DE2455205C3

DE2455205C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2455205C3
Application number: DE2455205A
Authority: DE
Inventors: Valentin Ivanovitsch Barabanov; Vasilij Georgjevitsch Koschemjakin; Ivan Stepanovitsch Lavrov; Reald Abramovitsch Okunev; Nikolaj Ivanovitsch Rukobratskij; Oleg Vladimirovitsch Smirnov
Original assignee: LENINGRADSKIJ INSCHENERNO-STROITELNYJ INSTITUT LENINGRAD (SOWJETUNION)
Current assignee: LENINGRADSKIJ INSCHENERNO-STROITELNYJ INSTITUT LENINGRAD (SOWJETUNION)
Priority date: 1974-10-08
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1979-10-31
Also published as: JPS5530918A; FR2288060B1; JPS5151147A; JPS5530918B2; FR2288060A1; DE2455205A1; GB1478377A; DE2455205B2; US4169029A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 beschriebenen Art.

Aus der US-PS 29 55 076 ist bereits ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art bekannt, bei dem impulsförmige Spannungen an das zu behandelnde Medium angelegt werden, die zur Änderung bestimmter Eigenschaften von Mikroorganismen ausreichen. Dabei werden jedoch, weil keine Entladung stattfindet, bestenfalls etwa 3% der Mikroorganismen abgetötet, so daß der Reinigungseffekt praktisch vernachlässigbar ist.

Bei der Wahl der Parameter nach der US-PS 6 72 231 stellt sich eine sehr kurzzeitige funkenartige Entladung ein, die zwar zu einem besseren, aber immer noch unbefriedigenden Reinigungsergebnis führt. So dürften hierbei etwa 95% der Mikroorganismen abgetötet werden.

Aus der US-PS 6 72 231 ist bereits eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 2 beschriebenen Art bekannt. Eine ähnliche Vorrichtung, bei der die Stabelektroden in Längsrichtung verschiebbar sind, ist aus der US-PS 29 55 076 bekannt. Vorrichtungen dieser Art eignen sich grundsätzlich zur elektrischen Reinigung sowie zur Entkeimung von Flüssigkeiten, die suspendierte und gelöste mineralische, organische und biologische Substanzen enthalten. Die Flüssigkeit wird durch das rohrförmige Gehäuse hindurchgeleitet, und zwar senkrecht zu den Achsen der Stabelektroden. Dabei ist die Reinigungswirkung um so besser, je stärker die Strömung auf die zwischen den Elektroden bestehende Funkenstrecke konzentriert oder beschränkt wird. Dementsprechend ist bei den bekannten Vorrichtungen nur ein sehr geringer Durchsatz an zu

ίο reinigendem Medium möglich, was die Anwendbarkei: der bekannten Vorrichtung praktisch auf die Verwendung im Labor beschränkt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung und

π Entkeimung von Flüssigkeiten anzugeben, die eine wirkungsvolle Reinigung in industriellem Maßstab gestatten.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst

Bei Wahl der erfindungsgemäßen Parameter stellt sich ein Strom- und Spannungsverlauf ein, der einen überraschend starken Reinigungseffekt hat Die Span-

2) nung steigt zunächst allmählich an, bis es zur Entladung kommt, die bis zum Abfall der Spannung auf Null bogenförmig brennt. Es hat sich gezeigt, &&\i hierbei ein Reinigungf.effekt von 99,999% erreicht wird.

Die genannte Aufgabe wird weiter bei der gattungs-

jo gemäßen Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand

j") der Patentansprüche 3 und 4, wobei die im Patentanspruch 4 beschriebene Weiterentwicklung grundsätzlich aus der US-PS 38 43 507 bekannt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es, die physikalisch-kolloid-chemischen Eigenschaften der zu reinigenden Flüssigkeit zu beeinflussen, Flüssigkeiten beim Vorliegen nicht nur vegetativer, sc.idern auch spurenbildender Bakterienformen und Bakteriofage zu entkeimen sowie nicht umkehrbares Fe(OH>3 enthaltende Ausflockungsaggregate zu erhalten, die sich ohne

■r> zweiwertige Form bilden und die größte Absorptionsfläche aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführung ibeispiels näher erläutert. Es zeigt

so F i g. 1 die Gesamtansicht einer Vorrichtung zur elektrischen Reinigung und Entkeimung von Flüssigkeiten mit teilweisem Längsschnitt und Ausschnitt,

Fig. 2 das Gehäuse einer Ausflockungskammer der Vorrichtung mit den Befestigungspunkten der Elektrons den am Gehäuse in axonometrischer Darstellung und F i g. 3 die Ansicht A der F i g. 1 mit einem Teilschnitt. Das Verfahren wird nachfolgend an Hand konkreter Beispiele zur elektrischen Reinigung und Entkeimung der Lösung von kristallinem Iod mit 200 mg/1 Konzen-

Wi tration, der Methylenblaulösung mit einer Konzentration von 6 bis 70 mg/1, der Suspension von kambrisehem Ton mit einer Trübekonzentration von 2,0 bis 5000 mg/1, des Sumpf- und Flußwassers mit einer Trübung von 2 bis 250 mg/1 und einer Farbigkeit von 15 bis 680°, des mit

η einem Colibakterium bei einer Konzentration von IO² bis lO'cnr¹ verseuchten Wassers und des mit Anthrakoid bei einer Konzentration von 10² bis 10' cm" 'verseuchten Wassers beschrieben.

Beispiel 1

Eine Spannung von 100 bis 400 V wird an einige Elektroden angelegt, die elektrische Entladungen kleiner Leistung erzeugen. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,003 s. Man legt an andere Elektroden, die keine elektrischen Entladungen kleiner Leistung erzeugen, eine Gleichspannung von 40 V an und leitet durch den Elektrodenabstand eine Ausgangsflüssigkeit und zwar eine Lösung von kristallinem Jod mit einer Ausgangskonzentration von 200 mg/1. Während die Ausgangsflüssigkeit strömt wird sie vom elektrischen Feld der Elektroden von Stromimpulsen und elektrischen Entladungen kleiner Leistung beeinflußt Unter Einwirkung dieser Einflüsse scheidet sich die gelöste Substanz in Form von ausgeflockten Teilchen ab.

Hinter einem Porolonfilter erreicht die Jodkonzentration 20 mg/1.

Beispiel 2

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand beträgt 0,8 bis 3 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer ist gleich 0,002 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Lösung von kristallinem Jod mit einer Ausgangskonzentration von 200 mg/1 hindurch. Der Prozeß der elektrischen Reinigung ähnelt dem im Beispiel 1.

Hinter dem Porolonfilter ist die Jodkonzentration gleich Null.

Beispiel 3

Eine Spannung von 3000 bis 6000 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand Hegt zwischen 6 und 10 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,004 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,1 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Lösung von kristallinem Jod mit einer Ausgangskonzentration von 200 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung erfolgt ähnlich der im Beispiel 1.

Hinter dem Porolonfilter ist die Jodkonzentration gleich Null.

Beispiel 4

Eine Spannung von 100 bis 300 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,02 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Methylenblaulösung mit einer Ausgangskonzentration von 6 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung erfolgt ähnlich der im Beispiel 1.

Hinter dem Porolonfilter beträgt die Methylenblaukonzentration 0,5 mg/1.

Beispiel 5

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,8 und 3 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,004 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,01 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Methylenblaulösung mit einer Ausgangskonzentration von 6 mg/1 hindurch. Die elektrische Reiniguiig erfolgt ähnlich der im Beispiel 4.

Hinter dem "Porolonfilter sind nur Methylenblauspuren vorhanden.

Beispiel 6

Eine Spannung von 3000 bis 6000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand hegt zwischen 6 und 10 mm. Der Nichtdurchsdilagsimpulsanteil dauert 0,008 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,01 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Methylenblaulösung mit einer Ausgangskonzentration von 70 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung erfolgt ähnlich der im Beispie! 4.

Hinter dem Porolonfilter beträgt die Methylenblaukonzentration 0,01 mg/L

Beispiel 7

Eine Spannung von 100 bis 300 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,002 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Suspension von kambrischem Ton mit einer Ausgangskonzentration von 500 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung ähnelt der im Beispiel 1. Unter Einwirkung der im Beispiel 1 angegebenen Einflüsse werden in diesem Beispiel aber hauptsächlich suspendierte Teilchen ausgedockt.
jo Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration von kambrischem Ton gleich Null.

Beispiel 8

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige j5 Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,8 und 3 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,003 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Suspension von kambrischem Ton mit einer Ausgangskonzentration von 10 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung ähnelt der im Beispiel 7.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration von kambrischem Ton gleich Null.

Beispiel 9

Eine Spannung von 3000 bis 60O0 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 6 und 10 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,004 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,01 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet eine Suspension von kambrischem Ton mit einer Ausgangskonzentration von 500 mg/1 hindurch. Die elektrische Reinigung ähnelt der im Beispiel 7.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration von kambrischem Ton gleich Null.

Beispiel 10

Eine Spannung von 100 bis 300 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdaucr hi beträgt 0,003 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet Wasser, dessen Trübung 20 mg/1, Farbigkeit 75°, Geruch 5 und Geschmack 3 Einheiten betragen, hindurch. Die

elektrische Reinigung ähnelt der in den Beispielen 1 und 7.

Am Porolonfilterausgang betragen Trübung 2 mg/1. Farbigkeit 12°, Geruch 3 und Geschmack 2 Einheiten. Ausführlichere Angaben über das Wasser vor und nach der elektrischen Reinigung sind in der Tabelle hinter dem Beispiel 12 zusammengestellt.

Beispiel 11

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,8 und 3 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,005 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet Wasser hindurch, dessen Trübung 176 mg/1, Farbigkeit 300°, Geruch 5 und Geschmack 3 Einheiten betragen. Die elektrische Reinigung ähnelt der in den Beispielen 1 und 7.

Hinter dem Porolonfilter betragen Trübung 0,1 mg/1, Farbigkeit 8°, Geruch 1 und Geschmack 1 Einheit. Ausführlichere Angaben über das Wasser vor und nach der elektrischen Reinigung sind in der Tabelle hinter dem Beispiel 12 zusammengestellt.

Beispiel 12

Eine Spannung von 3000 bis 6000 V wird an einige Elektroden angelegt. Der Elektrodenabstand liegt zwischen 6 und 10 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,08 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet Wasser hindurch, dessen Trübung 250 mg/1. Farbigkeit 490°, Geruch 5 und Geschmack 3 Einheiten betragen. Die elektrische Reinigung ähneli der in den Beispielen 1 und 7.

Hinter dem Porolonfilter betragen Trübung 1 mg/1 Farbigkeit 4°, Geruch 1 und Geschmack 1 Einheit Ausführlichere Angaben über das Wasser vor und nach der elektrischen Reinigung sind in der nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Tabelle 1	Maßeinheit	Wasser vor Wasser nach	4	Erforderliche Kennwerte
Kennwerte		der Behandlung	30	gemäß den in der UdSSR geltenden Vorschriften
	2	3	0,1	5
1	cm	14	8-9	mindestens 30
Durchsichtigkeit	mg/1	46	1	höchstens 2,0
Trübung	Grad	400	1	höchstens 20
Farbigkeit	Einheit	5	7,16	höchstens 2
Geruch	Einheit	3	5,6	höchstens 2
Geschmack		6,86		6,5 bis 9,5
pH-Wert	mg O₂/l	18,8	1,4	(keine Vorschrift)
Permanganatoxy-			1,4
dierbarkeit	mval/1	2,2	0	höchstens 7
Gesamthärte	mval/1	2,0		-
Karbonathärte	mval/1	0,2	24,0	-
Nichtkarbonathärte			0,4
Katione	mg/1	42,0	0	-
Kalzium	mg/1	1,0		-
Magnesium	mg/1	0	0,3	höchstens 0,3
Eisen (II) und			11,04
Eisen (III)	mg/1	0,8		-
Ammoniak	mg/1	13,7	17,7	-
Kalium + Natrium			0
Anione	mg/1	14,2	85,0	-
Chloride	mg/1	0	0,01	-
Sulphate	mg/1	122,0	0	-
Hydrokarbonate	- mg/1	0,015		-
Nitrite	mg/1	0	-
Nitrate

Beispiel 13

Eine Spannung von 100 bis 300 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdaue beträgt 0,003 s. Man legt eine Spannung von 40 V ai andere Elektroden an und leitet mit dem Darmbakteri um ELCoIi verseuchtes Wasser mit einer Ausgangskon zentration von 7760 cm-³ hindurch. Die elektrischi

Reinigung erfolgt ähnlich der in den Beispielen 1 und 7. Durch Auftreten elektrischer Entladungen wird die Lebenstätigkeit von Mikroorganismen gehemmt und sie sterben, d. h. das Wasser wird entkeimt.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration an Mikroorganismen gleich Null.

Beispiel 14

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,8 und 3 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,002 s. Man legt an andere Elektroden eine Spannung von 40 V an und leitet mit dem Darmbakterium E.Coli verseuchtes Wasser mit der Ausgangskonzentration von 105 333 cm-³ von Mikroorganismen hindurch. Der Entkeimungsvorgang ähnelt dem im Beispiel 13.

Hinter dem Porolonfilter beträgt die Konzentration an Mikroorganismen 8 cm -³.

Beispiel 15

Eine Spannung von 3000 bis 6000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 6 und 10 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,005 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,8 s. Man legt eine Spannung von 40 V an andere Elektroden an und leitet mit dem Darmbakterium verseuchtes Wasser mit einer Ausgangskonzentration von 4 000 000 cm"³ an Mikroorganismen hindurch. Der Entkeimungsvorgang ähnelt dem im Beispiel 13.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration von Mikroorganismen gleich Null.

Beispiel 16

Eine Spannung von 100 bis 300 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 0,1 und 0,6 mm. Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,002 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,003 s. Man legt die Spannung von 40 V an andere Elektroden an und leitet mit Anthrakoid verseuchtes Wasser mit einer Ausgangskonzentration von 700 000 cm-³ an Mikroorganismen hindurch. Der Entkeimungsvorgang ähnelt dem im Beispiel 13.

Hinter dem Porolonfilter beträgt die Konzentration an Mikroorganismen 6 cm-³.

Beispiel 17

Eine Spannung von 600 bis 1000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 03 und 3 mm. Der Nichtdurchschiagsimpuisanteil dauert 0,003 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,01 s. Man legt eine Spannung von 40 V an andere Elektroden an und leitet mit Anthrakoid verseuchtes Wasser mit einer Ausgangskonzentration von 700 000 cm-³ an Mikroorganismen hindurch. Der Entkeimungsvorgang ähnelt dem im Beispiel 13.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration an Mikroorganismen gleich NuIL

Beispiel 18

Eine Spannung von 3000 bis 6000 V wird an einige Elektroden angelegt Der Elektrodenabstand liegt zwischen 6 und 10 im Der Nichtdurchschlagsimpulsanteil dauert 0,004 s, die Durchschlagsimpulsdauer beträgt 0,08 s. Man legt eine Spannung von 40 V an andere Elektroden an und leitet mit Anthrakoid verseuchtes Wasser mit einer Ausgangskonzentration von 105 600 000 cm-³ an Mikroorganismen hindurch. Der Entkeimungsvorgang ähnelt dem des Beispiels 13.

Hinter dem Porolonfilter ist die Konzentration der ■i Mikroorganismen gleich Null.

Die Vorrichtung zur elektrischen Reinigung und Entkeimung enthält eine Hauptausflockungskammer 1 (F i g. 1), durch die die Ausgangsflüssigkeit strömt

Das zylindrische Gehäuse 2 der Kammer 1 besteht

aus vier Metallscheiben 3 (Fig. I, 2), die voneinander und von einem oberen und unteren Deckel 4 bzw. 5 (Fig. 1) des Gehäuses 2 durch dielektrische Einlagen 6 (F i g. 1,2) isoliert sind. Der obere Deckel 4 (F i g. 1) und der untere Deckel 5 haben Löcher 7, in die Schrauben 8 eingesetzt sind, mit denen die Scheiben 3 des Gehäuses

2 verschraubt sind

Die Ausflockungskammer 1 enthält acht Stabelektroden 9 mit Spitzen 10. Die Elektroden 9 sind durch Einzelisolatoren 11 von den Scheiben 3 des Gehäuses 2 der Kammer 1 elektrisch isoliert Die Stabelektroden 9 sind im Gehäuse 2 so angeordnet daß ihre Längsachsen 12 in parallelen Ebenen verlaufen, deren Abstand in den Grenzen des Zwischenelektrodenraums, hier zwischen 0,1 und 10 mm, liegt

Der elektrische Strom wird den Stabelektroden 9 (Fig. 1, 3) von einer selbständigen, in den Zeichnungen schematisch dargestellten Speisequelle mittels stromzuführender Buchsen 13 zugeführt Diese sind mit den Elektroden 9 verbunden. Sie sind auf ihrem Schaft 15 mit einem Außengewinde 14 versehen.

Die Stabelektroden 9 mit ihren Isolatoren 11 sind in der Scheibe 3 des Gehäuses 2 der Kammer 1 so befestigt, daß sie längs ihrer Längsachse 12 um eine Strecke hin- und herbeweglich sind, die den Elektroden abstand zwischen 0,1 und 10 mm gewährleistet Die Isolatoren 11 (Fig. 3) haben dazu ein Außengewinde !5 zur Verschiebung längs eines Gewindes 17 der Scheibe

3 zusammen mit den Stabelektroden 9. Die Buchsen 13 weisen ein Innengewinde 18 zur Verschiebung längs des Gewindes 16 zusammen mit den Stabelektroden 9 auf. Die so ausgeführten Isolatoren 11 der Elektroden 9 gestatten eine kompakte Konstruktion der ganzen Einrichtung. Diese Ausführung verlängert auch die Zeit des kontinuierlichen Betriebes der Einrichtung in dem

Maße, wie die Elektroden 9 gelöst werden.

Die Ausflockungskammer 1 (Fig. 1) enthält eine Elektrode 19 in Form eines zylindrischen Rohres, durch welche die zu behandelnde Flüssigkeit strömt Die rohrfönnige Elektrode 19 (Fig. 1, 3) liegt in der

so Kammer 1 in unmittelbarer Nähe zu den Spitzen 10 der Stabeiektroden 9, tritt durch den oberen Deckel 4 (F i g. 1) hindurch und aus diesem heraus.

Die rohrfönnige Elektrode 19 ist drehbar und längs der Längsachse der Kammer 1 hin- und herbeweglich.

Dazu ist ein Ansatz 20 des oberen Deckels 4 mit einem Gewinde 21 zum Aufschrauben einer Mutter 22 mit einer Scheibe 23 und einer hermetischen Abdichtung 24 versehen, die die rohrfönnige Elektrode 19 umfassen. Weil die rohrfönnige Elektrode 19 drehbar und längs

der Längsachse der Kammer hin- und herbeweglich ist werden ihre gegenüber den Spitzen 10 der Stabelektroden 9 liegenden Oberflächenabschnitte in Form einer die Elektrode 19 umgebenden Rille aufgelöst (erodiert), die an der neuen Oberfläche der Elektrode 19 bei jeder

Hin-und Herbewegung derselben gebildet wird.

Innerhalb der rohrförmigen Elektrode 19 ist parallel zu ihrer Längsachse eine weitere Elektrode 25 in Form einer Saite angebracht, die aus einem unter Einwirkung

des elektrischen Stroms in der Ausgangsflüssigkeit unlöslichen Metall, in dieser Ausführungsform aus Nickel, ausgeführt ist. Die Elektroden 19 und 23 und die Elektroden 9 werden aus der gleichen selbständigen Speisequelle mit elektrischem Strom versorgt

Die Elektroden 25 und 19 bilden eine zusätzliche Ausflockungskammer 26, wodurch der Prozeß auf Kosten dipolphoretischer Kräfte des beim Durchströmen der Flüssigkeit durch die zusätzliche Ausflockungskammer 26 gebildeten inhomogenen elektrischen Feldes intensiviert werden kann, die auf Moleküle und in Suspension befindliche Teilchen anorganischer, organischer und biologischer Substanzen einwirken.

Die Befestigungspunkte 27 (F i g. 2) der Stabelektroden 9 (F i g. 1) an den Scheiben 3 (F i g. 2) des Gehäuses 2 liegen auf zwei an diesem aufgebrachten Schraubenlinien 28. Hierdurch kann die Flüssigkeitsströmung geregelt, die Lebensdauer der rohrförmigen Elektrode 19 wegen ihrer gleichmäßigen Erosion erhöht und die Einstellung des Elektrodenabstandes erleichtert werden.

Der obere Deckel 4 weist einen Rohransatz 29 und einen Kanal 30 auf, die zur Zufuhr der Ausgangsflüssigkeit in die Ausflockungskammer 1 in Richtung des Pfeils B (Fig. 1) dienen. Zur Zufuhr der in der Kammer 1 behandelten Flüssigkeit in die Ausflockungskammer 26 in Richtung der Pfeile C ist ein Stutzen 31 vorgesehen. Aus der Ausflockungskammer 26 wird die behandelte Flüssigkeit in Richtung des Pfeils D durch einen Stutzen 32 abgelassen, der an einer Muffe 33 der rohrförmigen Elektrode 19 durch Schrauben 34 befestigt und mittels einer Einlage 35 abgedichtet ist

Die Ausgangsflüssigkeit kann auch durch einen Stutzen 36 im unteren Deckel in Richtung des Pfeils E gleichzeitig in beide Kammern 1 und 26 zugeführt werden.

Der sich im Laufe der Ausflockung in einem Kanal 37 sammelnde Niederschlag wird bei- der Zufuhr der Ausgangsflüssigkeit durch den Rohransatz 29 und Abfuhr derselben durch den Stutzen 32 aus diesem Kanal 37 entfernt, wozu der Stutzen 36 herausgedreht wird.

Sich im Laufe der Ausflockung sammelnde Gase entnimmt man der Ausflockungskammer 1 durch einen Kanal 38 besonderer Form, einen Rohransatz 39 und ein mit einer Feder 41 abgefedertes und mit einer Einlage 42 abgedichtetes Ablaßventil 40.

Ein Ende der zusätzlichen, als Saite ausgebildeten Elektrode 25 ist in einem Zentralkanal 43 des Stutzens 31 und ihr anderes Ende in einem Bolzen 44 befestigt, der im Stutzen 32 liegt und durch eine Feder 45 abgefedert ist

Es wurde ein*: Ausführungsform der Ausflockungskammer 1 beschrieben, die acht Stabelektroden 9 enthält Diese Kammer kann jedoch mit zwei Stabelektroden 9 ausgestattet sein, wenn kleine Flüssigkeitsmengen zu behandeln sind. Bei schwach verunreinigten Flüssigkeiten kann man die Einrichtung nur mit einer Ausflockungskammer 1 ohne zusätzliche, die zusätzliche Ausflockungskammer 26 bildende Elektroden 19 und 25 ausbilden. Die Anzahl der Stabelektroden 9 läßt sich sowohl innerhalb einer Scheibe 3 (alle vier Paare können z. B. übereinander in einer Scheibe 3 angeordnet sein) als auch gleichzeitig mit der Vergrößerung der Zahl der Scheiben 3 bei der elektrischen Reinigung und Entkeimung großer Flüssigkeitsmengen erhöhen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Einrichtung ist die rohrförmige Elektrode 19 zylindrisch ausgeführt. Sie kann jedoch auch einen mehreckigen Querschnitt haben.

Die Vorrichtung zur elektrischen Reinigung und Entkeimung von Flüssigkeiten arbeitet folgenderma-Ben:

Zwischen den Stabelektroden 9 (Fig. 1) und der rohrförmigen Elektrode 19 fließt ein pulsierender Strom, dessen Impulsdauer und Spannungswert so gewählt sind, daß zwischen den Elektroden elektrische

iü Entladungen entstehen. Um die Einwirkungszeit des elektrischen Feldes der Hauptstabelektroden 9 und der rohrförmigen Elektrode 19 mit der Relaxationszeit und der Zeit in der kolloidchemische Prozesse in der Ausgangsflüssigkeit verlaufen, in Obereinstimmung zu bringen, wählt man die Impulsdauer zu 0,001 s, die Spannung zwischen 100 und 6000 V und den Abstand zwischen den Elektroden 9 und 19 zwischen 0,1 und 10 mm, und zwar je nach den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Ausgangsflüssigkeit. Durch den Rohransatz 29 und den Kanal 30 wird dann die Ausgangsflüssigkeit in Richtung des Pfeils B der Ausflockungskammer 1 zugeführt

Zwischen den Elektroden 9 und 19 auftretende elektrische Entladungen führen dazu, daß in der Kammer 1 mit Hilfe momentan gebildeter Fe(OH)3-Teilchen Ausflockungszentren entstehen und die Lebenstätigkeit von Mikroorganismen gehemmt wird. Teilweise ausgeflockte anorganische und organische Teilchen gelangen in Richtung der Pfeile C in die Ausflockungskammer 26, wo sie zwischen den Elektroden 25 und 19 hindurchtreten, konzentriert werden und im Bereich des inhomogenen elektrischen Maximalfeldes der Elektrode 25 irreversible Aggregationen bilden, wozu der Säure-Alkali-Gradient in Richtung des

Halbmessers der Kammer 26 beiträgt

Die behandelte Flüssigkeit wird dann in Richtung des Pfeils D dem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Porolonfiher und von dort dem Verbraucher zugeführt Beim Durchströmen der Flüssigkeit durch die Hauptausflockungskammer 1 begünstigen die auf Schraublinien 28 (F i g. 2) befindlichen Stabelektroden 9 (F i g. 1) die Brechung der Flüssigkeitsströmung und die gleichmäßige Vermischung der Produkte der elektrischen Reinigung, wodurch deren Wirksamkeit erhöht

₍₅ wird.

Während der Arbeit der Vorrichtung treten die Stabelektroden 9 in Lösung. Nach und nach wird deshalb der anfängliche Elektrodenabstand wieder eingestellt indem man die Isolatoren 11 dreht Genauer

so wird der anfängliche Elektrodenabstand durch Drehen der Buchsen 13 wieder eingestellt

FaDs die Hauptstabelektroden 9 größere Hin- und Herbewegungen ausführen sollen, wird diese Verschiebung durch Drehung der Isolatoren 11 (Grobemstel- hing) und dann der Buchsen 13 (Feineinstellung) durchgeführt Ist eine Stabelektrode 9 in solch einem MaBe gelöst, daß der erforderliche Elektrodenabstand nicht mehr eingestellt werden kann und die weitere Arbeit der Einrichtung unmöglich ist, wechselt man die

bo Stabelektrode 9, indem man die Buchsen 13 löst und daraus die Elektrode 9 herausschiebt Dieser Elektrodenwechsel ist auch dann möglich, wenn es erforderlich ist, eine Stabelektrode 9 aus einem anderen Material zu verwenden. In dem Maße, wie die Außenfläche der rohrförmigen Elektrode 19 gelöst (erodiert) wird, wird sie um ihre Achse gedreht Wenn sich eine Ringrille gebildet hat, wird die Elektrode 19 nach Lösen der Mutter 22 in Axialrichtung verschobea Nachdem die

rohrförmige Elektrode 19 in einer neuen Stellung angeordnet worden ist, wird die Mutter 22 angezogen.

Falls die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung geringfügig verändert wird, ist es zweckmäßig, eine kleinere Anzahl von Scheiben 3 mit einer größeren Zahl von Stabelektroden 9 vorzusehen. Ist eine Leistungserhöhung der Vorrichtung erforderlich, dreht man die Schrauben 8 ab, nimmt den oberen Deckel 4 oder den unteren Deckel 5 ab und bringt eine erforderliche Anzahl von Scheiben 3 an, wonach die Schrauben 8 festgezogen werden.

Wie oben beschrieben wurde, funktioniert die erfindungsgemäße Vorrichtung so, daß die Ausgangsfliissigkeit in Richtung des Pfeils B durch den Rohransatz 29 und Kanal 30 zu der Hauptausflockungskammer geführt wird, wo unter Einwirkung des inhomogenen elektrischen Feldes der Hauptstabelektroden 9 depolphoretische und ponderomotorische Kräfte entstehen, die auf die Moleküle und Suspensionsteilchen sowie Gasblasen einwirken, was deren Koagu- lation und Ausflockung wegen Bildung des Hydroxyds des Elektrodenwerkstoffes zur Folge hat. Gerade durch diese sämtlichen Einflüsse wird der Prozeß der elektrischen Reinigung intensiviert. Die Flüssigkeit strömt dann in Richtung des Pfeils C in die zusätzliche Ausflockungskammer 26, wo unter Einwirkung der hauptsächlich dipolphoretischen Kräfte des inhomogenen elektrischen Feldes, das durch die Innenfläche der rohrförmigen Elektrode 19 und durch die weitere Elektrode 25 erzeugt wird, in der Flüssigkeit vorhandene Teilchen reversibel koaguliert, zur Elektrode 25 transportiert, neben dieser konzentriert und irreversibel koaguliert werden, wodurch sich am Eintritt des Stutzens 32 leicht trennbare dichte irreversible Flocken erhalten lassen. Wie oben beschrieben wurde, strömt die behandelte Flüssigkeit aus dem Stutzen 32 in Richtung des Pfeils Daus.

Wenn die Zusammensetzung der Suspension nicht kompliziert ist, ist auch eine andere Reihenfolge bei der Behandlung der Ausgangsflüssigkeit möglich. Wie schon oben erwähnt, strömt in diesem Fall die Flüssigkeit durch den Stutzen 36 gleichzeitig in beide Kammern 1 und 26 ein. Bei der elektrischen Reinigung schwach verunreinigter, im wesentlichen biologischer Flüssigkeiten braucht nur die Hauptausflockungskammer 1 ohne die zusätzliche Ausflockungskammer 26 zu arbeiten.

Gemäß der Erfindung wird derart auf eine Flüssigkeit eingewirkt, daß physikalisch-chemische und kolloiddisperse Prozesse in der Flüssigkeit hervorgerufen werden, durch die die Güte der Flüssigkeit bedeutend verbessert wird, weil die Zeit der Impulseinwirkung der der Relaxationsprozesse in der Flüssigkeit entspricht

Durch die Erfindung können Arbeitsgänge wie Aufkauf, Lagerung und Dosierung von Reagenzien vermieden werden. Bei geringem Aufwand an elektrischer Energie (0,1 bis 1 kWh je 1 m³ Ausgangsflüssigkeit) und Abmessungen der Einrichtung von etwa 800 χ 600 χ 400 mm wird bei einer Leistung von 10 bis 25 m³/Tag ein hoher Reinigungs- und Entkeimungseffekt sogar für nach herkömmlichen Verfahren schwer zu reinigendes Wasser erhalten. Nach der Meinung von Fachleuten erinnert der Geschmack von Wasser nach der Behandlung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung an den von Quellwasser.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrischen Reinigung und Entkeimung von Flüssigkeiten, die suspendierte und gelöste Substanzen enthalten, durch pulsierenden Stromdurchgang durch eine Ausgangsflüssigkeit zwischen den Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom eine Impulsdauer und Spannung aufweist, die für die Entstehung elektrischer Entladungen zwischen den Elektroden ausreicht, wobei die Stromimpulsdauer mehr als 0,001 s und die Spannung 100 bis 6000 V bei einem Abstand zwischen den Elektroden von 0,1 bis 10 mm je nach den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Ausgangsflüssigkeit beträgt

2. Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem rohrförmigen Gehäuse und radial in die im Innern des rohrförmigen Gehäuses gebildete Ausflockungskammer ragenden Stabelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (12) der einstellbaren Stabelektroden (9) in parallelen Ebenen verlaufen und daß in der Ausflockungskammer eine rohrförmige Elektrode (19) drehbar und längsverschiebbar befestigt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der rohrförmigen Elektrode (19) längs ihrer Längsachse eine weitere Elektrode (25) in Form einer Saite angebracht ist, die zusammen mit der rohrförmigen Elektrode (19) eine zusätzliche Ausflockungskammer (26) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte (17) der Stabelektroden (9) am Gehäuse (2) der Hauptausflockungskammer (1) längs einer Schraubenlinie (28) angebracht sind.