DE2332856C3 - Process for the purification of waste water or similar liquids by flotation and device for carrying out the process - Google Patents

Process for the purification of waste water or similar liquids by flotation and device for carrying out the process

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder dergleichen Flüssigkeiten durch Flotation mit elektrolytisch an mindestens einem Elektrodenpaar erzeugten Gasbläschen sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for cleaning waste water or similar liquids by flotation with gas bubbles generated electrolytically on at least one pair of electrodes and on one Apparatus for carrying out this process.

Bei derartigen Reinigungs-Flotationsverfahren wird bisher an starr ausgebildete, in der Flüssigkeit befindliche Elektroden, die auch als Elektrodengruppen ausgebildet sein können, eine elektrische Spannung angelegt, welche bewirkt, daß die in der Flüssigkeit befindlichen Ionen an die entgegengesetzt zu ihrer Ladung gepolten Elektroden wandern und hier direkt oder über chemische Reaktionen feine Gasblasen bilden.In cleaning-flotation processes of this type, rigidly designed, located in the liquid, has hitherto been used Electrodes, which can also be designed as electrode groups, apply an electrical voltage, which causes the ions in the liquid to be polarized opposite to their charge Electrodes migrate and form fine gas bubbles here directly or through chemical reactions.

Die Menge der Gasblasen läßt sich dabei auf einfache Weise mit der angelegten Spannung variieren: durch eine Spannungserhöhung nimmt die Menge der Gasblasen zu und durch ein Absenken der Spannung nimmt die Gasblasenmenge ab.The amount of gas bubbles can easily be varied with the applied voltage: increasing the voltage increases the amount of gas bubbles and decreasing the voltage the amount of gas bubbles decreases.

Neben denjenigen Ionen, die nach der NeutralisationBesides those ions that after neutralization

856 2 856 2

ihrer elektrischen Ladung Gase bilden, wandern in dem elektrischen Feld jedoch auch solche Ionen, die nach der Neutralisation ihrer Ladung feste ungelöste Stoffe bilden. Zusätzlich wandern im elektrischen Feld noch ladungstragende kolloid und grob disperse Teilchen.form gases due to their electrical charge, but also those ions migrate in the electrical field that follow the neutralization of their charge will form solid, undissolved substances. In addition, they migrate in the electric field charge-bearing colloid and coarse particles.

Alle drei, die ungelöste Stoffe bildenden Ionen sowie die kolloid und grob dispersen Teilchen, lagern sich auf den Elektroden ab und bilden einen mehr oder weniger dichten Überzug.All three of the ions that make up the undissolved matter as well the colloid and coarsely dispersed particles are deposited on the electrodes and form one more or less dense coating.

In vielen Fällen kommt es nur auf der Kathode zu Ablagerungen.In many cases, deposits only appear on the cathode.

Die Ablagerungen beeinträchtigen die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden zunächst kaum. Erst mit zunehmender Überziehung der Elektroden tritt eine isolierende Wirkung ein. Die Ablagerungen sind rauh und porig, zum Teil hydrophob. Das entstehende Gas haftet infolgedessen stärker an der Elektrode. Feine Gasblasen können dabei nicht mehr entstehen. Das Gas löst sich vielmehr erst dann von der Elektrode, wenn es sich zuvor zu einer größeren Gasblase gesammelt hat. Gasblasen mit zunehmend größeren Dimensionen sind aber für die Durchführung der Flotation ungeeignet.Initially, the deposits hardly affect the conductivity between the electrodes. Only with increasing Overdrawing the electrodes has an insulating effect. The deposits are rough and porous, partly hydrophobic. As a result, the resulting gas adheres more strongly to the electrode. Fine gas bubbles can no longer arise. Rather, the gas only separates from the electrode when it separates has previously collected into a larger gas bubble. Gas bubbles with increasingly larger dimensions are but unsuitable for carrying out flotation.

Hinzu kommt, daß die Ablagerungen die Lebensdauer der relativ teuren Elektroden erheblich verkürzen. Besonders kritisch wird es, wenn die Ablagerungen zwischen Anode und Kathode Brücken bilden, was leicht geschehen kann, da die Abstände zwischen Kathode und Anode möglichst klein gehalten werden, um mit geringen Stromkosten auszukommen.In addition, the deposits shorten the life of the relatively expensive electrodes considerably. It becomes particularly critical when the deposits between anode and cathode form bridges, something can easily be done, since the distances between cathode and anode are kept as small as possible get by with low electricity costs.

Von den Elektroden nicht entfernte Ablagerungen führen zu erheblichen Störungen bzw. zum völligen Erliegen der Flotation und schließlich zur Zerstörung der Elektroden.Deposits that are not removed from the electrodes lead to considerable malfunctions or to complete standstill the flotation and finally the destruction of the electrodes.

Um die Ablagerungen zu entfernen, müssen bisher die Elektroden nach Ablassen der Flüssigkeit, ausgebaut und mit chemischen und/oder mechanischen Mitteln in aufwendiger Weise zusammen mit dem Flotationsbehälter gereinigt werden. Je nach Verschmutzung und Größe der Elektroden nehmen diese Arbeiten mehrere Stunden in Anspruch und müssen in mehr oder weniger kurzen Zeitintervallen wiederholt werden. Während dieser Zeit fällt die Flotationsanlage aus.In order to remove the deposits, the electrodes have previously had to be removed after the liquid has been drained and with chemical and / or mechanical means in a complex manner together with the flotation tank getting cleaned. Depending on the contamination and size of the electrodes, this work takes place take several hours and must be repeated in more or less short time intervals. During this time the flotation plant fails.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bei der Behandlung von Abwasser unvermeidlichen Ablagerungen an den Elektroden wesentlich herabzusetzen, eine Brückenbildung zwischen Anode und Kathode völlig zu vermeiden und zudem eine Möglichkeit zu schaffen, Restablagerungen kontrollierbar zu entfernen, ohne dabei die Flotation aufzuheben bzw. zu stören.In contrast, the invention is based on the problem of the unavoidable in the treatment of wastewater Substantially reduce deposits on the electrodes, a bridging between anode and cathode completely and also to create a possibility of controllable residual deposits to remove without canceling or disturbing the flotation.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß während der Flotation mindestens eine der Elektroden (Kathode bzw. Anode) bei angelegter Spannung auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn in der bzw. durch die Flüssigkeit hindurch bewegt wird.This object is achieved in that at least one of the electrodes (cathode or anode) with applied voltage on a predetermined movement path in or through the liquid is moved through.

Über einen längeren Zeitraum angestellte Untersuchungen und Versuche haben gezeigt, daß sich Brükkenbildungen vollständig verhindern und Ablagerungen erheblich mindern lassen, wenn Anode und Kathode auf diese Weise während der Flotation ihre Stellung zueinander verändern. Dabei können entweder die Anode oder die Kathode oder beide Elektroden bewegt, z. B. unter Einhaltung ihres Abstandes aneinander vorbei bewegt werden. Dasselbe gilt für die Verwendung von aus gleichpoligen Einzelelektroden zusammengesetzten Anoden- bzw. Kathodengruppen.Investigations and tests carried out over a longer period of time have shown that bridging occurs Completely prevent and significantly reduce deposits when anode and cathode in this way change their position to one another during flotation. Either the anode or moving the cathode or both electrodes, e.g. B. while maintaining their distance past each other be moved. The same applies to the use of single electrodes of the same polarity Anode or cathode groups.

Zwar ist es bei reinen Elektrolyseverfahren zur Abwasserreinigung bekanntgeworden, BrückenbildungenIt is true that in pure electrolysis processes for wastewater treatment it has become known that bridges are formed

und Ablagerungen auf den Elektroden durch mechanische, zwischen den Elektroden bewegte Abstreifer od. dgl. zu verhindern. Hierfür sind in einem bekanntgewordenen Fall Wischarme vorgesehen, die zwischen den Elektroden rotieren und dabei einander gegenüberliegende Elektroden berühren (US-PS 1186 106). In einem anderen Fall sind Schaber bzw. Abstreifer vorgesehen, die zwischen einander gegenüberliegenden Elektroden hindurchgeführt werden (US-PS 14 78 714).and deposits on the electrodes by mechanical scrapers moved between the electrodes or the like to prevent. For this purpose, wiper arms are provided in a case that has become known, which between rotate the electrodes while touching opposing electrodes (US Pat. No. 1,186,106). In another case, scrapers or scrapers are provided, which are located between each other Electrodes are passed (US-PS 14 78 714).

Derartige Elektroden-Reinigungsvorrichtungen sind nicht nur außerordentlich aufwendig, sondern bei der Flotation durch elektrolytisch erzeugte Gasbläschen auch nicht anwendbar.Such electrode cleaning devices are not only extremely expensive, but also in the Flotation by electrolytically generated gas bubbles also not applicable.

Die bekannten Elektroden-Reinigungsvorrichtungen arbeiten teilweise über den Elektrodenunterkanten, d. h. in der Zone, in welcher Gasbläschen und mit Stoffen beladene Gasblasen in der Flüssigkeit aufsteigen. Das Aufschwimmen dieser Teilchen wird daher sehr behindert. Zudem werden die in der Aufstiegszone liegenden Teile der Reinigungsaggregate verschmutzt. Dieser Schmutz würde bei dem Versuch, die Elektroden zu reinigen, auf den Elektroden verschmiert werden. Ragen Teile der Elektroden-Reinigungsvorrichtung über die Wasseroberfläche heraus und durch die flotierte Schlammschicht hindurch, wäre ein quantitatives Abnehmen der flotierten Stoffe von der Flüssigkeitsoberfläche auf einfache Weise nicht mehr möglich. Hinzu kommt, daß beim Betätigen derartiger Reinigungsvorrichtungen eine Bewegung in die Flüssigkeit und Schlammschicht gebracht würde, wodurch ein wesentlicher Vorteil der elektrolytischen Flotation, nämlich der Erhalt von Flockenagglomerationen, ohne zu große Durchwirbelung der Flüssigkeit zunichte gemacht würde.The known electrode cleaning devices work partly over the lower edges of the electrodes, d. H. in the zone in which gas bubbles and gas bubbles laden with substances rise in the liquid. The floating of these particles is therefore very hindered. In addition, those lying in the ascent zone will be Parts of the cleaning units are dirty. This dirt would be released when trying to hit the electrodes to clean, be smeared on the electrodes. Parts of the electrode cleaning device protrude out over the water surface and through the floated mud layer would be a quantitative one Removal of the floated substances from the surface of the liquid is no longer possible in a simple manner. In addition, when such cleaning devices are operated, a movement into the liquid and sludge layer would be brought, creating a major advantage of electrolytic flotation, viz the retention of flake agglomerations without undoing too great a turbulence in the liquid would.

Erfindungsgemäß werden die Evektroden mit verschiedenen Geschwindigkeiten und/oder unterschiedlichen Zeitintervallen durch die Flüssigkeit bewegt.According to the invention, the evecodes are with different Speeds and / or different time intervals moved through the liquid.

Beispielsweise läßt sich eine der Elektroden, meist die Anode, stationär fest anbringen. Die zweite Elektrode wird kontinuierlich bzw. diskontinuierlich auf einer geeigneten Bewegungsbahn durch die Flüssigkeit bzw. in der Flüssigkeit bewegt. Hierbei können die Elektroden auch in unterschiedlichen Richtungen bewegt werden, z. B. die eine Elektrode im, die andere entgegen dem Uhrzeigersinn.For example, one of the electrodes, usually the anode, can be attached in a stationary manner. The second electrode becomes continuous or discontinuous on a suitable movement path through the liquid or moved in the liquid. The electrodes can also be moved in different directions be e.g. B. one electrode clockwise, the other counterclockwise.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Führung, vermittels der Kathode und/oder Anode in schräger bis vertikaler Transportrichtung in die Flüssigkeit eingeführt, nach Erreichen der für die Flotation vorgesehenen Tiefe in eine etwa horizontale Transportrichtung umgelenkt, so durch die Flüssigkeit hindurchgeführt und anschließend nach oben umgelenkt und in schräger bis vertikaler Transportrichtung aus der Flüssigkeit herausgeführt werden.An advantageous device for carrying out the method is characterized by a guide, by means of the cathode and / or anode introduced into the liquid in an oblique to vertical transport direction, after reaching the depth provided for the flotation in an approximately horizontal transport direction deflected, so passed through the liquid and then deflected upwards and at an angle to be guided out of the liquid in the vertical transport direction.

Mindestens eine der Elektroden ist dabei in sich mindestens teilweise biegsam ausgebildetAt least one of the electrodes is designed to be at least partially flexible in itself

Verwendet werden hierbei Anoden und/oder Kathoden, die so gestaltet sind, daß sie an beliebiger Stelle oder an Stellen, die durch Gelenke oder biegsame Zwischenstücke gekennzeichnet sind, nach einer oder mehreren Seiten flexibel sind.Anodes and / or cathodes are used here, which are designed so that they can be placed anywhere or at points that are characterized by joints or flexible spacers, according to one or more Pages are flexible.

Verwendet werden können auch Elektroden aus beweglich zusammengekoppelten starren Elektrodenabschnhten. Electrodes made of rigid electrode sections that are movably coupled together can also be used.

In beiden Fällen ist es möglich, daß mindestens eine der Elektroden, z. B. Anode und/oder Kathode als geschlossenes Band ausgeführt ist.In both cases it is possible that at least one of the electrodes, e.g. B. anode and / or cathode as a closed Band is running.

Die Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden durch eine Reinigungsvorrichtung geführt wird. Hierbei ergibt sich die Möglichkeit, die Elektroden bei ungestörter Flotation außerhalb der Flüssigkeit von jeglichen Restablagerungen kontrollierbar zu reinigen.The invention is further characterized in that at least one of the electrodes by a cleaning device to be led. This gives the possibility of using the electrodes with undisturbed flotation to be controllably cleaned of any residual deposits outside of the liquid.

Die Reinigung kann manuell erfolgen, läßt sich jedoch auch leicht automatisch ausführen, wenn z. B. die Elektroden zwischen rotierenden Bürsten durchlaufen und/oder durch Bäder transportiert werden, die eine Reinigungslösung enthalten.The cleaning can be done manually, but can also easily be carried out automatically if, for. B. the Electrodes passed between rotating brushes and / or transported through baths that have a Cleaning solution included.

Es wurden Vergleichsversuche durchgeführt mit Flotationszellen, bei denen die Elektroden fest eingebaut sind und mit Zellen, bei denen die Elektroden nach der Erfindung durch die Flüssigkeit hindurchbewegt wurden. Hierbei wurden sowohl Industrieabwässer als auch städtische Abwässer verwendet, kolloid disperse Inhaitsstoffe wurden zuvor an ausgefälltem Aluminium bzw. Eisenhydroxyd sorbiert.Comparative tests were carried out with flotation cells in which the electrodes were permanently installed and with cells in which the electrodes according to the invention have been moved through the liquid. Both industrial wastewater and urban wastewater were used, colloidally dispersed ingredients were previously sorbed on precipitated aluminum or iron hydroxide.

Bei den Flotationsversuchen mit fest eingebauten Elektroden ergab sich eine mittlere Unterbrechung der Flotation von 11 see pro Kubikmeter flotierter Flüssigkeit und die Elektroden mußten nach einer Belastung von 3600 m3 pro Quadratmeter Elektrodenfläche erneuert werden.In the flotation tests with built-in electrodes, there was an average interruption of the flotation of 11 seconds per cubic meter of floated liquid and the electrodes had to be replaced after a load of 3600 m 3 per square meter of electrode surface.

Die Flotation nach der Erfindung konnte kontinuierlich ohne Unterbrechung durchgeführt werden und die Elektroden zeigten nach einer Belastung von 5000 m3 pro Quadratmeter keine Verschleißerscheinungen.The flotation according to the invention could be carried out continuously without interruption and the electrodes showed no signs of wear after a load of 5000 m 3 per square meter.

Claims (8)

23 Z Patent insprüche:23 Z patent claims: 1. Verfahren zur Reinigung von Abwasser oder dergleichen Flüssigkeiten durch Flotation mit elektrolytisch an mindestens einem Elektrodenpaar erzeugten Gasbläschen, dadurch gekennzeichnet, daß während der Flotation mindestens eine der Elektroden (Kathode bzw. Anode) bei angelegter Spannung auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn in der bzw. durch die Flüssigkeit hindurch bewegt wird.1. Process for the purification of waste water or similar liquids by flotation with electrolytic Gas bubbles generated on at least one pair of electrodes, characterized in that that during flotation at least one of the electrodes (cathode or anode) when applied Tension on a predetermined movement path in or through the liquid is moved. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit verschiedenen Geschwindigkeiten und/oder in unterschiedlichen Zeit-Intervallen durch die Flüssigkeit bewegt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrodes at different speeds and / or moved through the liquid at different time intervals. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in unterschiedlichen Richtungen durch die Flüssigkeit bewegt werden.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the electrodes in different Directions are moved through the liquid. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Führung, vermittels der Kathode und/oder Anode in schräger bis vertikaler Transportrichtung in die Flüssigkeit eingeführt, nach Erreichen der für die Flotation vorgesehenen Tiefe in eine etwa horizontale Transportrichtung umgelenkt, so durch die Flüssigkeit hindurchgeführt und anschließend nach oben umgelenkt und in schräger bis vertikaler Transportrichtung aus der Flüssigkeit herausgeführt werden.4. Device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized by a guide, by means of the cathode and / or anode in oblique to vertical transport direction in the liquid introduced, after reaching the intended depth for the flotation in an approximately horizontal Diverted the transport direction, so passed through the liquid and then after deflected at the top and guided out of the liquid in an inclined to vertical transport direction will. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden in sich mindestens teilweise biegsam ausgebildet ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that at least one of the electrodes in is at least partially flexible. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden aus beweglich zusammengekoppelten starren Elektrodenabschnitten besteht.6. Apparatus according to claim 4, characterized in that at least one of the electrodes from there is movably coupled together rigid electrode sections. 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden als geschlossenes Band ausgebildet ist. 1. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least one of the electrodes is designed as a closed band. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden durch eine Reinigungsvorrichtung geführt wird.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that at least one of the Electrodes is passed through a cleaning device.
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