is separated vertically by a not immersed in the electrolyte solution intermediate wall.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung -Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von galvanischem Abwasser durch Elektrolyse.The invention relates to a method and a device for the treatment of galvanic wastewater by electrolysis.
Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo verdünnte, nicht mehr verwendungsfähige leitfähige Salzlösungen zur Entsorgung des Abwassers und Rückgewinnung der enthaltenen ionognen Wertstoffe aufzuarbeiten sind.It can be used wherever dilute, no longer usable conductive salt solutions for the disposal of the waste water and recovery of the contained ionogünststoffe are to be worked up.
Die Erfindung kann insbesondere auf Halbkonzentrate und Spülwässer der Galvanotechnik und Metallbeizbehandlung angewendet werden zur Abscheidung und Rückgewinnung der enthaltenen Metallionen oder zur gezielten Einengung, um die so aufkpnzentrierten, in ihrem Metallionengehalt korrigierten Lösungen als Arbeitslösung dem jeweiligen Prozeß zuführen zu können.The invention can be applied in particular to semiconcentrates and rinsing waters of the electroplating and metal pickling treatment for the separation and recovery of the metal ions contained or for targeted concentration, in order to be able to supply the solutions thus corrected and corrected in their metal ion content as working solution to the respective process.
Bei der naßchemischen Behandlung von Werkstücken, insbesondere nach Beiz- und galvanischen Prozessen, bleibt am Werkstück Prozeßlösung haften, die durch Spülprozesse entfernt werden muß. Dabei geht Prozeßlösung verloren und Spülwasser wird verbraucht und verschmutzt.In the wet-chemical treatment of workpieces, in particular after pickling and galvanic processes, adhering to the workpiece process solution, which must be removed by rinsing processes. This process solution is lost and rinse water is consumed and polluted.
Die noch verbreitete Vernichtungstechnologie zur Abwasserentsorgung, bei der die anfallenden Spülwässer entgiftet undneutralisiert werden, ist volkswirtschaftlich nicht mehr vertretbar. Das abfließende Wasser enthält viele Neutralsalze; die schwerlöslichen Stoffe werden Sonderdeponien zugeführt.The still widespread destruction technology for wastewater disposal, in which the rinsing waters are detoxified and neutralized, is no longer economically justifiable. The effluent contains many neutral salts; the sparingly soluble substances are sent to special depots.
Die dabei verlorengehenden Wertstoffe müssen durch neue Chemikalien ergänzt werden. Für die Vernichtung der Wertstoffe werden Zusatzchemikalien benötigt.The lost recyclables must be supplemented by new chemicals. For the destruction of valuable substances additional chemicals are needed.
Es ist bekannt, zur Rückgewinnung der Wertstoffe lonenaustauschverfahren anzuwenden. Nachteilig hierbei ist, daß zur Regenierung der Ionenaustauscher Chemikalien im Überschuß erforderlich sind, wodurch eine zusätzliche Umweltbelastung hervorgerufen wird. Im allgemeinen schließt sich an den Ionenaustausch die Vernichtung der lonenaustauscherregenerate an.It is known to use for the recovery of valuable materials ion exchange process. The disadvantage here is that the regeneration of the ion exchanger chemicals in excess are required, creating an additional environmental impact is caused. In general, the ion exchange is followed by the destruction of the ion exchanger regenerants.
Zur Verbesserung des lonenaustauschverfahrenswird gemäß DE-AS 26 23 277 der Zusatz besonderer Chemikalien umgangen.To improve the ion exchange process, the addition of special chemicals is bypassed according to DE-AS 26 23 277.
Bekannt ist es auch, durch Elektrolyse elektrochemische abscheidbare Komponenten aus konzentrierten und halbkonzentrierten Lösungen der Galvanik zu entfernen. Die entmetallisierte Lösung wird im allgemeinen verworfen oder mit Ionenaustauschern aufgearbeitet (z.B. Fischer, G., Galvanotechnik, 74(1983) 2, S. 145-150). Bei niedrig konzentrierten Lösungen geht die Metallabscheidung aber nur sehr langsam bzw. gar nicht mehr vonstatten.It is also known to remove by electroplating electrochemical separable components from concentrated and semi-concentrated solutions of electroplating. The demetallised solution is generally discarded or worked up with ion exchangers (e.g., Fischer, G., Galvanotechnik, 74 (1983) 2, pp. 145-150). In the case of low-concentration solutions, however, the metal deposition proceeds only very slowly or not at all.
Es sind zwar spezielle Elektrolysezellen bekannt, die eine effektivere Rückgewinnung von Werkstoffen aus verdünnten Lösungen ermöglichen. Von Nachteil hierbei ist jedoch die relativ geringe Stromausbeute, so daß ein hoher Energieaufwand notwendig ist.Although there are known special electrolysis cells, which allow a more effective recovery of materials from dilute solutions. The disadvantage here, however, is the relatively low current efficiency, so that a high energy consumption is necessary.
Außerdem sind Zellen, die den Metallgehalt bis auf den Grenzwert abarbeiten, nicht im praktischen Einsatz.In addition, cells that process the metal content to the limit are not in practical use.
Ein weiteres bekanntes Verfahren, bei dem Spülwasser zur Elektrolytgewinnung aufbereitet und das in der Galvanotechnik zur Anwendung kommt, ist das Verdampfen (z.B. Hartinger, L., Galvanotechnik 69 (1978) 5, S.408—415). Empfindliche Elektrolyte werden in Vakuumverdampfern behandelt, um bei geringeren Temperaturen arbeiten zu können. Bei höheren Tensidgehalten müssen Vorkehrungen gegen den sich bildenden Schaum getroffen werden.Another known method, in which rinse water prepares for the recovery of electrolytes and which is used in electroplating, is evaporation (for example Hartinger, L., Galvanotechnik 69 (1978) 5, pp. 408-415). Sensitive electrolytes are treated in vacuum evaporators to operate at lower temperatures. At higher surfactant levels precautions must be taken against the forming foam.
Wird der sich bildende Wasserdampf einer Kühleinrichtung zugeführt, kann sehr reines Spülwasser gewonnen werden. Die Nachteile dieser technischen Lösung bestehen in den erforderlichen technischen Aufwendungen für die Überwachung bzw. Steuerung und Regelung und einem relativ hohen Energieaufwand.If the water vapor forming is supplied to a cooling device, very pure rinsing water can be obtained. The disadvantages of this technical solution consist in the required technical expenses for the monitoring or control and regulation and a relatively high energy consumption.
Aus der DE-OS 2 524094 ist ein Verfahren bekannt, nach dem Wertstoffe, wie Metalle, aus industriellen Spülwässern ggf.From DE-OS 2 524094 a method is known, according to the valuable substances, such as metals, from industrial rinses, if necessary
gemeinsam mit den in der Abluft enthaltenen Wertstoffen zurückgewonnen werden können. Das Spülwasser wird ggf. mit der auszuwaschenden Abluft des Behandlungsbades gemeinsam durch Verdunsten aufkonzentriert. Durch Ionenaustausch, Umkehrosmose oder Filterung erfolgt die Entfernung von Fremdstoffen. Die Wertstoffe gelangen in das Arbeitsbad zurück.can be recovered together with the recyclables contained in the exhaust air. If necessary, the rinsing water is concentrated together with the exhaust air of the treatment bath to be washed out by evaporation. By ion exchange, reverse osmosis or filtering the removal of foreign substances takes place. The recyclables return to the working bath.
Infolge der Verdunstung des Lösungsmittels und der damit verbundenen Überschreitung des Löslichkeitsproduktes IfristallisiRren Hiefial7a ierlnrh an«: nnH hlnrkioren riie Vf»rrinnstArnhi=>rflürhpfnr pinpn wpitpren fnrriertfsn VprHiin^ttinrvsvnrnannAs a result of the evaporation of the solvent and the concomitant exceeding of the solubility product of the late-solitary product, we have to admit that it is not possible for the company to obtain the solubility product
-2- /<M> /ö-2- / <M> / ö
Dadurch muß ein erhöhter Energieaufwand betrieben werden. Zusätzliche Wartungs- und Pflegearbeiten zur Beseitigung der Verkrustungen machen sich erforderlich. Für die Rückgewinnung wertvoller Metalle aus Prozeßlösungen der Metallveredlung sind auch Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren bekannt, bei denen dem Abwasser eine das Metall bindende Flüssigkeit zugesetzt wird (Werkstoffe und Veredlung 1 (1979) 1, S. 23-27). Die metallhaltige Flüssigkeit wird vom Abwasser abgetrennt, z.B. mit Säure behandelt, wobei eine Salzlösung gebildet wird, und die Flüssigkeit zur Abwasserbehandlung erneut zur Verfügung steht. Die Flüssig-Flüssig-Extraktien weist zahlreiche Verfahrensschritte und ansonsten die Nachteile der lonenaustauschverfahren auf. Weiterhin sind Elektrodialyseverfahren zur Elektrolytrückgewinnung bekannt (Galvanotechnik 72 (1981) 10, S. 1076-1079). Bei einer Elektrodialysevorrichtung ist eine Elektrolysezelle mit Anode und Katode durch lonenaustauschmembranen in zwei unterschiedliche Räume unterteilt.As a result, an increased energy expenditure must be operated. Additional maintenance and care work to remove encrustations is required. For the recovery of valuable metals from process solutions of metal processing and liquid-liquid extraction methods are known in which the waste water, a metal-binding liquid is added (Materials and finishing 1 (1979) 1, pp 23-27). The metal-containing liquid is separated from the wastewater, e.g. treated with acid, wherein a salt solution is formed, and the liquid is again available for wastewater treatment. The liquid-liquid extract has numerous process steps and otherwise the disadvantages of ion exchange processes. Furthermore, electrodialysis process for electrolyte recovery are known (Galvanotechnik 72 (1981) 10, pp. 1076-1079). In an electrodialysis apparatus, an anode and cathode electrolytic cell is divided by ion exchange membranes into two distinct spaces.
Ihrer Spezifik entsprechend lassen die Membranen nur eine bestimmte lonenart durchtreten. Eine vorteilhafte Anordung erlaubt es, sowohl den Elektrolyt als auch aufbereitetes Spülwasser zu erhalten bzw. Störstoffe zu entfernen. Ein Mangel dieser Verfahren liegt darin, daß die lonenaustauschermembranen nicht ohne weiteres verfügbar oder teuer sind, zudem nur eine begrenzte Lebensdauer besitzen und gegenüber aggressiven Medien empfindlich sind. Ferner ist es bekannt, bei der Spülwasseraufbereitung nach dem Prinzip der Umkehrosmose zu arbeiten. Das mit ionogenen Werkstoffen verunreinigte Spülwasser wird unter hohem Druck durch eine Membran gepreßt. Aus der Druckseite der Membran bleiben die Wertstoffe zurück, das gereinigte Wasser fließt ab. Die Wertstoffe konzentrieren sich auf und können in das Arbeitsbad zurückgeführt werden. In gleicherweise kann das gereinigte Spülwasser den Spülstufen zugeführt werden (z. B. Crampton, P., Metal Finisch 80 (1982) 3, S. 21-27). Nachteile dieses Verfahrens sind der hohe mechanische Aufwand, der hohe Energieaufwand, die mechanische Empfindlichkeit der Membranen und die Bindung der Anlage an einen Mindestdurchsatz, um effektiv arbeiten zu können.According to their specificity, the membranes allow only a certain type of ions to pass through. An advantageous arrangement makes it possible to obtain both the electrolyte and treated rinse water or to remove contaminants. One shortcoming of these processes is that the ion exchange membranes are not readily available or expensive, have limited life, and are sensitive to aggressive media. Furthermore, it is known to work in the rinse water treatment according to the principle of reverse osmosis. The rinsing water contaminated with ionic materials is forced through a membrane under high pressure. From the pressure side of the membrane, the valuable substances are left behind and the purified water drains off. The recyclable materials concentrate on and can be returned to the working bath. Likewise, the purified rinse water can be fed to the rinse stages (eg Crampton, P., Metal Finisch 80 (1982) 3, pp. 21-27). Disadvantages of this method are the high mechanical complexity, the high energy consumption, the mechanical sensitivity of the membranes and the binding of the system to a minimum throughput in order to work effectively.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Aufwand zu verringern.The aim of the invention is to reduce the effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufbereitung von galvanischen Abwässern auf möglichst einfache Weise zeit- und energiesparend durchzuführen.The invention has for its object to perform the treatment of galvanic wastewater in the simplest possible time and energy efficient.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Aufbereitung von galvanischem Abwasser, bei dem das als Elektrolytlösung eingesetzte ionogene Wertstoffe enthaltene Abwasser einer Elektrolyse ausgesetzt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Elektrolyse eine Verdunstung zur Volumeneinengung und Aufkonzentrierung der Elektrolytlösung mittels eines Verdunstersystems durchgeführt wird und daß gleichzeitig durch die Ladungsträgerbewegung im Elektrolyten der das Verdunstersystem unmittelbar umgebende Flüssigkeitsbereich des Elektrolyten erwärmt wird.The object of the invention is achieved by a process for the treatment of galvanic waste water, in which the ionic valuable substances used as electrolytic solution wastewater is subjected to electrolysis, according to the invention that with the electrolysis evaporation for volume concentration and concentration of the electrolyte solution is carried out by means of an evaporator system and that at the same time by the charge carrier movement in the electrolyte of the evaporator system immediately surrounding liquid portion of the electrolyte is heated.
Es ist von Vorteil, wenn der das Verdunstersystem umgebende Bereich des Elektrolyten zur Vergrößerung der Oberfläche und Erhöhung des elektrischen Widerstandes durch Saugwirkung von Verdunsterelementen als dünner Film ausgebildet ist.It is advantageous if the region of the electrolyte surrounding the evaporator system is designed as a thin film to increase the surface area and increase the electrical resistance due to the suction effect of evaporator elements.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung zur Aufbereitung von galvanischem Abwasser, welche als galvanische Zelle, bestehend aus einem eine Elektrolytlösung enthaltenden Elektrolysebehälter und mit der Elektrolytlösung in Kontakt stehenden Elektroden, gestaltet ist, verwendet, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß in dem Elektrolysebehälter ein aus mindestens einem plattenförmigen, saugfähigen, einen Teil des Elektrolyten angeordnet ist, daß nur eine der Elektroden unmittelbar in den Elektrolyten eintauchend im Elektrolysebehälter angebracht ist und daß dessen sich durch Kapillarkraft aus dem Elektrolyt ausbildender Elektrolytfilm an der Oberfläche jedes vorhandenen Verdunsterelementes elektrisch leitend mit der anderen am Verdunstersystem befestigten Elektrode in Verbindung steht.To carry out the method, a device for the treatment of galvanic waste water, which is designed as a galvanic cell, consisting of an electrolytic solution containing electrolysis vessel and with the electrolyte solution in contact electrodes, is used, which according to the invention is characterized in that in the electrolysis vessel is arranged from at least one plate-shaped, absorbent, a part of the electrolyte, that only one of the electrodes is immersed directly immersed in the electrolyte in the electrolysis tank and that its by capillary force from the electrolyte forming electrolyte film on the surface of each Verdunsterelementes electrically conductive with the other connected to the evaporator system electrode.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält die Vorrichtung dadurch, daß das Verdunstersystem eine Vielzahl von in zwei Reihen nebeneinander angeordneten und in den Elektrolyten eintauchenden sowie von einem Luftstrom umgebenden Verdunsterelementen besitzt, daß die beiden Reihen der Verdunsterlemente durch eine vertikal zwischen ihnen angeordnete und nicht in den Elektrolyten eintauchende oder diesen berührende Zwischenwand getrennt sind und daß in einer an sich bekannten Abdeckung der galvanischen Zelle Leitelemente zur Zu- und Abführung des Luftstromes, z. B. Düsen, Saug- und Blasrohre, vorgesehen sind.An advantageous embodiment of the device is characterized in that the evaporator system has a plurality of juxtaposed in two rows and immersed in the electrolyte and surrounding by an air flow Verdunsterelementen that the two rows of Verdunsterlemente by a vertically between them and not immersed in the electrolyte or these touching partition are separated and that in a known per se coverage of the galvanic cell guiding elements for supply and discharge of the air flow, for. As nozzles, suction and blowpipes are provided.
Bei anliegender Spannung an den Elektroden fließt zwischen Elektrode und Gegenelektrode ein Elektrolysestrom. In dem im Verdunsterelement vorhandenen Elektrolytfilm stellt sich auf Grund des verringerten Leiterquerschnitts und der relativ großen Entfernung der Elektroden voneinander ein höherer elektrischer Widerstand ein als dem im Elektrolysebehälter befindlichen Teil der Elektrolytlösung,: was zu ohm'schen Verlusten und damit zur Erwärmung des Elektroiytfilms führt.When voltage is applied to the electrodes, an electrolysis current flows between the electrode and the counter electrode. Due to the reduced conductor cross-section and the relatively large distance between the electrodes, a higher electrical resistance is present in the electrolyte film present in the evaporator element than the part of the electrolyte solution located in the electrolysis tank, which leads to ohmic losses and thus to heating of the electrolyte film.
Dadurch wird die Verdunstung des Lösungsmittels, in der Regel Wasser, an den Verdunsterelementen gefördert. Außerdem wird die Verdunstung durch die vergrößerte Oberfläche des Elektrolytfilms begünstigt. Die mit der Verdunstung einhergehende Aufkonzentrierung der in der Elektrolytlösung enthaltenen Ionen forciert wiederum den Elektrolyseprozeß.As a result, the evaporation of the solvent, usually water, promoted to the Verdunsterelementen. In addition, the evaporation is favored by the increased surface area of the electrolyte film. The concentration of the ions contained in the electrolyte solution, which accompanies the evaporation, in turn accelerates the electrolysis process.
Zur Behandlung von Spül- und Halbkonzentraten der Galvanik, die in der Regel abscheidbare oder nichtabscheidbare kationische Wertstoffe enthalten; wird die Katode im Elektrolysebehälterund die Anode am Verdunstersystem angeordnet.For the treatment of rinsing and semi-concentrates of electroplating, which generally contain precipitable or non-precipitable cationic valuable substances; the cathode is placed in the electrolysis tank and the anode is placed on the evaporator system.
Durch die bei der Elektrolyse stattfindende Wanderung und Trennung der Ionen in der Elektrolytlösung stellt sich dadurch im Elektrolytbereich des anodisch kontaktierten Verdunstersystems ein saures Milieu ein. Die entladenen Säurereste rekombinieren zur Säure und bleiben in Lösung, wodurch eine Auskristallisation und Verkrustung an den Verdunsterelementen verhindert wird.As a result of the migration and separation of the ions in the electrolytic solution taking place during the electrolysis, an acidic environment is established in the electrolyte region of the anodically contacted evaporator system. The discharged acid residues recombine to the acid and remain in solution, preventing crystallization and encrustation on the evaporator elements.
Abscheidbare Kationen werden an der Katode elektrochemisch ausgefällt. Nichtabscheidbare Kationen reichern sich in dem im Elektrolysebehälter befindlichen Teil der Elektrolytlösung an.Deposable cations are electrochemically precipitated at the cathode. Non-separable cations accumulate in the part of the electrolyte solution located in the electrolysis tank.
Die Erfindung gestattet aber auch die Rückgewinnung von in Salzlösungen enthaltenen anionischen Wertstoffen, wie sie Chromationen darstellen. In diesen Fällen ist eine umgekehrte Polung der Elektroden erforderlich.However, the invention also allows the recovery of anionic valuable substances contained in salt solutions, as they represent chromate ions. In these cases, a reverse polarity of the electrodes is required.
Mit Hilfe der speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die relativ trockene und warme Umgebungsluft einer Zwangsluftführung parallel zu den Oberflächen der in einer größeren Anzahl auftretendenWith the aid of the special embodiment of the device according to the invention, the relatively dry and warm ambient air of a forced air duct becomes parallel to the surfaces of the larger number occurring
Erfindungsgemäß wird mit minimalen, zur Durchführung der Elektrolyse notwendigen Energieaufwand die vollständige Betriebsfähigkeit des Verdunstersystems erzwungen, welches einen effektiven Verdunstungsprozeß ermöglicht.According to the invention, with minimal energy expenditure necessary to carry out the electrolysis, the complete operability of the evaporator system is enforced, which enables an effective evaporation process.
Vorteilhafterweise bleibt bei der erfindungsgemäßen Aufbereitung von galvanischen Abwasser die Optimalrelation der Elektrolytbestandteile erhalten, so daß die aufkonzentrierte Lösung mit korrigiertem Metallgehalt unmittelbar zum Auffüllen der entsprechenden Arbeitslösung verwendet werden kann.Advantageously, in the preparation according to the invention of galvanic wastewater, the optimum relationship of the electrolyte components is maintained, so that the concentrated solution with corrected metal content can be used directly to fill up the corresponding working solution.
Die Erfindung kann daher zur Entsorgung und Elektrolytrückgewinnung sämtlicher Elektrolyte, also auch der aggressivsten um sensibelsten, eingesetzt werden.The invention can therefore be used for disposal and electrolyte recovery of all electrolytes, including the most aggressive to most sensitive.
Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung forcierbare Verdunstungsprozeß kann ferner zur Raumluftbefeuchtung genutzt werden.The evaporable with the inventive device evaporation process can also be used for room humidification.
Nachfolgend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1: die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in ihrer Gesamtheit Fig.2: das Verdunstungssystera als wesentlichen Bestandteil der VorrichtungFig. 1: the apparatus for carrying out the method in its entirety Fig.2: the Verdunstungssystera as an essential part of the device
Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1
Gemäß Fig. 1 setzt sich die zur Aufbereitung von galvanischem Abwasser vorgesehene Vorrichtung im wesentlichen aus einerr Elektrolysebehälter 1, einem im einfachsten Fall nur ein Verdunsterelement besitzendes Verdunstersystem 2 sowie einer im Elektrolysebehälter 1 angeordneten Elektrode 3 und einer am Verdunstersystem 2 angebrachten Gegenelektrode 4 welche, jeweils mit einer Gleichspannungsquelle verbundensind, zusammen. Der Elektrolysebehälter 1 kann von verschiedenster Form und Größe sein. Er dient als Sammelbehältnis für die jeweils zu behandelnde Elektrolytlösung. Die im Elektrolysebehälter 1 befindliche und in den Elektrolyten eintauchende Elektrode 3 stellt in der Regel eine Katode dar, die z. B. aus Edelstahl betehen und als Plattenkatode ausgebildet sein kann.According to FIG. 1, the apparatus provided for the treatment of galvanic wastewater essentially consists of an electrolysis tank 1, an evaporator system 2 possessing only an evaporator element in the simplest case, and an electrode 3 arranged in the electrolysis tank 1 and a counter electrode 4 attached to the evaporator system 2, respectively connected to a DC voltage source, together. The electrolysis tank 1 can be of various shapes and sizes. It serves as a collection container for the respective electrolyte solution to be treated. The present in the electrolysis tank 1 and immersed in the electrolyte electrode 3 is usually a cathode, the z. B. from stainless steel and can be designed as a disk drive.
Das plattenförmige Verdunstungselement des Verdunstersystems 2 ist aus einem saugfähigen Material, z. B. einer PVC-Sinterplatte, wie sie in Bleiakkumulatoren als Mikroscheider eingesetzt wird, gefertigt.The plate-shaped evaporation element of the evaporator system 2 is made of an absorbent material, for. As a PVC sintered plate, as used in lead-acid batteries as a micro-separator manufactured.
Mit seinem unteren Teil taucht es in die Elektrolytlösung ein. An seinem oberen Ende ist die Gegenelektrode 4, in der Regel eim z. B. aus Graphit bestehende, inerte Anode, kontaktiert. Die Gegenelektrode 4 kann gleichzeitig als Halterung für das Verdunstersystem 2 im Elektrolysebehälter 1 dienen.With its lower part, it dips into the electrolyte solution. At its upper end, the counter electrode 4, usually eim z. B. made of graphite, inert anode, contacted. The counter electrode 4 can simultaneously serve as a holder for the evaporator system 2 in the electrolysis tank 1.
Auf Grund der Kapillarkraft des PVC-Sintermateriais saugt sich das Verdunsterelement mit einem Teil der Elektrolytlösung voll und bildet damit einen dünnen Elektrolytfilm aus, über den die elektrisch leitende Verbindung mit Gegenelektrode 4 besteht. Wird die zu behandelnde Elektrolytlösung mit Hilfe dieser Vorrichtung einer Elektrolyse ausgesetzt, so vollzieht sich neben der Ionenwanderung und Stofftrennung zusätzlich an der Oberfläche des Elektrolytfilms im Verdunsterelement eine Lösungsmittelverdunstung. Diese wird lediglich über die für die Elektrolyse aufzuwendende Energie realisiert. Die infolge ohmscher Verluste eintretende Erwärmung des dünnen Elektrofilms wie auch die über der Elektrolysezelle vorhandene Luftbewegung der Umgebungsluft werden gleichermaßen zur Unterstützung des Verdunstungsprozesses ausgenutzt. Durch einen Bodenauslauf 5, in dem der trichterförmige Boden des Elektrolysebehälters 1 mündet, kann die aufkonzentrierte Lösung entnommen werden.Due to the capillary force of the PVC sintered material, the evaporator element is completely saturated with a portion of the electrolyte solution and thus forms a thin electrolyte film, via which the electrically conductive connection with the counter electrode 4 exists. If the electrolyte solution to be treated is subjected to electrolysis with the aid of this device, in addition to ion migration and material separation, solvent evaporation takes place in addition on the surface of the electrolyte film in the evaporator element. This is realized only via the expended for the electrolysis energy. The resulting due to ohmic losses heating of the thin electro film as well as existing over the electrolysis cell air movement of the ambient air are equally utilized to support the evaporation process. Through a bottom outlet 5, in which the funnel-shaped bottom of the electrolysis tank 1 opens, the concentrated solution can be removed.
1—Elektrolysebehälter ,1-electrolysis tank,
2 — Verdunstersystem2 - evaporator system
3 — Elektrode3 - electrode
4 — Gegenelektrode4 - counter electrode
5 — Bodenauslauf5 - bottom outlet
6 — Verdunsterelemente6 - evaporator elements
7 — Einhängevorrichtung7 - suspension device
8 — Zwischenwand8 - partition
9 — Abdeckhaube 10 —Abluftrohr9 - cover 10 exhaust pipe
Eine in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Verdunstersystem 2 z. B. aus 46 Verdunsterelementen 6 besteht, die parallel zueinander in zwei nebeneinander angeordneten Reihen an Einhängevorrichtungen 7 befestigt sind, die der Halterung der Verdunsterelemente 6 in dem Elektrolysebehälter 1 dienen. Durch die Einhängevorrichtungen 7 werden die Abstände der Verdunsterelemente 6 und ihre Einhängtiefe in den Elektrolysebehälter 1 fixiert. Zwischen den beiden Reihen der Verdunsterelemente 6 ist der Elektrolysebehälter 1 durch eine vertikal angebrachte Zwischenwand 8 aus PVC oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Elektrolytlösung getrennt. Während die Verdunsterelemente 6 in die Elektrolytlösung eintauchen, besteht zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der unteren Kante dei Zwischenwand 8 in Abhängigkeit von dessen Höhe ein mehr oder weniger großer Spalt. Auf den Elektrolysebehälter 1 ist eine fest auf den Oberkanten des Elektrolysebehälters 1 und der oberen Kante der Zwischenwand 8 ausfliegende, abnehmbare Abdeckhaube 9 aufgesetzt. In dem auf der einen Seite der Zwischenwand 8 gelegenen Teil der Abdeckhaube 9, der ausAn illustrated in Figure 2 embodiment of the device according to the invention is characterized in that the evaporator system 2 z. B. consists of 46 Verdunsterelementen 6, which are mounted parallel to each other in two juxtaposed rows of suspension devices 7, which serve to hold the Verdunsterelemente 6 in the electrolysis tank 1. By means of the suspension devices 7, the distances between the evaporator elements 6 and their hooking depth are fixed in the electrolysis tank 1. Between the two rows of Verdunsterelemente 6 of the electrolysis vessel 1 is separated by a vertically mounted intermediate wall 8 made of PVC above the liquid level of the electrolyte solution. While the evaporator elements 6 are immersed in the electrolyte solution, there is a more or less large gap between the liquid level and the lower edge of the intermediate wall 8 as a function of its height. On the electrolysis tank 1 a fixed on the upper edges of the electrolysis tank 1 and the upper edge of the intermediate wall 8 ausfliegende, removable cover 9 is placed. In which on one side of the intermediate wall 8 located part of the cover 9, the off
-4- /IO /ö-4- / IO / ö
Übersichtsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt wurde, sind Löcher angebracht. Der andere Teil der Abdeckhaube 9 ist mit einem Abluftrohr 10 versehen, das zu einer Absaugvorrichtung führt. Damit wird erreicht, daß die relativ trockene und warme Umgebungsluft angesaugt wird und die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Elektrolytlösung sich befindlichen Teile der Verdunsterele'mente parallel zu ihrer Oberfläche gleichmäßig bestreicht. Durch die erzielte Zwangsluftführung wird die bestehende Luftbewegung maximal ausgenutzt und mit minimalen Energieeinsatz ein maximaler Verdunstungseffekt erreicht.For clarity reasons not shown in the drawing, holes are mounted. The other part of the cover 9 is provided with an exhaust pipe 10, which leads to a suction device. This ensures that the relatively dry and warm ambient air is sucked in and the parts of the Verdunsterele'mente located above the liquid level of the electrolyte solution evenly spreads parallel to its surface. Due to the forced air flow, the existing air movement is maximally exploited and with minimal energy use a maximum evaporation effect is achieved.
Eipe3%ige Natriumsulftlösung wird zur Aufbereitung in den Elektroiysebehälter 1 der Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 gegeben und bei einer Gleichspannung von 12V und einer Stromstärke von 5,4mA ohne zusätzliche Luftführung so stark eingeengt, daß sich am Boden des Elektrolysebehälters 1 Na2S04als kristalline Substanz absetzt. Die Verdunsterlemente zeigen keine Ablagerungen von Salzkristallen.Eipe3% Sodium Sulftlösung is given for treatment in the Elektroiysebehälter 1 of the device according to Embodiment 1 and concentrated so much at a DC voltage of 12V and a current of 5.4mA without additional air flow, that at the bottom of the electrolysis tank 1 Na 2 S0 4 as crystalline Substance settles. The Verdunsterlemente show no deposits of salt crystals.
Ausführungsbeispiel 4:Embodiment 4
Eine Lösung aus 10g/I Na2SO4 und 50g/l CuSO4 mit einem pH-Wert von 6 wird unter den in Ausführungsbeispiel 3 genannten Bedingungen so eingeengt, daß das Kupfer an der Katode abgeschieden und das Natriumsulfat als Salz ausgefällt wird. Der Kupferrückstand im ausgefallenen Natriumsulfat beträgt 2,5g pro 30g Gesamtsalz.A solution of 10 g / l Na 2 SO 4 and 50 g / l CuSO 4 with a pH of 6 is concentrated under the conditions mentioned in Example 3 so that the copper deposited on the cathode and the sodium sulfate is precipitated as a salt. The copper residue in the precipitated sodium sulfate is 2.5 g per 30 g of total salt.
Eine vollständige Kupferausarbeitung ist nach wiederholter Auflösung des Na2SO4 und Aufbereitung der erhaltenen Lösung möglich.Complete copper processing is possible after repeated dissolution of the Na 2 SO 4 and treatment of the resulting solution.
Ausführungsbeispiel 5: .Embodiment 5:.
Eine Zinn-Blei-Fluoroborat-Lösung mit 4g/l Sn4+ und 6g/l Pb4+ wird in der Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 elektrochemisch mit einer Gleichspannung L) von 2 V und einer Stromdichte J von 1,5 A/dm2, wobei als Anodenmaterial Kohle und als Katodenmaterial eine abgearbeitete Anode der Elektrolyse verwendet wird, so behandelt, daß der Metallionengehalt in der Lösung auf 60mg/l Sn4 und 0 mg Pb4+ zurückgeht. Die eingeengte fluorborsäurehaltige Lösung wird zur Einstellung des pH-Wertes des Arbeitsbades eingesetzt.A tin-lead fluoroborate solution having 4 g / l Sn 4+ and 6 g / l Pb 4+ becomes electrochemical in the apparatus according to Embodiment 1 with a DC voltage L) of 2 V and a current density J of 1.5 A / dm 2 in which the anode material is carbon and the anode used is a processed anode of the electrolysis, treated so that the metal ion content in the solution is reduced to 60 mg / l Sn 4 and 0 mg Pb 4+ . The concentrated fluoroboric acid-containing solution is used to adjust the pH of the working bath.
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| DD27467885A DD235626A1 (en) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | METHOD AND DEVICE FOR PREPARING GALVANIC WASTE WATER |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0505957A2 (en) * | 1991-03-27 | 1992-09-30 | Gerd Wurster | Method and apparatus for waste water treatment in connection with a paint and powder coating plant |
| NL1006340C2 (en) * | 1997-06-17 | 1998-12-21 | Rafael Technologie En Manageme | Method and device for recovering metals. |
-
1985
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