DE1927740A1 - Elektrisches Filtergeraet und Verfahren zur Reinigung von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Elektrisches Filtergerät und Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft Geräte und ein Verfahren, d-lie aufgrund der Anwendung eines elektrischen Feldes die Trennung der flüssigen und festen Phasen von zu filternden oder zu reinigenden Mehphasen-Nedien beschleunigen können.
• Es ist bekannt, daß das fortwährende und erhebliche Ansteigen des Volumens von gebrauchtem Wasser, das von städtischen Ballungsräumen und von zu filternden Mehrl phasen-Medien in der chemischen Industrie abgegeben wird, unter Berücksichtigung der Langsamkeit der klassischen Filtrier- und Reinigungsverfshren zu einer übermäßigen Vermehrung der Anzahl und der Größe der traditionellen Einrichtungen führt. Die Geräte und das Verfahren gemäß der Erfindung erlauben durch die beträchtliche Erhöhung der Filtriergeschwindigkeit gegenüber der gegenwärtig durch klassische Vorrichtungen erreichten Geschwindigkeit eine Behandlung wesentlich erhöhter Mengen von zu filternder Mehrphasen-Medien. Dies wird mittels einfacher Anpassungen der bestehenden Birichtungen und als Folge davon ohne kostspielige Neuinvestitionen oder mittels verminderter Neuinvestitionen erreicht.
• Das Gerät und das Verfahren gemäß der Erfindung soll im industriellen Maßstab besonders die Besonderheiten-des elektrischen Feldes, die dieses auf die Verlagerung ein Nehrphasen-Medium bildender flüssiger und fester Teil~ chen hat, auf solche Medien wie Kloaken-Schlamm, verschmutzte Gewässer und allgemein alle Flüssigkeiten der chemischen Industrie, die feste Teilchen enthalten, anwenden, um diese Medien durch eine beschleunigte Trennung der festen und flüssigen Phasen zu filtern und zu reinigen. im Fall von Schlamm führen die Geräte und das Verfahren gemäß der Erfindung zu einer beschleunigten Entwässerung c 3 Schlammes, wobei die gereinigte flüssige Phase einem Fluß wiederzugeführt werden kann, während die getrennte und entwässerte feste Phase gegebenenfalls als Dünger wiedergewonnen werden kann.
• Die Geräte gemäß der Erfindung bestehen im wesentlxchen aus einem Behälter, der in seinem unteren Teil eine Filterleketrode und in seinem oberen Teil eine andere Elektrode enthält, wobei zwischen den Elektroden eine Pobentialdifferenz angelegt wird, um die Verlagerung der des Nehrphasen-Medium bildenden festen flüssigen Teilchen, die zum Filtern in den Behälter gebracht sind, zu beschleunigen.
• Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Schnitt beispielsweise anhand der Fig0 1 bis 4 der Zeichnung beschrieben.
• iach Fig. 1 weist das Gerät gemäß der Erfindung einen BehäLter 10 auf, von z.B. quaderförmiger Gestalt, in dessen unterem Teil sich eine Filterschicht 11, z.B.
• aus Sand, befindet; in dieser Schicht ist ein eine Elek trode bildender Gitter-Leiter 12 angeordnet, der aus einem lterial ausgeführt ist, das eine geeignete Korrosionsbeständigkeit gegen die zu filternden Stoffe hat.
• leber der Filterschicht 11 befindet sich das Mehrphasen-Medium 13;die Konzentration dieser Schicht an festen Stoffen nimmt nach unten zu,und im oberen Teil dieser Schicht befindet sich eine andere Elektrode 14, die z.B. aus einem Gitter analog dem Gitter 12 oder aus ei ner vollen metallenen oder metallisierter Platte oder aus allen anderen elektrischen Leitervorrichtungen be steht, die geeignet korrosionsbeständig sind0 Der Be-Filter 10 enthält außerdem einen Abfluß 15, durch den das gereinigte Gewässer kontinuierlich entzogen wird, während der verfestigte, an der Oberfläche der Filterschlicht 11 zuruckrehaltene Schlamm am Ende jedes Arbeitszyklus ausgerämmt werden muß.
• Nach Fig. 2 gibt man der Filterschicht 11 und der Blektrode 12 oine geneigte Lege, indem man die Elektrode 12 entlang zwei geneigten Ebenen anordnet, wie das in Fig.2 dargestellt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß man eine Schwächung oder eine Unterbrechung des durch Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 12 und 14 aufgebauten elektrischen Feldes vermeidet, die in dem Gerät gemäß Fig. 1 infolge des Schwung des des Schlammes beim Troknen auftreten kann. Durch das anordnen der Filterschicht oder gegebenenfalls der Filterelektrode 12 in geneigter Ebene bleibt der Kontakt zwischen dem MehrphasenNedium und der Filterschicht trotz des Schwundes des Schlammes beim Trocknen gesichert.
• Nach Fig. 3 ist die das Filter bildende Elektrode 12 in Form eines senkrechten Zylinders angeordnet, und die vorzugsweise Voll-Elektrode 14 ist in Form eines senkrechten Zylinders konzentrisch zum vorerzähnten am Umfang des behälters angeordnet, dessen Seitenwand sie gegebenenfalls bilden kazn. Der Abfluß 15 der gereinigten Flüssigkeit erfolgt dam an dem unteren mittleren Teil des Zylinders 12, wobei das zu reinigende Mehrphasen-Medium in den Zwischenraum eingegossen wird, der die beiden zylindrischen Elektroden trennt.
• Gemäß einer weiteren Abwandlung dieser Anordnung nach Fig. 4 sind die beiden Elektroden 12 und 14 kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgeführt. Die Elektrode 14, die die Seitenwand des Behälters bilden kann, ist in Form eines umgekehflen Kegelstumpfes (mit geneigtem Zwischenraum am unteren Teil des Kegelstumpfes) um die Basis des Filterkegels 12 herum angeordnet. So werden nicht nur die oben genannten Nachteile vermieden, die mit dem Schwund des Schlammes während seines Trocknens verbunden sind, sondern es wird auch eine kontinuierliche gleichzeitige Ausräumung der gereinigten Flüssigkeit an der Basis 15 des Filterkegels 12 und des getrokneten Schlamms an der Basis 16 des umgekehrten Kegelstumpfes 14 erfolgen.
• Gemaß einer Abwandlung des Gerätes nach Fig. 2 ist die Filterelektrode 12 nach Fig. 5 durch metallische oder metallisierte Förderbänder gebildet, die aus dem Behäl ter 10 fortlaufend hervorkommen und auf deren Oberfläche sich die Feststoffe ansammeln, während die gereinigte Flüssigkeit kontinuierlich durch die Abflüsse 15 abge führt wird. Dabi wird eine Potentialdifferenz zwischen den Filtrelektroden bildenden Förderbändern 12 und die in den oberen Teil des Mehrphasen-Mediums eingetauchte Elektrode 14 angelegt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät gemäß der Erfindung nicht als Behälter, sondern als Kanal ausgeführt, bei dem man metallische oder metallisierte und vorzugsweise vibrierende Roste quer hindurch anordnet, um das Ablösen des Schlammes, dessen Konzentrat die Tendenz des Verstopfens der Roste hat, zu verursachen.
• Das Filttlerverfahren gem;iß der SrfindRng besteht darill, int' zu reinigende Mehrphasen-Medium in den Behälter 10 der Geräte eingegossen wird, eine Potentialdifferenz zwischen die Elektroden 12 und 14 angelegt wird, wobei die Elektroden 12 gegebenenfalls das Filter und die Elektroden 14 die Seitenwand des Behälters bilden können, und dai3 aufgrund der Anwendung einer totentialdifferenz die Verlagerung der festen und flüssigen Teilchen beschleunigt, deh, die Filtriergeschwindigkweit erhöht wird. Vorzugsweise liegt die Stärke des elektrischen Feldes in der Größenordnung von Volt/cm. Um den Filtriervorgang noch mehr zu beschleunigen, können dem zu filternden Medium Ionen zugegeben werden, die die llirkung des elektrischen Feldes verstärken. Vorzugsweise wird man zu diesem Zweck Ionen wählen, die sich mit einer starken Wasserhülle umgeben, wie die Na-Ionen.
• Ebenso läßt sich der Vorgang beschleunigen, indem man die Ladung der Festteilchen durch Zusatz von chemischen Erzeugnissen wie Phosphaten, die übrigens dazu bei~ tragen, den Düngewert der wiedergewonnenen Feststoffe zu erhöhen, erhöht oder ändert. Ebenso kann man A1-oder Fe-Ionen oder analoge Ionen verwenden, die die Verfestigung der Ione begünstigen, indem man Aluminium-oder Bisenele roden nimmt. Gleichzeitig kann man noch, wenn das zu reinigende Medium sauer ist, ein Natriumsilikat hinzufügen, wobei das Natrium die (erfestigung des Schlammes unter Berücksichtigung der Reaktion des Silikates in saurem Medium begünstigt.
• Um gleichzeitig einen Beschleunigungseffekt des Filtrierverfahrens und einen Verbesserungseffekt des Reinigungsverfahrens zu erhalten, kann man Hochspannung besonders an die vibrierenden Metallroste anlegen und So dem Verlagerungseffekt der Potentiale einen Elektrolyseeffekt hinzufügen, wobei der so gebildete naszierende Sauerstoff einen Reinigungseffekt auf die in dem Medizin auspendlerten organisohen Stoffe hat.
• Patentansprüche

Claims (12)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Elektrisches Filtergerät zum Reiningen von Mehr phasen-Medien mit einem behälter, einem Filter und Isiitteln für den abfluß der flüssigen Phase nach dem riiltrieren, dadurch ge ke n n z e i c h n e t ,- deß das Filter ein elektrisches Leiterelement, das eine Elektrode bildet und gegen das zu filternde Medium korrosionsbeständig ist, ein anderes analoges Organ, des eine Elektrode bildet und in dem Behälter in den oberen Teil des zu filternden Mediums eingetaucht ist, und Mittel für/das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den beiden Elektroden aufweist, die die Verlagerung und die Trennung.der flüssigen und festen l'eilchen, die das zu filternde Mehrphasen-Medium bilden, beschleunigen.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die erste Elektrode durch Filtriermittel gebildet wird,.die mit dem zu filternden Medium eine geneigte Kontaktfläche bilden.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 die erste Elektrode durch ein Filterelement in Form eines senkrechten Zylinders und die zweite Elekl trode durch ein Element gebildet wird, das die Form eines nkrchten Zylinders hat und außerhalb des und konzentrisch gegenüber dem ersten liegt.
4. 4. Gerät nach .Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die erste Elektrode durch Förderbänder gebildet ist, die aus Filtermaterial bestehen, elektrisch leitend und korrosionsbeständig sind und fortlaufend die Feststoffe herausfördern, die sich auf ihrer Oberfläche ansammeln
5. 5. Gerät nach 4anspruch 1 und 2, dadurch. g e k e n n -z e i c h n e t , daß man den Behälter durch einen kontinuierlichen Kanal mit analogem Schnitt ersetzt, bei dem man quer hindurch Gitter aus einem elektrischen Leitermaterial, das korrosionsbeständig ist und zugleich Zusatzfilter und Elektroden bildet, anordnet, wobei die Gitter Mittel enthalten, die sie vibrieren lassen, um das Ablösen der Reststoffe zu verursachen, die durch ihr Ansammeln auf der Oberfläche der Gitter die Neigung haben, deren Maschen zu verstopfen.
6. 6. Gerät nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die erste Elektrode ein Filterelement, elektrisch leitend, korrosionsbeständig und kegelförmig ist, daß die zweite Elektrode am Umfang des BehäLters angeordnet, durch ein elektrisches Leiterelement gebildet, korrosionsbeständig ist unddie Form eines umgedrehten Kegelstumpfes hat, und daß ein Zwischenraum zwischen dem Boden des ersten Elektroden-Filters und dem Boden der zweiten Elektrode in Form eines umgedrehten Kegelstumpfes derart eingerichtet ist, daß durch die Schwerkraft die flüssige Phase am unteren Teil der ersten Elektrode und die feste Phase im Zwischenraum kontinuierlich aufgefangen werden können.
7. 7. Elektrisches Filtrierverfahren zum Reinigen von Mehrphasenmedien, bei dem das zu filternde Medium in einen Behälter oberhalb eines Filter-Elementes eingegossen wird und die flüssige Phase durch einen Abfluß, der am unteren Teil des Filters angebracht ist, kontinuierlich aufgefangen wird, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß man die Verlagerung und die lrennUnp aer fliissigen und festen Teilchen, die das zu filternde MehrphasenMedium bilden, bel schleunigt, indem man durch Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen der Elektrode, die in dem Filter-Element angeordnet ist, und der Elektrode, die mit dem zu filternden Medium in Beruhrung gesetzt ist, in dem Behälter ein elektrisches Feld schafft.
8. 8. Filtrierverfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß man die Verlagerung der Teilchen beschleunigt, indem man dem zu filternden Mehrphasen-Medium Ionen hinzufügt, die die Wirkung des elektrischen Feldes verstärken, und zwar Ionen, die sich bevorzugt mit einer starken Wasserhülle umgeben, wie die I¢a~Ionen.
9. 9. Filtrieruerfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Filtrkerw vorgang beschleunigt wird, indem man die Ladung der Festteilchen durch Zusatz von chemischen Erzeugnissen wie Phosphaten erhöht oder veränderte
10. 10. Filtrierverfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man A1-, Fe- oder analoge Ionen, die die Verfestigung der Tone begünstigen, hinzugibt, indem man Elektroden nimmt, die aus dem entsprechenden iletall bestehen.
11. 11. Filtrierverfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem zu filternden Mehrphasen-Medium ein Natriumsilikat zugegeben wird.
12. 12. Filtrierverfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß an die Elektroden eine erhöhte Potentialdifferenz angelegt wird, wodurch eine Elektrolysewirkung zustande kommt, bei der der so an der Anode gebildete naszierende Sauerstoff eine Reinigungswirkung auf die in dem Medium suspendierten Stoffe hat.