DE102009039290A1 - Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate - Google Patents

Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate Download PDF

Info

Publication number
DE102009039290A1
DE102009039290A1 DE200910039290 DE102009039290A DE102009039290A1 DE 102009039290 A1 DE102009039290 A1 DE 102009039290A1 DE 200910039290 DE200910039290 DE 200910039290 DE 102009039290 A DE102009039290 A DE 102009039290A DE 102009039290 A1 DE102009039290 A1 DE 102009039290A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aqueous solution
anode plate
treated
anode
ozone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910039290
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr. Thiele
Hans-Jürgen Dr. Förster
Gerd Heinze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EILENBURGER ELEKTROLYSE- und UMWELTTECHNIK GmbH
Eilenburger Elecktrolyse- und Umwelttechnik GmbH
Original Assignee
EILENBURGER ELEKTROLYSE- und UMWELTTECHNIK GmbH
Eilenburger Elecktrolyse- und Umwelttechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EILENBURGER ELEKTROLYSE- und UMWELTTECHNIK GmbH, Eilenburger Elecktrolyse- und Umwelttechnik GmbH filed Critical EILENBURGER ELEKTROLYSE- und UMWELTTECHNIK GmbH
Priority to DE200910039290 priority Critical patent/DE102009039290A1/en
Publication of DE102009039290A1 publication Critical patent/DE102009039290A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/13Ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46133Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C02F2001/46142Catalytic coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46152Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46157Perforated or foraminous electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115Electrolytic cell with membranes or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4618Supplying or removing reactants or electrolyte
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46195Cells containing solid electrolyte
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/782Ozone generators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

The method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution for its disinfection by anodically generated ozone and/or for oxidatively decomposing of organic and/or inorganic components under use of an electrolysis cell divided as solid electrolyte by cation exchanging membrane suited for anodic ozone generation, where the electrolysis cell having anode plate made of conductive material coated with doped diamond, with perforated structure, comprises pressing the structure in a cell housing on cation exchanger membrane and porous cathode plate. The method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution for the purpose of its disinfection by anodically generated ozone and/or for oxidatively decomposing of organic and/or inorganic components under use of an electrolysis cell divided as solid electrolyte by cation exchanging membrane suited for anodic ozone generation, where the electrolysis cell having an anode plate made of a conductive material coated with doped diamond, with a perforated structure, comprises pressing the structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate that flows through by formed and/or supplied gas from top towards bottom. The anode plate has a strength of 0.5-3 mm, is disposed over a gap volume of 30-80% and is flowed in longitudinal direction of the aqueous solution to be treated with a flow velocity of 0.02-1.0 m/s, related to the gap volume of the anode plate. A diamond-coated expanded grid made of niobium is introduced as anode plate with perforated structure. The aqueous solution to be treated has an electrical conductivity of 10 mS/cm. The porous cathode consists of foam, knitted fabrics or nonwoven made of carbon, stainless steel or from nickel and/or its alloy. The aqueous solution to be treated is conveyed in circulation through the electrode plate. The anolyte circuit is flowed through in the sense of a reactor cascade one after another from the aqueous solution to be treated. The aqueous solution is conveyed without circulation guidance in unique conduit by the anode plate. Ozone formed in unique flow per gram is conveyed to 100% of the solution to be treated through the anode plate. A diluted acid (5) is dosed in the porous cathode plate in such a quantity in the existence of hardeners in the aqueous solution to be treated so that a weak acid with a pH-value of = 3 exists at lower discharge. An independent claim is included for an electrolysis cell for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur anodischen Behandlung von elektrisch leitfähigen natürlichen Wässern und/oder wässrigen Lösungen zum Zwecke ihrer Desinfektion mittels anodisch generiertem Ozon und oder zum oxidativen Abbau von organischen und anorganischen Inhaltsstoffen unter Verwendung eines elektrochemischen Ozongenerators. Als Ozongenerator dient eine durch Kationenaustauschermembranen geteilte Elektrolysezelle mit diamantbeschichteten Anoden und Kathoden mit einer porösen Struktur, beidseitig angepresst an die als Festelektrolyt dienende Kationenaustauschermembran.The invention relates to a method and a device for the anodic treatment of electrically conductive natural waters and / or aqueous solutions for the purpose of their disinfection by means of anodically generated ozone and or for the oxidative degradation of organic and inorganic ingredients using an electrochemical ozone generator. The ozone generator used is an electrolytic cell divided by cation exchange membranes with diamond-coated anodes and cathodes having a porous structure, pressed against the solid-electrolyte cation exchange membrane on both sides.

Das Verfahren ist dafür geeignet, in leitfähigen Trink-, Gebrauchs- und Abwässern Ozon zum Zwecke ihrer Desinfektion zu generieren und/oder in ihnen enthaltene anorganische oder organische Inhaltsstoffe, insbesondere Schadstoffe, oxidativ abzubauen. Das Verfahren ermöglicht die Entfärbung farbiger Abwässer, den oxidativen Abbau von Komplexbildnern und anderen Schadstoffen bei gleichzeitiger Desinfektion durch das überschüssige Ozon. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass das Trink- oder Brauchwasser ohne vorherige Enthärtung eingesetzt werden kann.The process is suitable for generating ozone in conductive drinking, utility and waste water for the purpose of disinfecting it and / or oxidatively degrading inorganic or organic constituents, in particular pollutants, contained in them. The process enables the discoloration of colored wastewater, the oxidative degradation of complexing agents and other pollutants with simultaneous disinfection by the excess ozone. It is of particular advantage that the drinking or service water can be used without prior softening.

Der derzeitige Stand der Technik auf dem Gebiet der elektrochemischen Ozongeneratoren ist gekennzeichnet durch Elektrolysezellen mit Kationenaustauschermembranen als Festelektrolyt, sogenannten Membrel-Zellen (nach S. Stucki: „Reaktions- und Prozesstechnik der Membrel-Wasser-Elektrolyse” DECHEMA-Monographie, Verlag Chemie 94 (1983) 211 ), in denen mit β-Bleidioxid oder mit dotiertem Diamant beschichtete Anoden mit einer hohen Sauerstoffüberspannungen Anwendung finden. Die zunächst ausschließlich eingesetzten bleidioxidbeschichteten Anoden hatten den Nachteil einer zu geringen Dauerbeständigkeit und es war erforderlich, bei Stillstand der Elektrolyse ein Schutzpotential aufrecht zu erhalten. Die Toxidizität des Bleies verhinderte auch die Anwendung dieser Zellen zur Desinfektion von Trinkwasser. Zunehmend werden deshalb die mit Bleidioxid beschichteten Anoden durch solche aus diamantbeschichtetem Niob ( DE 198 42 396 ) oder Silizium ( DE 103 16 45 ) ersetzt. Solche durch Dotierung leitfähig gemachte Diamantschichten zeichnen sich durch hohe Anodenpotentiale und eine deutlich höhere Dauerbeständigkeit aus und sind auch für die Desinfektion von Trinkwasser einsetzbar. Sie haben jedoch den Nachteil, dass die mit Bleidioxid erreichbaren porösen Strukturen mit einer großen Oberfläche, angrenzend an die Festelektrolyt-Membran, damit derzeit nicht verfügbar sind. Deshalb kommen zur Ausbildung der für die Ozonbildung wichtigen Dreiphasengrenze Anode-Festelektrolyt-Wasser Anodenplatten mit einer durchbrochenen Struktur zur Anwendung, was eine Anpassung der Zellenkonstruktion erforderlich machte. Die Anodenplatten müssen an die Festelektrolytmembran und diese wieder an die Kathode fest angepresst werden. Als Anoden mit durchbrochener Struktur werden bevorzugt diamantbeschichtete Streckgitterelektroden eingesetzt. Elektrodenanordnungen nach DE 10 2004 015 680 , bestehend aus Anoden- und Kathodenplatten aus Streckmetallen, angepresst an die Kationenaustauschermembran, finden zur Desinfektion von Wässern mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit bereits eine breite Anwendung.The current state of the art in the field of electrochemical ozone generators is characterized by electrolysis cells with cation exchange membranes as solid electrolyte, so-called Membrel cells (according to S. Stucki: "Reaction and Process Technology of Membrel Water Electrolysis" DECHEMA monograph, Verlag Chemie 94 (1983) 211 ) in which are used with β-lead dioxide or doped diamond coated anodes with a high oxygen surges application. The initially exclusively used lead-dioxide-coated anodes had the disadvantage of too low durability and it was necessary to maintain a protection potential at standstill of the electrolysis. The toxidicity of the lead also prevented the use of these cells for the disinfection of drinking water. Increasingly, therefore, the lead dioxide-coated anodes are replaced by those of diamond-coated niobium (US Pat. DE 198 42 396 ) or silicon ( DE 103 16 45 ) replaced. Such made by doping conductive diamond layers are characterized by high anode potentials and a significantly higher durability and can also be used for the disinfection of drinking water. However, they have the drawback that the porous structures having a large surface area accessible to lead dioxide, adjacent to the solid electrolyte membrane, are not currently available. Therefore, in order to form the three-phase boundary important for ozone formation, anode-solid electrolyte-water anode plates having a broken structure are used, necessitating adjustment of cell construction. The anode plates must be pressed firmly against the solid electrolyte membrane and again against the cathode. As anodes with a broken structure, preferably diamond-coated expanded metal electrodes are used. According to electrode arrangements DE 10 2004 015 680 , consisting of expanded metal anode and cathode plates, pressed against the cation exchange membrane, are already widely used for the disinfection of waters with a low electrical conductivity.

Bei den damit ausgestatteten Ozon-Zellen sinkt allerdings die Stromausbeute der Ozonbildung mit zunehmender elektrischer Leitfähigkeit der Elektrolytlösung stark ab. Beispielsweise werden bei einer Leitfähigkeit des natürlichen Trinkwassers von etwa 0,6 bis 0,8 mS/cms nur noch 2 bis 3% Stromausbeute erreicht, während bei Verwendung von Deionat mit einer Leitfähigkeit < 0,02 mS/cm Stromausbeuten oberhalb 20% möglich sind (s. z. B. A. Kraft: „Dotierte Diamantelektroden, neue Trends und Entwicklungen” Galvanotechnik (2008) H. 11, S 2808 ). Deshalb ist es wirtschaftlich wenig sinnvoll, solche leitfähigen Wässer direkt in Ozonzellen zum Zwecke ihrer Desinfektion einzusetzen und mit Ozon anzureichern. Außerdem enthalten solche natürlichen Wässer Härtebildner, die ohnehin ihrem Einsatz in Ozonzellen mit Festelektrolyt-Kationenaustauschermembranen entgegenstehen, da es bereits nach kurzer Elektrolysedauer zum Anstieg der Zellspannung durch Kalkabscheidung in der Membran und auf der Kathode kommt. Bei Weiterführung der Elektrolyse kommt es schließlich zur irreversiblen Schädigung der Membran und damit zum Totalausfall der Ozonzelle.In the case of the ozone cells equipped therewith, however, the current yield of ozone formation drops sharply with increasing electrical conductivity of the electrolyte solution. For example, with a conductivity of the natural drinking water of about 0.6 to 0.8 mS / cms only 2 to 3% current efficiency achieved, while using deionized with a conductivity <0.02 mS / cm current yields above 20% are possible (sz BA Kraft: "Doped Diamond Electrodes, New Trends and Developments" Galvanotechnik (2008) H. 11, S 2808 ). Therefore, it makes little economic sense to use such conductive waters directly in ozone cells for the purpose of their disinfection and enrich with ozone. In addition, such natural waters contain hardeners, which in any case preclude their use in ozone cells with solid electrolyte cation exchange membranes, since it comes after a short period of electrolysis to increase the cell voltage by lime deposition in the membrane and on the cathode. Continuation of the electrolysis finally leads to irreversible damage to the membrane and thus to total failure of the ozone cell.

Aus diesen Gründen werden die dem Stand der Technik entsprechenden Ozonzellen insbesondere mit einem im Kreislauf durch die Zelle gefördertem Deionat betrieben, aus dem das gebildete Ozon zusammen mit dem ebenfalls anodisch gebildeten Sauerstoff gasförmig austritt. Im Falle einer ungeteilten Zelle gelangt zusätzlich der kathodisch entwickelte Wasserstoff in das Gasgemisch, wodurch die Ozonkonzentration weiter verringert wird. Damit das so gebildete Ozon-Gasgemisch zur Desinfektion elektrisch leitfähiger und Härtebildner enthaltender natürlicher Wässer und zum oxidativen Abbau in diesen Wässern enthaltener Schadstoffe eingesetzt werden kann, muss es in einem der Qzonzelle nachgeschalteten Reaktor darin gelöst und zur Reaktion gebracht werden. Neben dem dafür erforderlichen zusätzlichen apparativen Aufwand sind damit meist auch Verluste an Ozon unvermeidlich, da der für die Löslichkeit des Ozons entscheidende Partialdruck durch den Überschuss an Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserstoff stark herabgesetzt wird.For these reasons, the prior art corresponding ozone cells are operated in particular with a circulating through the cell promoted deionized, from which the ozone formed emerges in gaseous form together with the oxygen also formed anodically. In the case of an undivided cell, the cathodically developed hydrogen additionally enters the gas mixture, which further reduces the ozone concentration. In order that the thus formed ozone gas mixture can be used to disinfect electrically conductive and hardness-containing natural waters and oxidative degradation contained pollutants contained in these waters, it must be dissolved in a Qzon cell downstream reactor therein and reacted. In addition to the additional equipment required for this, losses of ozone are usually unavoidable, since the critical for the solubility of the ozone partial pressure is greatly reduced by the excess of oxygen and optionally hydrogen.

Die Aufgabenstellung für die vorliegende Erfindung besteht deshalb darin, die erreichbare Stromausbeute der Ozonbildung in natürlichen Wässern mit höherer elektrischer Leitfähigkeit deutlich zu verbessern und dabei eine Kalkabscheidung durch anwesende Härtebildner zu verhindern. The object of the present invention is therefore to significantly improve the achievable current efficiency of ozone formation in natural waters with higher electrical conductivity and thereby prevent lime precipitation by present hardeners.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das in den Patentansprüchen 1 bis 9 dargestellte Elektrolyseverfahren gelöst. Dazu wird der Anodenraum des durch eine Kationenaustauschermembran geteilten Ozongenerators mittels einer an diese angepresste 0,5 bis 3 mm starke diamantbeschichtete Elektrodenplatte mit durchbrochener Struktur und einem Lückenvolumen von 30 bis 80% ausgebildet, die auf der Rückseite ganzflächig auf einer Grundplatte aufliegt, so dass sie vom unterhalb der Anodenplatte zugeführten zu behandelnden natürlichem Wasser in Längsrichtung bis zum oberhalb angeordneten Austritt zwangsdurchströmt wird. Als besonders vorteilhaft erwies sich die Verwendung einer diamantbeschichteten Streckmetall-Lage als Anodenplatte mit durchbrochener Struktur.According to the invention, this object is achieved by the electrolysis process illustrated in claims 1 to 9. For this purpose, the anode compartment of the divided by a cation exchange membrane ozone generator by means of a pressed to this 0.5 to 3 mm thick diamond-coated electrode plate with openwork structure and a void volume of 30 to 80% is formed, which rests on the back over the entire surface on a base plate so that they from being supplied below the anode plate to be treated natural water in the longitudinal direction to the above-arranged outlet is positively flowed through. The use of a diamond-coated expanded metal layer as an anode plate with a perforated structure proved to be particularly advantageous.

Vorzugsweise erfolgt die Zwangsdurchströmung mit Strömungsgeschwindigkeiten von 0,02 bis 1,0 m/s, bezogen auf den durch das Lückenvolumen gebildeten freien Querschnitt der Anodenplatte. Überraschend wurde gefunden, dass es bereits bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Anodenplatte ab 0,02 m/s möglich ist, mit natürlichen Wässern, die eine elektrische Leitfähigkeit zwischen 0,6 und 1,0 mS/cm besitzen, relativ hohe Stromausbeuten der Ozonbildung von 17 bis 15% zu realisieren. Erfindungsgemäß können Wässer mit elektrischen Leitfähigkeiten bis zu maximal 10 mS/cm eingesetzt werden, wobei immer noch Stromausbeuten zwischen 15 und 11% erreicht werden können.Preferably, the forced flow takes place at flow velocities of 0.02 to 1.0 m / s, based on the free cross section of the anode plate formed by the void volume. Surprisingly, it has been found that it is possible even at relatively low flow velocities within the anode plate from 0.02 m / s, with natural waters having an electrical conductivity between 0.6 and 1.0 mS / cm, relatively high current yields of ozone formation from 17 to 15% to realize. According to the invention, waters with electrical conductivities up to a maximum of 10 mS / cm can be used, while current yields between 15 and 11% can still be achieved.

Innerhalb der Anodenplatte mit durchbrochener Struktur kommt es durch die Zwangsdurchströmung offensichtlich zu starken Mikroturbulenzen, die den Stofftransport zu und von der für die Ozonbildung wichtigen Dreiphasengrenze Festelektrolyt-Anodenoberfläche-Elektrolyt stark beschleunigen. Im Gegensatz dazu werden die Streckmetallanoden bei Anodenanordnungen nach DE 10 2004 015 680 vom zu desinfizierenden Wasser seitlich von außen angeströmt. Dabei durchfließt das Wasser vorzugsweise die Zwischenräume zwischen den einzelnen Streckmetall-Membran-Kombinationen bzw. zwischen diesen und den Gehäusewänden. Es ist auf Grund des wesentlich größeren Strömungswiderstandes innerhalb der Streckmetall-Lagen davon auszugehen, dass nur ein kleiner Teil des Wassers tatsächlich das Streckmetall durchströmt und dass sich unmittelbar angrenzend an die Dreiphasengrenze Anode-Membran-Elektrolyt kaum noch eine gerichtete Strömung ausbilden kann. Deshalb erfolgt der Stofftransport zur und von der Dreiphasengrenze vorzugsweise durch Diffusion. Dadurch wird auch die Sättigungsgrenze für das Ozon-Sauerstoffgemisch in diesem Bereich schnell überschritten, so dass sich Gasblasen ausbilden, die zusammen mit dem Wasser aus dem Elektrodenbereich als Zweiphasenströmung austritt. Es bedarf deshalb zur vollständigen Auflösung des Ozons in der durch das Zellengehäuse strömenden Wassermenge einer nachgeschalteten Vorrichtung zur Dispergierung und Auflösung des Gasanteils in der Hauptmenge des an der Streckmetallanode vorbeiströmenden Wassers.Within the anode plate with a broken structure, the forced flow obviously causes strong microturbulences, which greatly accelerate the mass transport to and from the three-phase boundary solid electrolyte-anode surface electrolyte which is important for ozone formation. In contrast, the expanded metal anodes diminish in anode arrangements DE 10 2004 015 680 from the water to be disinfected laterally flowed from the outside. In this case, the water preferably flows through the intermediate spaces between the individual expanded metal-membrane combinations or between them and the housing walls. It is to be assumed due to the much larger flow resistance within the expanded metal layers that only a small part of the water actually flows through the expanded metal and that immediately adjacent to the three-phase boundary anode-electrolyte membrane can hardly form a directional flow. Therefore, the mass transfer to and from the three-phase boundary is preferably by diffusion. As a result, the saturation limit for the ozone-oxygen mixture in this range is also rapidly exceeded, so that gas bubbles form which, together with the water, emerge from the electrode region as a two-phase flow. It is therefore necessary for the complete dissolution of the ozone in the amount of water flowing through the cell housing a downstream device for dispersing and dissolving the gas fraction in the main amount of water flowing past the expanded metal anode.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die zu behandelnde wässrige Lösung durch die Anodenplatte der Ozonzelle im Kreislauf gefördert werden. Ein solcher Elektrolytkreislauf kann z. B. als Batch-Reaktor betrieben werden, bis der erforderliche Umsetzungsgrad beim oxidativen Abbau von Inhaltsstoffen erreicht ist. Erforderlichenfalls können auch mehrere dieser Anolytkreisläufe vom zudosierten Wasser nacheinander im Sinne einer Reaktorkaskade kontinuierlich durchströmt werden.In the method according to the invention, the aqueous solution to be treated can be circulated through the anode plate of the ozone cell. Such an electrolyte circuit can, for. B. operated as a batch reactor until the required degree of conversion in the oxidative degradation of ingredients is reached. If necessary, several of these Anolytkreisläufe of the metered water can be continuously flowed through successively in the sense of a reactor cascade.

Es ist aber auch möglich, die zu behandelnde wässrige Lösung unter Umgehung eines Kreislaufes nur einmal im Durchlauf durch die Anodenplatte zu fördern. Dazu ist es nach einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung erforderlich, den Durchsatz durch die Anodenplatte bei einmaligem Durchlauf ohne Kreislaufführung so stark zu erhöhen, dass sämtliches gebildete Ozon-Sauerstoffgemisch im durchströmenden Wasser gelöst wird, so dass keine Gasphase ausgebildet wird.But it is also possible to promote the aqueous solution to be treated, bypassing a circuit only once through the anode plate. For this purpose, it is necessary according to a further feature of the present invention to increase the throughput through the anode plate in a single pass without circulation so strong that all the ozone-oxygen mixture formed is dissolved in the water flowing through, so that no gas phase is formed.

Dadurch werden keine nachgeschalteten Reaktoren zur Dispergierung und Auflösung des Ozons benötigt. Erfindungsgemäß können dazu Strömungsgeschwindigkeiten im zwangsdurchströmten Lückenvolumen der Anodenplatte bis 1 m/s bei einem Druckabfall in der Anode von bis zu 4 Bar realisiert werden. Um eine solche vollständige Auflösung zu erreichen, muss die durch die Anodenplatte zu fördernde Wassermenge auf mindestens 100 l pro Gramm gebildetes und nicht zum oxidativen Abbau von Wasserinhaltsstoffen verbrauchtes Ozon erhöht werden.As a result, no downstream reactors for dispersing and dissolving the ozone are needed. According to the invention, flow velocities in the gap volume of the anode plate through which flow is forced can be realized up to 1 m / s with a pressure drop in the anode of up to 4 bar. To achieve such complete dissolution, the amount of water to be delivered through the anode plate must be increased to at least 100 liters per gram of ozone produced and not consumed for the oxidative degradation of water constituents.

Bei Anwesenheit oxidierbarer Wasserinhaltsstoffe wird ein Teil des gebildeten Ozons bereits für deren Oxidation verbraucht bzw. es wird durch eine parallel dazu verlaufende Direktoxidation an der Elektrodenoberfläche gar nicht erst gebildet. Dann kann mit einer entsprechend angepassten geringeren Wasser-Durchlaufmenge elektrolysiert werden, um das überschüssige Ozon-Sauerstoffgemisch vollständig aufzulösen.In the presence of oxidizable water constituents, a part of the ozone formed is already consumed for its oxidation or it is not even formed by a direct oxidation proceeding parallel thereto at the electrode surface. Then can be electrolyzed with a correspondingly adapted lower water flow rate to completely dissolve the excess ozone-oxygen mixture.

Im Idealfall kommt es zu einem oxidativen Abbau der oxidierbaren Wasserinhaltsstoffe und außerdem noch zur Bildung einer für die Desinfektion ausreichend großen Ozonmenge. Dies ist z. B. für Anwendungen zur Gewässerreinigung und Desinfektion in Fischbrut- und Fischaufzucht-Anlagen von großer Bedeutung. So konnte experimentell nachgewiesen werden, dass das neben anderen Stoffwechselprodukte der Fische anfallende Fischgift Ammoniak in den Ozonzellen beim Zwangsdurchlauf durch die Anodenplatte anodisch oxidiert und werden kann. Ideally, there is an oxidative degradation of oxidizable water constituents and also to the formation of a sufficient amount of ozone for disinfection. This is z. B. for applications for water purification and disinfection in fish breeding and fish breeding systems of great importance. Thus it could be proven experimentally, that the fish poison ammonia in addition to other metabolic products of the fish can be anodized and oxidized in the ozone cells during the forced passage through the anode plate.

Zur Vermeidung von Kalkablagerungen in der Membran und auf der Kathode der Ozonzelle durch die in den natürlichen Wässern enthaltenen Härtebildner konnte auf die Patentanmeldung AZ. DE 10 2009 005 011.6 zurückgegriffen und die darin enthaltene technische Lehre an die vorliegende Problemlösung angepasst werden. Diese beinhaltet ein Verfahren zur Vermeidung von Kalkabscheidungen in Wasserdesinfektionszellen, die durch Separatoren in Form von Kationenaustauschermembranen oder mikroporösen Diaphragmen in Kathoden- und Anodenräume getrennt sind. Nach der technischen Lehre dieser Patentanmeldung wird eine poröse Kathode eingesetzt, an die der Separator angedrückt wird und die vom kathodisch gebildeten oder einem zugeführten Gas als kontinuierliche Phase von oben nach unten durchströmt wird. Oberhalb der Kathode wird eine verdünnte Säure in einer solchen Menge und Konzentration eindosiert, so dass sie als diskontinuierliche Phase zusammen mit der Gasphase unterhalb der porösen Kathode mit einem schwach saurem pH-Wert ≤ 3 austritt. Durch den sich ausbildenden säurehaltiger Rieselfilm im Bereich der Membran wird eine Kalkabscheidung in der Membran und den angrenzenden Kathodenbereichen sicher verhindert.To avoid limescale deposits in the membrane and on the cathode of the ozone cell by the hardeners contained in the natural waters on the patent application AZ. DE 10 2009 005 011.6 and the technical teaching contained therein are adapted to the present problem solution. This includes a method of preventing scale deposits in water disinfecting cells separated by separators in the form of cation exchange membranes or microporous diaphragms in cathode and anode spaces. According to the technical teaching of this patent application, a porous cathode is used, to which the separator is pressed and which is flowed through by the cathodically formed or a gas supplied as a continuous phase from top to bottom. Above the cathode, a dilute acid is metered in such an amount and concentration that it emerges as a discontinuous phase together with the gas phase below the porous cathode having a weakly acidic pH ≦ 3. Due to the forming acidic trickle film in the region of the membrane lime deposition in the membrane and the adjacent cathode areas is reliably prevented.

Der bevorzugte Aufbau einer Elektrolysezelle gemäß Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist in der 1 dargestellt. Sie zeigt beispielhaft eine Aufbauvariante des erfindungsgemäßen Ozongenerators im Längsschnitt. Sie besteht aus der anodischen Randplatte 1 mit dem Ein- und Austritt der Anolytlösung 2, 3. Gleichermaßen enthält die kathodischen Randplatte 4 oben den Eintritt für Gas und für die verdünnte Säure 5, welche am unteren Austritt 6 die Elektrolysezelle wieder verläßt. Abgetrennt durch die anodischen und kathodischen Dichtplatten 7 sind die Anoden- und Kathodengrundplatten 8, 9 mit den Stromzuführungen angeordnet. Daran angrenzend befinden sich die Anodenplatte mit durchbrochener Struktur 10 und die poröse Kathodenplatte 11. Beide Elektrodenplatten werden nach außen durch die Anoden- und Kathodendichtrahmen 12, 13 begrenzt und abgedichtet. Dazwischen ist die Festelektrolyt-Membran 14 eingespannt..The preferred construction of an electrolytic cell according to claim 10 for carrying out the method according to claims 1 to 9 is in the 1 shown. It shows an example of a construction variant of the ozone generator according to the invention in longitudinal section. It consists of the anodic edge plate 1 with the entry and exit of the anolyte solution 2 . 3 , Equally contains the cathodic edge plate 4 above the entrance for gas and for the diluted acid 5 , which at the lower exit 6 leaves the electrolysis cell again. Separated by the anodic and cathodic sealing plates 7 are the anode and cathode base plates 8th . 9 arranged with the power supply lines. Adjacent to it are the anode plate with a broken structure 10 and the porous cathode plate 11 , Both electrode plates are outwardly through the anode and cathode sealing frames 12 . 13 limited and sealed. In between is the solid electrolyte membrane 14 clamped ..

Anwendungsbeispieleapplications

Beispiel 1example 1

Es wurde eine geteilte Elektrolysezelle zur Ozonerzeugung gemäß 1 mit einer zwanggsdurchströmten diamantbeschichteten Niob-Streckmetallanode eingesetzt. Als Kationenaustauschermembran diente eine NAFION N350-Membran. Die poröse Kathode wurde durch einen ca. 2 mm starken Nickelschaum ausgebildet, der von oben nach unten von Luft durchströmt wurde (sogenannter „leerer Kathodenraum”). Die Anodenfläche (Projektion der Streckmetall-Anode) lag bei 70 cm2. Es wurde ein Streckmetall mit folgenden technischen Daten verwendet. Breite des Streckmetalls 70 mm Länge des Streckmetalls 100 mm Maschenlänge 12,5 mm Maschenbreite 7,5 mm Stegbreite 1,5 mm Materialstärke 1,0 mm Streckgitterstärke 2,1 mm Flächengewicht 6,0 kg/m2 Lückenvolumen 67,0% Oberflächen-Vergrößerungsfaktor zur Flächenprojektion 3,1 cm2/cm2 It was a divided electrolysis cell for ozone generation according to 1 used with a forced-through diamond-coated niobium-expanded metal anode. The cation exchange membrane used was a NAFION N350 membrane. The porous cathode was formed by an approximately 2 mm thick nickel foam, which was traversed from top to bottom of air (so-called "empty cathode space"). The anode area (projection of the expanded metal anode) was 70 cm 2 . An expanded metal with the following technical data was used. Width of the expanded metal 70 mm Length of the expanded metal 100 mm mesh length 12.5 mm mesh width 7.5 mm web width 1.5 mm material thickness 1.0 mm Expanded metal thickness 2.1 mm grammage 6.0 kg / m 2 void volume 67.0% Surface magnification factor for surface projection 3.1 cm 2 / cm 2

Die beidseitige Beschichtung aus bordotiertem Diamant war ca. 5 μm stark. Die Maschen waren quer zur Strömungsrichtung angeordnet. Der durchströmte Querschnitt ergibt sich daraus zu 70 mm × 2,1 mm × 0,67 = 98,5 mm2.The two-sided coating of boron-doped diamond was about 5 microns thick. The meshes were arranged transversely to the flow direction. The flow cross-section results from this to 70 mm × 2.1 mm × 0.67 = 98.5 mm 2 .

Elektrolysiert wurde mit einer Stromstärke von 20 A (0,29 A/cm2, bezogen auf die Streckgitterfläche). Als Anolyt wurde wechselweise Deionat und enthärtetes Trinkwasser im temperiertem Kreislauf mit unterschiedlichen Mengenströmen durch die Streckmetallanode gefördert. Das Deionat hatte einen Leitwert von ca. 20 μS/cm, das enthärtete Trinkwasser von ca. 780 μS/cm. Nach erfolgter Sättigung des Anolytvolumens mit dem anodisch generierten Ozon-Sauerstoff-Gemisch wurde das austretende Gasgemisch in einer Waschflasche mit KJ-Lösung absorbiert. Der Ozongehalt wurde durch Titration mit Thiosulfat bestimmt und daraus die Stromausbeute der Ozonbildung berechnet. Die erhaltenen Ergebnisse (Durchschnittswerte mehrerer Messungen) sind mit den berechneten mittleren Strömungsgeschwindigkeiten, bezogen auf den freien durchströmten Querschnitt, in der Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1: Abhängigkeit der Stromausbeuten von der Strömungsgeschwindigkeit Anolyt Durchsatz l/h Temperatur °C Strömungs-Geschwindigkeit m/s Stromausbeute % Deionat 5,5 35 0,016 18,1 Deionat 7,5 35 0,021 16,8 Deionat 12,0 32 0,034 18,9 Deionat 15,0 30 0,043 21,0 Deionat 15,0 33 0,043 20,1 Deionat 26,0 27 0,074 22,1 Trinkwasser 6,5 35 0,018 15,2 Trinkwasser 9,5 33 0.027 15,2 Trinkwasser 15,5 27 0,044 16,7 Trinkwasser 24,0 26 0,068 17,7 Electrolysis was carried out with a current of 20 A (0.29 A / cm 2 , based on the expanded metal surface). As anolyte, deionized water and softened drinking water were alternately pumped through the expanded metal anode in a temperature-controlled circuit with different flow rates. The deionized had a conductivity of about 20 μS / cm, the softened drinking water of about 780 μS / cm. After saturation of the anolyte volume with the anodically generated ozone-oxygen mixture, the escaping gas mixture was absorbed in a wash bottle with KJ solution. The ozone content was determined by titration with thiosulfate and from this the current yield of ozone formation was calculated. The results obtained (average values of several measurements) are summarized in Table 1 with the calculated mean flow velocities, based on the free flow cross-section. Table 1: Dependence of the current yields on the flow velocity anolyte Throughput l / h Temperature ° C Flow velocity m / s Current efficiency% deionized water 5.5 35 0.016 18.1 deionized water 7.5 35 0,021 16.8 deionized water 12.0 32 0.034 18.9 deionized water 15.0 30 0.043 21.0 deionized water 15.0 33 0.043 20.1 deionized water 26.0 27 0.074 22.1 Drinking water 6.5 35 0,018 15.2 Drinking water 9.5 33 0027 15.2 Drinking water 15.5 27 0,044 16.7 Drinking water 24.0 26 0,068 17.7

Es wird deutlich, dass mit der zwangsdurchströmten Anode bereits bei relativ geringen mittleren Strömungsgeschwindigkeiten um die 0,02 m/s vergleichsweise hohe Stromausbeuten beim Deionat um die 17%, beim Trinkwasser immer noch um die 15% erreicht werden. Im Bereich von 0,05 bis 0,07 m/s nähern sich die Stromausbeuten einem Grenzwert, der beim Deionat bei. 21%, beim Trinkwasser bei 17% liegt. Die Differenzen sind also trotz einer etwa 40fach höheren Leitfähigkeit des enthärteten Trinkwassers im Vergleich zum Deionat überraschend gering.It becomes clear that with the forced-flow anode even at relatively low mean flow velocities of around 0.02 m / s comparatively high current yields of around 17% for deionized water and still around 15% for drinking water are achieved. In the range of 0.05 to 0.07 m / s, the current yields approach a threshold value, that of the deionate. 21%, while drinking water is 17%. The differences are thus surprisingly low despite an approximately 40 times higher conductivity of the softened drinking water compared to the deionized.

Beispiel 2Example 2

Mit gleicher Elektrolysezelle und Versuchsanordnung wie im Beispiel 1 wurde bei eine Umlaufmenge im Grenzbereich von ca 25 l/h (ca. 0,07 m/s) die Abhängigkeit der Stromausbeute und der Zellspannung vom Leitwert des umlaufenden Anolyten bestimmt. In einer ersten Versuchsreihe wurde von Deionat ausgegangen, dem zur Erhöhung der Leitfähigkeit Schwefelsäure, Salzsäure oder Natriumsulfat zugegeben wurde. Dabei wurde wie im Beispiel 1 mit „leerem” von oben nach unten luftdurchströmten Kathodenraum elektrolysiert. In einer zweiten Versuchsreihe wurde von einem nicht enthärtetem Trinkwasser mit einer Härte von 22° dH ausgegangen, dem zur weiteren Erhöhung der Leitfähigkeit ebenfalls wechselnde Mengen an Schwefelsäure, Salzsäure und Natriumsulfat zugesetzt wurden. Zur Vermeiung von Kalkabscheidungen in der Kationenaustauschermembran und auf der Kathode wurde in die poröse Kathode zusätzlich zur Luftdurchströmung eine solche Menge an verdünnter Salzsäure (ca. 10 g/l) eindosiert, dass sich am unteren Auslauf noch ein pH-Wert ≤ 3 einstellte. In beiden Versuchsreihen wurden auch die stationären Zellspannungen gemessen und der sich ergebende spezifische Gleichstromverbrauch berechnet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2: Abhängigkeiten der Leistungsdaten vom Leitwert mit und ohne Säureeinspeisung in die poröse Kathode Anolyt bestehend aus Einspeisung in Kathode Leitwert Zellspa. O3-Ausb. Espez mS/cm V % kWh/g Deionat allein Luft allein 0,02 13,2 23,3 0,190 Deionat mit HCl-Zusatz Luft allein 1,25 12,0 13,5 0,298 Deionat mit H2SO4-Zusatz Luft allein 0,80 11,8 15,1 0,262 Deionat mit H2SO4-Zusatz Luft allein 1,25 12,5 14,6 0,287 Deionat mit Na2SO4-Zusatz Luft allein 3,50 12,0 12,8 0,314 Trinkwasser allein Luft + verd. HCl 0,70 10,2 17,8 0,192 Trinkwasser mit HCl-Zusatz Luft + verd. HCl 1,60 9,8 14,8 0,222 Trinkwasser mit H2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 1,50 8,8 13,2 0,223 Trinkwasser mit H2SO4-Zus.. Luft + verd. HCl 2,10 8,5 13,0 0,219 Trinkwasser mit Na2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 1,25 8,5 16,5 0,173 Trinkwasser mit Na2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 2,10 8,3 12,9 0,216 Trinkwasser mit Na2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 3,00 8,5 12,8 0,222 Trinkwasser mit Na2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 5,00 8,4 11,4 0,247 Trinkwasser mit Na2SO4-Zus. Luft + verd. HCl 8,00 8,4 11,0 0,256 With the same electrolysis cell and experimental setup as in Example 1, the dependence of the current efficiency and the cell voltage on the conductance of the circulating anolyte was determined at a circulation rate in the limit range of about 25 l / h (about 0.07 m / s). In a first series of experiments was based on deionized, to which sulfuric acid, hydrochloric acid or sodium sulfate was added to increase the conductivity. In this case, as in Example 1 with "empty" from top to bottom air flowed through the cathode compartment was electrolyzed. In a second series of experiments it was assumed that a non-softened drinking water with a hardness of 22 ° dH, to which further increasing the conductivity also varying amounts of sulfuric acid, hydrochloric acid and sodium sulfate were added. To avoid Kalkabscheidungen in the cation exchange membrane and on the cathode, in addition to the air flow, an amount of dilute hydrochloric acid (about 10 g / l) was metered into the porous cathode, that at the lower outlet still a pH ≤ 3 was established. In both series of experiments, the stationary cell voltages were measured and the resulting specific DC consumption was calculated. The results obtained are summarized in Table 2. Table 2: Dependencies of the performance data of conductance with and without acid feed into the porous cathode Anolyte consisting of Feed in cathode conductance Zellspa. O 3 -Ab. E spec mS / cm V % kWh / g Deionate alone Air alone 0.02 13.2 23.3 0,190 Deionate with HCl additive Air alone 1.25 12.0 13.5 0,298 Deionate with H 2 SO 4 added Air alone 0.80 11.8 15.1 0,262 Deionate with H 2 SO 4 added Air alone 1.25 12.5 14.6 0.287 Deionate with Na 2 SO 4 added Air alone 3.50 12.0 12.8 0,314 Drinking water alone Air + dil. HCl 0.70 10.2 17.8 0.192 Drinking water with HCl additive Air + dil. HCl 1.60 9.8 14.8 0.222 Drinking water with H 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 1.50 8.8 13.2 0.223 Drinking water with H 2 SO 4 -Zus .. Air + dil. HCl 2.10 8.5 13.0 0.219 Drinking water with Na 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 1.25 8.5 16.5 0.173 Drinking water with Na 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 2.10 8.3 12.9 0,216 Drinking water with Na 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 3.00 8.5 12.8 0.222 Drinking water with Na 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 5.00 8.4 11.4 0.247 Drinking water with Na 2 SO 4 -Zus. Air + dil. HCl 8.00 8.4 11.0 0.256

Es wird deutlich, dass auch noch bei hohen Leitwerten im Bereich von ≥ 5 mS/cm Stromausbeuten um die 11% erreicht werden können. Bei natürlichen Wässern mit Härtebildnern kommt es durch die Säureeinspeisung in die poröse Kathode zu einer Senkung der Zellspannung um 2 bis 3 V. Dadurch wird beim spezifischen Gleichstromverbrauch die Erhöhung durch die sinkende Stromausbeute zumindest teilweise durch die niedrigeren Zellspannungen kompensiert. Es ist auch ersichtlich, dass es bei der Ausbeuteminderung durch Erhöhung des Leitwertes unerheblich ist, ob diese durch Zusatz von Säuren oder von Neutralsalzen bewirkt wird.It becomes clear that even at high conductance values in the range of ≥ 5 mS / cm current efficiencies of around 11% can be achieved. In the case of natural waters with hardness formers, acid feeding into the porous cathode reduces the cell voltage by 2 to 3 V. As a result, the increase in the specific direct current consumption is at least partially compensated by the lower cell voltages due to the decreasing current efficiency. It can also be seen that it is irrelevant in the yield reduction by increasing the conductance, whether it is caused by the addition of acids or neutral salts.

Beispiel 3Example 3

Es wurde die gleiche geteilte Ozonzelle wie in den Beispielen 1 und 2 verwendet. Anstelle des Anolytkreislaufes wurde die Zelle über einen Durchflussmesser direkt mit dem Trinkwassernetz verbunden. Es wurde bei einer maximalen Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt von 3,5 Bar wieder mit 20 A elektrolysiert. Der Ozongehalt im austretenden Trinkwasser wurde gemessen und daraus die Stromausbeute der Ozonbildung berechnet, Dabei wurde die Durchflussmenge bestimmt, bei der das gebildete Ozon-Sauerstoff-Gemisch sich bereits beim Durchlauf durch die Streckgitteranode vollständig gelöst hatte. Außerdem wurde die Stromausbeute bei der maximal erreichbaren Durchlaufmenge bestimmt. In die poröse Kathode wurde wie beim Beispiel 2 mit dem Luftstrom verdünnte Salzsäure (0,3 l/h mit ca. 10 g/l HCl) eindosiert, um eine Verkalkung im Kathodenbereich zu verhindern. Bereits bei einem Durchlauf von ca. 100 l/h Trinkwasser war keine Gasblasenbildung mehr zu beobachten. Daraus ergibt sich ein zur vollständigen Auflösung erforderlicher spezifischer Mindestdurchsatz von 5 l/A. Es wurde im Trinkwasserauslauf ein Ozongehalt von 7,1 mg/l bestimmt, einer Stromausbeute von 11,9% entsprechend. Der maximale Durchlauf durch die Streckmetallanode wurde mit 175 l/h bestimmt, einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit, bezogen auf den freien Querschnitt der zwangsdurchströmten Streckgitteranode, von ca. 0,5 m/s entsprechend. Der Ozongehalt wurde mit 4,0 mg/l bestimmt, einer Stromausbeute von 11,7% entsprechend. Die Zellspannung lag in beiden Fällen zwischen 8,5 und 9,0 V. Die beim Durchlauf dieser großen Trinkwassermengen erreichbaren Stromausbeuten waren deutlich niedriger als beim Beispiel 2 mit Trinkwasserumlauf. Das ist vermutlich auf einen höheren Eigenverbrauch an Ozon zur Oxidation im Trinkwasser enthaltener Inhaltsstoffe zurückzuführen.The same divided ozone cell as in Examples 1 and 2 was used. Instead of the anolyte circuit, the cell was connected via a flow meter directly to the drinking water network. It was electrolysed at a maximum pressure difference between inlet and outlet of 3.5 bar again with 20 A. The ozone content in the exiting drinking water was measured and used to calculate the current yield of ozone formation. The flow rate at which the ozone-oxygen mixture formed had already completely dissolved during the passage through the expanded metal anode was determined. In addition, the current efficiency was determined at the maximum achievable flow rate. Diluted hydrochloric acid (0.3 l / h with about 10 g / l HCl) was metered into the porous cathode as in example 2 with the air stream in order to prevent calcification in the cathode area. Already with a run of approx. 100 l / h drinking water no gas bubble formation was to be observed. This results in a specific minimum throughput of 5 l / A required for complete dissolution. An ozone content of 7.1 mg / l was determined in the drinking water outlet, corresponding to a current efficiency of 11.9%. The maximum flow through the expanded metal anode was determined to be 175 l / h, corresponding to an average flow velocity, based on the free cross-section of the forced-flow expanded metal anode, of approximately 0.5 m / s. The ozone content was determined to be 4.0 mg / l, corresponding to a current efficiency of 11.7%. The cell voltage was in both cases between 8.5 and 9.0 V. The achievable during the passage of these large amounts of drinking water power yields were significantly lower than in Example 2 with drinking water circulation. This is probably due to a higher self-consumption of ozone for the oxidation of ingredients contained in drinking water.

Beispiel 4Example 4

Mit gleicher Versuchsanordnung wie im Beispiel 3 wurde zur Erhöhung der Durchflussmenge eine in folgender Weise modifizierte Elektrolysezelle eingesetzt. Zusätzlich zur bisher eingesetzten Streckgitteranode mit quer angeströmten Maschen wurde eine zusätzliche Streckgitterplatte vom gleichen Typ, jedoch mit längs angeströmten Maschen angeordnet. Die Anodenplatte mit quer angeströmten Maschen lag wie bisher an der Kationenaustauschermembran an, die zusätzliche Streckgitterplatte mit längs angeströmten Maschen lag auf der anodischen Kontaktplatte auf und diente der Stromzuführung von der Anodenkontaktplatte zur Streckgitteranode. Mit der Längsdurchströmung der zusätzlichen Streckgitterplatte sollte eine größere maximale Durchflussmenge bei gleicher Druckdifferenz erreicht werden und ein Ineinandergreifen der gleich angeordneten Maschen verhindert werden. Es wurde eine maximale Durchlaufmenge von 690 l/h erreicht bei einem Ozongehalt im Trinkwasserauslauf von ca. 1,1 mg/l. Das entspricht einer Stromausbeute von 11,6%.With the same experimental arrangement as in Example 3, an electrolytic cell modified in the following manner was used to increase the flow rate. In addition to the previously used expanded metal anode with transverse flow meshes, an additional expanded metal plate of the same type but with longitudinally flown meshes was arranged. The anode plate with transverse flowed mesh was applied to the cation exchange membrane as before, the additional expanded metal mesh plate with longitudinally flown mesh lay on the anodic contact plate and was used to supply power from the anode contact plate to the expanded mesh anode. With the longitudinal flow of the additional expanded metal plate, a larger maximum flow rate should be achieved at the same pressure difference and meshing of the same meshes are prevented. It has reached a maximum flow rate of 690 l / h with an ozone content in the drinking water outlet of about 1.1 mg / l. This corresponds to a current efficiency of 11.6%.

Beispiel 5 Example 5

Der Abbau von Wasserinhaltsstoffen parallel zur Ozonbildung wurde am Beispiel der Entfärbung eines stark gefärbten Wassers unter Verwendung der gleichen Elektrolysezelle wie in den Beispielen 1 bis 3 untersucht. Als Modellwasser diente eine wässrige Lösung von 1 g/l des Farbstoffes Brillant Rot 5b. Die elektrische Leitfähigkeit der Farbstofflösung lag bei 0.66 mS/cm (Lösung A). Durch Zusatz von Natriumsulfat wurde die Leitfähigkeit auf 1,5 mS/cm (Lösung B) und 2,3 mS/cm (Lösung C) erhöht, um die Abhängigkeit der Entfärbung von der Leitfähigkeit zu klären. Elektrolysiert wurde mit Kreislaufführung von je 1 l des Anolyten mit einer Umlaufmenge von ca. 20 l/h und einer Stromstärke von 20 A. Als Maßstab für die Entfärbung wurde die relative Entfärbung nach der Elektrolyse in % von Ausgangsfärbung bestimmt. Als Maßstab für die Farbtiefe diente die gewichtete Farbkennzahl FSZ, die sich aus den Extinktionsmessungen bei den drei Wellenlängen E1 (436 nm), E2 (525 nm) und E3 (620 nm) ergibt nach der Formel: FSZ = (E1 2 + E2 2 + E3 2)/(E1 + E2 + E3) The degradation of water constituents parallel to the formation of ozone was investigated by the example of the decolorization of a strongly colored water using the same electrolysis cell as in Examples 1 to 3. The model water used was an aqueous solution of 1 g / l of the dye Brilliant Red 5b. The electrical conductivity of the dye solution was 0.66 mS / cm (solution A). Addition of sodium sulfate increased the conductivity to 1.5 mS / cm (solution B) and 2.3 mS / cm (solution C) to clarify the dependence of the decolorization on the conductivity. The electrolysis was carried out with recirculation of 1 l of the anolyte each with a circulation rate of about 20 l / h and a current of 20 A. As a scale for the decolorization, the relative decolorization after the electrolysis in% of initial color was determined. The color depth used was the weighted color code FSZ, which results from the extinction measurements at the three wavelengths E 1 (436 nm), E 2 (525 nm) and E 3 (620 nm) according to the formula: FSZ = (E 1 2 + E 2 2 + E 3 2 ) / (E 1 + E 2 + E 3 )

Die relative Entfärbung wurde in Abhängigkeit von der Elektrolysedauer und dem daraus sich ergebenden spezifischen Stromeintrag in Ah/l bestimmt und in der Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3: Relative Entfärbung in Abhängigkeit vom spez. Stromeintrag Elektrolyse-Dauer in min Spez. Stromeintrag in Ah/l Relative Entfärbung in % Lösung A Lösung B Lösung C 4,5 1,5 73 67 62 6,0 2,0 82 77 72 7,5 2,5 90 84 80 9,0 3,0 98 91 88 The relative decolorization was determined as a function of the electrolysis time and the resulting specific current input in Ah / l and compiled in Table 3. Table 3: Relative discoloration depending on spec. power entry Electrolysis time in min Spec. Current input in Ah / l Relative discoloration in% Solution A Solution B Solution C 4.5 1.5 73 67 62 6.0 2.0 82 77 72 7.5 2.5 90 84 80 9.0 3.0 98 91 88

Eine ca. 90%ige relative Entfärbung wurde mit der Lösung A bereits nach 7,5 min, mit der Lösung B nach 8,4 min und mit der Lösung C nach 9,6 min erreicht. Es ergibt sich also auch beim Schadstoffabbau mit zunehmender elektrischer Leitfähigkeit eine Abnahme. Diese ist jedoch geringer, als auf Grund der Abnahme der Stromausbeute der Ozonbildung zu erwarten war. Daraus läßt sich schließen, dass der oxidative Abbau nicht nur über das gebildete Ozon, sondern auch durch direkte anodische Oxidation an der Diamantelektrode erfolgt. In allen Fällen wurden zur wirkungsvollen Desinfektion noch ausreichend hohe Ozonkonzentrationen erhalten.An approximately 90% relative decolorization was achieved with the solution A after 7.5 min, with the solution B after 8.4 min and with the solution C after 9.6 min. It also results in pollutant degradation with increasing electrical conductivity, a decrease. However, this is lower than expected due to the decrease in the current efficiency of ozone formation. It can be concluded that the oxidative degradation takes place not only via the ozone formed, but also by direct anodic oxidation at the diamond electrode. In all cases sufficiently high ozone concentrations were obtained for effective disinfection.

Beispiel 6Example 6

Einem Trinkwasser wurden ca. 30 mg/l Ammonium in Form von Ammoniumsulfat zugesetzt. Ein Liter dieser Lösung wurde in gleicher Elektrolysezelle im Kreislauf mit einer Stromstärke von 20 A elektrolysiert. Dabei wurde wieder verdünnte Salzsäure zur Vermeidung einer Kalkabscheidung in den Kathodenraum eindosiert. Nach 60 minutiger Elektrolyse wurde das Ammonium vollständig abgebaut. Gleichzeitig wurden noch ca. 0,9 g Ozon gebildet, einer Stromausbeute der Ozonbildung von ca. 15% entsprechend. Das Beispiel verdeutlicht, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ozonerzeugung möglich ist, das in Fischzuchtbetrieben (Aquakulturanlagen) im Kreislauf umlaufende Wasser ausreichend zu desinfizieren und dabei gleichzeitig das als Stoffwechselprodukt der Fische ausgeschiedene Fischgift Ammoniak oxidativ abzubauen.A drinking water was added about 30 mg / l of ammonium in the form of ammonium sulfate. One liter of this solution was electrolyzed in the same electrolytic cell in the circuit with a current of 20 A. Dilute hydrochloric acid was again metered into the cathode compartment to prevent limescale removal. After 60 minutes of electrolysis, the ammonium was completely degraded. At the same time, about 0.9 g of ozone was formed, corresponding to a current efficiency of ozone formation of about 15%. The example illustrates that it is possible with the method according to the invention of ozone production to sufficiently disinfect the water circulating in fish farms (aquaculture facilities) and at the same time oxidatively degrade the fish poison ammonia excreted as the metabolic product of the fish.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19842396 [0003] DE 19842396 [0003]
  • DE 1031645 [0003] DE 1031645 [0003]
  • DE 102004015680 [0003, 0009] DE 102004015680 [0003, 0009]
  • DE 102009005011 [0015] DE 102009005011 [0015]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • S. Stucki: „Reaktions- und Prozesstechnik der Membrel-Wasser-Elektrolyse” DECHEMA-Monographie, Verlag Chemie 94 (1983) 211 [0003] S. Stucki: "Reaction and Process Technology of Membrel Water Electrolysis" DECHEMA Monograph, Verlag Chemie 94 (1983) 211 [0003]
  • B. A. Kraft: „Dotierte Diamantelektroden, neue Trends und Entwicklungen” Galvanotechnik (2008) H. 11, S 2808 [0004] BA Kraft: "Doped Diamond Electrodes, New Trends and Developments" Electroplating (2008) H. 11, S 2808 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur oxidativen anodischen Behandlung von elektrisch leitfähigen, natürlichen Wässern bzw. wässrigen Lösungen zum Zwecke ihrer Desinfektion mittels anodisch generiertem Ozon und/oder zum oxidativen Abbau von organischen und/oder anorganischen Inhaltsstoffen unter Verwendung einer zur anodischen Ozongenerierung geeigneten, mittels Kationenaustauschermembranen als Festelektrolyt geteilten Elektrolysezelle, bestehend aus mindestens einer Anodenplatte aus einem mit dotiertem Diamant beschichteten leitfähigem Material mit einer durchbrochenen Struktur, die in einem Zellengehäuse an die Kationenaustauschermembran und eine poröse Kathodenplatte angepresst wird, die vom gebildeten bzw. zugeführten Gas von oben nach unten durchströmt wird, gekennzeichnet dadurch, dass die Anodenplatte 0,5 bis 3 mm stark ist, über ein Lückenvolumen von 30 bis 80% verfügt und in Längsrichtung von der zu behandelnden wässrigen Lösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,02 bis 1,0 m/s, bezogen auf das Lückenvolumen der Anodenplatte, zwangsdurchströmt wird.Process for the oxidative anodic treatment of electrically conductive, natural waters or aqueous solutions for the purpose of their disinfection by means of anodically generated ozone and / or for the oxidative degradation of organic and / or inorganic ingredients using an electrolysis cell suitable for anodic ozone generation, divided by means of cation exchange membranes as a solid electrolyte consisting of at least one anode plate of a doped diamond-coated conductive material having an openwork structure pressed in a cell housing against the cation exchange membrane and a porous cathode plate through which the gas generated or flows from top to bottom, characterized by that the anode plate is 0.5 to 3 mm thick, has a void volume of 30 to 80%, and longitudinally of the aqueous solution to be treated at a flow rate of 0.02 to 1.0 m / s , with respect to the void volume of the anode plate, is forced through. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als Anodenplatte mit durchbrochener Struktur ein diamantbeschichtetes Streckgitter aus Niob eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that a diamond-coated expanded mesh made of niobium is used as the anode plate with a broken structure. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die zu behandelnde wässrige Lösung eine elektrische Leitfähigkeit von maximal 10 mS/cm aufweist.Process according to claims 1 and 2, characterized in that the aqueous solution to be treated has an electrical conductivity of at most 10 mS / cm. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die poröse Kathode aus Schäumen, Gestricken oder Vliesen aus Kohlenstoff, Edelstahl oder aus Nickel bzw. seinen Legierungen besteht.Process according to claims 1 to 3, characterized in that the porous cathode consists of foams, knits or fleeces of carbon, stainless steel or of nickel or its alloys. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die zu behandelnde wässrige Lösung im Kreislauf durch die zwangsdurchströmte Elektrodenplatte gefördert wird.Process according to claims 1 to 4, characterized in that the aqueous solution to be treated is circulated through the positively flowed through electrode plate. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass mehrere solcher Anolytkreisläufe im Sinne einer Reaktorkaskade nacheinander von der zu behandelnden wässrigen Lösung durchströmt werden.Process according to claims 1 to 5, characterized in that several such anolyte circuits in the sense of a reactor cascade are successively flowed through by the aqueous solution to be treated. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die zu behandelnde wässrige Lösung ohne Kreislaufführung im einmaligen Durchlauf durch die Anodenplatte gefördert wird.Process according to claims 1 to 4, characterized in that the aqueous solution to be treated without recycling is conveyed in a single pass through the anode plate. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass beim einmaligen Durchfluss pro Gramm gebildetes Ozon mindestens 100 l der zu behandelnden wässrigen Lösung durch die Anodenplatte gefördert werden.A method according to claim 7, characterized in that the single flow per gram of ozone formed at least 100 l of the aqueous solution to be treated are conveyed through the anode plate. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass bei Vorhandensein von Härtebildnern in der zu behandelnden wässrigen Lösung von oben eine verdünnte Säure in die poröse Kathodenplatte in einer solchen Menge eindosiert wird, dass am unteren Austritt noch ein schwach saurer pH-Wert von ≤ 3 vorliegt..Process according to claims 1 to 8, characterized in that in the presence of hardness formers in the aqueous solution to be treated from above a dilute acid is metered into the porous cathode plate in such an amount that at the lower outlet still a weakly acidic pH of ≤ 3 is present .. Elektrolysezelle zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, bestehend aus einem durch eine Festelektrolytmembran in Anoden- und Kathodenraum getrennten Zellengehäuse, enthaltend eine diamantbeschichteten Anodenplatte von durchbrochener Struktur und eine porösen Kathodenplatte, die beide mittels Anoden- und Kathodengrundplatten an die Festelektrolytmembran angepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die diamantbeschichtete Anodenplatte mit durchbrochener Struktur in der Weise in den Anodendichtrahmen zwischen der Anodengrundplatte und dem Festelektrolyten eingepasst ist, dass die unterhalb der Anodenplatte zudosierte wässrige Lösung gezwungen wird, die Anodenplatte in Längsrichtung zwangsweise zu durchströmen.Electrolysis cell for carrying out the method according to claims 1 to 10, consisting of a separated by a solid electrolyte membrane in anode and cathode compartment cell housing containing a diamond-coated anode plate of broken structure and a porous cathode plate, both of which are pressed by means of anode and cathode base plates to the solid electrolyte membrane characterized in that the diamond coated anode plate having a broken structure is fitted in the anode sealing frame between the anode base plate and the solid electrolyte such that the aqueous solution dosed below the anode plate is forced to forcefully flow through the anode plate in the longitudinal direction.
DE200910039290 2009-08-31 2009-08-31 Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate Withdrawn DE102009039290A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910039290 DE102009039290A1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910039290 DE102009039290A1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009039290A1 true DE102009039290A1 (en) 2011-03-03

Family

ID=43525105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910039290 Withdrawn DE102009039290A1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009039290A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014203374A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Condias Gmbh Process for the electrochemical production of electrolyzed water
DE102014203376A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Condias Gmbh Process for producing ozonated water
CN112313176A (en) * 2018-03-29 2021-02-02 北极星医疗放射性同位素有限责任公司 System and method for an ozonated water generator
EP3771693A1 (en) * 2019-07-30 2021-02-03 Lift Holding GmbH Water disinfection

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1031645B (en) 1957-11-29 1958-06-04 Graubremse Gmbh Articulated vehicle
DE19606606A1 (en) * 1995-03-17 1996-09-19 Dirk Schulze Electrolysis cell electrode pressure selected using bolt with rounded head
DE19842396A1 (en) 1998-09-16 2000-04-13 Fraunhofer Ges Forschung Electrically-conductive diamond layer forming electrode for electrochemical generation of ozone and ultra-pure water
DE10015209A1 (en) * 2000-03-27 2001-10-11 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Electrochemical disinfection of water, e.g. drinking, industrial and waste water, involves passing sub-streams in parallel to anode and cathode segments of array of electrode plates, spacers and separator membranes
DE102004015680A1 (en) 2004-03-26 2005-11-03 Condias Gmbh Electrode arrangement for electrochemical treatment of low conductivity liquids
DE102004023161A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-24 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Electrolysis cell with multilayer expanded metal cathodes
DE102006038557A1 (en) * 2006-08-17 2008-04-17 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Oxidative electrochemical treatment of aqueous solution, comprises using an anode solid electrolyte combination containing an insoluble anode, which is pressed with a solid electrolyte membrane or laminated
WO2008056337A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Element Six Limited Electrochemical apparatus having a forced flow arrangement
JP2008150665A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Nikka Micron Kk Method for producing ozone water
DE102007042171A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh High capacity electrolytic cell for producing an ozone-oxygen mixture
JP2009052105A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Nikka Micron Kk Ozone water production apparatus
DE102009005011A1 (en) 2009-01-17 2010-07-22 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Electrochemical disinfection of drinking- and industrial water or for production of disinfectant concentrates from water with high hard contents using electrolysis cells with anodes, comprises flowing anode space by water to be treated

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1031645B (en) 1957-11-29 1958-06-04 Graubremse Gmbh Articulated vehicle
DE19606606A1 (en) * 1995-03-17 1996-09-19 Dirk Schulze Electrolysis cell electrode pressure selected using bolt with rounded head
DE19842396A1 (en) 1998-09-16 2000-04-13 Fraunhofer Ges Forschung Electrically-conductive diamond layer forming electrode for electrochemical generation of ozone and ultra-pure water
DE10015209A1 (en) * 2000-03-27 2001-10-11 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Electrochemical disinfection of water, e.g. drinking, industrial and waste water, involves passing sub-streams in parallel to anode and cathode segments of array of electrode plates, spacers and separator membranes
DE102004015680A1 (en) 2004-03-26 2005-11-03 Condias Gmbh Electrode arrangement for electrochemical treatment of low conductivity liquids
DE102004023161A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-24 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Electrolysis cell with multilayer expanded metal cathodes
DE102006038557A1 (en) * 2006-08-17 2008-04-17 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Oxidative electrochemical treatment of aqueous solution, comprises using an anode solid electrolyte combination containing an insoluble anode, which is pressed with a solid electrolyte membrane or laminated
WO2008056337A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Element Six Limited Electrochemical apparatus having a forced flow arrangement
JP2008150665A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Nikka Micron Kk Method for producing ozone water
JP2009052105A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Nikka Micron Kk Ozone water production apparatus
DE102007042171A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh High capacity electrolytic cell for producing an ozone-oxygen mixture
DE102009005011A1 (en) 2009-01-17 2010-07-22 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Electrochemical disinfection of drinking- and industrial water or for production of disinfectant concentrates from water with high hard contents using electrolysis cells with anodes, comprises flowing anode space by water to be treated

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. A. Kraft: "Dotierte Diamantelektroden, neue Trends und Entwicklungen" Galvanotechnik (2008) H. 11, S 2808
S. Stucki: "Reaktions- und Prozesstechnik der Membrel-Wasser-Elektrolyse" DECHEMA-Monographie, Verlag Chemie 94 (1983) 211

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014203374A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Condias Gmbh Process for the electrochemical production of electrolyzed water
DE102014203376A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Condias Gmbh Process for producing ozonated water
WO2015128075A1 (en) * 2014-02-25 2015-09-03 Condias Gmbh Method and apparatus for electrolytically producing ozonized water
DE102014203374B4 (en) 2014-02-25 2018-05-03 Condias Gmbh Electrode assembly and method for electrochemically producing electrolyzed water
DE102014203376B4 (en) 2014-02-25 2018-05-03 Condias Gmbh Method and electrode assembly for producing ozonated water
US10807887B2 (en) 2014-02-25 2020-10-20 Condias Gmbh Method for electrochemically producing electrolyzed water
CN112313176A (en) * 2018-03-29 2021-02-02 北极星医疗放射性同位素有限责任公司 System and method for an ozonated water generator
EP3771693A1 (en) * 2019-07-30 2021-02-03 Lift Holding GmbH Water disinfection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19540469B4 (en) Apparatus and method for producing electrolytically ionized water
DE69115458T2 (en) Electrolysis cell and method for its operation
DE69107992T2 (en) Process for the electrolytic production of ozone and device therefor.
DE112013000327B4 (en) Electrolysis bath for producing acidic water and its use
DE2547101A1 (en) PROCESS FOR THE RECOVERY OF THE ACID FROM ITS METAL SALINE SOLUTION AND A SUITABLE ELECTROLYSIS CELL
EP0068522A1 (en) Process and apparatus for the synthetic preparation of ozone by electrolysis, and its application
DE1293481T1 (en) Electrolytic cell for the production of anodic water for surface cleaning or treatment, process for the production of this water and its use
EP1264010B1 (en) Method and device for the regulation of the concentration of metal ions in an electrolyte and use thereof
DE19856840A1 (en) Wastewater treatment process and treatment apparatus therefor
DE102009005011A1 (en) Electrochemical disinfection of drinking- and industrial water or for production of disinfectant concentrates from water with high hard contents using electrolysis cells with anodes, comprises flowing anode space by water to be treated
WO2015128076A1 (en) Method for electrochemically producing electrolyzed water
DE60107239T2 (en) CATHODE FOR THE ELECTROCHEMICAL REGENERATION OF A PERMANGANATE ACID SOLUTION
DE2912271A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR THE TRANSFER AND PURIFICATION OF HALOGEN AND HALOGEN HYDROGEN ACID IN AN ELECTROCHEMICAL SYSTEM
DE2316124A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE CONCENTRATION OF ANODIC OXIDIZABLE COMPOUNDS
DE10217096B4 (en) Apparatus and method for purifying alkaline solution
DE102009039290A1 (en) Method for oxidation anodic treatment of electrically conductive, natural water and/or aqueous solution, comprises pressing a perforated structure in a cell housing on a cation exchanger membrane and a porous cathode plate
EP2374762B1 (en) Assembly and method for generating an electrochemically activated solution
DE10015209A1 (en) Electrochemical disinfection of water, e.g. drinking, industrial and waste water, involves passing sub-streams in parallel to anode and cathode segments of array of electrode plates, spacers and separator membranes
DE102006038557A1 (en) Oxidative electrochemical treatment of aqueous solution, comprises using an anode solid electrolyte combination containing an insoluble anode, which is pressed with a solid electrolyte membrane or laminated
DE60111558T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING AND DESTRUCTING DELETED NITRATE
DE102015003911A1 (en) Process for the disinfection of pool, drinking and service water as well as for the production of a disinfectant concentrate
DE2240731A1 (en) METHOD FOR PRODUCING GLYOXYLIC ACID
DE19653034A1 (en) Electrochemical cell for producing oxygen or ozone from water
WO1995007374A1 (en) Electrolytic cell with multiple partial electrodes and at least one antipolar counter-electrode
DE68928338T2 (en) Cell and method for operating an electrochemical cell of the liquid-gaseous type

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
ON Later submitted papers
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination