DE1803229A1

DE1803229A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser

Info

Publication number: DE1803229A1
Application number: DE19681803229
Authority: DE
Inventors: Furness Christopher David; Allanson John Trevor
Original assignee: Carves Simon Ltd
Current assignee: Carves Simon Ltd
Priority date: 1967-10-13
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1969-05-14
Also published as: FR1587830A; NL6814583A; BE722245A; GB1236929A; HK47176A

Description

für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden britischen Anmeldung No. 46791/6? vom 13. Oktober 1967 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sicn auf die Behandlung bzw. Aufbereitung von Abwasser und betrifft insbesondere die Verringerung des Ölgehaltes von öligen Abwässern.

Ölige Abwässer können zu ihrer Verwendung beispielsweise mit Hilfe des Belebtschlammverfahrens behandelt werden, jedoch ist es dabei erwünscht, den Ölgehalt des Abwassers vorher auf beispielsweise weniger als gewichtsmäßig 50 Teile pro Million (TpM) zu verringern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Verringerung des Öigehalts öliger Abwässer·

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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Verringerung des Ölgehalts von öligem Abwasser in Vorschlag gebracht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß an das Abwasser bei geringer Stromdichte ein Spannungsunterschied (Potentialdifferenz)' angelegt wird, um eine Abscheidung von Öl aus dem Wasser zu bewirken, worauf das abgeschiedene Öl beseitigt wir.d.

Vorzugsweise wird ein zwischen 2 und 50 V liegender Spannung

~5 unterschied bei einer Stromdichte zwischen 6,2 χ 10 und 6,2 χ 10 pro cm Kathode verwendet, obwohl auch Stromdichten von 0,0011 A/cm verwendet werden können.

In Fällen, in welchen der Ausgängsölgehalt des Abwassers unmittelbar vor der Behandlung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht größer ist als beispielsweise 2 G-ew.-^, läßt sich der Ölgehalt des Abwassers auf eine sehr niedrige Ziffer von beispielsweise 350 Teile pro Million bis 10 Teile pro Million verringern.

Das Abwasser kann nach seiner Behandlung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichenfalls zu seiner weiteren Reinigung einem Belebtschlammverfahren unterworfen werden.

Der ursprüngliche Ölgehalt kann 70 fo betragen, jedoch enthalten solche Abwasser gewöhnlich keine Feststoffe, die zu einer Behandlung mit Hilfe des Belebtschlammverfahrens

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- 3 geeignet sind.

Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand einiger in der beiliegenden Zeichnung veranschaulichten Durchführungsbeispiele näher beschrieben· Bs zeigen:

Mg. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Dutehführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit einem hohen Ölgehalt, in schematischer Darstellung, und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser mit einem hohen Ölgehalt, in schematischer Darstellung.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Behälter 12, in welchem entlang seiner Bodenwand 14 eine horizontale planparallele Aluminiumkathode 16 angebracht ist. In dem Behälter 12 ist außerdem eine Vielzahl senkrechter, in gegenseitigem gleichen Abstand zueinander parallel angeordneter, niedriger Flußs-Hai-Anoden 18 angebracht. Die Anoden 18 sind über der Kathode 16 mit Hilfe von Stäben aufgehängt, die in zwei voneinander getrennt angeordneten isolierten Halterungsteilen 22 angebracht sind.

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Beim Betrieb der Vorrichtung wird das Abwasser übereine Leitimg 24 stetig in den Behälter 12 gepumpt; wobei ein bei niedriger Stromdichte zwischen den AnoÄen 18 und der Kathode 16 angelegter Spannungsunterschied eine Trennung von öl und wässriger Flüssigkeit bewirkt. Das Öl steigt hoch bis zu dem Flüssigkeitsspiegel, worauf es entfernt, wird, während die klare Flüssigkeit über die Leitung 26 aus dem Behälter ausfließt. Der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 12 befindet sich in der Nähe der Oberseite des Behälters 12 oberhalb der Anoa?den 18. ~

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann anstelle eines stetei Durchflusses auch für einen intermittierenden Betrieb verwendet werden.

Der wechselseitige Abstand zwischen einander benachbarten Anoden liegt vorzugsweise zwischen 1,27 und 5.08 cm, während der Abstand zwischen der Kathode 16 und den Unterkanten der Anoden 18 vorzugsweise zwischen 1,27 und 2,54 cm liegt.

Man nimmt an, daß das Einwirken des Spannungsunterschiedes zur Bildung von Hydroxylionen führt, die das Aufspalten der öligen Emulsionen unterstützen, wobei die Ölkügelchen durch mittels Elektrolyse erzeugte Gasbläschen zum Flüssigkeitsspiegel hochgetragen werden. ·

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Beispiel I

Es wurde die anhand der Zeichnung beschriebene Vorrichtung mit folgenden Parametern verwendet:

Kathode: 57,2 cm χ 29 cm = 1.650 cm²

ρ Anoden s je 29 cm χ 3,8 cm * 110 cm Abstand zwischen Kathode und Unterkante der Anoden:

= 1,9 cm
Spannung: 5 V

Strom: 0,2 A

ρ Stromdichte: 0,00012 A pro cm der Kathode !Fassungsvermögen des Behälters: 36»4 Liter

Öliges Abwasser
pH: 4,5

Ölkonzentration (durch Probeentnahme mit Hilfe einer Pipette etwa 2,54 cm unter dem Flüssigkeitsspiegel ermittelt): 350 TpM.

Der pH-Wert wurde anfänglich mit Ätznatron auf 8 eingestellt Das Abwasser wurde in der Vorrichtung eine Stunde unter diskontinuierlichen Bedingungen behandelt; nach 15 Minuten betrug die Ölkonzentration 2,54 cm unter dem Flüssigkeitsspiegel 50 TpM und war die Probe etwas getrübt. Mach 60 Minuten betrug die Ölkonzentration 20 TpM und war die Probe klar, während an der Oberfläche eine geringfügige Flockung

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verblieb, die dann beseitigt wurde. V.!

Beispiel II ^w

Es wurde im wesentlichen die Prozedur nach Beispiel 1 befolgt ohne Einstellung des pH-Wertes und bei einer Spannung von 24 V und einem Strom von 0,15 A. Nach 60 Minuten betrug die Olkonzentration 30 TpM.

Beispiel III

Es wurde im wesentlichen die Prozedur nach Beispiel I befolgt mit der Ausnahme, daß der pH-Wert der Probe 6$ die Spannung 12 V und der Strom 0,1 A betrug· Nach 60 Minuten betrug die Olkonzentration 17 TpM.

Beispiel IV

Es wurde im wesentlichen die Prozedur nach Beispiel X befolgt mit der Ausnahme, daß 200 TpM FeCl₅ zugesetzt vmrden und der pH-Wert auf 8 eingestellt wurde. Die Spannung betrug 3 V und der Strom 0,3 A. lach 60 Minuten betrug die Olkonzentration 16 TpM. Dies zeigt, daß ein Zusatz von FeOl,, welches gewöhnlich als Flockungsmittel verwendet wird, -keinen besonderen Vorteil erbringt.

Beispiel V '

-fs. ' '

Es wurde im wesentlichen unter Zusatz eines Mehrbetrages an Belebtschlamm die Prozedur nach Beispiel I befolgt. Die

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Spannung betrug 10 V und der Strom 0,24 A. Der Schlamm schwemmte sofort auf, und die Ölkonzentration betrug nach 30 Minuten 13 IpM.

Beispiel YI

Bei einem gemäß Fig. 1 gebauten Behälter betrugen die Parameters

Kathode: 4840 cm²

Abstand zwischen Kathode und Unterseite der Anodena

2,54 om

Spannung: 7 T
Strömt 3 A
Stromdichte« 0,00062 A/cm²

Fassungsvermögen des Behälters» 153i5 Liter * Ölkonzentration am Einlaß ι 171 TpM.

Die durchschnittliche Verweilzeit des Abwassers in dem Behälter betrug 2,25 Std., während die ölkonzentration des wässrigen Ausflusses 53 TpM betrug.

Beispiel YII

Es wurde im wesentlichen die Prozedur nach Beispiel VI befolgt. Die durchschnittliche Verweilzeit betrug 0,85 Std., während der Ölgehalt am Einlaß 96 TpM und am Auslaß 48 TpM betrug.

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Beispiel VIII

Es wurde im wesentlichen die Prozedur nach Beispiel VI befolgt. Die durchschnittliche-Verweilzeit betrug 1,32 Std. , während die Ölkonzentration am Einlaß 75 TpM und am Auslaß 40 Tpm betrug.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Verwendung bei hohem Qlgehalt des Abwassers von beispielsweise 70$. Der Behälter 30 ist mit einer Elektrodeneinheit versehen, die aus einer Reihe Streckmetallbleche 32 und 34 besteht, die zueinander isoliert in 3?ornr eines Schalenpakets gehalten werden. Die Schalen oder Böden 32 haben ein positives und die Schalen 34 ein negatives Potential, wobei die obere Schale eine von der Emulsion zugeordneten Polarität entgegengesetzter Polarität besitzt.

Mit Hilfe des Leitbleches 36 wird bewirkt, daß das bei 38 einströmende ölige Abwasser von einer Seite her an der Unterseite in das Elektrodenpaket einströmt. Jegliches freie Wasser kann am Boden des Behälters zu dem durch das Leitblech 42 abgeschirmten Wasserauslaß 40 strömen. Die Öl/Wassei Emulsion bewegt sich entlang der Linie 44 durch das Elektrodenpaket nach oben, wobei ein Leitblech 46 verhindert, daß die Emulsion sich unmittelbar senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel bewegt. Die Emulsion wird in dem Elektrodenpaket auf-■gespalten, und schwimmt zur Oberfläche in den Klärbereich des Behälters, wo sie am Ülauslaß 48 austritt. - 9 -

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Beispiel IX

Es wurde die Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet, bei welcher das Fassungsvermögen des Behälters 91 Liter, die Elektroden-

p
fläche 46.4000 cm und der Abstand zwischen den Elektroden 2,54 cm betrüge

Das Abwasser hatte einen Olgehalt von 40,9% und wurde mit einem Durchsatz von LOO,4 l/h behandelt bei Verwendung eines

Stromes von 15 A, was eine Stromdichte von 0,00032 A/cm ergibt. Die Ölentnahme am Auslaß 48 hatte einen geringen Wassergehalt und war zum Verbrennen geeignet. Das Wasser aus dem Auslaß 40 war verhältnismäßig ölfrei.

Beispiel X

Es wurde die Prozedur gemäß Beispiel IX befolgt bei Verarbeitung von Abwasaer mit einem Ölgehalt von 23,8 %. Das Ab wasser wurde bei einem Durchsatz von 95,7 l/h behandelt,bei Verwendung von Strom von 25 A, der eine Stromdichte von 0,00054 A/cm ergibt. Es wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.

Beispiel XI

Es wurde die Prozedur nach Beispiel X befolgt unter Verwendung von Abwasser mit einem Ölgehalt von 47,8%. Das Abwasser wurde bei einem Durchsatz von 104,9 l/h behandelt. Es wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.

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■ia.oag.29.

Beispiel KII

hJb wurde die Prozedur nach Beispiel XI befolgt mit der Ausnahme, dai3 der 1'¹IuG halbiert wurde. Es wurden jedoch die gleichen Ergebnisse erzielt.

Bei den Beispielen IX bis XII lagen die Spannungen zwischen 3 und 20 V.

Beispiel XIII

Bei der Ausführung gemäß J?ig. 2 betrug die Querschnittsfläche jeder der vier in dem JSlektrodenpaket vorhandenen

ρ
Elektroden 3.720 cm , wobei in einer Stunde bei einer Spannui von 15 V und einer Stromdichte von 0,0011 A/cm 136 Liter zufriedenstellend behandelt wurden.

ffig. 3 zeigt eine Ausführung, die sich zum Behandeln von Ölemulsionen verwenden läßt, die sich in zwei endgültige Schichten aus Öl und Wasser aufspalten, in welchen keine Feststoffe zum Bilden von Schlamm vorhanden sind. Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem senkrechten Behälter 50 mit einem Hauptpaket aus Streckmetallelektroden 52 und 54 von abwechselnder Aufladung, unter dem eine Verteilerleitung 56 angeordnet ist zum Verteilen des aus Öl, Emulsion und Wasser bestehenden Abwassers. Die .Emulsion wird in dem Elektrodenpaket aufgespalten, wobei das Öl aus dem Auslaß 58 abfließt, während das Wasser, bevor es zu dem

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Auslaß 60 gelangt, durch, ein Paar Sekundär- oder Klärelektroden 62 und 64 fließt.

In fällen, in welchen der Ölgehalt hoch ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Abwasser nötigenfalls unter Verwendung von Wärmeaustauschern bis auf 92,5 G zu erwärmen.

Sofern der Ölgehalt des aus der Vorrichtung nach fig. 2 oder 3 ausfließenden Wassers für einen besonderen Zweck nicht ausreichend niedrig ist, kann dieses Wasser in der Vorrichtung nach J?ig. 1 weiterbehandelt werden.

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Claims

Pat ent an s ρ r ü c h e

1, Verfahren zum Verringern des Ölgehalts von öligen
Abwässern, dadurch gekennzeichnet, daß an das Abwasser bei niedriger Stromdichte ein Spannungsunterschied angelegt wird, um eine Abscheidung von Öl aus dem Wasser zu b ewirken, worauf das abgeschiedene Öl entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Kathodenstromdichte zwischen 6,2 χ 10 und 1,1 χ

10""* Α/ββΓ liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstromdichte zwischen 6,2 χ 10 und 6,2 χ 10"⁴ A/cm² liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der ölgehalt des Abwassers nicht mehr als 2 G-ew.-f& beträgt und die Kathodenstromdichte zwischen 6,2 χ 10
und 6,2 χ 10"⁴ k/<m² liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 2* dadurch gekennzeichnet, daß der ölgehalt zwischen 23»8 und 70$ und die Kathodenstromdichte zwischen 0,00032 und 0,0011 A/cm² liegt«,

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6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Behälter (12) zur Aufnahme des Abwassers und durch eine in das Abwasser eintauchende, in dem Behälter (12,30 bzw. 50) angebrachte Elektrodeneinheit (I8,22}32,34i52,54 und 62,64), mittels derer sich ein Spannungsunterschied bei niedriger Stromdichte an das Abwasser anlegen läßt, und durch Mittel zum Beseitigen des abgeschiedenen Öls.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinheit aus einer Vielzahl gitterähnlicher, in einem Paket mit wechselseitigem Zwischenabstand als Bödien angeordneten Elektroden (32,34) besteht, die während des Betriebes der Vorrichtung abwechselnd positiv und negativ geladen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus Streckmetall bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit Leitflächen (36) versehen ist, um das einströmende Abwasser der Unterseite des Elektrodenpakets (32,34) zuzuführen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, daß etwa die Hälfte der Oberseite des Elektrodenpakets durch eine Leitfläche (46) von dem Flüssigkeitsspiegel '

abgeteilt ist» _ ; . - u -

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11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenpaket (52,54) in einem senkreichten Behälter (50) angeordnet ist, wobei unter dem Elektrodenpaket Mittel (56) zur Verteilung des einströmenden Abwassers vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, ■ daß das abgeschiedene Wasser auf seinem Wege zum Wasserauslaß (60) durch eine weitere Elektrodenanordnung (62,64) hindurchgeleitet wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ölige Abwasser vor seiner Behandlung zur Erhöhung seiner Temperatur durch einen Wärmeaustauscher hindurchgeleitet wird.

Patentanwälte

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