DE2125741B2

DE2125741B2 - Verfahren zur Reinigung von Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2125741B2
Application number: DE19712125741
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl.-Ing. Leoben- Seegraben Janusch; Wilfried Dipl.-Ing. Trofaiach Joven
Original assignee: Alpine Montan AG
Current assignee: Alpine Montan AG
Priority date: 1970-06-02
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1978-09-28
Also published as: CH519444A; AT305914B; HU165292B; YU139871A; YU34866B; DE2125741C3; DE2125741A1; CS175419B2

Description

Die Reinigung von Abwässern bezweckt die im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen, die für den Vorfluter schädlich sind, zu entfernen oder zu unschädlichen Stoffen abzubauen. Solche Abwasser werden, nachdem gegebenenfalls grobe Verunreinigungen durch Rechen, Sandfänge und in Absetzbecken mechanisch entfernt wurden, üblicherweise einer Reinigung durch biologischen Abbau in Tropfkörpern oder Belebtschlammbecken unterworfen, wobei die fäulnisfähigen Stoffe durch Bakterien unter Sauerstoffaufnahme zu Kohlendioxid, Wasser, Nitraten, Sulfaten und Phosphaten abgebaut werden.

Bei dieser bekannten Art der Reinigung sind gewisse chemische Verunreinigungen, wie Detergentien u. a. nur teilweise abbaubar und verbleiben im fertig gereinigten Abwasser, wodurch eine Belastung des Vorfluters eintritt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Abwässer unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes durch Elektrolyse zu reinigen. Bei diesem Verfahren ist das elektrische Feld senkrecht gerichtet und bewirkt durch Flockung der im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen eine Vergrößerung der Sinkgeschwindigkeit Der Effekt eines solchen elektrischen Feldes verstärkt den Effekt eines Absetzbeckens.

Die gegenständliche Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern, welche feine oder feinste Schwebestoffe bzw. gelöste, emulgierte oder suspendierte organische und/oder anorganische Verunreinigungen enthalten und welche gegebenenfalls durch eine Vorreinigung von groben Verunreinigungen befreit sind, durch Elektrolyse in Gegenwart von Schaumbildnern, wobei der gebildete Schaum abgezogen wird. Ein derartiges Verfahren wurde in der AT-PS 2 70 517 bereits vorgeschlagen. Hierbei wirkt das Abwasser selbst als Elektrolyt wobei sich an der Kathode naszierender Wasserstoff und an der Anode naszierender Sauerstoff bildet Der chemisch hoch wirksame Sauerstoff gelangt hierbei in feinster Verteilung in das Abwasser und bewirkt eine intensive Oxydation zumindest eines Teiles der organischen Verunreinigungen. Die insbesondere an der Kathode entstehende starke Gasbildung bewirkt infolge der Gegenwart von Schaumbildnern eine intensive Schaumentwicklung. Unter der Wirkung des elektrischen Feldes tritt ein elektrophoretischer Effekt auf, durch den die im Abwasser gelösten, emulgierten oder suspendierten Teilchen zufolge Aufladungsunterschieden geflockt werden. Bei diesem bekannten Verfahren sind die Elektroden horizontal angeordnet, was zur Folge hat, daß das gesamte Abwasser mit Gasblasen durchsetzt ist und somit eine völlig unkontrollierte Schaumbildung auftritt, zufolge welcher die Trennung des Schaumes von der Flüssigkeit äußerst erschwert wird. Wenn bei diesem Verfahren Maßnahmen angewendet werden, um den Schaum zu zerstören, so wandern dann wieder die Schmutzteilchen in das Abwasser zurück, so daß der Effekt der Reinigung verlorengeht bzw. in Frage gestellt ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und besteht km wesentlichen darin, daß die Elektrolyse in einem oder mehreren ungefähr horizontalen elektrischen Feldern durchgeführt wird, wobei das Abwasser im Gleichstrom zu den aufsteigenden Gasbläschen geführt wird.

Infolge der horizontalen Anordnung der elektrischen Felder bilden sich die Gasblasen an den senkrechten Elektroden und es entsteht dort der Schaum, mit welchem die elektrophoretisch an den Elektroden abgeschiedenen Schmutzteilchen abgeführt werden. Der Schaum steigt somit an den vertikalen Elektroden hoch, so daß eine gute Absonderung des Schaumes von dem von Schmutzteilchen befreiten Abwasser ermöglicht wird. Die Flockung wird von den bei der Elektrolyse durch langsame Auflösung der Elektroden in den Elektrolyt gehenden Metallionen unterstützt, die im Elektrolyt Salze oder Basen bilden, die eine chemische Flockung bewirken, und diese Flocken

&⁵ werden nun durch die gerichtet aufsteigenden Gasblasen in den Schaum befördert.

Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge der gerichtet aufsteigenden Gasbla-

sen auch ein schnellerer Reinigungseffekt erzielt Es wirkt somit die durch die Elektrophorese und durch die aus den Elektroden gebildeten Salze oder Basen bewirkte Ausflockung mit dem mechanischen Hochreißen der Flocken durch die aufsteigenden Gasblasen im Sinne einer schnellen und wirksamen Reinigung zusammen.

Als Schaumbildner können die in den Abwässern enthaltenen Verunreinigungen selbst dienen. Sie unterstützen die Abwasserreinigung im Sinne der Erfindung. Gegebenenfalls können dem Abwasser auch unschädliche insbesondere biologisch abbaubare Schaumbildner in einer Menge von 0,1 bis 1 mg/1 zugesetzt werden.

Zweckmäßig wird gemäß der Erfindung das Abwasser kontinuierlich durch das oder die elektrischen Felder hindurchgeführt, wobei der Schaum kontinuierlich abgezogen wird. Hierbei kann die Reinigung so erfolgen, daß das Abwasser durch mehrere senkrecht zur Strömungsrichtung und nebeneinander angeordnete elektrische Felder hindurchgeführt wird. Der sich über den Elektrolysezellen bildende Schaum wird kontinuierlich so abgezogen, daß auf dem Elektrolyt ständig eine Mindestschaumschicht vorhanden ist Durch Wahl der Anzahl der elektrisch und im Strömungsweg des Abwassers parallel geschalteten Elektrolysezellen kann die Reinigung des Abwassers bis zur Erreichung di s gewünschten Reinigungsgrades getrieben werden.

Der abgezogene, die Verunreinigung enthaltende Schaum wird am zweckmäßigsten verascht.

Die Intensität der Reinigung wird weitgehend von der elektrischen Feldstärke bzw. von der Stromdichte sowie dem Elektrodenmaterial beeinflußt. Abhängig von den Verunreinigungen haben die Abwässer verschiedene Leitfähigkeiten und sind damit im verschiedenen Maße als Elektrolyte geeignet. Es kann daher für jedes Abwasser empirisch eine optimale Stromdichte sowie ein optimales Elektrodenmaterial gewählt werden und es steht auch wieder die erforderliche Behandlungszeit des Abwassers in direktem Zusammenhang mit der angewandten Feldstärke. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Leitfähigkeit des Abwassers durch chemische Zusätze in einem dem Verfahren günstigen Sinne zu beeinflussen, in der Regel durch Zusatz von Salzen im gewünschten Ausmaß zu erhöhen.

Die Erfindung ermöglicht eine wesentlich schnellere Reinigung von Abwässern und für gewisse Abwasserarten eine wesentlich weitgehendere und schnellere Reinigung als dies bei den bekannten biologischen Reinigungsverfahren der Fall ist.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber biologischen Reinigungsverfahren liegt darin, daß damit auch biologisch schwer oder nicht zu reinigende Abwässer gereinigt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist wenigstens eine Elektrolysezelle auf, an deren oberem Ende eine Einrichtung zum Abziehen des Schaumes vorgesehen ist und ist gekennzeichnet durch senkrecht angeordnete Elektroden und eine bodenseitige Abwasserzuleitung.

Eine solche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt
Das durch Rechen 1, Sandfang 2 und Verklärbecken 3

ίο von groben Verunreinigungen befreite Abwasser wird mittels der Pumpe 4 den Elektrolysezellen 5 zugeführt Die Elektrolyse des Abwassers erfolgt mit steigendem Gehalt des Abwassers an organischen Stoffen in einer größeren Anzahl von Elektrolysezellen 5, wobei das Abwasser jeder Elektrolysenzelle 5 gesondert zugeführt wird Damit eine gleichmäßige Aufwärtsströmung gewährleistet wird, ist der Boden jeder Elektrolysenzelle 5 mit verschleißfesten, über den ganzen Querschnitt verteilten Düsen 6 ausgestattet Jede Zelle besitzt eine mit + bezeichnete Anode und eine mit — bezeichnete Kathode. Die erforderliche Einwirkzeit wird durch eine entsprechende Strömungsgeschwindigkeit bzw. eine entsprechende Höhe der Elektrolysenzelle 5 erreicht

Der sich in den Elektrolysezellen 5 und der Abflußkammer 7 abscheidende Schaum wird durch einen Schaumabstreifer 8 laufend in den Schaumtrichter 9 abgezogen.

Das elektrolytisch gereinigte Abwasser fließt aus der Abflußkammer 7 in ein Absetzbecken 10, in dem eine Nachreinigung erfolgt Hier wird auch ein Teil der bei der Elektrolyse in das Abwasser gelangten und nicht verbrauchten geflockten Metallsalze abgeschieden. Sowohl die abgesetzten Verunreinigungen als auch die Metallsalze werden über eine Leitung 11 dem Vorklärbecken 3 zugeführt Die Metallsalze werden damit bereits vor der Elektrolyse für eine Flockung nutzbar gemacht

Vom Absetzbecken 10 läuft das elektrolytisch geklärte Abwasser über einen Syphon 12 in den Vorfluter 13. Der Syphon 12 verhindert das Entweichen der bei der Elektrolyse entstehenden brennbaren Gase (O₂, H₂) aus dem geschlossenen System.

Der in den Schaumtrichter 9 abgezogene Schaum wird der Schaumverbrennung 14 zugeführt Es besteht auch die Möglichkeit den Schaum im Faulbecken 15 weiterzubehandeln, in welchem der im Vorklärbecken 3 anfallende Klärschlamm unschädlich gemacht wird.

Das sich über den Elektrolysezellen 5 der Abflußkammer 7 und dem Schaumtrichter sammelnde, vorwiegend aus O2 und H2 bestehende Gas wird laufend abgesaugt und für die Schaumverbrennung verwendet Zur Vermeidung einer Druckdifferenz zwischen dem Gasraum über den Elektrolysezellen 5 und dem Absetzbekken 10 ist eine Druckausgleichsleitung 16 vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Abwässern, welche feine oder feinste Schwebestoffe bzw. gelöste, emulgierte oder suspendierte organische und/oder anorganische Verunreinigungen enthalten und welche gegebenenfalls durch eine Vorreinigung von groben Verunreinigungen befreit sind, durch Elektrolyse in Gegenwart von Schaumbildnern, wobei der gebildete Schaum abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse in einem oder mehreren ungefähr horizontalen elektrischen Feldern durchgeführt wird, wobei das Abwasser im Gleichstrom zu den aufsteigenden Gasbläschen geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungenügendem Gehalt des Abwassers an Schaumbildnern dem Abwasser biologisch abbaubare Netzmittel zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei einem Gehalt des Abwassers an Schaumbildnern von wenigstens 0,1 mg/1, vorzugsweise bis 1,0 mg/1, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser kontinuierlich durch das oder die elektrischen Felder hindurchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser durch mehrere senkrecht zur Strömungsrichtung und nebeneinander angeordnete elektrische Felder mit gleicher oder verschiedener Feldstärke hindurchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mehrstufig durchgeführt wird, indem das Abwasser durch mehrere in der Strömungsrichtung hintereinander angeordnete elektrische Felder hindurchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit des Abwassers durch chemische Zusätze eingestellt wird.

8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit wenigstens einer Elektrolysezelle, an deren oberem Ende eine Einrichtung zum Abziehen des Schaumes vorgesehen ist, gekennzeichnet durch senkrecht angeordnete Elektroden und eine bodenseitige Abwasserzuleitung.