DE2131880A1 - Verfahren u. einrichtung zur reinigung und desodorierung von wasser durch kombinierte anwendung von anodischer oxydation und verhefung - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Reinigung und Desodorierung von Wasser durch kombinierte Anwendung von anodischer Oxydation und Verhefung Die erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Wasser durch Verhefung von anorganischen und organischen Verunreinigungen, bei da zur Sauerstoffversorgung der Hefen und Bakterien die natürlicherweise vorhanden sind, eine Belüituzy: des Wassers während des Verhefungavorganges durchgeführt wird. Die erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchffihrung dieses Verfahrens.
• nach da derzeitigen Stand der Technik wird die Verhefung von anorganischen und organischen Schmutz stoffen im Abwasser mit Hilfe von Belüftung durch Vorrichtungen aller Art durchgeftihrt.
• Dabei sind aber die Belüftungaverfahren außer Stande, die der Verhefung entgegenstehenden Hefegifte unwirksa zu sachen. 801-che Hefegifte lähmen die Tätigkeit der Mikroorganismen und verhindern damit die biologische Reinigung. Insbesondere handelt es sich dabei um Fermeutgifte, wie sie von Gaswerken und chemischen Industrien mit Wasser abgeleitet wurden (Teer, Phenole, Chlorphenole, Phrimitinbasen, Blausäure, Metalle etc.).
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung vorzuschlagen, die eine Verhefung trotz der vorhandenen Hefegifte ermöglichen.
• Diese gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor und, oder gleichzeitig während und/oder nach der Verhefung das Wasser einer anodischen Oxydation ausgesetzt wird. Dadurch werden die hefeatmungahemmenden Beimengungen im Wasser auf kaltem Wege verbrannt. Der an der Anodenfla'che entstehende atomare Sauerstoff wird dabei durch das ständige Vorbeiführen des zu verhefenden Wassers in Reaktion mit den Schmutzteilchen gebracht und so sein Abdiffundieren in Form von Gasblasen verhindert Durch die Beseitigung der Hefegifte in dem zu reinigenden Wasser wird der Ablauf der Verhefung ungestört eriglicht. Durch eine Behandlung des Wassers mit der anodischen Oxydation nach der Verhefung wird ein besonders hoher Reinheitsgrad erreicht.
• Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, das Wasser und/oder die Anode ständig zu bewegen. Dadurch wird eine gute Reinigungswirkung sichergestellt und ein lbdiffundieren des an der Miode entstehenden Sauerstoffs in Yorm von Gasblasen verhindert, Erfindungsgemäß kann eine Zinrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Kälter sowie Luftzutrittsdüsen so ausgebildet sein, daß dem Behälter eine aus kode, Kathode und dazwischenliegendem Diaphragma bestehende elektrolytische Zelle vorgeschaltet ist, die von dem zu reinigenden Wasser durch strömt wird. Dadurch werden die liefegifte schon vor dem eigentlichen Verhefungsvorgang aus dem Wasser entfernt.
• Nach der Erfindung ist es aber auch möglich, eine Einrichtung vorzusehen, bei der der Behälter selbst als elektrolytische Zelle ausgebildet ist und eine Anode, eine Kathode und ein Diaphragma aufweist. In diesem Falle wird die Beseitigung der Eefegifte durch die anodische Oxydation direkt während des Verhefungsvorganges vorgenommen. Vorteilhaft bei einer solchen Ausbildung ist es, daß infolge einer Kombination beider Einrichtungen der Bauaufwand gering bleibt.
• Dem gleichen Zweck dient die erfindungsgemäße Ausbildung der Anode gleichzeitig als Trennwand der Verhefungseinrichtung.
• Die Erfindung schlägt weiterhin vor, die Anode als Trennzylinder auszubilden, die dann die Kathode sowie das Diaphragma umfaßt.
• Ein weiteres Erfindungsmerkmal richtet sich darauf, daß Eathode und Diaphragma wie an sich bekannt, ebenfalls zylinder förmig ausgebildet sind und mit der Anode zusammen konzentrisch angeordnet sind und über den in einem Verteiler angeordneten Luftzutrittsdüsen liegen. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der Einrichtung.
• Vorteilhaft kann es erfindungsgemaß sein, die Anode schwingend auszubilden, die dann von der zylinderförmigen Kathode umschlossen wird. Dadurch wird eine besonders intensive Berührung der Schmutzteilchen mit dem bei der anodischen Oxydation entstehenden Sauerstoff gewährleistet.
• In diesem Zusammenhang kann die Anode mit einer außen angeordneten Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Schwimgbewegung verbunden sein.
• Eine weitere Möglichkeit einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Xinrichtung so auszubilden, daß eine aus Anode und/oder Kathode und, oder Diaphragma bestehende Taucheinrichtung zum Einsetzen in den Behälter vorgesehen ist und zusammen mit diesem dann eine elektrolytische Zelle bildet. Mit einer solchen Taucheiarichtung ist es möglich, bei nur wenig verschmutztem Wasser mit der gleichen Einrichtung nacheinander eine Vielzahl von Verhefungsbehältern bzw. groß Verhefungsbehälter der anodischen Oxydation zu unterwerfen. Dabei kann entweder die Taucheinrichtung komplett mit Anode, Kathode und Diaphragma auxgebildet sein oder kann auch nur einen oder mehrere dieser Bauteile enthalten, während die restlichen Bauteile im Verhefungsbehälter angeordnet sind.
• In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Figur 1 zeigt eine Verhefungseinrichtung mit vorgeschalteter elektrolytischer Zelle für die anodische Oxydation.
• Figur 2 stellt eine mit der Verhefungseinrichtung integrierte elektrolytische Zelle für die anodische Oxydation dar und Figur 3 zeigt eine Verhefungseinrichtung, die gleichzeitig als elektrolytische Zelle ausgebildet ist mit Schwinganode.
• In der Pigur 1 ist mit 1 der Behälter der Verhefungseinrichtung bezeichnet. Diesem Behälter 1 ist zur anodischen Oxydation des eintretenden Scbmutzwassers eine elektrolytische Zelle 6 vorgeschaltet. Diese besteht aus einem Gehäuse 8, in dem eine hohlzylindrische kode 9 und ein topfförmiges Diaphragma 11 sowie eine stabförmige Kathode 10 angeordnet sind. Mit 7 ist der Schmutzwassereintritt zur elektrolytischen Zelle 6 und mit 12 die Verbindungsleitung zwischen elektrolytischer Zelle und Behälter 1 der Verhefungseinrichtung bezeichnet. Im Behälter 1 befindet sich ein Verteiler 31 der Luftzutrittsdüsen 5 aufweist. Der Verteiler 3 ist an eine Luftzufuhrleitung 4 angeschlossen. Oberhalb des Verteilers 3 ist im Behälter 1 ein Trennzylinder 2 angeordnet, der durch Aufteilung des Behälters raumes das Entstehen einer definierten Umwälzbewegung begunstigt. Die Flüssigkeitsbewegung gemäß den eingezeichneten Pfeilen kann durch entsprechende Umwälzanlagen noch verstärkt werden. Bei 13 befindet sich der Reinwasseraustritt aus dem Behälter 1.
• Die Anlage funktioniert in der Weise, daß am Schmutzwassereintritt 7 das zu reinigende Wasser eingeleitet wird und in der elektrolytischen Zelle 6 der anodischen Oxydation unterliegt.
• Dabei sind Anode 9 und Kathode 10 an eine entsprechende Stromquelle angeschlossen, was aber in der Pigur 1 aus Zinfachheitsgründen nicht dargestellt ist. Durch die anodische Oxydation in der elektrolytischen Zelle 6 werden, wie bereits einleitend erläutert, Verunreinigungen durch Oxydation abgebaut und dadurch insbesondere Ilefegifte beseitigt die den Verhefungsprozeß im Behälter 1 stören könnten. Aus dem Gehäuse 8 gelangt das zu reinigende Wasser durch die Verbindungsleitung 12 in den Behälter 1, wo der Verhefungsvorgang stattfindet. Der zum Ablauf des Verhefungsvorganges nötige Sauerstoff wird über die Luftzufuhrleitung 4 in den Verteiler 3 eingebracht, und gelangt von dort aus über Luftzutrittsdüsen 5 in das Innere des Behälters 1 und in Kontakt mit dem zu verhefenden Wasser. Durch den Reinwasseraustritt 13 fließt dann das gereinigte Wasser wieder ab.
• In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem der Verhefungabehälter selbst gleichzeitig als elektrolytische Zelle ausgebildet ist. Der Behälter ist hier wieder mit 1 bezeichnet. Er enthält eine als Trennzylinder ausgebildete Anode 14, zu der koaxial die zylinderförmige Kathode 15 angeordnet ist. Weiterhin ist noch ein Diaphragma 16 vorgesehen, das die Kathode 15 unmittelbar umschließt.
• Die kode 14 und die Kathode 15 sind an eine Stromquelle angeschlossen, was der Einfachheit halber nicht dargestellt wurde.
• In der Nähe des Bodens des Behälters 1 ist auch hier ein Verteiler 3 mit Lliftzutrittsdüsen 5 vorgesehen. Der Verteiler ist dabei an eine Luftzufuhrleitung 4 angeschlossen, die von einer nicht dargestellten Druckpelle gespeist wird. Im Gegensatz zur Ausführung nach Figur 1 ist diese Konstruktion nicht für den Durchlaufbetrieb eingerichtet, d. h. der Behälter 1 wird mit dem zu reinigenden Wasser gefüllt und flach Abschluß des Reinigungsvorganges vollkommen wieder entleert. zeine solche lusbildung kann vor allem für mobile und kleinere Geräte von Vorteil sein.
• Die Funktion des Gerätes nach Figur 2 beruht darauf, daß Verhefungsvorgang und anodische Oxydation gleichzeitig im selben Behälter stattfinden. Für den Verhefungsvorgang wird dabei ständig durch die Luftzufuhrleitung 4 von der nicht dargestellten Druck@elle Luft eingeblasen, die über den Verteiler 3 und die Luftzutrittsdüsen 5 in den Behälter 1 gelangt. Dort bringt diese Luftzufuhr den Verhefungsprozeß in Gang. Gleichzeitig werden Kathode 15 und Anode 14 an eine Stromquelle angeschlossen, so daß die anodische Oxydation abläuft. Dabei werden, wie bereits erläutert, insbesondere die Hefegifte aber auch andere Verunreinigungen auf kaltem Wege verbrannt, so daß der Verhefungsvorgang ungestdrt ablaufen kann und sich dann nach der Behandlung ein sehr sauberes Wasser ergibt.
• In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, wobei ebenfalls innerhalb des VerhefungsbehAlters gleichzeitig die anodische Oxydation stattfindet,zur Verstärkung ihrer Wirkung aber die Anode schwingend ausgebildet ist. Dabei ist ebenfalls ein Behälter 1 vorgesehen, der die Verhefungseinrichtung aufnimmt und gleichzeitig die elektrolytische Zelle darstellt. Bei diesem usführungsbeispiel ist wieder ein kontinuierlicher Betrieb vorgesehen, d. h. bei 21 ist der Schmutzwassereintritt und bei 22 der Reinwasseraustritt, wobei die I>urchflußgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit des Prozeßablaufes abgestimmt ist0 Such hier ist wieder am Boden des Behälters 1 ein Verteiler 3 vorgesehen, der Luftzutrittsdüsen 5 aufweist und ueber eine Luftziiti:leitung 4 mit einer nicht dargestellten Druck@elle verbunden ist. Oberhalb des Verteilers 3 ist in dem Behälter 1 ein zylinderförmige Kathode 17 vorgesehen, die an ihrer Innenwand unmittelbar das ebenfalls hohlzylindrische Diaphragma 20 trägt. Koaxial zur Kathode 17 und dem Diaphragma 20 ist die Schwinganode 18 vorgesehen, deren Schwingbewegung von der Antriebseinrichtung 19 über eine Welle 23 eingeleitet wird.
• Die Funktion dieser Einrichtung nach Figur 3 vollzieht sich ähnlich wie die des Ausführungsbeispiels nach Figur 2. Auch hier laufen Verhefungsvorgang und anodische Oxydation gleichzeitir; im Behälter 1 ab. Ein Unterschied ist insofern vorhanden, als hier der Behälter 1 für einen durchlaufenden Betrieb mit kontinuierlichem Schmutzwassereintritt und Reinwasseraustritt vorgesehen ist. Die Wasserumwälzung innerhalb des Behälterms 1 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen erfolgt dabei entweder wie im vorliegenden Fall und im Fall der Figur 2 und 1 durch die über die Luftzutrittsdüsen 5 eingebrachte Luft oder es wird eine gesonderte Umwälzeinrichtung vorgesehen. Die Stromquelle, an die die Kathode 17 und die Anode 18 angeschlossen werden, ist hier aus Einfachheitsgründen ebenso wie bei den vorhergehenden Figuren nicht dargestellt. Zur Intensivierung des Vorganges der anodischen Oxydation ist im vorliegenden Ball die Anode 18 schwingend ausgebildet. Dadurch wird praktisch ihre Oberfläche verrößert, indem sie in der gleichen Zeiteinheit wesentlich mehr Schmutzteilchen in die Nähe des an der Anode entstehenden Sauerstoffs bringt. Dadurch wird die Oxydationswirkung und damit die Reinigung verstärkt und während des Verhefunsvorganges, wie schon erläutert, die Hefegifte aber auch andere Verunreinigungen abgebaut. Als Endergebnis ergibt sich ein Wasser von sehr hohen Reinheitsgrad, wobei die notwendige Einwirizeit infolge der kombinierten Anwendung mehrerer Prozesse und einer schwingenden Anode relativ gering bleibt.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können innerhalb der grundlegenden Erfindungsgedanken die verschiedensten baulichen Ausführungsnormen verwirklicht werden.

Claims (1)

1. Verfahren und Einrichtung zur Reinigung und Desodorierung von

   Wasser durch kombinierte Anwendung von anodischer Oxydation und Verhefung P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zur Reinigung von Wasser durch Verhefung von anor-Canischen und organischen Verunreinigungen bei dem dem Was-Gor Hefebakterien zugesetzt werden und bei dem zur Saueratoffversorgung der Bakterien eine Belüftung des Wassers während des Verhefungsvorganges durchgeführt wird, dad u r u h G h k e n n z e i c h n e t , daß vor und/oder gleichzeitig während und/oder nach der Verhefung das Wasser einer anodischen Oxydation ausgesetzt wird.

   2. Verfahron nach Anspruch 1, d a d u r c h C c k e n n z c i c h n e t , daß das Wasr und/oder die Anode (1) stündig bewegt werden.

   3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrenn nach Anspruch 1, die aus einem Behälter sowie Luftzutrittsdüsen besteht, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Behälter (1) eine aus Anode (9), Kathode (10) und dazwischenliegendem Diaphragna (11) bestehende elektrolytische Zelle (6) vorgeschaltet ist, die von dem zu reinigenden Wasser durchströmt wird, 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die aus einem Behälter sowie Luftzutrittsdüsen besteht, d a d zu u r c h g e k e n n z e i c h n 0 t, daß der Behälter (1) selbst als elektrolytische Zelle ausgebildet ist und eine Anode (14, 10), eine Kathode (15,17) und ein Diaphragna (16,20) aufweist.

   ,=. EinrichtuxiL nach Anspruch 4, d a d u r c h C o lt e n n -z e i c h n e t, daß die Anode (14) gleichzoitig@als Trennwand ausgebildet ist.

   6. Binrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dS die Anode (14) als Trennzylinder ausgebildet ist und Kathode (15) sowie Diaphragna (16) unfaßt.

   7. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dann Kathode (15) und Diaphragna (16), wie an sich bekannt, ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und mit der Anode (14) zusammen konzentrisch angeordnet sind und über dan in einem Verteiler (3) angeordneten Luftzutrittsdüsen (5) liegen.

   8. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -s e i c h n e t, daß die Kathode (77) die Anode (18) zylinderförmig unschließt und die Anode (18) schwingend ausgebildet ist.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h X, e k e n n -z e i c h n o t, daß die Anode (18) mit einer außen angeordneten Antriebseinrichtung (19) zur Erzeugung der Schwingbewegungen verbunden ist.

   10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die aus einem Behälter, Luftzutrittsdüsen und einer Trennwand besteht, d a d u r r c h c e k e n n z e i c h n e t, daß eine aus Anode, und/oder Kathode und/oder Diaphragna bestehende Taucheinrichtung zun Einsetzen in den Behälter vorgesehen ist und zusammen mit diesem dann eine elektrolytische Zelle bildet.

   L e e r s e i t e