DE2356845C3

DE2356845C3 - Vorrichtung zur Desinfektion und Oxydation von Abwasser

Info

Publication number: DE2356845C3
Application number: DE2356845A
Authority: DE
Inventors: Donald F. Mentor Lieb; Neil W. Madison Stillman
Original assignee: Diamond Shamrock Corp
Current assignee: Diamond Shamrock Corp
Priority date: 1973-06-21
Filing date: 1973-11-14
Publication date: 1979-12-20
Also published as: FI175974A; CA1063062A; JPS5028154A; NO742252L; NL170616C; DE2356845B2; BE820515A; NL7408301A; FR2234234B1; NL170616B; SE7408184L; NO137381C; AU468032B2; AU7041074A; NO137381B; DE2356845A1; IT1016092B; JPS53153375U; FR2234234A1; GB1436070A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Desinfektion und Oxydation von Abwasser, insbesondere von Haushalts- und Toilettenwasser, speziell für Boote, Wohnwagen od. dgl, durck Elektrolyse von zugesetztem Alkalichlorid, bestehend aus einem Elektrolysebehälter, in dem Elektroden mit Stm- !Zuführungen und JS eine Zerkleinerungseinrichtung für Schmutzstoffe angeordnet sind und welcher mit Zuführungen für Schmutzwasser und Alkalichlorid sowie einer Abführung für Reinwasser versehen ist

Aufgrund der neuen wasserwirtschaftlichen Vor- ·*< > Schriften sind Abwässer, insbesondere aus Haushalten und Toilettenanlagen, vor der Einleitung in die natürlichen Gewässer einer Behandlung zu unterziehen, um den biochemischen Sauerstoffbedarf (BOD), den chemischen Sauerstoffbedarf (COD), den Bakteriengehalt und den Gehalt an übelriechenden Stoffen zu vermindern. Für eine solche Abwasserbehandlung werden insbesondere auf Booten oder Wohnwagen und dergleichen leicht zu bedienende kompakte und sicher arbeitende Vorrichtungen benötigt so

Zu diesem Zweck wurde bereits Chlorgas angewandt Nachteilig daran ist die Toxizität von Chlor und die mit der Lagerhaltung und Handhabung der Gasflaschen zusammenhängenden Probleme. Man hat auch schon für den in Rede stehenden Zweck Natriumhypochloritlösungen (Bleichlaugen) angewandt, jedoch läßt be* kanntlich die Wirksamkeit einer solchen Bleichlauge durch chemische Zersetzung im Laufe der Zeit beträchtlich nach.

Nach der DE-PS 4 35 570 erfolgt die Abwasserreini- ω gurig mit Hilfe von näsciefendem Sauerstoff, der durch Wasserelektrolyse in stark alkalischem Medium entsteht. Das stark alkalische Medium erhält man durch Zugabe von Erdalkalihydroxiden, insbesondere von Calciumhydroxid. Bei diesem bekannten Verfahren hat man bereits in geringem Umfang Hypochlorite für eine bakterientötende Vorbehandlung herangezogen. Die dafür angewandte Elektrolysevorrichtung ist ein Turm.

den das zu reinigende Abwasser von unten nach oben durchströmt. Der Turm ist nicht in Kammern unterteilt, sondern es befinden sich zwischen jeweils 6 übereinander angeordneten Elektroden Rührer zur Bewegung des Flüssigkeitsstroms. Die Stromzu- und -abführungen zu den einzelnen Elektroden ist außerordentlich kompliziert, so daß bei einem Ein- und Ausbau der Elektroden viel Handarbeit erforderlich ist und ein derartiges System recht störanfällig wird.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist nicht nur die komplizierte Schaltung der Elektroden, die Schwierigkeit des Ein- und Ausbaus der Elektroden sondern auch der beträchtliche Raumbedarf und die Störanfälligkeit, so daß sich ein solches Aggregat in Booten oder Wohnwagen und ähnlichen mobilen oder stationären Einrichtungen für die Desinfektion und Oxydation von Haushalts- und Toilettenabwässern nicht eignet

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung, die sich speziell für die Desinfektion und Oxydation von Abwässern aus Haushalts- und Toilettenanlagen eignet und sowohl in stationären als auch mobilen Anlagen, wie Booten und Wohnwagen, mit geringem Aufwand für Betrieb und Wartung anwendbar ist

Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von einem Elektrolyse-Behälter, in dem Elektroden mit Stromzuführungen und eine Zerkleinerungseinrichtung für Schmutzstoffe apgerodnet sind, und welcher mit Zuführungen für Schmutzwasser und Alkalichlorid sowie einer Abführung für Reinwasser versehen ist und in welchem die aufzuarbeitenden Abwässer unter Zusatz von Alkalichlorid elektrolysiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolysebehälter durch eine Trennwand in 2 Kammern unterteilt ist und die Elektroden ein horizontales Elektrodenpaket bilden, die Trennwand durchdringen und sich in die beiden Kammern erstrecken. Elektroden gleicher Polarität sind jeweils an gemeinsame, in der Trennwand verlaufende Stromführungen angeschlossen. Besonders bevorzugt wird ein Elektrodenpaket mit 2 monopolaren Endanoden, einer monopolaren Mittelkathode und dazwischen bipolare Elektroden.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise abgeschnittene perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer bipolaren Elektrodenpackung für die zwei Kammern gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Gemäß den Fi g. 1 und 2 besteht die erfindungsgemäßc Vorrichtung aus einem einzigen Behälter 1 mit einer ersten Kammer 5 und einer zweiten Kammer 23, die durch eine flüssigkeitsdichte Trennwand 3 voneinander getrennt sind. In der F i g. 1 ist ein Behälter I gezeigt, der im allgemeinen eine rechteckige Gestalt besitzt'und aus einem geeigneten isolierenden und korrosionsbeständigen Material, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, hergestellt ist Der Behälter ist in zwei Kammern mit ungefähr gleicher Größe durch eine isolierende und wasserdichte Trennwand 3 aufgeteilt. Die erste oder primäre Kammer 5 ist mit einem Einlaß 7 versehen, der an die Abflußleitung einer Toilette angeschlossen werden kann. In der Kammer 5 ist ein Zerkleinerungsflügel 9 vorgesehen, der von einer Welle getragen wird, die durch einen außen angebrachten Motor 13 betrieben wird. Die Zerkleinerungseinrichtung dient auch dazu, um das Abwasser in der Kammer 5 durchzubewegen.

Der Motor 13 ist ein herkömmlicher elektromotor, der so dimensioniert ist, daß die gewönschte Umdrehungsgeschwindigkeit je nach der Größe der betreffenden Vorrichtung erzielt wird. Eine FlQgelgeschwindigkeit bzw. Klingengeschwindigkeit in der Gegend von 5000 bis 7000 UpM wird bevorzugt

In der Kammer 5 ist ebenfalls eine Elektrodenpakkung angeordnet, die aus mindestens einer Anode und einer Kathode, montiert auf die Trennwand 3, besteht Diese Elektroden 15,17 sind horizontal angeordnet um eine Störung der Abwasserzirkulation zu minimieren und eine weitere Schneidkante zum Aufbrechen der Feststoffe zu ergeben. Die Oberfläche dieser Elektroden und die Anzahl der Elektroden, die in der Kammer angeordnet sind, kann variiert werden, je nach erforderlicher Menge an erzeugtem Chlor, nach der zuführbaren Energie, der Behältergröße und dergleichen.

Die Elektroden 15, 17 erstrecken sich durch die Trennwand 3 in der in Fig.2 gezeigten Weise. Die Stromführungen 19 (positiv) und 21 (negativ) können ebenfalls in die Trennwand eingegossen sein und müssen dann bis außerhalb der ZeUe reichen.

Die Anoden sind vorzugsweise dimensionsstabile Anoden, z. B. aus Titan oder einem ähnlichen Metall, das mit einem elektrisch leitenden, elektrokatalytisch aktiven Oberzug versehen ist z. B. aus einem Platin-Metall oder dessen Oxid oder einem anderen Oberzugsmaterial, das als wirksam bekannt ist und das in Berührung mit Chlor langlebig ist Das Grundmetall selbst kann entweder ein Blech oder ein Lochblech sein.

Die Kathoden sind aus einem ähnlichen Werkstoff mit ähnlicher Gestalt oder sie können in manchen Fällen nicht überzogen sein und beispielsweise eine bloße Titanoberfläche aufweisen, wodurch eine wirksame Kathode erhalten wird. Auch können weitere elektrolytisch aktive jedoch chemisch und mechanisch inerte Metalle verwendet werden.

Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Anoden und Kathoden hängt etwas von dem Strom, der für die Elektrolyse verfügbar ist und der Alkalichlorid-Konzentration in dem Abwasser ab. So wird z. B. bei einer Natriumchlorid-Konzentration von 25 bis 30 g/l und einer Energiequelle für 12 V ein Elektrodenabstand von 5 mm bevorzugt

Obgleich die gezeigte Elektrodenanordnung bei einer großen Anzahl von Elektroden monopoiar ist ist es wegen der hierdurch möglichen erhöhten Leistung möglich, einen bipolaren Betrieb durchzuführen, der oftmals bevorzugt wird, wobei die Seiten jeder Elektrode Anode bzw. Kathode sind. Eine solche Anordnung wird in der F i g. 2 gezeigt derzufolge sich die Elektrodenpackung durch die Trennwand 3' erstreckt und aus zwei monopolaren Endanoden 15', einer monopolaren Mittelkathode 17' und einem Paar von bipolaren Elektroden 16' besteht Zwei entspre-

chende Elektrodenkontakte 19' und 2V erstrecken sich durch die und von der Trennwand. Alternativ kann bei geeigneten elektrischen Anschlüssen jede Elektrode auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand von entgegengesetzter Polarität sein, um eine unterschiedliche bipolare Konfiguration zu ergeben.

Im allgemeinen wird mit Anodenstromdichten von etwa 15,5 A/dm² gearbeitet

Die Flüssigkeitsverbindung zwischen der primären Kammer 5 und der sekundären Kammer 23 erfolgt durch ein umgekehrtes U-Rohr 25, obgleich auch andere Einrichtungen, z. B. ein Regelventil iiirch die Trennwand oder eine Anordnung von Leilbieehen, die einen über Umwege erfolgenden oder eingeschränkten Zutritt von der ersten zu der zweiten Kammer ergeben, in Betracht gezogen werden können. Die U-Rohr-Anordnung hat den Vorteil, daß leichte Feststoffe durch das System getragen werden, ohne daß nennenswerte Mengen von unbehandelten Abfallstoffen in die zweite Kammer eingeführt werden. Wenn die Kammer 5 gefüllt wird, dann preßt der Druck des eintretenden Abwassers teilweise behandeltes Abwasser durch das U-Rohr 25 in die Kammer 23. Um eine weitere Behandlung zu erleichtern, ist in der Kammer 23 eine Rühreinrichtung angeordnet, die z.B. eine Klinge 27 besitzt die auf einer Welle 29 angebracht ist weiche von einem Motor 31 außerhalb der Kammer angetrieben wird. Die Motorgröße wird so ausgewählt, daß Mischgeschwindigkeiten in dem Behälter in der Gegend von 1000 bis 2000UpM erhalten werdsn. Iii der Kammer 23 ist auch das Elektrodenpaket vorgesehen. Es gelten die gleichen Erwägungen hinsichtlich der Gr63e, der Werkstoffe, der Anordnung u. dgL wie oben. Schließlich ist ein Auslaß 33 vorgesehen, durch den vollkommen behandeltes Abwasser entfernt wird, und zwar im allgemeinen durch den Druck, der in der Kammer 5 durch Eintreten des Abwassers ausgeübt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprücher

1, Vorrichtung zur Desinfektion und Oxydation von Abwasser, insbesondere von Haushalts- und Toilettenwasser, speziell für Boote, Wohnwagen oddgL, durch Elektrolyse von zugesetztem Alkalichlorid, bestehend aus einem Elektrolysebehälter, in dem Elektroden mit Stromzuführungen und eine Zerkjeinerungseinrichtung für Schmutzstoffe angeordnet sind und welcher mit Zuführungen für Schmutzwasser und Alkalichlorid sowie einer Abführung für Reinwasser versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) durch eine Trennwand (3, 3') in zwei Kammern (5, 23) unterteilt ist und die Elektroden (15, 17) ein is horizontales Elektrodenpaket bilden, die Trennwand durchdringen und sich in die beiden Kammern (5,23) erstrecken und Elektroden gleicher Polarität jeweils an gemeinsame, in der Trennwand (3,3') verlaufende Stromführun«en (19,21) angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Elektrodenpaket zwei monopolare Endanoden (15'), eine monopolare Mittelkathode (17') und dazwischen bipolare Elektroden (16') befinden.