DE202008003027U1

DE202008003027U1 - Anodenvorrichtung für eine Elektroflockulationszelle

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Publication number: DE202008003027U1
Application number: DE202008003027U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: BRPI0822495A2; WO2009109207A1; EG25818A; ZA201007024B; EP2265552B1; CA2717669A1; EA201071023A1; ATE537119T1; CN102015547A; US20110062018A1; MX2010009747A; EA017300B1; US8741112B2; EP2265552A1

Abstract

Anodenvorrichtung für eine Elektroflockulationszelle dadurch gekennzeichnet, dass
ein vom Rohwasser von unten nach oben durchflossenes Bett aus Metallgranulat lose in einem Zellenkasten aus Isoliermaterial auf einer elektrisch leitenden, mit Isolierstoffdüsen versehenen Elektrodenplatte als Stromzuführung zum Metallgranulat angeordnet ist,
dass nicht leitende hydraulische Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu Auslassstutzen eines horizontalen, hydraulischen Rohrverteilers für Rohwasser und wenigstens zwei in den Rohrverteiler hineinragende, mit Gaszufuhreinrichtungen verbundene Gasinjektoren für die Zufuhr von Treibgas vorgesehen sind,
wobei Stömungsmittelverbindungen für das Treibgas und das Rohwasser von den Auslassstutzen des Rohrverteilers durch die nicht leitenden Rohrverbindungen und die Isolierstoffdüsen zu dem im Zellenkasten befindliche Metallgranulat vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anodenvorrichtung für eine Elektroflockulationszelle.
Die WO2007/140802 beschreibt eine Elektroflockulationszelle mit einer Elektrode in Form eines losen, nicht fluidisiertem Bett aus Metallgranulat, welches durch gepulste Gasinjektionen in periodischer Bewegung gehalten wird. Das Metallgranulat lagert auf einer geneigten, mit Düsenöffnungen versehenen Metallplatte, welche gleichzeitig als Stromzuführung dient. Die Elektroflockulationszelle enthält weiterhin eine zweite Elektrode bestehend aus einem Metallsieb oder Metallgitter. Die zweite Elektrode ist oberhalb des Metallgranulats aber unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Zelle beweglich gelagert. Wird der Pluspol eines Gleichstromgenerators mit der als Stromzuführung dienenden metallischen Stützplatte für das Metallgranulat verbunden, so wirkt Die Elektrode als Anode. Die mit dem negativen Pol des Gleichstromgenerators verbundene Elektrode in Form eines Metallsiebes oder Metallgitters wirkt dementsprechend in der Elektroflockulationszelle als Kathode.
Gemäß WO2007/140802 wird die Elektroflockulationszelle mit einer Zellenspannung von etwa 20 bis 36 Volt betrieben. In dieser Konfiguration kann die Elektroflockulationszelle zur Reinigung von Abwasser von Fremd- und Schadstoffen insbesondere zur Entfernung von Arzneimittelrückständen aus Klärabwasser benutzt werden, wie Versuche gezeigt haben, die 2007 in einer Pilotanlage mit einem Durchsatz von 200 m³/Tag durchgeführt wurden.
Bei Spannung oberhalb von etwa 38 Volt weist die in der WO2007/140802 gezeigte Konfiguration mit dem Metallgranulat als Anode technische Nachteile auf. Die metallische Stützplatte hat eine relativ kurze Gebrauchsdauer, weil sie elektrolytisch stark angegriffen wird. Der Effekt der Umwälzung des Anodenbetts mittels Treibgas auf schwach geneigter Stützplatte hängt stark ab von der Qualität der als Metallgranulat verwendeten Gusseisenspäne. Üblicherweise werden in der Elektroflockulationszelle als Eisengranulat so genannte Gusseisendrehspäne verwendet. Diese Gusseisendrehspäne sind ein Abfallprodukt aus der Metallverarbeitenden Industrie und können in Erscheinung und Reinheit stark variieren.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau einfache Anodenvorrichtung für eine Elektroflockulationszelle bereitzustellen, bei der ein einwandfreier, gleichmäßiger, unterbrechungsfreier Betrieb bei erhöhten Zellenspannungen insbesondere unabhängig ist von der Qualität der eingesetzten Gusseisenspäne erfolgen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße erfindungsgemäße Anodenvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Rohwasser von unten nach oben durchflossenes Bett aus Metallgranulat lose in einem Zellenkasten aus Isoliermaterial auf einer elektrisch leitenden, mit Isolierstoffdüsen versehenen Elektrodenplatte als Stromzuführung zum Metallgranulat angeordnet ist, dass nicht leitende hydraulische Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu Auslassstutzen eines horizontalen, hydraulischen Rohrverteilers für Rohwasser und wenigstens zwei in den Rohrverteiler hineinragende, mit Gaszufuhreinrichtungen verbundene Gasinjektoren für die Zufuhr von Treibgas vorgesehen sind, wobei Stömungsmittelverbindungen für das Treibgas und das Rohwasser von den Auslassstutzen des Rohrverteilers durch die nicht leitenden Rohrverbindungen und die Isolierstoffdüsen zu dem im Zellenkasten befindliche Metallgranulat vorhanden ist.
Trotz dieses einfachen Aufbaues wird in vorteilhafter Weise ein überaus zuverlässiger und störungsfreier Betrieb der Anodenvorrichtung bei hohen Gleichspannungen und bei unterschiedlichen Qualitäten des Metallgranulates erreicht. Das Anodengranulat wird in vorteilhafter Weise langsam und gleichmäßig umwälzt. Weiters gelangt man auf dem erfindungsgemäßen Wege zu einer langen Standzeit der metallischen Stützplatte für das Metallgranulat. Auf Grund des kompakten Aufbaus und des gleichmäßigen Stromflusses in der Anodenvorrichtung ist der Betriebs und Wartungsaufwand sehr gering.
Die Leistungskennzahl für eine Elektroflockulationszelle mit beweglichen Elektroden nach WO2007/140802 ist die Rohwassermenge in Kubikmeter pro Stunde, welche bei einer festgelegten Temperatur und Schmutzfrachtmenge pro Quadratmeter Zellenfläche gereinigt werden kann. Es wurde durch Versuche festgestellt, dass die erfindungsgemäße Anodenvorrichtung eine um 50 bis 70% höhere Flächenbelastung der Zelle ermöglicht wodurch eine Steigerung der Leistungskennzahl um 50% bis 70% erreicht wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das bewegliche Anodengranulat aus Gusseisenspänen, die ein besonders kostengünstiges Rohmaterial sind.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das bewegliche Anodengranulat aus Magnesiumgranulat oder aus Aluminiumgranulat oder aus einer gekörnten Aluminium-Magnesiumlegierung, wobei sich in vorteilhafter Weise ein rostfreies Flockulat ergibt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Elektrodenplatte aus einer Stützplatte und einer Metallschicht, die eine Kontaktfläche zu dem Metallgranulat bildet. Damit wird in vorteilhafter Weise einerseits eine gute Stabilität der Stützplatte ermöglicht, und andererseits wird ein guter Kontakt zu dem Anodengranulat erreicht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Metallschicht aus einem Edelmetall, vorzugsweise aus Silber oder aus Palladium oder aus einer Silber-Palladiumlegierung, wobei in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Schutz der Stützplatte und damit eine längere Standzeit der Vorrichtung erreicht wird. Eine Metallschicht aus Edelmetall ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf den Kosten-Nutzen-Faktor der Vorrichtung ist, da die Materialien zwar teuer sind aber eine lange Standzeit bewirken.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stützplatte für das Metallgranulat horizontal angeordnet und bildet den Boden des Zellkastens, wobei in vorteilhafter Weise der Bauaufwand niedrig gehalten wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Stützplatte für das Metallgranulat aus Kupfer oder Messing oder Eisen, wobei in vorteilhafter Weise eine gute Stabilität bei niedrigen Kosten erreicht wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die in die Stützplatte eingesetzten Isolierstoffdüsen aus Polypropylen oder aus Keramik, wobei in vorteilhafter Weise eine gute Isolierung bei niedrigen Kosten erreicht wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die in die Stützplatte für das Metallgranulat eingesetzten Isolierstoffdüsen in mehreren Reihen angeordnet, und der horizontale Rohrverteiler weist eine entsprechende Anzahl und Reihen von Anschlussstutzen für die Rohrverbindungen zu den Isolierstoffdüsen auf, wobei eine oben liegende Reihe von Anschlussstutzen anwechselnd mit auf einem oder dem anderen seitlichen Endbereich der Stützplatte liegenden Isolierstoffdüsen verbunden sind. Die Verschaltung der Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu den Auslassstutzen des Rohrverteilers und die pulsförmige Injektion von Treibgas in den Rohrverteiler führen dazu, dass eine langsame Umwälzung des beweglichen Anodengranulats erzielt wird. Damit ist eine Durchmischung des Anodengranulats sehr viel gleichmäßiger und mit einer verminderten Treibgasmenge als dies mit der Anordnung der Treibgasdüsen gemäß WO2007/140802 zu erreichen war.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu den Auslassstutzen des horizontalen Rohrverteilers für das Rohwasser aus Polyäthylen oder aus Ethylen-Propylen-Dien(EPDM)-Kautschuk oder aus weichgemachten Polyvinylchlorid, wobei in vorteilhafter Weise eine gute Isolierung zwischen den Isolierstoffdüsen und dem Rohrverteiler mit kürzeren Rohrverbindungen erreicht werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung haben die nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu dem Rohrverteiler für das Rohwasser eine Länge von jeweils wenigstens 0,5 bis 2 Meter, vorzugsweise eine Länge von 1 bis 3 Meter. Durch die vorteilhafte hohe Isolierung zwischen dem Rohrverteiler und dem Anodenpotential des Metallgranulat wird die Entstehung von Kriechströmen sicher verhindert, so dass die Zelle durch die erfindungsgemäße Anodenvorrichtung eine hohe Stromausbeute aufweist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Innendurchmesser des horizontalen hydraulischen Rohrverteilers das 4 bis 10 fache des Innendurchmessers der nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindung, wobei in vorteilhafter Weise eine gute Verteilung von Rohwasser und Treibgas in dem Rohrverteiler erreicht werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gaszufuhreinrichtungen zur pulsförmigen Zufuhr des Treibgases ausgelegt, und hat radiale Stutzen, durch welche das Treibgas pulsförmig in den Rohrverteiler zu injizieren ist, wobei die Stutzen vorzugsweise nicht auf dem gleichen axialen Abschnitt des Rohrverteilers angebracht sind.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stützplatte für das Anodengranulat mittels eines Isolierflansches von unten an einem oben offenen Zellenkasten aus Isolierstoff befestigt, wobei wiederum in vorteilhafter Weise der Bauaufwand bei guter Stabilität des Zellkastens niedrig gehalten wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Zellenkasten nach oben hin erweitert. Dadurch wird in vorteilhafter Weise das Nachfüllen von Anodengranulat erleichtert.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Zellenkasten unterhalb des Wasserspiegels aber oberhalb des Anodengranulats eine Metallkathode in Form eines Gitters oder Metallsiebes auf und ab bewegbar befestigt. Damit kann in vorteilhafter Weise die Lage der Kathode an den Füllstand des Anodengranulats angepasst werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an die Stützplatte mit dem Pluspol und die Metallkathode mit dem Minuspol eine Gleichstromquelle, vorzugsweise ein Gleichstromgenerator, angeschlossen, welcher eine Gleichspannung von etwa 40 Volt bis 400 Volt liefert. Es wurde gefunden, dass der Reinigungseffekt verbessert wird, wenn die Zellenspannung oberhalb von 40 Volt Gleichspannung liegt. Gewisse im Wasser vorliegenden Fremdstoffe wie die so genannten Perfluortenside können in einer mit Eisengranulat als Anodenmaterial gefüllten Elektroflockulationszelle durch Zellenspannungen von etwa 120 bis 400 Volt als unschädliches Eisensalz ausgefällt und aus dem Wasser abfiltriert werden. Die Anodenvorrichtung dieser Ausführungsform eignet besonders sich für den Betrieb unter hoher Gleichspannung in der Elektroflockulationszelle und somit für die vorstehende Anwendung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
1 schematisch das Fliessschema der erfindungsgemäßen Anodenvorrichtung zeigt,
2 eine perspektivische Ansicht eines Verteilerrohres zeigt, und
3 das Verschaltungsschema zwischen dem Verteilerrohr und den Isolierstoffdüsen erläutert.
Wie aus 1 zu ersehen ist befindet sich das metallische Anodengranulat 1c in einem Zellenkasten 3 welcher nach oben hin leicht erweitert ist. Der Zellenkasten hat eine oder mehrere Ablauföffnungen 3b, für den Reinwasserstrom RE, und ist bis zum Flüssigkeitsspiegel 4d mit Wasser gefüllt. Oberhalb des Anodengranulats 1c aber unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 4d sind ein oder mehrere Metallgitter 4 mittels einer Halterung 4a angebracht. Die Halterungen 4a dienen auch gleichzeitig als Halterung für die Stromzuführung zu dem Metallgitter 4. Durch eine mechanischen Rüttelvorrichtung oder ein Vibrator 4b wird das Metallgitter in periodische Schwingungen versetzt. Das Stromzuführungskabel 4c ist mit dem negativen Pol des Gleichstromgenerators 5 verbunden.
Das Anodengranulat lagert auf einer Edelmetallschicht 1a, mit der eine Stützplatte 1 beschichtet ist. Die Stützplatte 1 ist mittels des Flansches 3a Flüssigkeitsdicht am Zellenkasten 3 befestigt. Wenn die Stützplatte 1 aus Metall ist, ist sie durch das Stromkabel 1b mit dem Pluspol des Gleichstromgenerators 5 verbunden. Wenn die Stützplatte 1 nicht aus Metall ist, ist die metallische Beschichtung durch das Stromkabel 1b mit dem Pluspol des Gleichstromgenerators 5 verbunden.
In 3 weist die Stützplatte 1 drei Reihen von Bohrungen 2a1, 2a2, 2a3; 2b1, 2b2, 2b3; 2c1, 2c2, und 2c3 auf, in welche flüssigkeitsdicht drei Reihen von Isolierstoffdüsen eingesetzt sind. In der Querschnittsansicht der Elektroflockulationszelle gemäß 1 sind die Düsen Da1, Db1, Dc1 der ersten Düsenreihe eingezeichnet, die in den Bohrungen 2a1, 2b1, 2c1 in der Stützplatte 1 angeordnet sind.
Die Isolierstoffdüsen Da1, Da2, Da3 und die nicht dargestellten Isolierstoffdüsen in den Bohrungen 2a2, 2a3; 2b2, 2b3; 2c2, 2c3 enthalten Löcher oder Schlitze, aus denen das Rohwasser in das Anodengranulat eintritt. Die Isolierstoffdüsen sind in die Stützplatte 1 so eingesetzt, dass genügend metallische Kontaktfläche 1a aus Edelmetall zur Verfügung steht um mit dem Anodengranulat 1c eine sichere elektrische Verbindung zu gewährleisten.
Die Isolierstoffdüsen sind jeweils an nicht leitende hydraulische Rohrverbindungen angeschlossen, von denen nur die Rohrverbindungen 6a, 6b, und 6c zu den jeweils ersten Isolierstoffdüsen Da1, Db1, Dc1 gezeigt sind. Die nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen 6a, 6b, und 6c sind vorzugsweise Plastikschläuche bestehend aus einem für Wasser inertem Material wie Polyethylen, EPDM-Kautschuk oder weichgemachtem Polyvinylchlorid.
Die nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen 6a, 6b, und 6c weisen vorzugsweise eine Länge von 1 bis 3 Meter auf. Wie durch Versuche festgestellt wurde, hängt die optimale Länge der nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen 6a, 6b, und 6c ab von der Leitfähigkeit des Rohwassers. Je höher die Leitfähigkeit des Rohwassers ist, umso länger müssen die nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen 6a, 6b, und 6c sein, um einen optimalen störungsfreien Betrieb der erfindungsgemäßen Anodenvorrichtung zu gewährleisten.
Ein weiterer Bestandteil der Anodenvorrichtung ist der hydraulische Rohrverteiler 7, wie er aus 1 zu ersehen ist. Der Rohrverteiler 7 dient dazu, den Rohwasserstrom RO so aufzuteilen, dass durch jede der Isolierstoffdüsen die gleiche Teilmenge an Rohwasser RO in das bewegte Anodenbett 1c eintritt.
Um diese Aufgabe zu erfüllen besitzt der Rohrverteiler 7 mehrere Reihen von Auslassstutzen 7a1, 7a2, 7a3; 7b1, 7b2, 7b3; 7c1, 7c2, und 7c3. Die Anzahl der Auslassstutzen 7a1, 7a2, 7a3; 7b1, 7b2, 7b3; 7c1, 7c2, und 7c3 in den Reihen am Rohrverteiler 7 entspricht der Anzahl der Isolierstoffdüsen in den Reihen in der Stützplatte 1.
In der Querschnittsansicht des Rohrverteilers in 1 ist der erste Auslassstutzen 7a1 der ersten Reihe der Auslassstutzen 7a1, 7a2, 7a3 am Rohrverteiler 7 gezeigt. Ebenso ist der erste Auslassstutzen 7b1 der zweiten Reihe der Auslassstutzen 7b1, 7b2, 7b3 am Rohrverteiler 7 gezeigt. Ebenso ist der erste Auslassstutzen 7c1 der dritten Reihe der Auslassstutzen 7c1, 7c2, 7c3 am Rohrverteiler 7 gezeigt. Diese Anordnung ist auch aus der perspektivischen Ansicht 2 ersichtlich. Der hydraulische Rohrverteiler 7 ist horizontal gelagert.
Wie aus 2 ersichtlich weist der Rohrverteiler einen Eintrittstutzen 7d für den Rohwasserstrom RO auf. Darüber hinaus weist der Rohrverteiler 7 wenigstens zwei in den Rohrverteiler hineinragende Gasinjektoren 9 für die pulsförmige Zufuhr von Treibgas über eine Hochdruckleitung 8a und ein Gasventil 8b auf. Als Treibgas wird vorzugsweise komprimierte Luft oder komprimierter Stickstoff eingesetzt.
Eine Gaszufuhreinrichtung 8 weist eine Impulssteuerung 8c, ein Gasventil 8b und eine Hochdruckleitung 8a auf. Die Impulssteuerung 8c ist ausgelegt, um kurzeitig das Gasventil 8b zu öffnen, welches mit der Hochdruckleitung 8a für Treibgas verbunden ist. Infolgedessen gelangt eine bestimmte Menge Treibgas über einen Einlassstutzen 7e1 in den mit Rohwasser gefüllten Rohrverteiler 7 und sammelt sich auf Grund der hydraulischen Zustände hauptsächlich im oberen Teil des horizontal gelagerten Rohrverteilers 7. Dementsprechend tritt eine Teilmenge des pulsförmig injizierten Treibgases hauptsächlich durch die Auslassstutzen 7b1, 7b2, 7b3 aus, die bei dem Einlassstutzen 7e1 liegen. Ebenso gelangt eine bestimmte Menge Treibgas über einen Einlassstutzen 7e2 in den mit Rohwasser gefüllten Rohrverteiler 7 und sammelt sich im oberen Teil des horizontal gelagerten Rohrverteilers 7, so dass eine Teilmenge des pulsförmig injizierten Treibgases hauptsächlich durch die Auslassstutzen der zweiten Reihe austritt, die bei dem Einlassstutzen 7e2 liegen. Ebenso gelangt eine bestimmte Menge Treibgas über einen Einlassstutzen 7e3 in den mit Rohwasser gefüllten Rohrverteiler 7 und sammelt sich im oberen Teil des horizontal gelagerten Rohrverteilers 7, so dass eine Teilmenge des pulsförmig injizierten Treibgases hauptsächlich durch die Auslassstutzen der zweiten Reihe austritt, die bei dem Einlassstutzen 7e3 liegen.
Die Auslassstutzen 7b1, 7b2, 7b3 des Rohrverteilers 7 sind durch die nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen 6b abwechselnd mit den Isolierstoffdüsen der ersten und dritten Reihe der Isolierstoffdüsen in der Stützplatte 1 verbunden.
Wie aus 1 zu ersehen ist fließt ein Teilstrom des Rohwassers RO aus dem Auslassstutzen 7a1 in die Schlauchleitung 6a und fließt weiter durch die Isolierstoffdüse Da1 in das bewegliche Anodengranulat 1c. Ein weiterer Teilstrom des Rohwassers RO fließt aus dem Auslassstutzen 7b1 in die Schlauchleitung 6b und fließt weiter durch die Isolierstoffdüse Dc1 in das bewegliche Anodengranulat 1c. Ein weiterer Teilstrom des Rohwassers RO fließt aus dem Auslassstutzen 7c1 in die Schlauchleitung 6c und fließt weiter durch die Isolierstoffdüse Db1 in das bewegliche Anodengranulat 1c.
Wenn das Gasventil 8b dem Einlassstutzen 7e1 und dem Gasinjektor 9 durch die Impulssteuerung 8c kurzzeitig geöffnet wird, gelangt aus der Druckleitung 8a eine Gasmenge durch den Gasinjektor 9 in den Rohrverteiler 7 und tritt überwiegend aus den Auslassstutzen 7b1, 7b2, 7b3 der zweiten Reihe aus, die an dem Rohrverteiler 7 oben liegt. Dementsprechend gelangt eine Teilmenge des Treibgases durch den Auslassstutzen 7b1 und die Schlauchleitung 6b in die Isolierstoffdüse Dc1 und bewirkt eine rechtsseitige kurzfristige lokale Umwälzung des Anodenbetts aus locker gelagertem Metallgranulat.
3 erläutert die Kennzeichnung von Isolierstoffdüsen (nicht gezeigt), die in den Bohrungen 2a1, 2a2, 2a3; 2b1, 2b2, 2b3; 2c1, 2c2, und 2c3 angeordnet sind, und Auslassstutzen in diesem Verschaltungsschema.
Zwischen den Isolierstoffdüsen Da1, Db1, Dc1 in den Bohrungen 2a1, 2b1, 2c1 und den Auslassstutzen 7a1, 7b1, 7c1 werden die Schlauchleitungen 6a, 6b, 6c so geschaltet, wie oben bei 1 beschrieben wurde.
Zwischen den Isolierstoffdüsen in den Bohrungen 2a2, 2b2, 2c2 und den Auslassstutzen 7a2, 7b2, 7c2 werden die Schlauchleitungen 6a, 6b, 6c so geschaltet, dass die Isolierstoffdüse in der Bohrung 2a2 mit dem Auslassstutzen 7b2 verbunden ist, dass die Isolierstoffdüse in der Bohrung 2b2 mit Auslassstutzen mit 7a2 verbunden ist, und dass die Isolierstoffdüse in der Bohrung 2c2 mit Auslassstutzen mit 7c2 verbunden ist.
Zwischen den folgenden Isolierstoffdüsen in den Bohrungen und den Auslassstutzen werden die Schlauchleitungen wiederum so im Umlauf geschaltet, wie oben für die Isolierstoffdüsen in den Bohrungen 2a1, 2a2, 2a3; 2b1, 2b2, 2b3; 2c1, 2c2, 2c3 (siehe 3) und den Auslassstutzen 7a1, 7a2, 7a3; 7b1, 7b2, 7b3; 7c1, 7c2, und 7c3 beschrieben wurde.
Wenn das Gasventil 8b durch die Impulssteuerung 8c kurzzeitig geöffnet wird, gelangt aus der Druckleitung 8a eine Gasmenge durch den Gasinjektor 9 in den Rohrverteiler 7 und tritt überwiegend aus den Auslassstutzen 7b1, 7b2, 7b3 der zweiten Reihe aus. Dementsprechend gelangt eine Teilmenge des Treibgases durch den Auslassstutzen 7b2 in die Isolierstoffdüse Da2 und bewirkt eine linksseitige kurzfristige lokale Umwälzung des Anodenbetts aus locker gelagertem Metallgranulat.
Das metallische Anodengranulat wird durch die erfindungsgemäße Verschaltung zwischen Rohrverteiler 7 und Isolierstoffdüsen Da1, Da2, Da3; Db1, Db2, Db3; Dc1, Dc2, und Dc3 wechselseitig links und rechts im Zellenkasten bewegt, so dass im Effekt eine langsame Umwälzung des gesamten Anodengranulats stattfindet und dieser Vorgang unabhängig ist von der Qualität des Metallgranulats.

Claims

Anodenvorrichtung für eine Elektroflockulationszelle dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Rohwasser von unten nach oben durchflossenes Bett aus Metallgranulat lose in einem Zellenkasten aus Isoliermaterial auf einer elektrisch leitenden, mit Isolierstoffdüsen versehenen Elektrodenplatte als Stromzuführung zum Metallgranulat angeordnet ist, dass nicht leitende hydraulische Rohrverbindungen von den Isolierstoffdüsen zu Auslassstutzen eines horizontalen, hydraulischen Rohrverteilers für Rohwasser und wenigstens zwei in den Rohrverteiler hineinragende, mit Gaszufuhreinrichtungen verbundene Gasinjektoren für die Zufuhr von Treibgas vorgesehen sind, wobei Stömungsmittelverbindungen für das Treibgas und das Rohwasser von den Auslassstutzen des Rohrverteilers durch die nicht leitenden Rohrverbindungen und die Isolierstoffdüsen zu dem im Zellenkasten befindliche Metallgranulat vorhanden ist.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Anodengranulat aus Gusseisenspänen besteht.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Anodengranulat aus Magnesiumgranulat oder aus Aluminiumgranulat oder aus einer gekörnten Aluminium-Magnesiumlegierung besteht.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenplatte aus einer Stützplatte und einer Metallschicht besteht, die eine Kontaktfläche zu dem Metallgranulat bildet.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aus einem Edelmetall, vorzugsweise aus Silber oder aus Palladium oder aus einer Silber-Palladiumlegierung, besteht.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte für das Metallgranulat horizontal angeordnet ist und den Boden des Zellkastens bildet.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte für das Metallgranulat aus Kupfer oder Messing oder Eisen besteht.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Stützplatte für das Metallgranulat eingesetzten Isolierstoffdüsen aus Polypropylen oder aus Keramik bestehen.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Stutzplatte für das Metallgranulat eingesetzten Isolierstoffdüsen in mehreren Reihen angeordnet sind, und dass der horizontale Rohrverteiler eine entsprechende Anzahl und Reihen von Anschlussstutzen für die Rohrverbindungen zu den Isolierstoffdüsen aufweist, wobei eine oben liegende Reihe von Anschlussstutzen anwechselnd mit auf einem oder dem anderen seitlichen Endbereich der Stützplatte liegenden Isolierstoffdüsen verbunden sind.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindungen vom Einlass der Isolierstoffdüsen zum Auslassstutzen des horizontalen Rohrverteilers für das Rohwasser als Kunststoffschläuche, insbesondere aus Polyäthylen oder aus Ethylen-Propylen-Dien(EPDM)-Kautschuk oder aus weichgemachten Polyvinylchlorid, bestehen.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht leitenden hydraulische Rohrverbindungen vom Einlass der Isolierstoffdüsen zum Auslassstutzen des horizontalen Rohrverteilers für das Rohwasser eine Länge von jeweils wenigstens 0,5 bis 2 Meter, vorzugsweise eine Länge von 1 bis 3 Meter haben.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des horizontalen hydraulischen Rohrverteilers das 4 bis 10 fache des Innendurchmessers der nicht leitenden hydraulischen Rohrverbindung beträgt.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtungen zur pulsförmigen Zufuhr des Treibgases ausgelegt, und hat radiale Stutzen, durch welche das Treibgas pulsförmig in den Rohrverteiler zu injizieren ist, wobei die Stutzen vorzugsweise nicht auf dem gleichen axialen Abschnitt des Rohrverteilers angebracht sind.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die edelmetallbeschichtete, metallische Stützplatte für das Anodengranulat mittels eines Isolierflansches von unten an einem oben offenen Zellenkasten aus Isolierstoff befestigt ist.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenkasten nach oben hin erweitert ist.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zellenkasten unterhalb des Wasserspiegels aber oberhalb des Anodengranulats eine Metallkathode in Form eines Gitters oder Metallsiebes auf und ab bewegbar befestigt ist.
Anodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Stützplatte mit dem Pluspol und die Metallkathode mit dem Minuspol eine Gleichstromquelle, vorzugsweise ein Gleichstromgenerator, angeschlossen ist, welcher eine Gleichspannung von etwa 40 Volt bis 400 Volt liefert.