DE2146350A1 - Verfahren zum Reinigen einer ionisch leitfähigen Lösung - Google Patents

Description

Verfahren zum Reinigen einer ionisch leitfähigen Lösung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer ionisch leitfähigen Lösung durch Adsorption mindestens eines in der zu reinigenden Lösung gelöst oder suspendiert enthaltenen Bestandteils.

Die Trennung der Bestandteile einer ionisch leitfähigen Lösung oder Suspension ist ziemlich allgemein ein komplizierter» langsamer und mühsamer Vorgang.

Bekannt sind insbesondere die Schwierigkeiten aller Art, denen man bei Anlagen zur Demineralisierung von Wasser, insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, begegnet.

Ebenfalls bekannt ist das Problem, das bei der Behandlung der meisten der sogenannten Abwasser auftritt, insbesondere das der verhältnismäßig starke Konzentrationen von für die menschliche Rasse ebenso wie für Tiere besonders schädlichen Substanzen, insbesondere Zyanverbindungen, enthaltenden Abwässer·

Schließlich kennt man die Kompliziertheit der bis heute für die Reinigung des aus den Nieren entnommenen Blutes eines Pa-

209812/1193

tienten konstruierten Apparaturen, ebenso die nahezu vollständige Ausweglosigkeit, in der man sich heute befindet, wenn es sich darum handelt, kurzfristig das Blut einer Person zu reinigen, das eine starke Dosis Barbitursäurepräparate absorbiert hat oder irgendeines anderen vom Blut assimilierten Gifts.

Wenn eine feste, adsorbierende, geeignete Substanz in Berührung mit einer Lösung gebracht wurde, gibt es ein Gleichge— Wichtspotential dieser Substanz, bei dem sich die Adsorption einer in der Lösung vorhandenen Substanz vollziehen kann. Dieses Gleichgewichtspotential ist jedoch häufig unzureichend, um eine merkbare Adsorption zu erhalten. Es gibt in der Tat für jeden zu adsorbierenden Bestandteil ausgehend von einer gegebenen Lösung ein optimales Adsorptionspotential, für das die Selektivität und die von einem adsorbierenden Material adsorbierte Substanzmenge maximal sind.

Wenn nun das adsorbierende Material eine Elektrode bildet und wenn die Adsorption unter der Wirkung eines dieser Elektrode zugeführten Potentials durchgeführt wird, ergibt sich eine Elektro-Adsorption. Eine geeignete Wahl dieses Potentials erlaubt also, eine selektive Adsorption einer gewünschten Substanz zu begünstigen, was einen wichtigen Vorteil der Elektro-Adsorption für das Reinigen ionisch leitender Lösungen darstellt. Man verwendet zu diesem Zweck Elektroden, zwischen denen eine geringe Potentialdifferenz aufrechterhalten wird, wobei mindestens eine der Elektroden von einem porösen, ein elektrisch leitendes, adsorbierendes Material enthaltendem Körper gebildet wird. Das in der Flüssigkeit erzeugte elektrische Feld gestattet infolge der zwischen den Elektroden herrschenden Potentialdifferenz die Wanderung der Ionen nach den Elektroden, an deren Oberfläche der eigentliche Adsorptionsvorgang stattfindet. Im Fall neutraler Bestandteile der Lösung vollzieht sich die Wanderung durch Diffusion.

- 3 209812/1193

Bei verschiedenen Anwendungen, die für die Reinigung von Lösungen durch Adsorption in Betracht kommen, ist es stets erforderlich, verhältnismäßig unbedeutende Verunreigungsmengen abzutrennen. In diesen Fällen wird es unerläßlich, ein adsorbierendes Material zu verwenden, das eine beträchtliche Oberfläche darbietet, und eine optimale Verwertung dieser Oberfläche zu gewährleisten. Diese Bedingungen sind jedoch schwer in einer wirklich befriedigenden Weise zu erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Reinigung von ionisch leitenden Lösungen, insbesondere auf den oben erwähnten Gebieten, zu ermöglichen, und zwar unter voller Auswertung der von der Elektro-Adsorption gebotenen Vorteile, wobei die erwähnten verschiedenen Mängel vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer ionisch leitenden Lösung durch Adsorption mindestens eines in der zu reinigenden Lösung gelöst oder suspendiert vorhandenen Bestandteils angegeben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein elektrisches Feld in der Lösung mittels zweier, durch eine poröse Wand voneinander getrennter Saamelelektroden erzeugt, daß man mindestens auf einer Seite der Wand die Lösung mit Teilchen eines adsorbierenden Materials, das elektrisch leitend und fähig, den Bestandteil zu adsorbieren, ist, in Berührung bringt, wobei die Wand für diese Teilchen undurchlässig und mindestens für Ionen der Lösung und für den zu adsorbierenden Bestandteil durchlässig ist, und daß man eine Relativbewegung der in Berührung mit den adsorbierenden Teilchen stehenden Lösung gegenüber der Elektrode erzeugt, die auf derselben Seite der Wand angeordnet ist und auf einem bestimmten Potential ge- . genüber der Lösung gehalten wird, wobei dies alles in der

- 4 -209812/1193

Weise angeordnet ist, daß ein gleichzeitiger elektrischer Kontakt zwischen dieser Elektrode, den Teilchen und der Lösung gesichert wird, um so jedes Teilchen des adsorbierenden Materials auf das erwähnte Potential zu bringen und die selektive Adsorption des Bestandteils auf den Teilchen unter der Wirkung des Materials zu erlauben.

Die Erfindung hat gleichfalls eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zum Gegenstand. Diese Vorrichtung ist dadurch gekannzeichnet, daß sie einen Behälter umfaßt, der zur Aufnahme der zu reinigenden Lösung dient und durch eine poröse, für die Ionen der Lösung durchlässige Wand in zwei Abteile geteilt ist, eine in Jedem derselben angeordnete Sammelelektrode, wobei diese Elektroden mit einer Gleichstromquelle in der Weise verbindbar sind, daß ein elektrisches Feld durch die Wand hindurch erzeugbar ist und daß mindestens die eine der Elektroden ein bestimmtes Potential gegenüber der Lösung aufweist, wobei eine Füllung mit Teilchen eines adsorbierenden Materials, das elektrisch leitend und fähig ist, mindestens einen Bestandteil der Lösung zu adsorbieren, mindestens in dem die letzterwähnte Elektrode enthaltenden Abteil angeordnet ist, so daß der elektrische Kontakt der Teilchen mit der Sammelelektrode zugelassen wird, sowie Mittel zum Umlaufenlassen der Lösung in der Weise, daß in jedem die Teilchen des adsorbierenden Materials enthaltenden Abteil eine ReIa-' tivbewegung der zu reinigenden Lösung gegenüber der Sammelelektrode erzeugt wird, wobei das Ganze in der Weise ausgebildet ist, daß zu wiederholten Malen ein gleichzeitiger elektrischer Kontakt zwischen der Lösung, jedem Teilchen des adsorbierenden Materials und der Sammelelektrode erzeugt wird.

Die Erfindung gestattet auf diese Weise eine selektive und optimale Elektro-Adsorption verschiedener in einer zu reinigenden Lösung gelöst oder suspendiert enthaltener Substanzen zu gewährleisten«. Dank der Verwendung des adsorbierenden Ma-

_ 5 209812/1193

terials in Teilchenform wird es möglich, nicht nur die adsorbierende Oberfläche merklich zu vergrößern, sondern auch die sehr große verfügbare Oberfläche in optimaler Weise auszunutzen. Tatsächlich gestattet die Relativbewegung der sich in Berührung mit den Teilchen befindenden Lösung gegenüber einer Sammelelektrode, die auf einem bestimmten Potential gehalten wird, die gesamte zu reinigende Lösung in Berührung mit der Oberfläche aller adsorbierenden Teilchen zu bringen, indem die letzteren auf dasselbe Potential wie die Sammelelektrode gebracht werden. Im übrigen gestattet die geeignete Wahl dieses Potentials in Abhängigkeit von der zu reinigenden Lösung und von dem von dieser zu trennenden Bestandteil, in wirksamer Weise die verfügbare Oberfläche jedes Teilchens auszunutzen und eine selektive und optimale Elektro-Adsorption durchzuführen.

Die Rolle der bei der Erfindung verwendeten porösen Wand besteht im wesentlichen darin, eine für die Ionen der zu reinigenden Lösung durchlässige Schranke zwischen den zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in der zu reinigenden Lösung dienenden Sammelelektroden zu bilden, die zur Verhinderung des Durchgangs der Teilchen des adsorbierenden Materials von der einen Elektrode zur anderen dient. Dies ermöglicht also eine Ionen-Wanderung in der Lösung durch die Wand hindurch, während jedes der adsorbierenden Teilchen in Berührung mit einer gegebenen Sammelelektrode kommen kann, die auf einem geeigneten Potential zur Ermöglichung der gewünschten Elektroadsorption gehalten wird, ohne daß dasselbe Teilchen ebenso die andere Sammelelektrode erreichen könnte, wo die Gefahr des Ablaufs des entgegengesetzten Vorgangs und somit der Aufhebung des gewünschten Elektro-Adsorptionseffekts besteht.

Die poröse Wand kann also aus allen für Ionen durchlässigen und für Teilchen des zu verwendenden adsorbierenden Materials

- 6 209812/1193

undurchlässigen Materialien gebildet sein, die natürlich im wesentlichen unangreifbar gegenüber der zu reinigenden Lösung sein müssen. Sie kann also entweder aus einem elektronischen Nichtleiter, wie z.B. einem mikroporösen Kunststoff (PVC, Nylon usw.) oder einem elektronisch leitenden Material, wie z.B. einem unangreifbaren Metall, bestehen. Im letzteren Fall muß die Wand natürlich so ausgebildet sein, daß ein Kurzschluß zwischen den Sammelelektroden vermieden wird. -

Die Wahl der Teilchengröße ist an sich nicht kritisch, um den Elektro-Adsorptionseffekt zu erhalten. Man kann also das adsorbierende Material in Pulver- oder körniger Form verwenden, und die Teilchengröße kann innerhalb eines sehr großen Bereichs liegen, der z.B. den zwischen 5 /U und 1 mm umfaßt. Die Verwendung von verhältnismäßig kleinen Teilchen bietet offensichtlich den Vorteil, daß dem adsorbierenden Material eine erhöhte spezifische Oberfläche je Volumeneinheit gegeben wird, und erleichtert im übrigen seine Suspendierung sowie seinen Umlauf. Es ist jedoch vorzuziehen, daß die Größe der verwendeten Teilchen ziemlich einheitlich ist und in jedem Fall ausreichend groß im Verhältnis zu den Poren der porösen Wand, so daß ein Verstopfen dieser Wand durch die Teilchen vermieden wird, was die Ionenwanderung durch sie hindurch behindern und folglich die Elektro-Adsorption beeinflußen würde.

Die Beschaffenheit und der Zustand des adsorbierenden Materials müssen natürlich derart sein, daß dieses Material eine außerordentlich große adsorbierende Oberfläche darbietet und fähig ist, eine merkliche Menge der von der zu reinigenden Lösung zu trennenden Substanzen zu adsorbieren. Andererseits muß dieses Material ein elektronischer Leiter sein, damit seine Teilchen auf das notwendige Potential gebracht werden können, um die gewünschte Elektro-Adsorption

- 7 -209812/1193

entweder mit der einen oder mit der anderen der Sammelelektroden zu gewährleisten. Ferner sollte dieses Material im wesentlichen unempfindlich gegenüber der zu reinigenden Lösung sein, dies vor allem im Hinblick auf die Gewährleistung einer befriedigenden Verwendung dieses Materials und gegebenenfalls auf seine Regeneration zwecks Ermöglichung seiner Wiederverwendung.

Aktivkohle ist ein wohlbekanntes adsorbierendes Material, das sich besonders gut für die Elektro-Adsorption gemäß der Erfindung eignet. Es ist jedoch je nach der Beschaffenheit der zu reinigenden Lösung und der von ihr zu trennenden Substanzen möglich, die Verwendung anderer elektrisch leitender adsorbierender Materialien in Betracht zu ziehen.

Die Zeichnung stellt schematisch und beispielsweise einige Ausführungsformen von Vorrichtungen für die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens dar. In ihr zeigen:

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt einer zweiten Ausführungsform ;

Fig. 3 einen schematischen Schnitt einer dritten Ausführungsform ;

Fig. 4 einen schematischen Schnitt einer vierten Ausführungsform und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer die Vorrichtung nach Fig. 4 umfassenden Anlage.

209812/1193

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält einen Behälter 1, der mit der zu reinigenden Lösung gefüllt und durch eine poröse Wand 2 in zwei Abteile 1A und 1B unterteilt ist. Eine Sammelelektrode 3A, die mit einer Bezugselektrode ER verbunden ist, und eine Gegenelektrode 3B sind in die Abteile 1A bzw. 1B eingetaucht. Die drei Elektroden 3A, ER und 3B sind mit einem Potentiostat mit drei Klemmen verbunden. Der letztere dient zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Potentials von konstantem Vert V^. an der Sammelelektrode 3A gegenüber der Bezugselektrode ER und infolgedessen gegenüber der diese Elektrode 3A umgebenden Lösung.

Das Abteil 1A enthält Teilchen eines leitenden adsorbierenden Materials, gelegentlich von Aktivkohle. Ein Rührwerk 5, das in diesem Abteil angebracht ist, dient einerseits dazu, diese Teilchen in der zu reinigenden Lösung in Suspension zu halten und andererseits sie zu wiederholten Malen in Berührung mit der Sammelelektrode 3A zu bringen. Die Teilchen können von jeder Art Aktivkohle, die im Handel erhältlich ist, gebildet sein, z.B. von Norit BRX-Kohle, die eine Korngröße von ungefähr zwischen 6 und 15 /u aufweist.

Die poröse Wand 2 dient dazu, die Teilchen des adsorbierenden Materials in dem Abteil 1A zu halten, damit ihre Berührung mit der Gegenelektrode 3B verhindert wird.

Sie muß also für diese Teilchen undurchlässig sein, wobei sie den Durchgang der Ionen der Lösung gestattet. Zu diesem Zweck kann die poröse Wand 2 von einer mikroporösen Membran aus Kunststoff gebildet sein, in diesem Fall von PVC (Polyvinylchlorid), das Poren von 2 bis 3 /U 0 und eine Porosität von 80# aufweist.

Die EIe- "-"Oden 3A und 3B ebenso wie ER sind -lekt:*ocii isch

BAD ORIGINAL. 209812/1193

unempfindlich gegenüber den Bestandteilen der zu reinigenden Lösung. So besteht gelegentlich die Elektrode 3A aus platiniertem Titan und die Elektrode 3B aus Graphit. Gelegentlich ist die Bezugselektrode ER eine Standard-Elektrode aus gesättigtem Kalomel (Quecksilber I-chlorid).

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Angenommen, die zu reinigende Lösung ist ein ionischer Leiter, dann erzeugt der Potentiostat PS in ihr zwischen den Elektroden 3A und 3B ein elektrisches Feld, wobei die Elektrode 3A auf einem bestimmten Potential (V^) gegenüber der sie umgebenden Lösung gehalten wird.

Dank des Rührwerks 5 kommen die Kohleteilchen nacheinander in Berührung mit der Sammelelektrode 3A und werden so auf dasselbe Potential (V_A) wie diese Elektrode gebracht. Dieses Potential V« wird entsprechend der in Betracht gezogenen Reinigung so bestimmt, daß es die selektive Elektro-Adsorption einer beträchtlichen Menge mindestens eines gegebenen Bestandteils der zu reinigenden Lösung auf den Teilchen gestattet.

Bekanntlich hängt die Adsorption im übrigen von der Temperatur ab. Man hält deshalb die zu reinigende Lösung vorzugsweise auf einer konstanten Temperatur, z.B. von 25 C, und zwar mittels konventioneller, auf der Zeichnung nicht dargestellter Einrichtungen. Die Vorrichtung nach Fig. 1 kann beispielsweise benutzt werden, um Harnstoff ausgehend von einer wässerigen Lösung zu adsorbieren, die 5 g/l Harnstoff sowie NaCl in genügender Menge in Lösung enthält, um eine gute ionische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Das Verhältnis des für die Adsorption benutzten Kohlenstoffs kann dann ungefähr 40g je Liter zu reinigender Lösung sein. In diesem Fall nimmt, wenn die Sammelelektrode 3A potentiostatisch auf einem Potential von - 100 mV gegenüber der Bezugs-

- 10 -

209812/1193

-ίο- 2U6350

elektrode ER aus gesättigtem Kalomel gehalten wird, der Anfangsstrom ( 72 mA) exponentiell ab und erreicht einen Wert von ungefähr Null nach 8 Stunden.

Eine Analyse der Restlösung zeigt dann eine Verminderung von 1,2 g/l in der Konzentration des gelösten Harnstoffs. Dies entspricht also einer Adsorption von ungefähr 35g Harnstoff je Kilogramm Kohle. Im Gegensatz hierzu wäre beim Fehlen der Elektroden 3A und 3B die Adsorptionsfähigkeit des Harnstoffs durch die Kohle um ein Mehrfaches schwächer.

Wie ersichtlich, hängt das Potential V^ vor seiner Anwendung zur Gewährleistung einer optimalen Elektro-Adsorption in jedem Fall von der Beschaffenheit der zu reinigenden Lösung und von dem Bestandteil ab, den man von ihr zu trennen wünscht. Die optimalen Bedingungen für die Elektro-Adsorption lassen sich jedoch in jedem Fall ziemlich leicht bestimmen. Tatsächlich genügt es, einige Adsorptionsversuche mit verschiedenen Werten der Spannung V» der Sammelelektrode gegenüber der Bezugselektrode ER zu machen, und zwar derart, daß man den Wert von V_A bestimmt, bei dem man eine optimale Elektro-Adsorption zur Durchführung der gewünschten Reinigung erhält.

Selbstverständlich zeigt Fig. 1 die verschiedenen Teile der beschriebenen Vorrichtung in sehr schematischer Weise. Es ist also klar, daß die Sammelelektrode 3A und das Rührwerk in der Weise ausgebildet sein müssen, daß sie einen optimalen Kontakt zwischen der zu reinigenden Lösung, den suspendierten Teilchen und der Elektrode 3A ermöglichen.

Die Vorrichtung nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umfaßt ebenfalls einen Behälter 1 für die Aufnahme der

- 11 -

209812/1193

zu reinigenden Flüssigkeit, der durch eine poröse Wand 2 in 2 Abteile 1A und 1B aufgeteilt wird, die mit einer mit einer Bezugselektrode ER verbundenen Elektrode 3A bzw. einer Gegenelektrode 3B versehen sind. Ebenso sind die 3 Elektroden mit einem Potentiostat verbunden. Ferner befinden sich Teilchen eines adsorbierenden Materials, z.B. von Aktivkohle, in Suspension in dem Abteil 1A, um dort eine Reinigung der Lösung durch Elektro-Adsorption auf den Teilchen zu bewirken.

Jedoch ist das Abteil 1A, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit einer Zuleitung 6A und einer an eine Pumpe PA angeschlossenen Ableitung 7A in der Weise versehen, daß ein kontinuierlicher Kreislauf der Teilchensuspension in der Lösung durch das Abteil 1A hindurch erzeugt wird, wo die Elektro-Adsorption sich bei der Berührung dieser Teilchen mit der Sammelelektrode 3A vollzieht. Gelegen "ich wird die letztere von einem im Zickzack gefalteten Gitter gebildet, das in der Bahn der durch das Abteil 1A zirkulierenden Suspension angeordnet ist. Diese Zirkulation gestattet die Gewährleistung einer guten Kontaktnahme aller Teilchen des Adsorbens, die in dem Kreislauf 1A - 7A - PA - 6A enthalten sind, mit der Sammelelektrode 3A. Man erhält so eine gute Verwertung aller Adsorbensteilchen, was eine schnelle Elektro-Adsorption auf diesen Teilchen gewährleistet.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform umfaßt einen zylindrischen Behälter 1 für die Aufnahme der zu reinigenden Lösung, der eine poröse zylindrische Wand 2 umschließt, die an ihren Enden geschlossen ist und ein von einem ringförmigen Abteil 1B umgebenes Abteil 1A begrenzt. Das axiale Abteil 1A ist alt einer Sammelelektrode 3A versehen, die die Fora eines im Zickzack gefalteten Gitters hat und mit einer Bezugselektrode ER verbunden ist. Ferner ist es mit einer

- 12 20SS12/1193*

Zugangsleitung 6A und einer Abflußleitung 6B, die mit einer Pumpe PA verbunden sind, versehen und steht mit diesen Leitungen unter Zwischenschaltung einer Eingangswand 8A und einer Ausgangswand 9A in Verbindung. Die Wände 8A und 9A werden von porösen Platten gebildet, die den Durchgang der zu reinigenden Lösung gestatten, wobei sie den Durchgang der Adsorbensteilchen, die gelegentlich in Form von Körnern verwendet werden, verhindern. Diese Teilchen, deren Größe in der Größenordnung von 2 bis 5 mm sein kann, sind in dem Abteil 1A in Form eines fiuidisierten oder festen Teilchenbettes eingeschlossen, das zuir Elektroadsorption durch elektrischen Kontakt mit der Sammelelektrode 3A dient.

Das ringförmige Abteil 1B umschließt eine zylindrische Gegenelektrode 3B, und die drei Elektroden 3A, ER und 3B sind mit einem Potentiostat PS wie bereits beschrieben verbunden.

Die an die Pumpe PA angeschlossenen Leitungen 6A und 7A dienen also gelegentlich dazu, die zu reinigende Lösung einheitlich durch das Abteil 1A zirkulieren zu lassen, während die Adsorbensteilchen in diesem Abteil eingeschlossen bleiben.

Das in Fig. 3 dargestellte Abteil 1A kann also in Form einer leicht entfernbaren Kartusche vorgesehen werden, damit es schnell ersetzt werden kann, wenn das darin enthaltene Adsorbens verbraucht ist.

Die 3 vorstehend beschriebenen Vorrichtungen lassen sich vorteilhaft mit einer künstlichen Niere kombinieren, wie man sie gewöhnlich für die Blutdialyse benutzt. Tatsächlich lassen sich diese Vorrichtungen für die fortlaufende Reinigung der Dialysen-Flüssigkeit verwenden, um daraus z.B. den Harnstoff zu entfernen, was merklich die in der künstlichen Niere erforderliche Dialysenflüssigkeitsmenge zu vermindern ge-

- 13 -2098^2/1193

stattet. Die Apparatur für die Blutdialyse läßt sich also sehr viel gedrängter erstellen.

Die Vorrichtung gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt einen zur Aufnahme der zu reinigenden Flüssigkeit bestimmten Behälter 1, der durch eine Wand 2 aus porösem, isolierendem Material in zwei Abteile 1A und 1B geteilt ist, die mit einer positiven Sammelelektrode 3A bzw. einer negativen Sammelelektrode 3B versehen sind.

Die Abteile 1A und 1B weisen je einen oberen Einlaß 1OA bzw. 1OB auf und einen unteren Auslaß 11A bzw· 11B. Die Elektroden 3A und 3B sind dazu bestimmt, mit den positiven und negativen Polen einer nicht dargestellten Gleichstromquelle verbunden zu werden. Die Elektroden 3A und 3B erstrecken sich über die gesamte Höhe der Abteile 1A und 1B und werden jeweils von einem Gitter in Schraubenform oder im Zickzack gefaltet gebildet, so daß eine Speisung der Gesamtheit der entsprechenden Abteile mit elektrischem Strom gewährleistet wird.

Jedes der Abteile 1A und 1B ist an einen hydraulischen Kreis angeschlossen, dessen Elemente bisher unter Bezugnahme auf eines von ihnen beschrieben wurden, im vorliegenden Fall unter Bezugnahme auf den das Abteil 1A umfassenden Kreis, wobei selbstverständlich der hydraulische Kreis, der das Abteil 1B enthält, mit ihm in allen Punkten übereinstimmt. Auf der Zeichnung sind die entsprechenden Elemente der beiden hydraulischen Kreise durch dieselben Bezugszeichen, die mit einem Index A oder B versehen sind, bezeichnet, je nachdem, ob diese Elemente zu dem hydraulischen Kreis des Abteils 1A oder dem des Abteils 1B gehören. Vor dem Einlaß 10A des Abteils 1A enthält die Vorrichtung einen Dreiwege-Hahn 12A, der einen ersten an eine Speise-

- 14 -

209812/1193

leitung 13A des Abteils 1A für zu reinigende Lösung angeschlossenen Weg, einen zweiten an den Einlaß 1OA über eine Rohrleitung 14A angeschlossenen Weg und einen dritten an eine Pumpe PA über eine Leitung 15A angeschlossenen Weg enthält.

Hinter dem Auslaß 11A des Abteils 1A enthält die Vorrichtung einen weiteren Dreiwege-Hahn 16A, der einen ersten mit einer Entleerungsleitung 17A verbundenen Weg, einen zweiten über eine Leitung 18A an den Auslaß 11A angeschlossenen Weg und einen dritten über eine Leitung 19A an den Auslaß der Pumpe PA angeschlossenen Weg aufweist.

Die beschriebene Vorrichtung kann in eine Anlage gemäß Fig. 5 eingebaut sein, in der diese Vorrichtung vollständig in dem gestrichelt dargestellten Rechteck AB enthalten ist.

Diese Anlage umfaßt außer der beschriebenen Vorrichtung ein Reservoir 20 zur Aufnahme der zu behandelnden Flüssigkeit, zwei Verteiler 21A und 21B für Adsorbens-Kohle in pulverisierter Form, zwei Mischungsbehälter 22A und 22B, zwei Filter 23A und 23B, zwei Zwischenbehälter 24A und 24B, einen Endbehälter 25 sowie verschiedene Ventile 26A, 26B, 27A, 27B, 28A, 28B, 29 und 30.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Ventile 26A und 26B zur Steuerung der Flüssigkeitsmengen bestimmt, die aus dem Reservoir 20 über die Auslässe 31A und 31B sowie die Rohrleitungen 32A und 32B zu den Mischungsbehältern 22A und 22B über Rohrleitungen 33A und 33B fließen. Die letzteren stehen je mit einer seitlichen Leitung 34A und 3^B in Verbindung, die an den Ausgang des Ventils 27A bzw. 27B angeschlossen sind.

Die Ventile 27A und 27B sind über eine Zwischenleitung 35A und 35B an den Auslaß des Kohle-Verteilers 21A bzw. 21B an-

- 15 -

2098-12/1193

geschlossen·

Die Mischungsbehälter 22A bzw. 22B sind über Leitungen 13A bzw. 13B an die Ventile 12A und 12B angeschlossen.

Die Filter 23A bzw. 23B sind mit ihren Einlassen an Ventile 16A bzw. 16B über Leitungen 17A bzw. 17B und mit ihren Auslässen über Leitungen 35A und 35B an die Zwischenbehälter 24A bzw· 24b angeschlossen.

Jeder Zwischenbehälter 24A oder 24B ist mit seiner Auslaßöffnung über das Ventil 28A und 28B und Rohrleitungen 36A, 37A und 36B, 37B an den Endbehälter 25 angeschlossen.

Die Steuerung der verschiedenen Ventile, die die Anlage enthält, einschließlich der der zu der im einzelnen in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung gehörenden, kann von Hand oder automatisch erfolgen·

Die beschriebene Vorrichtung und Anlage können je nach der Beschaffenheit der zu reinigenden Lösung in verschiedener Weise betrieben werden. Die nachstehenden Beispiele beziehen sich auf zwei mögliche Betätigungsweisen der Anlage nach Fig. 5.

Beispiel 1: Entsalzung von Meerwasser

Das Reservoir 20 ist mit Meerwasser gefüllt, und die Verteiler 21A bzw» 21B enthalten eine pulverisierte Masse Kohle, die in entsprechender Weise zur leichten Adsorption von Cl"" - Ionen vorbehandelt ist, und eine pulverisierte Masse von Kohle, die zur leichten Adsorption von Na⁺-Ionen vorbehandelt ist·

Diese Behandlungen können beispielsweise im 1.FaIl eine Imprägnierung der Kohle mit einem Amin und in dem 2.FaIl eine Oxidation der Kohle mit einem Nitriersäuregemisch

- 16 209812/1193

(1/3 Schwefelsäure + 2/3 Salpetersäure) sein, so daß funktionell sauerstoffliefernde Gruppen auf der Oberfläche der Kohle gebildet werden.

Es ist bemerkenswert, daß die Kohle durch Jedes andere, elektrisch leitende Adsorbens ersetzt werden könnte, z.B. durch Eisen oder jedes sonstige geeignete Metall. Die bevorzugte Wahl von Kohle beruht auf der Tatsache, daß diese den großen Vorteil aufweist, eine sehr große adsorbierende Oberfläche je Gewichtseinheit darzubieten, wobei diese spezifische Oberfläche bei weitem die von anderen bekannten Adsorbentien dargebotene übertrifft.

Um die Entsalzung des Wassers, das in dem Reservoir 20 enthalten ist, durchzuführen, geht man folgendermaßen vor:

Man öffnet die Ventile 26A, 27A und 26B, 27B, so daß in jeden der Mischungsbehälter 22A und 22B eine bestimmte Menge Salzwasser und eine Charge von Kohlepulver eingeführt wird.

Man setzt dann die Mischer in den Mischungsbehältern 22A und 22B in Gang, bis die Kohleteilchen zur Bildung einer homogenen Suspension in dem Wasser dispergiert sind, dann führt man diese Suspensionen in die Abteile 1A und 1B des Behälters 1, die man durch Betätigung der Ventile 12A und . 12B vollständig füllt.

Man füllt ebenfalls die Kreislaufsysteme des Umlaufs, die die Leitungen 15A und 19A, die mit der Pumpe PA verbunden sind, bzw. die Leitungen 15B und 19B, die mit der Pumpe PB verbunden sind, umfassen.

Man verbindet dann die Abteile 1A und 1B des Behälters 1 durch Betätigung der Ventile 12A, 16A bzw. 12B, 16B mit ihren entsprechenden Kreisläufen 15A - PA - 19A bzw. 15B - PB - 19B,

- 17 -

209812/1193

dann setzt man die Pumpen PA und PB in Gang und verbindet die Elektroden 3A und 3B mit der Gleichstromquelle.

Dank der Wirkung der Pumpen PA und PB wird die Suspension von Kohle und Salzwasser in den oberen Teil der Abteile 1A und 1B gehoben und in den unteren Teil derselben eingeführte In jedem Abteil bildet sich infolgedessen ein kontinuierlicher Kreislauf, in der Zeichnung von unten nach oben, der den wesentlichen Zweck hat, die verschiedenen Kohleteilchen wiederholt mit dem einen oder dem anderen Teil der Elektroden 3A und 3B in Berührung zu bringen.

Von dem Zeitpunkt ab, in dem eines dieser Teilchen die eine oder die andere Elektrode berührt, wird es auf das Potential der Elektrode gebracht und hält dann durch Adsorption Na- oder Cl-Ionen fest, je nachdem ob es sich um ein durch Berührung mit der Elektrode 3B für das Natrium negativ polarisiertes Teilchen handelt oder im Gegensatz dazu um ein durch Berührung mit der Elektrode 3A für das Chlor positiv polarisiertes Teilchen. Die Anzahl der auf der Oberfläche jedes Kohleteilchens fixierten Ionen hängt von der Ausdehnung dieser Oberfläche und von dem Potential des betrachteten Teilchens ab. Es ist hier daran zu erinnern, daß die Wand 2 in jedem Fall durchlässig für die Ionen ist, und daß die Natrium-Kationen, die in dem Abteil 1A vorhanden sind, leicht durch die Wand in das Abteil 1B gelangen können, um von den in diesem Abteil zirkulierenden Kohleteilchen fixiert zu werden. Ebenso können die in dem Abteil 1B vorhandenen Chlor-Anionen durch die Wand 2 gehen, um in das Abteil 1A einzudringen und von der in diesem umlaufenden Kohle fixiert zu werden.

Die Entsalzungszeit von Meerwasser, das die die beiden Abteile 1A und 1B erfüllende Suspension enthält, hängt ab

- 18 -

209812/1193

von verschiedenen Faktoren und insbesondere von den mehr oder weniger ausgesprochenen Adsorptionseigenschaften der verwendeten Kohle, von der spezifischen Oberfläche der Kohleteilchen, von der Kohlemenge je Liter behandelten Wassers, von der Bemessung des den Elektroden 3A und 3B zugeführten Potentials, von der Form, der Abmessung und der Anordnung dieser Elektroden im Innern der Abteile 1A und 1B und ebenso von der Umlaufgeschwindigkeit der Suspension im Innern jedes der Abteile.

Es ist an dieser Stelle bemerkenswert, daß bei Verwendung der beschriebenen Vorrichtung und Anlage die Behandlung des Meerwassers sich bei Umgebungstemperatur vollzieht.

Ferner ist darauf hinzuweisen, daß, obwohl die Zeichnungen und die Beschreibung nur einen Umlauf der erhaltenen Suspension mit Hilfe einer Pumpe erwähnen, dieser Umlauf ebenso auf andere Weise verwirklicht werden kann: Es wäre z.B. möglich, im Innern jedes der Abteile 1A und 1B oder um ihre Wände herum einen Heizkörper anzuordnen, so daß eine Konvektion der Suspension in diesen Abteilen erzeugt wird. Gemäß einer anderen Variante und für den Fall, daß die in die Abteile 1A und 1B eingeführte Kohlesuspension verhältnismäßig dicht wäre, könnte man den Behälter 1 wiederholten Schaukelbewegungen unterwerfen, so daß ein Aufrühren der Suspension und infolgedessen das Inberührungbringen der suspendierten Teilchen auf den entsprechenden Elektroden bewirkt werden. Nach einer gewissen Zeit, die von dem Ausmaß der gewünschten Entsalzung abhängt, hält man die Pumpen an, schaltet die Elektroden 3A und 3B ab und betätigt die Ventile 16A und 16B, so daß die die Abteile 1A und 1B füllenden Suspensionen unter Schwerkraftwirkung in die Filter 23A und 23B fließen, dank welcher sich die Trennung der festen Phase der Suspen-

- 19 -

209812/1193

sion jedes Abteils (Kohle, die auf ihrer Oberfläche Na- oder Cl-Ionen trägt) von der flüssigen Phase vollzieht, die von dem mehr oder weniger entsprechend der Leistung der Vorrichtung entsalzenen Wasser gebildet wird.

Dieses Wasser kann durch die Rohrleitungen 35A und 35B in die Zwischenbehälter 24A und 24B fließen und gewünschtenfalls direkt aus ihnen abgezogen werden. Vorzugsweise schreitet man jedoch zu einer Öffnung der Ventile 36A und 36B und zu einer Wiedergewinnung des gesamten behandelten Wassers in den Endbehälter 25 zwecks endgültiger Verwertung desselben.

Natürlich kann man ebenso die Reinigung von Brackwassern, die beispielsweise aus Seen oder-von Ufern stammen, in Betracht ziehen, und zwar unter Verwendung der Anlage nach Fig. 5 analog zu der für Heerwasser beschriebenen Weise. Die Vorbehandlung der Kohle läßt sich indessen von Fall zu Fall der Beschaffenheit der zu adsorbierenden Bestandteile anpassen.

Es wurde erwähnt, daß bei der Entsalzung von Meerwasser (Beispiel 1) die Filter 23A und 23B Chlor-Anionen tragende Kohle bzw. Natrium-Kationen tragende Kohle enthalten, wobei das entsalzene Wasser in die Zwischenbehälter 24A und 24B abgeführt wird. Diese mit Anionen bzw. Kationen beladene Kohle könnte im Hinblick auf ihre Wiederverwertung durch Elektroadsorption regeneriert werden, indem sie in Verteiler 21A und 21B einer Neben-Anlage, die analog der beschriebenen ausgebildet ist, eingeführt wird, deren Reservoir 20 beispielsweise mit Meerwasser gefüllt wäre und deren Elektroden 3A und 3B mit der einen bzw. der anderen Elektrode der zum Entsalzen von Meerwasser dienenden Hauptanlage verbunden wären. Natürlich müßten die Elektroden dieser Hauptan-

- 20 -

209812/1193

-²⁰"" , 2U6350

lage im übrigen mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sein, die dazu bestimmt ist, das erforderliche Mehr an Energie für die Durchführung der Elektroadsorption der Chlor- und Natrium-Ionen in dieser Anlage zu liefern, und insbesondere eine Energiemenge, die den Verlusten aller Art (thermisch, Leckströme usw.) entspricht, die sich normalerweise bei einer Elektroadsorption oder einer Elektrodesorption ergeben.

Das Ergebnis des gleichzeitigen Arbeitens der Entsalzungsanlage und der zweiten elektrische Energie verfügbar machenden Hilfsanlage wäre folgendes: Erzeugung von entsalztem Wasser und von Natrium- und Chlor-Ionen tragender Kohle in der Entsalzungsanlage und Erzeugung von salzreicherem Wasser und von ihren Chlor- und Natrium-Ionen befreiter Kohle ebenso wie von elektrischer Energie in der Nebenanlage. Das salzhaltigere Wasser könnte natürlich ins Meer abgeführt werden, während die von den Natrium- und Chlor-Ionen befreite Kohle anschließend in der Entsalzungsanlage wiederverwendet werden · könnte.

Aus Obigem folgt, daß bei der beschriebenen kombinierten Anlage die für ihre Arbeit benötigte elektrische Energie verhältnismäßig gering ist, da die aufgewandte Energiemenge für die Entsalzung einer bestimmten Wassermenge bei einer in Betracht gezogenen Entsalzungsperiode zu einem sehr großen Teil bei der anschließenden Entsalzungsstufe wiedergewonnen werden kann.

Beispiel 2; Adsorption von in einer Flüssigkeit gelöstem Gas

Die beschriebene Vorrichtung und Anlage können auch insbesondere für die Adsorption von in einer Flüssigkeit gelöstem Gas, z.B. in Wasser gelöstem Sauerstoff, benutzt werden.

In diesem Fall genügt es, speziell für die Adsorption von

- 21 -

209812/1193

Sauerstoff behandelte Kohle ausschließlich in dem Verteiler 21A vorzusehen und dementsprechend eine Kohlesuspension nur in dem Mischungsbehälter 22A, der mit dem Abteil 1A verbunden ist, zu bilden, damit die Sauerstoff-Moleküle von Aktivkohle adsorbiert werden können, die nur mit der positiven Elektrode 3A in Berührung kommt.

Um die Sauerstoff-Moleküle von dem ursprünglich in dem Reservoir 20 enthaltenen Wasser zu trennen, füllt man also das Abteil 1A mit der in dem Mischungsbehälter 22A vorbereiteten Suspension und das Abteil 1B mit nicht mit Kohle versetztem Wasser, dann schließt man die Elektroden 3A und 3B an die Stromquelle an und setzt die Pumpe PA in Gang, während die Pumpe PB stillstehen bleiben kann, da es nicht unerläßlich ist, das Wasser in dem Abteil 1B umlaufen zu lassen·

Dank des Umlaufs der Suspension im Innern des Abteils 1A kommen die versphiedenen Kohleteilchen, die die Suspension mit sich trägt, nacheinander in Berührung mit der Elektrode 3A, laden sich positiv auf und adsorbieren so die Sauerstoff-Moleküle. Die adsorbierte Sauerstoff menge hängt von der Adsorptionsfähigkeit der benutzten Kohle ab, von ihrer spezifischen Oberfläche und von ihrer Menge, von der Form und Anordnung der Elektrode 3A, von der Bemessung der zwischen den Elektroden 3A und 3B angelegten Spannung sowie von der Behandlungsdauer. Es ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, daß nicht nur die in dem Abteil 1A enthaltene Wassermenge der Behandlung unterworfen wird, sondern alles in dem Behälter enthaltene Wasser, da die in der in dem Abteil 1B enthaltenen Wassermenge gelösten Sauerstoff-Moleküle durch die Wand 2 in das Abteil 1A gelangen können.

Wenn die Behandlung des Wassers zum Abschluß gekommen ist, öffnet man wie vorher die Ventile 16A und 16B, so daß der

- 22 -

209812/1193

" ²² " 214R350

Inhalt der Abteile 1A und 1B durch die Filter 23A und 23B fließt, wobei die Kohle durch das Filter 23A zurückgehalten wird. Aus den Filtern fließt ein verhältnismäßig reines Wasser ab, das zum größten Teil von dem Sauerstoff, den es enthielt, befreit ist und das in den Zwischenbehältern 24A und 24B bzw. in dem Endbehälter 25A wiedergewonnen werden kann.

Grundsätzlich gestatten die beschriebenen Vorrichtungen,die Trennung von verschiedenen Substanzen, die sich im ionisierten oder neutralen Zustand in Lösung oder in Suspension in der zu reinigenden Lösung befinden, durch Elektro-Adsorption durchzuführen. Die Vorrichtungen können deshalb besonders interessante Anwendungen auf sehr zahlreichen Gebieten finden, insbesondere auf dem der Abwässeraufbereitung, z.B. im Hinblick auf die Abscheidung der darin in Lösung befindlichen Phosphate, im Hinblick auf die Reinigung von Galvanoplastik-Bädern, insbesondere im Hinblick auf die Abscheidung von Cyan-Verbindungen oder allen sonstigen besonders schädlichen Substanzen, die sie enthalten könnten.

Die beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich nicht nur für die Abscheidung anorganischer Verbindungen, sondern können ebenso benutzt werden, um eine Elektro-Adsorption organischer Verbindungen durchzuführen, die sich in Lösung oder in Suspension befinden. Es genügt zu diesem Zweck, daß die den Behälter 1 in zwei Abteile 1A und 1B aufteilende Zwischenwand 2 den Durchgang abzuscheidender organischer Verbindungen von einem Abteil in das andere gestattet, die verhältnismäßig beträchtliche Molekülabmessungen im Verhältnis zu denen der Ionen aufweisen.

So können die beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen beispielsweise benutzt werden, um den Harnstoff aus irgendeiner physiologischen Flüssigkeit zu entfernen, z.B. aus Blutserum;

- 23 -

209812/1193

-²^- 214R350

eine solche Vorrichtung würde auf diese Weise eine künstliche Niere bilden und könnte beispielsweise ein leicht transportierbares Gerät darstellen, das die Behandlung eines Patienten in aufeinanderfolgenden Etappen gestattet.

Die beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen könnten gleichfalls eine interessante Verwertung für die Durchführung der Reinigung des Blutes eines Subjekts finden, das eine starke Dosis Barbitursäurederivate oder irgendeines anderen leicht durch das Blut assimilierbaren Gifts aufge: nommen hat, um die schädlichen Substanzen durch Elektro-Adsorption aus dem Blutserum zu entfernen.

Es ist außerdem möglich, die Verwertung der beschriebenen Vorrichtungen für die Elektro-Adsorption von in verunreinigten Gewässern enthaltenen Detergentien in Betracht zu ziehen. So kann man beispielsweise die Vorrichtung nach Fig. 3 benutzen, um verunreinigtes Wasser durch ein Bett von Kohleteilchen zirkulieren zu lassen, die in Berührung mit einer Sammelelektrode angeordnet und von der Gegenelektrode durch eine mikroporöse Membran getrennt sind.

Die beschriebenen Vorrichtungen können auch mit Vorteil dazu benutzt werden, die Wiedergewinnung verhältnismäßig wertvoller Produkte zu bewirken, die in schwacher Konzentration in einer ionisch leitenden Lösung enthalten sind. Eine solche Wiedergewinnung ist mittels konventioneller Abscheidungstechniken schwierig zu realisieren und rechtfertigt häufig nicht die dadurch entstehenden Kosten. Im Gegensatz hierzu gestattet eine Vorrichtung beispielsweise gemäß Fig. 2 oder 3, auf verhältnismäßig einfache Weise ein Produkt, wie z.B. Penicillin, durch Elektro-Adsorption auf Kohle zu fixieren. Die das adsorbierte Produkt enthaltende Kohle kann dann einer Desorption in einer sehr beschränkten Lö-

- 24 -

209812/1193

- 24 - 214R350

sungsmenge unterzogen werden, so daß man eine konzentrierte Lösung des Produkts wiederzugewinnen vermag.

Patentansprüche;

209812/1 193

Claims (11)

_25_ 2UR350 Patentansprüche

1. Verfahren zum Reinigen einer ionisch leitfähigen Lösung durch Adsorption mindestens eines in der zu reinigenden Lösung gelöst oder suspendiert enthaltenen Bestandteils, dadurch gekennzeichnet, daß man ein elektrisches Feld in der Lösung mittels zweier, durch eine poröse Wand (2) voneinander getrennter Sammelelektroden (3A, 3B) erzeugt, daß man mindestens auf einer Seite der Wand (2) die Lösung mit Teilchen eines adsorbierenden Materials, das elektrisch leitend und fähig, den Bestandteil zu adsorbieren, ist, in Berührung bringt, wobei die Wand (2) für diese Teilchen undurchlässig und mindestens für Ionen der Lösung und für den zu adsorbierenden Bestandteil durchlässig ist, und daß man eine Relativbewegung der in Berührung mit den adsorbierenden Teilchen stehenden Lösung gegenüber der Elektrode (3A) erzeugt, die auf derselben Seite der Wand angeordnet ist und auf einem bestimmten Potential gegenüber der Lösung gehalten wird, wobei dies alles in der Weise angeordnet ist, daß ein gleichzeitiger elektrischer Kontakt zwischen dieser Elektrode (3A), den Teilchen und der Lösung gesichert wird, um so jedes Teilchen des adsorbierenden Materials auf das erwähnte Potential zu bringen und die selektive Adsorption des Bestandteils auf den Teilchen unter der Wirkung des Materials zu erlauben.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß das Adsorbens pulverförmige oder körnige Aktivkohle ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -

- 26 209812/1193

214B350

kennzeichnet, daß man das Inberührungbringen der Lösung mit den Teilchen bewirkt, indem man sie in der zu reinigenden Lösung in Suspension erhält, und daß man die Relativbewegung dieser Lösung gegenüber der Elektrode in der Weise erzeugt, daß jedes suspendierte Teilchen in wiederholte Berührung mit der Elektrode (3A) gebracht wird, um bei jeder Berührung an der Adsorption unter der Wirkung des Potentials teilzunehmen·

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß man die Relativbewegung der die Teilchen in Suspension enthaltenden Lösung erzeugt, indem man sie in mindestens einem Abteil (1A) eines Behälters (1) umlaufen läßt, der durch die poröse Wand (2) in zwei je eine Elektrode (3A, 3B) umschließende Abteile (1A, 1B) aufgeteilt ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem man die die Aktivkohleteilchen in Suspension enthaltende Lösung durch jedes der beiden Abteile umlaufen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ein erstes Abteil (1A) zum Umlauf gebrachten Aktivkohleteilchen so behandelt sind, daß die Adsorption von Anionen begünstigt wird, und daß die durch ein zweites Abteil (1B) zum Umlauf gebrachten Aktivkohleteilchen so behandelt sind, daß die Adsorption von Kationen begünstigt wird, und daß man die in dem ersten Abteil (1A) eingeschlossene Elektrode (3A) gegenüber der in dem zweiten Abteil eingeschlossenen Elektrode (3B) auf ein positives Potential bringt.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter (1) umfaßt, der zur Aufnahme der zu

- 27 209812/1193

- 27 - 2UR350

reinigenden Lösung bestimmt und durch eine poröse, für Ionen dieser Lösung durchlässige Wand (2) in zwei Abteile (1A, 1B) aufgeteilt ist, eine in jedem dieser Abteile angeordnete Sammelelektrode (3A, 3B), die in der Weise mit einer Gleichstromquelle verbindbar sind, daß sie ein elektrisches Feld in der Lösung durch die Wand (2) hindurch zu erzeugen vermögen und daß mindestens eine (3A) der Elektroden ein bestimmtes Potential gegenüber der Lösung aufweist, wobei eine Charge von elektrisch leitfähigen, zur Adsorption mindestens eines Bestandteils der Lösung befähigter Adsorbensteilchen mindestens in dem die letzterwähnte Elektrode (3A) enthaltenden Abteil (1A) in der Weise angeordnet ist, daß sie den elektrischen Kontakt der Teilchen mit der Sammelelektrode (3A) gestattet, und eine so ausgebildete Umwälzeinrichtung (5) für die Lösung, daß in jedem die Adsorbensteilchen enthaltenden Abteil (1A) eine Relativbewegung der zu reinigenden Lösung gegenüber der Sammelelektrode (3A) erzeugt wird, wobei das Ganze so ausgebildet ist, daß wiederholt ein gleichzeitiger elektrischer Kontakt zwischen der Lösung, jedem Adsorbensteilchen und der Sammelelektrode (3A) erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung in der Weise ausgebildet ist, daß sie den Wiederumlauf der Lösung durch jedes Adsorbensteilchen enthaltende Abteil (1A) bewirkt und einen Wiederumlauf einer Teilchensuspension in der Lösung erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung in der Weise ausgebildet ist, daß sie den Wiederumlauf der Lösung durch jedes Adsorbensteilchen enthal-

- 28 -

209812/1 193

-28- 2 1 4 P ^ 5

tende Abteil (1A) bewirkt, wobei der Einlaß (6A) und der Auslaß (7A) jedes Abteils mit Mitteln (8A, 9A, 23A, 23B) versehen sind, die das Zurückhalten der Adsorbensteilchen in dem Abteil gestatten.

9. Vorrichtung'nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Speiseeinrichtung (22A) mindestens eines (1A) der Abteile mit in der zu reinigenden Lösung dispergierten Adsorbensteilchen enthält.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Charge ein festes Bett von in der Weise angeordneten Teilchen bildet, daß diese in elektrischem Kontakt mit der Elektrode (3A) stehen und daß die Umwälzeinrichtung in der Weise ausgebildet ist, daß sie die Lösung durch das Bett zirkulieren läßt.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung in der Weise ausgebildet ist, daß sie die Lösung durch das Abteil (1A) nach oben zirkulieren läßt, so daß ein fluidisiertes Adsorbensteilchen-Bett gebildet wird.

Wb/Pe - 22 768

209812/1 193