DE2125741C3 - Verfahren zur Reinigung von Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung dieses VerfahrensInfo
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/465—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
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- C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
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 Belebtschlammbecke:n unterworfen, wobei die fäulnisfähigen Stoffe durch Bakterien unter Sauerstoffaufnahme
zu Kohlendioxid, Wasser, Nitraten, Sulfaten und Phosphaten abgebaut werden.
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, Abwasser
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
eins 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 uurch 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 70517 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
•to 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 im 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
t>r> 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 Abwassern 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 ingeordnete
elektrische Felder hindurchgeführt wird. Der sich Ober
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 des
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.
rung 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.
ELie solche Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt
Das durch Rechen 1, Sandfang 2 und Verklärbecken 3
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
entsprechende Strömungsgeschwindigkeit bzw. eine entsprechende Höhe der Elektrolysenzelle 5 erreicht
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.
Claims (8)
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 rtas 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.
Applications Claiming Priority (1)
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