DE2545909A1

DE2545909A1 - Verfahren und vorrichtung zur entfernung von schmutzstoffen aus abwasser

Info

Publication number: DE2545909A1
Application number: DE19752545909
Authority: DE
Inventors: Dennis L Johnson; Ernest R Ramirez
Original assignee: Swift and Co Inc
Current assignee: JBS USA LLC
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1976-04-29
Also published as: JPS5164750A; GB1522188A; CA1052480A; SE7511645L; FR2287422B1; AU8549075A; IT1043320B; US3959131A; NZ178899A; FR2287422A1; JPS5751691U

Description

Anmelder: Swift & Company

115 West Jackson Boulevard, Chicago, Illinois 60604,

USA

Verfahren und Vorrichtung sur Entfernung von Schmutzstoffen

aus Abwasser

j)io Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Schmutzstoffen bzw. Abfallstoffen aus rohen Abwässern; sie betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung, bei denen sehr feine Bläschen unterhalb des strömenden Abwassers erzeugt werden, die sich schnell damit mischen und an den in dem Abwasser enthaltenen Schmutz- bzw. Abfallstoffen haften.

Auf verschiedenen Gebieten der Industrie werden Verfahren angewendet, bei denen rohe Abwässer erzeugt werden, die Teilchen, wie z.B. suspendierte öle, Fette, Proteine, lullstoffe, Glyceride, Pasern und biologisch abbaubare Materialien,sowie emulgierte Patte, öle und dgl., enthalten. Wenn man diese suspendierten und emulgierten üieilchen in natürliche Gewässer oder in Kanalisationssysteme (Klärsysteme) und dgl. gelangen läßt, treten verschiedene ümweltverschmutzungsprobleiae auf. Um solche Umweltverschmutzungsprobleme zu vermindern, werden die rohen Abwässer auf die verschiedenste Art und Weise behandelt.

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Die bisher bekannten Verfahren »eigen, daß die Reinigung solcher Abwässer mit relatirem Srfolg dadurch ersielt werden kann« daß man Bläsehen von Oasen» wie Wasserstoff, Sauerstoff oder Luft, durch einen Induetrieabwasser enthaltenden großen Behälter leitet, wobei die aufsteigenden (frasbläschen einen Veil des teilchenförmigen Materials einschließen oder daran haften» BIe auf diese Weise behandelten Teilchen haben dann eine geringere Dichte als Wasser und steigen demzufolge auf bis in die Bähe der Oberfläche der Flüssigkeit innerhalb des Behälters₉ wo sie abgeschöpft werden können· Häufig werden diese Verfahren mit chemischen Behandlungen kombiniert. Aber auch dann sind die bisher bekannten Verfahren zeitraubend und verhältnismäßig unwirksam· Mitkeiner der bisher bekannten Vorrichtungen ist es Jedooh allgemein möglich, das Abwasser auf wirtschaftliche Weise so schnell zu behandeln« wie es in einem großtechnischen Verfahren gebildet wird, um die darin enthaltenen Schmutz- bzw· Abfall stoffe auf zufriedenstellende Weise zu entfernen·

Wie in der deutschen Patentanmeldung P 25 OO ^95· 9 beschrieben, können verbesserte !Ergebnisse dadurch ersielt werden, daß man zuerst eine Keimflock· (wie nachfolgend definiert) erzeugt, die dann mit einem Polyelektrolyten behandelt werden kann unter Bildung einer Tollständigen (fertigen) Flocke (wie nachfolgend definiert), die dann τοη dem Abwasser abgetrennt wird* Xs wurde nun gefunden, daß noch bessere Ergebnisse in bezug auf die Geschwindigkeit, die Wirksamkeit, die Erhaltung der Energie, die Gr3ße der Vorrichtung und die Menge der eingesetzten Ausgangsmaterialien dadurch erzielt werden kann, daß man die durch Bläschen erzeugte Keimflocke Ton unten in ein Abwasser eintreten läßt«,

Ziel der Torliegenden Ärfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Xrzeugung τοη großen Mengen Gasbläschen in Terhältnismäßig kleinen umschlossenen Gebieten, die unterhalb eines Behälters, durch

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den rohes Abwasser strömt, angeordnet sind und in Verbindung damit stehen, anzugeben· Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Terbessertee Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung einer besseren Keimflocke durch die wirksame Erzeugung von sehr kleinen Bläschen anzugeben, die in einem schnell strömenden Abwasser nach oben steigen·

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, durch welche rohe Abwässer strömen können und die eine verbesserte, verhältnismäßig kompakte Bläschenbildungssello für die Bildung einer dichten Zone von Bläschen aufweist. Biese Zelle befindet sich unterhalb eines Behälters, durch den das Abwasser schnell fließt, und steht in Verbindung damit, so daß sich die Bläschen mit den Verunreinigungen in dem Abwasser vereinigen unter Bildung von Aggregaten von Bläschen und Schmutasstoffen "bew· Abfallstoffen· Stromabwärts des Behälters befindet sich eine Trenneinrichtung, die ea ermöglicht, daß die Aggregate in die Nähe der Oberfläche des Abwassers aufschwimmen, so daß sie entfernt werden können· Bas erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man eine dichte Zone von Bläschen von unten in schnell strömendes Abwasser einführt eur Erzeugung von Aggregaten von Bläschen und Abwasserschmutzstoffen· Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Abwasserschmutzstoffe bzw· -abfallstoff« strömen dann in ein Becken, wo sie an die Oberfläche des Abwassers schwimmen und davon abgetrennt werden.

Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit äen beiliegenden Zeichnungen hervor· Dabei zeigen:

fig. 1 eine schematische Barstellung der "bevorzugten Vorrichtung der Erfindung;

Pig· 2 eine Seitenaufrißansicht der bevorzugten Ausführungsform eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig, Λ\

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· 3 eine ebene Draufsicht auf die Ausführungsform der Fig· 2, bei der bestimmte Teile weggelassen sind;

Pig, 4 eine Atifrißansicht einer anderen Ausführunssform des Teils der Vorrichtung» der in den Pig· 2 und dargestellt ist;

Pig, 5 eine ebene Draufsicht auf die andere Ausführungsform gemäß Fig. 4;

Pig» 6 eine Aufrißansicht einer weiteren Ausführungsform des Teils der Torrichtung, der in den Pig. 2 und 5 dargestellt ist;

Pig. 7 eine Aufrißansicht einer weiteren Ausführungsform des Teils der Torrichtung, der in den Pig# 2 und 3 dargestellt istj

Pig· 8 eine Aufrißansicht des bevorzugten Flotationsbeclcens sowie einer anderen gewünschtenfalls verwendbaren Ausführungsform des Flotationsbeekensj

Pig. 9 eine schematische Darstellung des an der Linie 9-9 der Pig. 1 vorbeiströmenden Abwassers f

Pig. 10 eine schematische Darstellung des an der Linie 10-10 der Pig. 1 vorbeietrömenden behandelten Abwasser

Fig. 11 eine schematische Darstellung der Aggregate der Bläschen und Schmutzstoffe oder der Keimflocke, die an der Linie 11-11 der Pig. 1 vorbeiströmen}

Pig. 12 eine schematische Darstellung des an der Linie 12-12 der Pig· 1 vorbeiströmenden Abwassers und der vorbei-Btrömenden vollständigen (fertigen) Flocke; und

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?ig. 13 eine graphische Sarstellung der Beziehungen zwischen der Größe und Anzahl der Bläschen und dem Volumenpro »ent sat« der Gaßbläechen·

Die wesentlichen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, kurz zusammengefaßt, das Durchströmenlaasen eines Industrie- oder kommunalen (städtischen) Abwassers durch eine kompakte und dichte Zone von feinen Bläschen, die aus einer Bläsohenquelle atammen, die unterhalb der Zone angeordnet ist, so daß praktisch das gesamte Abwasser und praktisch die gesamten Schmutz- bzw. Abfallstoffe darinnen jederzeit oberhalb der Bläschenquelle bleiben· Innerhalb dieser Zone kommen die feinen Bläschen schnell mit den Schmutz- bzw. Abfallstoffen in Kontakt unter Bildung von Aggregaten von Bläschen und Schmutastoff en· Danach strömen die Aggregate und das Abwasser in ein Flotationsbecken, in dem die Aggregate an die Oberfläche des Abwassers aufsteigen und davon abgetrennt werden.

Ein gegebenenfalls anzuwendendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man Industrie- oder kommunale (städtische) Rohabwässer zuerst mit einem oder mehreren Koagulantien, wie Aluminiumsulfat, Alaun, Eisen(III)sulfat, Eisen-(Ill)chlorid, (DaIk und dgl., welche das Brechen der Emulsionen innerhalb des Abwassers und die Agglomerierung einiger der Schmutz- bzw. Abfallstoffe innerhalb des Abwassers unterstützen» vorbehandelt, bevor man sie in diese Zone gelangen läßt· Diese bevorzugte Stufe ist für die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich, da verschiedene rohe Abwässer keine »usätzliche Koagulation erfordern, obgleich durch dies« Stufe die 3eea*twirksaakeit dee erfindungsgemäßtn Verfahrens im allgemeinen erhöht wird*

Di« Jig» 1 der beiliegenden Zeichnungen erläutert diese Stufe d*r Zugab· einte loagulationsaittels als Vorbehandlung und di· Tig« 9 gibt dl« Xonfliaten· ein·» typisch«*, in die Zu- 11 einetronenden roh»n Abwassers an· Yertmreinigixof-

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gen und Schmutz« bzw. Abfallstoffe sind durch eine große Anzahl von verhältnismäßig kleinen Punkt an dargestellt« die

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bedeuten, daß das rohe Abwasser etwa 10 biß etwa 1Cr Schmutzstoff teilchen pro Liter Abwasser enthalten kann. Die Fig. 10 erläutert etwas größere Verunreinigungen nach der gewünschtenfalls durchgeführten Behandlung mit einem Koagulationsmittel· Die ungefähre Anzahl der Schmutaistoffaggregate oder -t'eilchen 1 Minute nach Einführung des Koagulationsmittels wird etwa um den Faktor 10 auf etwa 10' bis etwa 10 Teilchen pro later verringert,, in erster Linie aufgrund der fatsache_f daß solche Aggregate oder Teilchen sich unter der Einwirkung des Koagulationsmittels miteinander vereinigen.

Eine weitere_>gegebenenfalls durchgeführte Stufe besteht darin. daß etwa zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem das Koagulationsmittel »!gegeben wird_f auch eine Verbindung augegeben werden kann, die sich für die Einstellung des pH-Wertes des rohen Abwassers eignet. Beispiele für solche pH-Werteinatellungsverbindungen sind Calciumhydroxid oder irgendeine andere Verbindung, die bewirkt, daß der pH-Wert des fertig geklärten Abwassers innerhalb des Bereiches von etwa 6 bis etwa 9» vorzugsweise von 6 bis 8 liegt· Der Zweck des pH-Werteinstellungsmittels besteht darin, den pH-Wert des Abwassers auf die Werte surücksuführen, die den Abwasseraustragsbedingungen kommunaler (städtischer) oder anderer Regierungsbehörden genügen» Die Verbindung ist in der Lage, Je nach dem behandelten Abwasser den pH-Wert »u erhöhen oder zu senken und es können beliebige Verbindungen zugegeben werden* Die meisten Koagulantien sind s.B. sauer und ihre Zugabe kann die Sttgabe einer Verbindung, wie Calciumhydroxid, zur Erhöhung des pH-Wertee erforderlich machen.

lach einer oder beiden dieser gegebenenfalls durchzuführenden Stuf «ι läuft di· erst· der wesentliche» Vsrf ahrensstuf en ab* Das Abwaeser wird behandelt» indem man «s dusch «inen Behälter

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strömen läßt* der eine verhältnismäßig kompakte und besonders dichte Zone Ton sehr feinen Bläschen enthält, die aus einer Bläschenersetxgungsselle unterhalb der Zone stammen· Die Bläschen selbst können auf elektrolytischem Wege erzeugt werden oder ei· können ron einer Gasbläechenquelle, die in einer flüssigkeit bzw* einen Tluid dispergiert oder gelöst ist, in die Zelle eingeführt werden« 9er Abwasserstrom ist im allgemeinen horizontal und verhältnismäßig schnell, während die Bläschen jbu Beginn in einer praktisch vertikalen Orientierung mit dem Abwasserstrom in Xontakt kommen, da sie von der Zelle aufsteigen unter Bildung der dichten Zone; wenn der Abwasserstrom innerhalb des verhältnismäßig kleinen Tolumens des Behälters auf diese dichte Bläschenzone auftrifft, werden mäßig turbulente Strömungebedingungen erzeugt, welche die Häufigkeit des direkten Kontakts zwischen den Bläschen und den Schmutzbzw· Abfallstoffen innerhalb des Abwassers erhöhen, die jedoch nicht so stark sind, daß die Aggregate der Bläschen und Schmutzstoffe oder die dadurch gebildete Keimflocke aufgebrochen werden· Sin spezifisches Beispiel für den 9?yp der mäßig turbulenten Strömungebedingungen, die innerhalb des Behälters erzeugt werden, ist die allgemein spiralförmige Aufwärtsbewegung des Abwassers, die in der durch die Fig* 2 und 3 dargestellten Ausführungsform erzeugt wird· Es können aber auch sehr zufriedenstellende Ergebnisse in Behältern erzielt werden, die allgemein einen Aufbau haben, der mehr demjenigen entspricht, wie er in den verschiedenen anderen Ausführungsformen dargestellt ist, wobei die mäßig turbulenten Strömungsbedingungen, die in solchen Torrichtungen erzeugt werden, mehr willkürlicher Natur sind, wodurch sich die Bläschen und der Abwasserstrom schnell durchmischen unter Bildung der Aggregate oder der Keisflocke.

Bas behandelte Abwasser nach dieser Stufe ist in der Tig· 11 dargestellt* Diese figur zeigt die Aggregate von Bläschen und Schmutzstoffen, die hier als "Keimflocke" bezeichnet werden, wenn eine nachfolgende weitere Ausflockung erforderlich ist

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zur Herateilung einer vollständigen (fertigen) Flocke, Der hier verwendete Ausdruck "Keimflocke^H steht für eine Flocke, die durch die Wechselwirkung zwischen den Koagulationsmittel (falls es verwendet wird) und festen und flüssigen kolloidalen Schmutzstoffen und feinen Bläschen gebildet wird, wobei diese Bildung in erster Linie innerhalb des Behälters erfolgt« Zwar enthält «ine Keimflocke rorzugsweiee ein Koagulationsmittel, es braucht dieses jedoch nicht zu enthalten, Je nach dem speziellen behandelten Abwasser· Bio Keimflocke besteht im allgemeinen aus etwa 1CK bis etwa 10 Aggregaten von Bläschen mnd Schmutastoff en pro Liter behandeltem Abwasser· Der hier rerwendete Ausdruck "Aggregate von Bläschen und Sohmutestoffen" steht allgemein sowohl für die Keimflocke als auch für die nachfolgend definierte vollständige (fertige) Flocke und kann als Keimflocke angesehen werden, die nicht anschließend mit einem Ausflockungsmittel behandelt wird.

Diese Stufe, in der die Aggregate oder die Keimflocke erzeugt werden (wird), wird über einen Zeitraum von etwa 6 Sekunden bis etwa 2 Minuten, vorzugsweise von 1 Minute oder weniger, durchgeführt, wobei während dieser Zeit die Verunreinigungen aus dem Abwasser von einem oder mehreren der sehr feinen Bläschen festgehalten werden· Die Bildung der Keimflocke erfolgt sehr schnell· Das Abwasser strömt mit eintr Geschwindigkeit von etwa N Litern pro Minute durch das System und das Volumen des Behälters liegt innerhalb des Bereiches von etwacyi K bis etwa 2 Ä Litern; dadurch bleibt das Abwasser innerhalb des Behälters und damit während eines Zeitraums von etwa 1/10 bis etwa 2 Minuten in direktem Kontakt mit der Zone der sehr feinen Bläschen· Obgleich dies ein sehr kurzer Zeitraum ist, bildet sich dennoch eine außergewöhnlich große Anzahl von Aggregaten von Bläschen und Schmutzstoffen (Abfallstoffen) unter Entwicklung einer besseren Keimflocke aufgrund der außerordentlich hohen Menge von Bläschen (10 bis 10 Bläschen pro Liter Abwasser, kleine Bläschen mit einem Durchmesser von 10 bis 500, vorzugsweise 20 bis 300 Mikron) und aufgrund

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der innerhalb des Behälters erzeugten mäßig turbulenten Strömung·

IM einige Besiehungen zwischen den verschiedenen Parametern der erfindungsgeiaäß erzeugten Bläschen zu erläutern» sind in der Fig. 15 die für einen bestimmten !typ eines Abwassers, das slit elektrolytisch erzeugten Bläschea in einem iPestrohr» das etwa demjenigen, der bevorzugten Torrichtung und der bevorzugten Verfahren, entsprach» behandelt worden war» gesa aaelten experimentellen Daten graphisch dargestellt. Bei den Abwasser handelte es sich um ein Gerbereiabwasser mit etwa i?OO mg/1 BOD (biochemischer Sauerstoffbedarf) vmä. 3-56 mg/1 extrahierbarem Hexan. Aus der Fig# 15 iet asu ersehen» daß bei diesem Gerbereiabwasser zufriedenstellende bis ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden konnten» wenn den Elektroden 0»5 bis 50 Ampereminuten pro 5*79 Liter (1 gallon) Abwasser zugeführt wurden· Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet sind mehr als 10 Ampereminuten. pro 5*79 1 (1 gallon) Abwasser nicht erforderlich. Es wurde gefunden» dafi der bevorzugte Bereich in der Größenordnung voa 1,5 bis 8 Amperemimiten pro 5*79 1 C1 gallon) Gerbereiabwasser lag*

Wenn Ströme innerhalb dieser Bereiche augeführt wurden» wurden in dem Gerbereiabwasser etwa 0*1 bis etwa 10 VoI.-% elektrolytisch erzeugte Gasbläschen in der Bläschenbildungsseile erzeugt. Ee wurden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten* wenn etwa 0»5 bis etwa 10 Vol.-% elektrolytisch erzeugter Gase vorhanden waren· Ein höchst wirtschaftlicher Bereich lag bei etwa 0_t5 bis etwa 2 Vol.-#.

Die Besiehung zwischen dem Volumenprozentsatε der Gase innerhalb der Bläschenbildungszelle und der tatsächlichen Anzahl von Bläschea pro liter, die innerhalb der Zelle erzeugt werden» hängt natürlich von der Größe der Bläschen ab» So können beispielsweise noch ausgezeichnete Ergebniese mit einem durchschnittlichen Bläschendurchmesser von etwa 500 Mikron erhalten

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werden, die in der Größenordnung von 10 Bläschen pro Liter erzeugt werden· IM diese ausgezeichneten Ergebnisse zu erzielen, muß jedoch eine verhältnismäßig hohe Menge an Ampereminuten pro 3,79 1 (1 gallon) ssugeführt werden und deshalb sind YBrhältnismäßig hohe Volumenprozentsätze an Gasen erforderlich^ wann der durchschnittliche Bläschendurchmesser in dieser Größenordnung liegt« Wie aus der Hg· 13 ersichtlich, können jedoch dann, wenn der durchschnittliche Bläschendurchmesser auf eine Größenordnung von. 30 Mikron abnimmt, bei dem gleichen Stromfluß wesentlich mehr Bläschen erzeugt werden, und es können in der Sat noch ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden bei einem beträchtlich geringeren Stromfluß als er erforderlich ist, wenn Bläschen mit einem viel größeren Durchmesser erzeugt werden»

Bs sei darauf hingewiesen, daß alle in der 3?ig· 13 angegebenen Bläschenr- und Stromparameter im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, wenn diese auf dieses spezielle Gerbereiwasser angewendet wird· Die spezifischen Bläschen- und Stromparameter variieren jedoch mit den verschiedenen Abwässern· Die Pig»13 zeigt die allgemeine Tatsache, daß wesentliche Vorteile erzielt werden, wenn die Größe der Bläschen herabgesetzt wird.

Bei einer gegebenenfalls durchgeführten Stufe des erfindungs-. gemäßen Verfahrens wird die Größe der Bläschen besonders klein gehalten und ihre Größe wird besonders gleichmäßig gehalten· Biese Stufe wird im wesentlichen so durchgeführt, daß man ein oberflächenaktives Mittel in die Bläßchenbildungszelle, vorzugsweise in die Sähe ihres Bodens, einfließen läßt, was zur Bildung von Bläschen führt, die gleichmäßig innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 100 Mikron im Durchmesser gehalten werden und die allgemein innerhalb des sehr engen Bereiches tmd in einer Größe mit einem außergewöhnlich geringen Durchmesser von etwa 30 bis etwa 50 Mikron gehalten w erden« Dabei werden im allgemeinen ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, da die kleineren und zahlreicheren Bläschen leichter von den

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Abwasserrersehmutzungsstoffen (-abfallstoffen) eingefangen werden· Sin Grund für diesen Effekt ist der, daß die Geschwindigkeit, mit der die Bläschen in einer Flüssigkeit aufsteigen« eine funktion ihrer QrSBe ist, wobei kleinere Bläschen langsamer aufsteigen· Je langsamer die Bläschen aufsteigen« desto langer Terbleiben sie in dem Behälter, wodurch die Chance ansteigt« daß sie mit einem Abwase er teilchen in Kontakt kommen, wodurch die Geschwindigkeit erhöht und der Wirkungsgrad der Bildung der .Aggregate Ton Bläschen und Schautsstof f en oder der Keimflocke verbessert wird, wie in Tig· 11 allgemein dargestellt·

In dieser gegebenenfalls durchgeführten Stufe kann fast jedes beliebige oberflächenaktive Mittel verwendet werden, ä.B· solche rom nicht-ionischen, anionischen oder kationischen Typ, wie Äonylphenylpolyäthylenglykoläther (nicht-ionisch), Alkylphenyloxidpolyäthanol (nicht-ionisch), Katriumalkylarylsulfonat (anionisch)« Dodecylbeneolaiamoniumchlorid (kationisch), Tetradecylbenxolammoniumehlorid (kationisch), Hexadecylbensolammoniumchlorid (kationisch) oder Alkyldimethylaminoxid (kationisch)·

Die Menge des der Bläschenbildungsselle zugesetzten oberflächenaktiven Kittels wird innerhalb des Bereiches von etwa 0,0001 bis etwa 0,1 56, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Fnaae innerhalb der Zelle, gehalten· Ss wurde festgestellt, daß in dieser Stuf· die Oberflächenspannung der wäßrigen Phase innerhalb der Zelle auf Werte β wischen etwa 20 und etwa 40 dyn/cm vermindert wird· Biese niedrige Oberflächenspannung unterβtutst ganx wesentlich die Bildung von Bläschen, deren durchschnittlicher Burehmesser gleichmäßig innerhalb des Bereiches von 10 bis 100, vorzugsweise von 30 bis 80 Mikron gehalten wird« Wenn kein oberflächenaktives Mittel vorhanden ist, liegt die Oberflächenspannung in der Größenordnung von etwa 72 dyn/om.

Sie gegebenenfalls durchgeführte Stufe der Zugabe eines ober-

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flächenaktiven Mittels hat eine besondere Bedeutung insofern, als es nicht einem großen Volumen Abwasser zugegeben wird. Wenn das oberflächenaktive Mittel einem großen Volumen zugegeben werden müßte, wäre dies sehr kostspielig, dadurch würde ein weiterer Schmutz stoff zugegeben und die endgültige Entfernung der Schmutzstoffe würde erschwert werden.· Anstatt das oberflächenaktiv« Mittel einem großen Abwasserbehälter, bei* spielsweise dem Flotationsbecken der erfindungsgemäßen Vorrichtung, «uzugeben, muß das oberflächenaktive Mittel erfindungsgemäß bei dieser gegebenenfalls durchgeführten Stufe für die Verteilung nur dem verhältnismäßig geringen Volumen der Bläschenbildungszelle «!gesetzt werden·

Eine andere,gegebenenfalls durchgeführte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrene kann angewendet werden, wenn die Bläschen elektrolytisch erzeugt werden. Diese Stufe besteht darin, daß man eine wäßrige Quelle für ionische Materialien in die Zelle, vorzugsweise in die Sähe ihres Bodens, einführt· Dies hat allgemein den Effekt, daß der zwischen den Elektroden erzeugte Strom gefördert wird· Das heißt mit anderen Worten, dadurch werden die Amp er eminuten pro 3,79 1 (1 gallon) erhöht, die innerhalb der Zelle durch die Elektroden erzeugt werden können, ohne daß die Spannung verändert wird· Bin Beispiel für eine solche wäßrige Quelle für ionische Materialien ist Wasser, das Säuren, Basen oder Salze enthält. Diese Stufe ist insbesondere vorteilhaft bei der Verarbeitung von Industrieabwässern, die eine verhältnismäßig geringe elektrolytisehe Leitfähigkeit besitzen. Wenn diese ionischen Materialien Ionen, wie z.B. Chloridionen, enthalten, wird das susätzliche Merkmal erzielt, daß ein Desinfektionsmittel erhalten wird, wenn diese Ohloridionen Chlor freisetzen. Beispiele für geeignete ionische Materialien sind Verbindungen, wie Natriumchlorid, Schwefelsäure, Kaliumbromid, Natriumiodid, Natriumsulfat, Eisen(III)sulfat. Alaun und Calciumhydroxid* Die Konzentration dieeer Ionisohen Materialien (Anionen und

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Kationen) innerhalb der Bläschenbildungszelle sollte innerhalb des Bereiches von etwa 0,005 η bis etwa 0,05 η gehalten werden·

Eine weitere, gegebenenfalls durchgeführte Stufe zwischen der wesentlichen Stufe der Bildung von Aggregaten (durch schnelles Inkontaktbringea eines strömenden Abwassers mit einer dichten Zone von Bläschen, die von unterhalb des Abwasserstromes eingeführt werden) und der wesentlichen Stufe des Einströmens in ein Flotationsbecken ist die Zugabe eines Ausflockungsmittel zu dem Abwasser strom. Der Keimflocke wird ein Ausflockungsmittel, z.B. ein Polyelektrolyt» in Konzentrationen von etwa 0,5 bis etwa 15, vorzugsweise von 0,5 bis 6 ppm zugegeben, wodurch die Bildung der vollständigen (fertigen) Flocke unterstützt wird. Die Fig. 12 zeigt diese "vollständige (fertige) Flocke", bei der es sich im wesentlichen um die mit einem Ausflockungsmittel behandelte Keimflocke handelt. Eine solche "vollständige Flocke" umfaßt Konglomerate von Verunreinigungen, des Koagulans (falls ein solches verwendet \vird), des Ausflockungsmittels und einer verhältnismäßig großen Anzahl von feinen Bläschen· Die vollständige Flocke hat einen verhältnismäßig kompakten Aufbau und eine geringe scheinbare Dichte (die in der Regel innerhalb des Bereiches von etwa 0,7 bis etwa 0,9 liegt) und besitzt dadurch eine beträchtliche Schwimmfähigkeit im Wasser.

Diese gegebenenfalls durchgeführte Stufe, in der ein Ausflockungsmittel zugegeben wird, kann weggelassen werden, wenn sich in dem speziellen Abwasser eine besonders gut entwickelte Keimflocke, die hier als Aggregat von Bläschen und Schmutz stoff en bezeichnet \vird, gebildet hat. Wenn dies der Fall ist, besteht keine Notwendigkeit der Bildung einer "vollständigen Flocke", da diese Aggregate praktisch die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen wie die vollständige Flocke. Diese Stufe wird in der Weise durchgeführt, daß man das Ausflockungsmittel dem Keimflockenstrom zusetzt, wodurch ein mildes Mischen und die Bildung der vollständigen

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Flocke erzielt werden· Obgleich das erfindungsgemafie Verfahren auf die Verwendung eines speziellen Ausflockungsmittels nicht "beschränkt ist_f wurde gefunden, daß Polyelektrolyte ausgezeichnete Ergebnisse liefern· Dazu gehören »·Β· Polyacrylaäureacrylamide, Mischpolymerisate von etwa 50 bis etwa 90 Gew.-# Acrylamiden oder Methacrylamiden und etwa 50 bis etwa 10 Acryl- oder Methacrylsäure oder wasserlöslichen üalzen

davon· Diese Polymerisate sind durch ein Gewichtsdurchschnitts-

mindestens
Molekulargewicht von/etwa 2 Millionen, in der Hegel innerhalb des Bereiches von etwa 7 bis etwa 12 Millionen, gemessen durch Lichtstreuverfahren, charakterisiert. Solche Polymerisate sind an sich bekannt und im Handel erhältlich·

In de^ nächsten wesentlichen Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, die nachfolgend näher beschrieben wird, strömen die Tollständige Flocke oder die Aggregate von Bläschen und Schmutzstoffen Busammen mit der wäßrigen Phase des Atatfassers, das nun bereits im wesentlichen geklärt worden ist, in einen großen umschlossenen Raum, beispielsweise ein Flotationsbecken· Da die Dichte der vollständigen Flocke oder der Aggregate wesentlich geringer ist als diejenige von Wasser, steigen die vollständige Flocke oder die Aggregate innerhalb des Flotationsbeckens schnell an die Oberfläche des geklärten Wassers. Man läßt dann die Tollständige Flocke oder die Aggregate einfach bis in die Nähe der oberen Oberfläche des Inhalts des Flotationabeckens aufschwimmen, wonach diese obere Oberfläche abgeschöpft und von dem geklärten Wasser getrennt wird, das durch eine Abflußleitung aus dem Becken herausströmt. Vorzugsweise erfolgt der Abfluß des geklärten Wassers in der Nähe des Bodens des Beckens· Das Abschöpfen erfolgt vorzugsweise in einer Richtung, die im wesentlichen entgegengesetzt zu derjenigen der allgemeinen Richtung des Stromes des geklärten Wassers ist* um die Chance zu vermindern, daß irgendeine der vollständigen Flocken oder Aggregate durch die Abflußeinrichtung für das geklärte Wasser strömt·

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Eine weitere, gegebenenfalls durchgeführte Stufe des erfin-.dungsgemäßen Yerfahrens, die zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Trennungsstufe angewendet werden kann, besteht darin, dass Gasbläschen, beispielsweise solche von Luft, Wasserstoff oder Sauerstoff, in der Nähe des Bodens in das Flotationsbecken eingeführt und hindurchperlen gelassen werden, um das Aufsteigen der vollständigen Flocke oder der Aggregate 3SU unterstützen· Diese zusätzliche Stufe ist jedoch keine wesentliche Verfahrensstufe. Gemäß einer weiteren Verfeinerung kann die Menge der eingeführten Bläschen in dem Teil des Beckens am größten sein, wo das behandelte Abwasser in das Becken eintritt, wobei die Menge der Bläschen stromabwärts dieses Eintrittspunktes allmählich kleiner und kleiner wird.

Eine weiteregegebenenfalls durchgeführte zusätzliche Stufe besteht darin, daß man einen Teil des durch die Abflußleitung innerhalb des Flotationsbeckens strömenden geklärten Wassers der Bläschenbildungsaelle zuführt, um den für die Fortsetzung der Bildung von Gasbläschen darin erforderlichen Wasservorrat zu ergänzen.

In der bevorzugten Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung strömt ein Industrie- oder tommunales (städtisches) Rohabwasser durch die Zuflußleitung 11 in die Vorrichtung ein. Die Dimensionen der Leitung 11 sind so, da·?, sie einen Strom von etwa N Litern pro Minute an rohem Abwasser aufnehmen kann. Entlang der Leitung 11 kann gegebenenfalls eine Koagulans-Einspritzeinrichtung 12 und/oder gegebenenfalls eine weitere Einspritzeinrichtung 13 für die Zugabe einer Verbindung zur Einstellung des pH-Wertes des Abwassers vorgesehen sein. Gewünschtenfalls kann eine oder können beide Einspritzeinrichtungen 12 und 13 weggelassen werden. Wie weiter oben erläutert, hängt die Tatsache, ob die Zugabe eines Koagulationsmittels oder einer Verbindung zur Einstellung des pH-Wertes hilfreich ist oder nicht, von den speziellen Verunreinigungen ab, die in dem behandelten rohen Abwasser enthalten

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sind· Die Einspritzeinrichtungen 12 und 13 enthalten, wenn sie vorhanden sind, Flüssigkeit- bzw. Fluidbewegungseinrichtungen, wie z.B. Dosierpumpen, die in der Lage sind, eine vorher festgelegte Menge einer Flüssigkeit bzw* eines Fluids in die erf.-gemäße Vorrichtung einzuführen, und sie enthalten auch eine Leitung, welche die Einspritzeinrichtung mit der gewünschten Stelle innerhalb der Vorrichtung verbindet.

Stromabwärts dieser Einspritzeinrichtung 12 oder 13 ist ein oben geschlossener Behälter 14 vorgesehen. Der Behälter 14 kann jede beliebige Größe und Form haben, er kann beispielsweise einen kreisförmigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen· Wie weiter oben erwähnt, hat der Behälter

14 ein Volumen in der Größenordnung von 1/10 N bis 2 N Litern, vorzugsweise von etwa H Litern, um die Erzielung der gewünschten schnellen Aggregatbildung zu unterstützen·

Unaittelbar unterhalb des Behälters 14 ist eine Zelle 15 angeordnet· Gewünschtenfalls können auch mehr als eine solche Zelle

15 vorgesehen sein. Die obere Oberfläche der Zelle 15 steht mit mindestens einem feil der Bodenoberfläche des Behälters in Verbindung· Innerhalb der Zelle 15 ist eine Bläscheneinführungseinrichtung 20 angeordnet«

Zur Einführung von Wasserstoff, Sauerstoff oder anderen Gasbläschen in die Zelle 15 ist eine Bläscheneinführungseinrichtung 20 vorgesehen· Die Bläscheneinführungseinrichtung 20 umfaßt vorzugsweise Elektroden, wie sie weiter unten in bezug auf die Fig. 2, 3» 4 und 5 näher beschrieben werden, die aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einem Metall, bestehen und mit einer Energiequelle verbunden sind· Wenn »wischen den Elektroden ein Strom fließt, wird das Wasser innerhalb der Zelle I5 in Wasserstoff- und Sauerstoffgasbläschea zersetzt· Obgleich eine solche Elektrodenanordnung bevorzugt ist, kann die Bläscheneinführungseinrichtung 20 stattdessen Luftbläschen oder andere Gasbläschen, die in

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Wasser gelöst sind (Fig. 6) mittels einer Einrichtung zum Einpumpen von Gas unter Brück in das Wasser einführen oder sie kann diejenigen, die im Wasser dispergiert sind (Fig. 7) mittels eines Mischers, wie nachfolgend angegeben, in das Wasser einführen·

Eine Einspritzeinrichtung 16 für eine wäßrige Flüssigkeit bzw. ein wäßriges Fluid ist kein wesentliches Merkmal der erfinduncsgemäßen Vorrichtung, \7enn sie Torgesehen ist, steht sie in direkter Verbindung mit der Zelle 15. Die Einspritzeinrichtung 16 kann dazu verwendet werden, wäßrige Flüssigkeiten bzw. Fluids in Form von Leitungswasser, das ionische Verbindungen enthält, und/oder in Form eines wäßrigen Systems, das ein oberflächenaktives Mittel enthält, in die Zelle 15 einzuführen. Die Einspritzeinrichtung 16 für die wäßrige Flüssigkeit weist, wenn sie vorgesehen ist, einen ähnlichen Aufbau auf wie die vorstehend beschriebene Einspritzeinrichtung 12 oder 13· Wenn die Einspritzeinrichtung 16 weggelgssen wird, wird die ansonsten damit zugeführte wäßrige Flüssigkeit aus dem Abwasser selbst zugeführt, das von der Oberseite der Zelle her in den Behälter 14 eintritt·

Mit der oberen Oberfläche des Behälters 15 steht ein Gasableitungsrohr 17 in Verbindung, das vorgesehen sein kann, um Gase abzulassen oder einen übermäßigen Gasdruck innerhalb des Behälters 14 zu entspannen durch Verwendung einer Leitung, durch welche die Gase, die eich nicht mit den Seuchen in dem Behälter 14 vereinigt haben, entweichen können·

Die Einspritzeinrichtung 18 für das Ausflockungsmittel ist, wenn sie vorgesehen ist, stromabwärts von dem Behälter 14 angeordnet und steht mifc einer übergangsleitung 10 in Verbindung, durch welche das behandelte Abwasser zwischen dem Behälter und dem Flotationsbecken 19 stromabwärts strömen kann« Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsfora hat das Flotationsbecken 19 einen rechteckigen Querschnitt und weist einr

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Abschöpfeinrichtung 22 auf, die im wesentlichen, parallel zu. der Bodenoberfläche des Beckens 19, jedoch weit oberhalb derselben angeordnet ist. Das Flotationsbeeken umfaßt eine Abflußleitung 23, durch welche das mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung geklärte Wasser strömt. Ferner ist ein· Abflußleitung 24 für das abgeschöpfte Material vorgesehen, durch welche die Schmutzstoffe bzw« Abfallstoffe für die Lagerung» für die sichere Beseitigung oder für die weitere Behandlung transportiert werden·

Obgleich viele spezifische Strukturdetails innerhalb des lahmens der erfindungsgemäßen Vorrichtung variiert "werde» können» ist eine bevorzugte Ausführungsform der Zelle 15 und- äes Behälters 14- in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsfora umfaßt die Einrichtung 20 zur Einführung der Bläschen eine Vielzahl von Elektroden 21, die innerhalb der Zelle 15 angeordnet sind. In der Fie· 2 sind sie so dargestellt» daß sie innerhalb des Behälters 15 an einer Aufhängeeinrichtung 38 aufgehängt sind» Die Aufhängeeinrichtung 38 muß die Elektroden 21 gegeneinander isolieren. Ein billiges und geeignetes Material, aus dem die Einrichtung 38 bestehen kann, ist Holz. Es eignet sich aber auch fast jedes andere Material, sofern es die Elektroden entlang der Einrichtung 38 gegeneinander isoliert.

Jede zweite Elektrode ist mittels der Verbindungseinrichtuiig 31» bei der es sich um einen oder mehrere elektrische Drähte handeln kann, mit der Energiequelle rerbunden. Die verbleibenden übrigen Elektroden 21 sind mittels einer anderen Elektrodenverbindungseinrichtung 31* mit einem ähnlichen Aufbau, die ebenfalls mit der Energiequelle verbunden ist» miteinander verbunden·

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur umkehr der Polarität vorgesehen, so daß die als Kathoden dienenden Elektroden gewünschtenf alls auch als Anoden verwendet werden können und

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umgekehrt· Die Polaritätsumkehr kann durch manuelle umkehr der Verbindungen zwischen der Verbindungseinrichtung 31 und der Verbindungseinrichtung 31' und den Anschlußklemmen einer Gleichstromenergiequelle oder einer gleichgerichteten Wechselstromenergiequelle erzielt werden. Das gleiche Ergebnis kann erhalten werden, wenn man stattdessen beispielsweise eine Einrichtung, wie z.B· einen Umkehrschalter (nicht dargestellt), rerwendet.

In der Fig· 2 sind die Elektroden selbst so dargestellt, daß sie in einer vertikalen Richtung hängen· Es liegt aber auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die Elektroden so befestigt sind, daß sie praktisch horizontal liegen (Jig. 4 und 5)· Diese zuletzt genannte Alternative kann noch vorteilhafter sein als die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung, da die Bläschen, die entlang der vollen Lange der Elektroden erzeugt werden, innerhalb der Zelle 15 weniger miteinander in Eontakt kommen, wenn die Elektroden in horizontaler Richtung anstatt in vertikaler Sichtung angeordnet sind, was zur Folge hat, daß die Bläschen den Behälter 14 in einer verbesserten Wirksamkeit erreichen· Die vertikale Anordnung hat den praktischen Vorteil, daß sie die Verwendung einer verhältnismäßig einfachen und billigen Einrichtung zum Aufhängen der Elektroden 21 erlaubt, insbesondere wenn die Elektroden aus einem Material bestehen, das nur eine durchschnittliche elektrische Leitfähigkeit hat und verhältnismäßig schwer ist, wie dies bei Duriron-Elektroden der Fall ist, die in dieser Ausführungsform verwendet werden können·

Es wurde gefunden, daß zur Erzielung eines Stroms, der Bläschen einer geeigneten Große und Dichte liefert, bei Verwendung von Duriron-Elektroden eine große Anzahl von verhältnismäßig großen Elektroden vorgesehen sein muß· So sind beispielsweise bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung etwa 70 Elektroden vorgesehen, welche die Form eines aus Duriron bestehenden Stabes mit einem Durchmesser von etwa 3*31 bis etwa 5,08 cm (1 1/2 bis 2 inches) und einer Länge von etwa

^7θ IO/U900

1#55 β (5 feet) haben. Natürlich variieren die jeweiligen Dimensionen der Duriron-Elektroden in Abhängigkeit von der Anzahl der Elektroden, dem erzeugten Gesamtstrom, dem Zwischenraum zwischen den Elektroden, der Spannung und der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers.

Die bevorzugte Ausführungsform umfaßt auch eine Flüssigjkeitsverteilungsleitung 41. Diese Leitung kann die yerschiedensten Funktionen haben« Sie kann «um Ausspülen von Verunreinigungen verwendet werden, die versehentlich in die Zelle 15 eingedrungen sind· Sie kann auch als Einrichtung zur Einführung der verschiedensten Flüssigkeiten bzw. Fluids in die Zelle 15» vorzugsweise in die Kähe ihres Bodens, verwendet werden· So kann beispielsweise durch diese Leitung Leitungswasser mittels der Einspritzeinrichtung 16 für eine wäßrige Flüssigkeit eingeführt werden, das an den Elektroden 21 zersetzt wird. Zusammen mit oder anstelle der Zuführung von Leitungswasser kann die Leitung 41 auch zur Einführung von ionischen Verbindungen in die Zelle 15 zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit des Systems und damit zur Erhöhung der Wirksamkeit des Zersetzungsverfahrens verwendet werden· In Kombination mit oder anstelle der Einführung von Leitungswasser und/oder von ioniechen Verbindungen kann durch die Leitung 4-1 auch ein oberflächenaktives Mittel in die Zelle 15 eingeführt werden· Wenn die Leitung 41 nicht vorgesehen ist, kann das Wasser, dae durch die Elektroden 21 zersetzt wird, aus dem Abwasserstrom selbst ersetzt werden.

Die geeante obere Oberfläche der bevorzugten Zelle 15 steht in direkter Verbindung mit der Bodenoberfläche des Behälters 14. Die Zelle 15 ist an dem Behälter 14 befestigt mittels Bolzen (Schrauben) 44, die in Löchern 45 in einem Flansch 46 entlang des oberen tJafange der Zelle 15 sitzen, wobei die Bolzen (Schrauben) 44 auch durch die Löcher 47 in dem Behälter 14 gehen·

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Der Behälter 14 selbst kann irgendeine geeignete Form haben. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird ein Behälter 14 verwendet, der im wesentlichen die Form eines geraden Zylinders hat, wobei der horizontale Querschnitt durch den Zylinder der kreisförmige Querschnitt des geraden Zylinders ist. Diese Anordnung ist am besten in der Fig. 3 zu sehen. Obgleich dieser spezielle Aufbau keineswegs für die vorliegende Erfindung wesentlich ist, hat sich gezeigt» daß das Abwasser die Heigung hat, um den Umfang eines Behälters 14 mit diesem speziellen Aufbau herumzuströmen, wobei der Strom der Bläschen aus der Zelle 15 das Abwasser zwingt, entlang dieses Uiafanges in Aufwärtsrichtung in einer mäßig turbulenten spiralförmigen Strömung zu fließen. Dieser Effekt ist zwar für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, er scheint jedoch die Verhinderung des Eindringens von großem teilchenförmigem Material in die Zelle 15 zu unterstützen und er dient auch dazu, einen verhältnismäßig langen Abwasserströmungsweg innerhalb des Behälters 14 zu erzielen, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß die Schmutzstoffe (Abfallstoffe) mit den Bläschen innerhalb des Behälters 14 in Kontakt kommen, vergrößert wird. Ein weiteres Merkmal der bevorzugten Vorrichtung der Erfindung ist die !Patsache, daß die Zuflußleitung 11 in der Nähe der Bodenoberfläche des Behälters 14 angeordnet ist und daß die Übergangsleitung 1$ in der Nähe der oberen Oberfläche des Behälters 14 angeordnet ist. Diese Anordnung unterstützt das Auftreten des aufwärts gerichteten Spiraleffekts.

Es sei betont, daß auch mit einem anderen Aufbau des Behälters 14 und der Zelle 15 als er für die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorstehend beschrieben worden ist, noch zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden· So kann beispielsweise die Zelle 15, wie in Fig. 1 dargestellt, eine gerade zylindrische Form haben und der Behälter 14 kann eine rechteckige kastenförmige Form haben, wobei die Zuflußleitung 11 und die Übergangsleitung 10 auf den praktisch einander gegen-

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überliegenden Seiten des Behälters 14 in etwa der gleichen Höhe angeordnet sind. Eine solche Anordnung eignet sich auch für das schnelle Mischen der Bläschen mit dem Abwasser zur Erzielung einer Burchwirbelung unter mäßiger ühirbulenz.

Die Elektroden können, wenn sie vertikal angeordnet sind, in irgendeiner geeigneten Form, beispielsweise in Form von konzentrischen Kreisen oder in Form von Reihen von Elektroden, wie in der Fig. 3 dargestellt, angeordnet sein. Es ist nur wesentlich, daß die Anordnung so ist, daß ein genügender freier Raum innerhalb der Zelle entsteht, so daß die Bläschen durch die Zelle 15 leicht nach oben und in den Behälter 14 gelangen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der Bläscheneinfühningseinrichtung 20. Eine Vielzahl von Elektroden 121 ist innerhalb der Zelle 115 im wesentlichen horizontal angeordnet. Sie stehen abwechselnd mit zwei Elektrodenverbindungseinrichtungen 131 bzw. 131 · in Verbindung unter Bildung von zwei gabelförmigen Elektrodeneinheiten, die in entgegengesetzten Richtungen zueinander orientiert sind, wobei die Elektroden der einen gabelförmigen Elektrodeneinheit sich mit denjenigen der anderen gabelförmigen Elektrodeneinheit abwechseln und die Elektroden im wesentlichen parallel zueinander nit einem Zwischenraum dazwischen sind. Jede Verbindungseinrichtung 131, 131' ist an einer Anschlußklemme 132, 132» befestigt, die sich außerhalb der Zelle II5 erstreckt und durch Kabel oder dgl. die Verbindung mit der Energiequelle herstellt.

Wie aus der Fig. 4 am besten zu ersehen ist, ist der für diese andere Ausführungsform dargestellte spezielle Aufbau so, daß er die leichte Entfernung der Elektroden erlaubt, um den Ersatz oder die Reparatur derselben zu erleichtern bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des wasserdichten Aufbaus der Zelle 115· Dieser spezielle Aufbau stellt nur eine Art und Weise dar_f in der die Elektroden entfernt wer-

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den können« Der dargestellte spezielle Aufbau umfaßt eine mit einem Gewinde Tersehene Befestigungseinrichtung 133 mit einem Bolzen 134, wobei die Befestigungseinrichtung 133 eine der Anschlußklemmen 132* an der Zelle 115 befestigt· Die andere Anschlußklemme 132 ist durch eine mit einem Gewinde rersehene Befestigungeeinrichtung 135 mit einer Bolzen- und • Schellenanordnung 136 an der Zelle 115 befestigt. Zur Entfernung der Elektroden werden die mit einem Gewinde versehene Befestigungseinrichtung 136 und der Bolzen 134- gelockert, ebenso die mit einem Gewinde versehene Befestigungseinrichtung 135· Die Bolzen- und Schellen-Einrichtung 136 wird entfernt und die gesamte Elektrodeneinheit einschließlich der beiden gabelförmigen Elektrodeneinheiten und der Anschlußklemmen 132, 132* vdrd durch die öffnung 137 herausgezogen, die durch ein· Bolzen- und Schellen-Anordnung 136 verschlossen ist, wenn die Zelle 115 in Betrieb ist.

Diese andere Ausführungeform umfaßt eine Flüssigkeitsverteilungsleitung 141, die unterhalb der Elektroden 121 innerhalb der Zelle 115 angeordnet ist· Diese Leitung 141 steht mit der Einspritzeinrichtung 16 für die wäßrige Flüssigkeit (Fig. 1) in Verbindung, die dazu dient, eine oder mehrere der oben genannten wäßrigen Flüssigkeiten (Fluids) in die Zelle 115 einzuführen« welche von diesen, wenn überhaupt, verwendet wird, hängt von den Materialien ab, die bereits in dem behandelten Abwasser enthalten sind. So wird beispielsweise eine ionische Subs tan« nur dann zugegeben, wenn die jeweilige Blektrodenoberflächengröße, das Material und der Zwischenraum zwischen den Elektroden nicht ausreichen, um mit dem Wasser innerhalb der Zelle 115 die gewünschte Strommenge zu erzeugen. Zn entsprechender Weis· wird ein oberflächenaktives Mittel nur dann zugegeben·, wenn die jeweilige Elektrodenkonfiguration und das Wasser innerhalb der Zelle keine Bläechem der richtigen Größe bilden. Wenn ein oberflächenaktives Mittel der Zelle der «rfindungegemäßen Vorrichtung zugegeben wird, kann das in allgemeinen wirtschaftlich

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durchgeführt werden, weil die Größe der Zelle, in welche das oberflächenaktive Mittel eingeführt werden soll, ein verhältnismäßig geringes Volumen hat im Vergleich beispielsweise eu dem Volumen des Flotationsbeckens 19· Obgleich dieses Merkmal bei allen Ausführungsformen angewendet werden kann, ist es besonders geeignet für die in den ^ig· 4 und 5 dargestellte alternative Ausführungsform, da die Zelle 115 in der Hegel in engem Abstand voneinander angeordnete, verhältnismäßig kleine Elektroden 121 mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit enthält, die es erlauben, die Größe der Zelle 115 kleiner zu machen als es im allgemeinen bei den anderen Ausführungsformen möglich ist.

Gewünschtenfalls können die durch die Flüssigkeitsverteilungsleitung 141 in die Zelle 115 eingeführten wäßrigen -Flüssigkeiten durch getrennte Einrichtungen zugeführt und durch die Einspritzeinrichtung 16 für die wäßrige Flüssigkeit in die Zelle gepumpt werden· Sin anderes Merkmal der Erfindung ist das, daß es sich bei dieser wäßrigen Flüssigkeit oder einer der wäßrigen Flüssigkeiten, wenn mehr als eine verwendet wird, um das geklärte Abwasser handeln kann, das aus der Abflußleitung 25 abströmt» Eine Leitung 2$ kann mit der Abflußleitung 23 in Verbindung stehen (Fig. 1), wobei die Leitung 25 mit der Leitung 141 direkt verbunden oder nach dem Durchgang durch eine Einspritzeinrichtung 18 in diese eingeführt werden kann· Bei Verwendung dieser Anordnung stellt das geklärte Wasser den gesamten oder einen Seil des Vorrats des Wassers dar, das innerhalb der Zelle 115 zersetzt werden soll. Dies ist eine zweckmäßige Anordnung, insbesondere wenn das geklärte Waechwasser Eigenschaften hat, die für die Verwendung inner» halb der spezifischen Zelle 115 besonders vorteilhaft sind·

Es liegt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, das durch die Elektroden 121 zersetzte Wasser durch das durch den Behälter 114 in die Zelle 115 einströmende Abwasser zu ergänzen· Wenn jedoch die Leitung 141 vorgesehen ist, tritt die Flüssig-

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keit durch eine oder mehrere öffnungen 1*2, bei denen es sich um eine Vielaahl von Eintritt »öffnung en oder vm einen länglichen Schiit« handeln kann, in die Zelle 115 ein. In federn Jail· ist 3ede öffnung 142 vorzugsweise in solchen Winkeln ausgerichtet, daß ein· verhältnismäßig gleichmäßige Verteilung der wäßrigen flüssigkeit unterhalb der Elektroden 121 erzielt wird« So wurde beispielsweise gefunden, daß eine wirksame Verteilung erfolgt, wenn der Winkel A (Fig. 4) in der Größenordnung von 75° liegt.

Ein weiteres ,gegebenenfalls rorhandenes Merkmal dieser Ausführung sfora ist die Spülleitung 143, die vorgesehen ist, um die Reinigung des Behälters 114 und der Zelle 115 zu erleichtern, wobei irgendwelche Abfallprodukte oder Schmutsstoffe, die sich darin angesammelt haben können, durch die Spülleitung 143 ausgespült werden können·

Die gesamte obere Oberfläche der Zelle 115 steht mit dem Behälter 114 in Verbindung. Die Zelle 115 und der Behälter 114 sind mittels der Befestigungseinrichtungen, beispielsweise der Bolzen 144, die die Löcher 145 in dem Plansch 146 entlang des oberen Bmfanges der Zelle 115 durchlaufen, aneinander befestigt, wobei die Bolzen 144 auch die Löcher 147 in dem Behälter 114 durchlaufen· Diese Anordnung ist so, daß eine wasserdichte Versiegelung zwischen dem Behälter 114 und der Zelle 115 erzielt wird.

Wie aus der !"ig. 5 ersichtlich, sind die Elektroden 121 dieser anderen Ausführungsfon« im allgemeinen parallel zueinander und die alternierenden (einander abwechselnden) Elektroden sind mit einer der beiden Elektrodenverbindungseinrichtungen 131 oder I3I¹ verbunden. Wenn jede Anschlußklemme 132, 132* mit der Energiequelle verbunden ißt (?ig. 2), dienen die Elektroden, die mit einer der Verbindungseinrichtungen in Kontakt stehen, als Kathoden, während die übrigen Elektroden als Anoden dienen« Vorzugsweise ist eine tßakehr der Polarität

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vorgesehen, so daß die Elektroden, die als Kathoden dienen, gewünschtenf alle auch als Anoden Yerwendet werden können und umgekehrt· Wie bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Polaritätsumkehr entweder manuell oder durch eine Einrichtung, wie z.B. einen Umkehrschalter, durchgeführt werden«

Obgleich die bevorzugte Ausführungsform der Zelle und des Behälters, wie in den Fig· 2 und J dargestellt, besonders gut geeignet ist für die Verwendung von Elektroden aus Duriron, können sowohl die Elektroden 21 dieser Ausführungsform als auch die Elektroden 121 der anderen Ausführungsfora solche eines teilweise löslichen Typs sein, wie z.B. solche aus Ferrosiliciumlegierungen, wie Duriron, oder es kann sich dabei um solche des unlöslichen Typs handeln, die aus" Materialien, wie mit Palladium beschichtetem Titan, platiniertem Titan* platiniertem Niob, platiniertem Tantal, Kohlenstoff, Graphit, Aluminium, Platin, Blei-Antimon-Silber-Legierungen oder mit fcutheniumoxid beschichteten Materialien,bestehen· Pur die Verwendung in der anderen Ausführungsfora. bevorzugt sind solche Elektroden 121, die eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen und bei denen es sich um solche vom unlöslichen Typ handelt.

allgemeinen sind die Elektroden dieser Ausführungsform so angeordnet, daß bei niedrigen Spannungen (in der Größenordnung von etwa 10 bis 15 ToIt) besonders hohe Stromdichten (innerhalb des Bereiches von etwa 8,6 bis etwa 16,1 A/d» (80bis 150 A/ft. )) erzeugt werden· Dies wird dadurch erreicht, daß man Elektroden verwendet, die einen rechteckigen Quer>~ schnitt haben, verhältnismäßig dünn sind, die so orientiert sind, daß ihre Breite im wesentlichen Tertikai ist, und die einen geringen Abstand in bezug auf die andere Elektrode haben. Die Elektroden 121 weisen-insbesondere eine Dicke £ in der Größenordnung von etwa 0,31f bis etwa 0,635 cm (1/8 bis 1/4 inch), eine Breite oder Tertikaidimension W in der Größenordnung von etwa 1,27 cm (1/2 inch) bis au mehreren Zentimetern

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(mehreren inch) auf und sie haben irgendeine geeignete länge, ;Je nach Ör5ße der Zelle 115t wobei eine ix allgemeinen geeignete Länge in der Größenordnung von etwa 60 ca (2 feet) bis zu einigen Metern (several feet) liegt·

Theoretisch sollten die Elektroden 121 so dicht wie möglich nebeneinander angeordnet sein« um die besonders hohen Dichten« die ein Merkmal dieser Ausführungsform darstellen, zu erzielen. Dafür sind ia allgemeinen Zwischenräume von weniger als 2,54- cm (1 inch) erforderlich· Ein optimaler Zwischenraum sollte etwa innerhalb des Bereiches von etwa 0,159 bis etwa 0,635 cm (1/16 bis 1/4 inch) liegen· Zwischenräume von weniger als 0,159 cm (1/16 inch) haben den Nachteil, daß sie zu leicht ver stopf en· Sin besonders geeigneter Abstand liegt, wie gefunden wurde, bei etwa 0,47 ca (3/16 inch)· Dieser Abstand wird_f obgleich er auf diesem Gebiet ungewöhnlich klein ist, in erster Linie wie nachfolgend angegeben praktikabel gemacht.

In der erfindungsgemäßen Torrichtung strömt das Industrieabwasser durch den Behälter 114; d.h., es strömt oberhalb und nicht durch die Zelle 115· Auch bei dem bevorzugten Aufbau dieser anderen (alternativen) Ausführungefora wird die getrennte Zufuhr von Wasser für die Zersetzung in Gasbläschen von unterhalb der Elektroden 121 durch die Leitung 141 in die Zelle 115 eingeführt. Infolgedessen bleiben praktisch alle Verunreinigungen innerhalb des Abwassers oberhalb der Zelle 115 und der darin befindlichen Elektroden 121, wodurch irgendein bemerkenswerter Strom von Verunreinigungen durch die Elektroden 121 selbst eliminiert wird, zwischen denen die Verunreinigungen sonst festgehalten würden·

Die Fig. 6 und ? beziehen eich auf zwei weitere alternative Ausführungsforaen der Einrichtung 20 %we Einführung von Bläschen, wobei in keiner dieser Ausführungsforaen eine Einrichtung eur Erzeugung der Bläschen durch elektrolytische Zersetzung von Wasser verwendet wird, wie dies bei der bevor-»

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zugten Ausführungsform und bei der alternativen Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 der Fall ist. Stattdessen werden die Gasbläschen mit einem Wasservorrat, der in die Zelle 215 eingeführt wird_f sugeführt· Ähnlich wie in der bevorzugten Ausfiihrungeform und in der anderen alternativen Aueführungsfortt, wie sie weiter oben beschrieben worden ist, ist es wesentlich, daß diese Gasbläschen, die aus Luft oder irgendeinem anderen Gas !»«stehen können, innerhalb der Zelle 215 aufsteigen und von unterhalb des Wasserstromes, der durch den Behälter 214 strömt, der mit dem oberen Abschnitt der Zelle 215 in wasserdichter Verbindung steht, in den Behälter 214 gelangen. Wie bei den anderen AusfÜhrungsformen bilden diese Gasbläschen Aggregate von Bläschen und Schmutzstoffen, die sich innerhalb des Abwasserstromes befindet, der durch die Zuflußleitung 211 in den Behälter 214 eintritt und die Aggregate und das Abwasser strömen durch die Übergangsleitung 210 aus dem Behälter 214 aus· Wie bei den anderen AusfÜhrungsformen ist ein Gasablaß» rohr 217 in dem Behälter 214 vorgesehen.

In der in der Fig. 6 dargestellten alternativen Ausführungsform ist ein Vorrat von in Wasser gelöstem Gas vorgesehen, der mittels einer Tielaahl von miteinander verbundenen Leitungen 261, die Innerhalb der Zelle 215 angeordnet sind, in die Zelle 215 eingeführt wird, wobei Jede Leitung eine Vielzahl von öffnungen 262 aufweist, die es ermöglichen, daß die gelösten Gasbläschen Innerhalb der Zelle 215 aufsteigen und die dichte Zone von feinen Bläschen bilden· Der Vorrat an in dem Wasser gelöstem Gas wird innerhalb einer lompressionseinrichtung 263 hergestellt, bei dtr es sich im allgemeinen um einen Zylinder mit einem Stab 264- und einem gleitend darin angeordneten Kolben 265 handelt· In die Eompressionseinrichtung 263 wird mittels der Einspritzeinrichtung 216 eine wäßrige Flüssigkeit eingeführt· Wie bei der Einspritzeinrichtung 16 für eine wäßrige flüssigkeit bei den anderen ^usführungsformen kann die Einspritzeinrichtung 216 entweder einen eigenen getrennten Vorrat an Flüssigkeit (nicht dargestellt) aufweisen oder sie

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kann mit der Leitung 25 (Pig. 1) in Verbindung stehen und es kann dadurch geklärtes Wasser in die erfindungsgemäße Vorriohtung eingeführt werden. In Verbindung mit der Kompressionseinrichtung 263 steht eine Einlaßeinrichtung 266, die entweder gegenüber der Atmosphäre einfach offen sein kann oder die in Verbindung mit einer Gaszuführungseinrichtung (nicht dargestellt) stehen kann. Wenn der Stab 264· und dadurch der Kolbon 265 innerhalb der Kompressionseinrichtung 263 nach hinten gezogen werden, treten eine wäßrige Flüssigkeit und ein Gas ein und sie werden durch den umgekehrten Takt (Schub) des Kolbens 265 komprimiert, wodurch sich die Gasbläschen innerhalb der wäßrigen Flüssigkeit lösen. Die in der Flüssigkeit gelösten Bläschen gelangen mittels der Flüssigkeitsrerteilungsleitung 241 in die Zelle 215. Gewünschtenfalls kann durch die Leitung 241 auch ein oberflächenaktives Mittel eingeführt werden· Ferner ist die Spülleitung 243 als Einrichtung zum Ausspülen von Verunreinigungen, die sich innerhalb der Zelle 215 angereichert haben, vorgesehen.

Die in der Fig. 7 dargestellte andere alternative Ausführungsform, die derjenigen der Fig. 6 ähnelt, weist ebenfalls eine Vielzahl von miteinander verbundenen Leitungen 261 mit öffnungen 262 auf. Diese Ausführungsform weist jedoch anstelle der Kompressionseinrichtung 263 sum Lösen der Gasbläschen in der wäßrigen Flüssigkeit eine Mischeinrichtung 273 «um Dispergieren der Gasbläschea in einer wäßrigen Flüssigkeit auf. Die Mischeinrichtung 273 weist eine Vielzahl von Mischerblättern 275 auf, die entlang einer Welle 274 befestigt sind, die ihrerseits drehbar innerhalb der Mischeinrichtung 273 befestigt ist. Die Welle 274 steht mit einem Motor 277 ia Verbindung, welcher die Mischerblätter 275 dreht. Durch die Einspritzeinrichtung 216 wird Wasser in die Mischeinrichtung 273 eingeführt. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann die Einspritzeinrichtung 216 ihren eigenen Vorrat für die wäßrige Flüssigkeit (nicht dargestellt) aufweisen oder es kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geklärtes Wasser durch die

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Leitung 25 eingeführt werden (Fig. 1). In die Mischeinrichtung 273 wird Sas eingeführt durch einen Gaeeinlaß 276, der gegenüber der Atmosphäre offen sein kann oder mit einem Gasvorrat (nicht dargestellt) in Verbindung stehen kann. Durch das Drehen der Wischerblätter 275 werden die durch den Einlaß 276 in die Mischeinrichtung 273 eintretenden Gase innerhalb der wäßrigen Flüssigkeit diepergiert, danach wird die wäßrige Flüssigkeit mit dem darin dispergierten Gas durch die Flüssigkeit sverteilungsleitung 241 in die Zelle 215 eingeführt« Die darin dispergierte Luft liefert die zur Erzeugung der dichten Zone von Bläschen innerhalb des Behälters 214 erforderlichen Gasbläschen·

3Cn der Fig. 8 ist der Aufbau des Flotationsbeckens 19 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnen dargestellt· Das vorher behandelte Abwasser strömt durch die Übergangsleitung 10 in das Becken 19 ein· Der Abwasserstrom wird durch das vertikale Ablenkblech 51 innerhalb des Flotationsbeckens 19 allgemein nach oben gelenkt. Der Abwasserstrom wird außerdem durch das dreieckige Ablenkblech 52 nach unten gerichtet. Die Aggregate der Bläschen und Schmutz stoffe oder der vollständigen Flocke Innerhalb des behandelten Abwassers steigen innerhalb des Beckens 19 an die Oberfläche des Abwassers _t wodurch sie mit der Abschöpf einrichtung 22 in Kontakt kommen· Die Abschöpf einrichtung 22 besteht vorzugsweise aus einer Fördereinrichtung (einem Förderband) 53 ait einer Vielzahl von Abschöpf elementen 54· Die Fördereinrichtung 53 läuft um eine Vielaahl von Waisen 55 in der Weise herum, daß ihre untere Oberfläche in entgegengesetzter Sichtung zu derjenigen des allgemeinen Stromes des Abwassere innerhalb des Beckens durch das Becken 19 wandert. Die Abschöpf elemente 54 kommen dadurch mit den Aggregaten oder der vollständigen Flocke an der oberen Oberfläche in Kontakt und lenken diese aus dem Becken 19 durch die Abflußleitung 24 für das abgeschöpfte Material.

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Sin gegebenenfalls angewendetes zusätzliches Merkmal des Flotationsbeekens 19 ist ebenfalls in der Fig. 8 dargestellt· Dieses gegebenenfalls angewendete Merkmal besteht aus irgendeiner beliebigen Einrichtung, die Bläschen zuführt, die au» dem Bereich in der Sähe der unteren Oberfläche des !Ίο-tat ionsbeckens 19 stammen. Ss sei betont, daß dieses gegebenenfalls vorhandene Merkaal nur vorgesehen ist, um die Flotation der Tollständigen Flocke oder der Aggregate innerhalb des Beckens 1-) su untersützen, so daß sie leichter abgeschöpft werden können· Ee dient nicht der Bildung der vollständigen Flocke oder der Aggregate· Bei des in der Fig. 8 dargestellten speziellen Aufbau ist eine Yielzahl von stabförmigen Duriroa-Elektrodea 56 innerhalb des Flotationsbeckens 19 vorgesehen. Wie in der Fig. 8 dargestellt, liegen diese Elektroden in Form von Anoden-Kathoden-Paaren vor, deren Polarität periodisch umgekehrt werden kann. Auch bei dem in der Fig. 8 dargestellten speziellen Aufbau weisen diese Elektrodenpaare: einen ungleichmäßigen Abstand voneinander auf· Biese Anordnung erlaubt die Erzeugung einer größeren Menge von Bläschen an Stellen, an denen die Aggregate oder die vollständige Flocke am dicksten sind, d.h. In dem Abschnitt des Beckens 19, in den das behandelte Abwasser eintritt·

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen bevorzugte Ausführungeforaen der Erfindung näher beschrieben sind, näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein·

Beispiel 1

In einer industriellen Anlage einer Rinderschlachtfabrik wurd· das Abwasser mit einer Geschwindigkeit von 2270 1 pro Minute behandelt· Zuerst wurden als Koagulans 350 Mg/1 Eisen-CIII)sulfat zugegeben· Danach wurden 80 mg/1 Calciumhydroxid zugegeben, um den pH-Wert einzustellen. Dann wurde das Abwasser in einen Behälter gemäß der weiter oben beschriebenen bevorzugten Torrichtung der Erfindung einströmen gelassen.

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Bei dieser speziellen Vorrichtung enthielt die Zelle Elektroden aus einer Ferrosiliciumlegierung (Duriron)_f wobei 7° Stabelektroden mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 5,81 cm (1 1/2 inches) oder 5»08 cm (2 inches) und einer Länge von etwa 1,53 m (5 feet) verwendet wurden« Die Elektroden wurden innerhalb einer Zelle mit einem quadratischen Querschnitt mittels Holzaiifhängeeinrichtungem, die in der Äähe der Oberseite der Elektroden angeordnet waren, aufgehängt·' Die in diesem Beispiel erzeugte elektrische Leitfähigkeit lapf in der Größenordnung von 700 Mikroohm pro cm und beim Anlegen einer Gleichstromspannung von 12 Volt floß ein Strom von 500 Ampere. Bs wurden «ufriedens teil ende Ergebnisse erhalten· Es wurde festgestellt, daß noch bessere Ergebnisse erhalten wurden und der Stromfluß auf etwa 1500 Ampere beträchtlich erhöht werden konnte bei Verwendung einer 12 Volt-Spannungsquelle, wenn man als ionische Verbindung unterhalb der Elektroden etwa 1,9 1 einer 20 gew.-%igen Schwefelsäure pro Minute einführte· Die Eigenschaften des rohen Abwassers waren folgende: 1215 Mg/1 BOD (biochemischer Sauerstoffbedarf), 850 mg/1 suspendierte Gesamtfeststoffe und 810 mg/l extrahierbares Hexanf die Eigenschaften des behandelten Abwassers waren folgende» 95 ag/1 BOD, 88 mg/1 suspendierte Gesamtfeststoffe und 15 mg/1 extrahierbares Hexan·

Beispiel 2

Zu etwa 100 ecm eines Gerbereiabwaseers mit etwa 1300 mg/1 BOD und ^56 mg/1 extrahierbarem Hexan wurden 1200 mg/1 Eisen-(Ill)sulfat eugegeben, danach wurden 800 mg/1 Calciumhydroxid eugegeben. Bei den Elektroden in der Zelle handelte es sieh ui stabförmige Elektroden mit einem Durchmesser von 0,316 ca (1/8 inch), die aus platiniertem Uta» bestanden, wobei der Abstand dazwischen etwa 0,635 cm (1/4 inch) betrug· Beim Anlegen von 12 Volt wurde ein Stroa von 15,5 A/dm (144 Ampere/ ft· ) Elektrodenoberfläche erzeugt« Dieser Strom wurde I5 Sekunden lang fließen gelassen, danach waren praktisch 100 %

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der Verunreinigungen ait den durch die Zersetzung des Wassers innerhalb der Zelle erzeugten Bläschen Terbundea unter Bildung einer ZeiÄflocke. Dann wurden 2 mg/1 eines Polyelektrolyten augegeben und es wurde langsam gerührt unter Bildung einer vollständige» Jlocke, die schnell an die Oberfläche aufstieg, wobei die wäßrige Phase praktisch vollständig geklärt wurde} das behandelte Abwasser wies eine Analyse auf, die in der Größenordnung derjenigen des Beispiels 1 lag.

Beispiel 5

Das Beispiel 2 wurde im wesentlichen wiederholt₉ wobei diesmal nach dem Calciumhydroxid ein oberflächenaktives Mittel zugegeben wurde. Dabei wurden praktisch die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 2 erhalten, wobei diesmal jedoch nach nur 10 Bekunden langem Fließen des Stromes eine tatsächlich vollständige Klärung erzielt wurde· Dieses Beispiel erläutert den verbesserten Wirkungsgrad, der erzielt werden kann durch Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Energieanforderungea um etwa 30 % verringert wurden.

Beispiel 4

Dieses Beispiel wurde in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt unter Verwendung der alternativen Ausfährungsform der Elektroden gemäß den Pig. 4 und 5. Die Elektroden bestanden aus platiniertem Titan, sie hatten einen Abstand von etwa 0,47 cm (3/16 inch) voneinander und ^ede wies eine Oberflächengröße voncfcwa 0,5 a² (5 ft.²) auf. Ein Strom von etwa 9*5 1 (250 gallons) pro Minute eines Pleischverarbeitungsabwaasers wurde mit 300 mg/1 Eisen(III)sulfat behandelt. Durch eine 12 Volt-Crleichspannungsquelle wurde ein Gesamt strom von 300 Ampere erzeugt. Unterhalb der Elektroden wurde ein oberflächenaktives Mittel mit einer Geschwindigkeit von etwa 19 1 (5 gallons) pro Minute in die Vorrichtung eingepumpt. Als ober-

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flächenaktives Mittel wurde eine Lösung von nicht-ionischem Bbnylphenylpolyäthylenglykoläther mit einer Konzentration von 0,1 Gew,-# verwendet· Das unbehandelte Abwasser wurde analysiert und es enthielt 1600 mg/1 BOD (biochemischer Sauerstoffbedarf), 800 mg/1 SS (suspendierte Gesamtfeststoffe) und 850 mg/1 extrahierbares Hexan· Nach dem Klären unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens war die Analyse des behandelten Abwassers folgende: 110 mg/1 BOD, 80 mg/1 SS und 20 mg/1 extrpchierbares Hexan·

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Hahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Patentansprüche t

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Claims

Patentansprüche

1.J Verfahren zur Entfernung von Schmutz stoff en bzw. Abfallstoffen aus rohem Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß man

ein Abwasser schnell durch eine kompakte und dichte Zone von feinen Bläschen strömen läßt, die aus einer Bläschenquelle unterhalb dieser Zone stammen, wobei praktisch alle Schmutz* bzw. Abfallstoffe innerhalb des Abwassers jederzeit oberhalb der Bläschenquelle verbleiben, die feinen Bläschen schnell mit den Schmutz- bzw. Abfallstoffen in Kontakt bringt unter Bildung von Aggregaten von Bläschen und Schmutz- bzw. Abfallstoffen, die Aggregate und das Abwasser in ein Flotationsbecken einführt, in dem man die Aggregate an die Oberfläche des Abwassers aufsteigen läßt, und

die Aggregate von dem Rest des Abwassers abtrennt, das auf diese Weise im wesentlichen von den Schmutz- bzw. Abfallstoffen geklärt (befreit) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die schnelle Bildung der Aggregate von Bläschen und Schmutzstoffen durch eine mäßige Turbulen* unterstützt, die sich entwickelt zwischen dem strömenden Abwasser, das zu Beginn im wesentlichen horizontal durch die dichte Zone von feinen Bläschen strömt, und den Bläschen, die aus dem Bläschenvorrat mit einer im wesentlichen vertikalen Anfangsorientierung in die Zone eintreten.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bläschenvorrat in Gegenwart eines ober» flächenaktiven Mittels erzeugt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bläschenvorrat erzeugt wird

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durch elektrolytische Zersetzung von Wasser innerhalb einer Bläscheniuführungszelle und daß das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von etwa 0,0001 bis etwa 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers innerhalb der Zelle, sragegeben wird·

5· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Zone von feinen Bläschen auf elektrolytischem Wege erzeugt wird durch einen Strom von etwa 0,5 bis etwa 5° Ampereminuten pro 3,79 1 (1 gallon) Abwasser, wobei die dichte Zone der feinen Bläschen etwa 0,1 bis etwa 10 VoI.-% der innerhalb des Volumens des in der Zone behandelten Abwassers elektrol tisch erzeugten Bläschen füllt, wobei die dichte Zone von feinen Bläschen etwa 10

10
bis etwa 10 Bläschen pro 1 Abwasser enthält und die feinen Bläschen einen Durchmesser aufweisen, der innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 500 Mikron liegt.

6· Verfahren nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß der Strom etwa 1,J? bis etwa 8 Ampereminuten pro 3 »79 1 (1 gallon) Abwasser beträgt, daß die Menge der elektrolytisch erzeugten Bläschen etwa 0,3 bis etwa 2 Vol.-# beträgt, das β die dichte Zone der Bläschen etwa 10 bis etwa 10° Bläschen pro Idter enthält und daß der Durchmesser der feinen Bläschen innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 100 Mikron liegt·

7· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Bildung von Aggregaten von Bläschen und Sohmutsstoffen innerhalb von etwa 6 Sekunden bis etwa 2 Minute» bewirkt wird*

8· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aggregate der Bläschen und Söhmutsstoffe eine Kelaflocke bilden und daß der Keimflocke ein Ausflockungsmittel zugegeben wird unter Bildung einer vollständigen (fertigen) Flocke, bei der es sich um die

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Aggregate von Bläschen und Schmutastoffen handelt, die dann in das Flotationsbecken eingeführt werden.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ausflockungsmittel einen Polyelektrolyten verwendet, der in einer Konzentration innerhalb des Bereiches von etwa 1/2 bis etwa 15 ppm »ugegeben wird,

10· Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vollständige flocke eine Sichte innerhalb des Bereiches von etwa 0,7 bis etwa 0,9 aufweiet.

11, Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet₉ daß man den Bläschenvorrat erzeugt durch elektrolytische Zersetzung einer wäßrigen flüssigkeit, die unterhalb des Bläschenvorrats eingeführt wird·

12· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Flüssigkeit eine ionische Substanz enthält, die in Konzentrationen innerhalb des Bereiches von etwa 0,005 η bis etwa 0,05 η vorliegt·

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ionische Substanz Chloridionen zur Freisetzung von Chlor als Besinfizierungsmittel enthält·

14-· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Srennung durch Abschöpfen bewirkt.

15· Verfahren nach mindestens einem der Anspruch· 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß man die Trennung durch Zuführung; von Gasbläechen unterstützt, die aus einem Abschnitt in der Näh« der Bodenoberfläch· des flotationabeckens stammen.

16. Vorrichtung «ur Entfernung von Schmutzstoffen bzw· Ab-

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fallstoffen aus rohem Abwasser, gekennzeichnet durch

einen Behälter (14) ₉ durch den ein Abwasser strömt _y und eine Zelle (15) mit einer Bläscheneinfübungseinrichtung (20) für die Einführung von feinen Bläschen, wobei die Zelle (15) unterhalb des Behälters (14) angeordnet ist und damit in Verbindung steht, wodurch die Schmutzstoffe bzw. Abfallstoffe innerhalb des Abwassers sich innerhalb des Behälters (14) mit den Bläschen vereinigen unter Bildung -von Aggregaten von Schmutz» bzw. Abfallstoffen und Bläschen,

eine Abwasserzuflußleitung (11) und eine Übergangsleitung (10) für das behandelte Abwasser, die jeweils mit dem Behälter (14) in Verbindung stehen, und

ein ilotationsbecken (19), das mit der Ubergangsleitung (10) in Verbindung steht, wobei das Flotationebecken (19) dazu dient, die Aggregate der Schmutz stoffe und Bläschen von dem geklärten Abwasser zu trennen·

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (11) eine Koagulationsmittel-Einspritzeinrichtung (12) aufweist,

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (11) eine Einspritzeinrichtung (13) für die Einführung einer Verbindung zur Einstellung des pH-Wertes des Abwassers aufweist.

19· Vorrichtung nach Mindestens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet _t daß die Zelle (15) mit einer Einspritzeinrichtung (16) für eine wäßrige flüssigkeit in Verbindung steht, die dazu dient, eine wäßrige Flüssigkeit einzuführen.

20· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung

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(10) eine Ausflockungsmittel-Einspritzeinrichtung (18) aufweist·

21· Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläseheneinführungseinrichtung (20) eine Vielzahl von darin angeordneten Elektroden (21) aufweist, die mit einer Energiequelle verbunden sinä₉ tmd daß eine wäßrige flüssigkeit in die Zelle (15) eingeführt wird, wobei der durch die Elektroden (21) fließende Strom die wäßrige Flüssigkeit «ersetzt unter Bildung ron feinen Bläschen.

22, Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (21) aus einem Matedal aus der Gruppe der ferrosiliciumlegierungen, Kohlenstoff, Graphit, Aluminium, der Blei-Antiaon-Silber-Iiegierungeft, Fiatin, mit Palladium beschichtetem Titan, platiniertem Ü?itan_f ,

platiniertem Hiob, platiniertem 9Jantal und der mit Rutheniumoxid beschichteten Metalle bestehen und im wesentlichen parallel ineinander angeordnet sind und einen Abstand voneinander haben, der Innerhalb des Bereiches von etwa 0,159 bis etwa 5,08 cm (1/16 bis 2 inches) liegt.

23· Vorrichtung nach Anspruch 21 und/oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Elektroden (21) um Stab· aus einer Terresiliciumlegierung handelt, die im wesentlichen parallel ineinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Elektroden (21) etwa 1,27 bis etwa 5_f08 cm (1/2 bis 2 inches) beträgt, daß der Behälter (14) einen im wesentlichen kreisförmigen horizontalen Querschnitt aufweist und daß die Zuflußleitung (11) entlang der vertikalen Dimension dee Behälters (14) in einer Höhe unterhalb der Höhe räumlich engeordnet ist, in der die Übergangsleitung (10) mit dem Behälter (14) in Verbindung steht·

24· Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

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daß die stabförmigen Elektroden (121) aus einem Edelmetall bestehen und alternierend mit einer von zwei ElektrodenrerbindungBeinrichtungen (131» 131') verbunden sind, die an einander gegenüberliegenden Enden der Längen der Elektroden (121) angeordnet sind unter Bildung von zwei gabelförmigen Slektrodeneinheiten_y die in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, wobei die Elektroden (121) einer gabelförmigen Elektrodeneinheit sich mit den Elektroden der anderen gabelförmige» Elektrodeneinheit abwechseln, einen Abstand voneinander haben und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei der Abstand innerhalb des Bereiches von etwa 0,159 bis etwa 2,5*· cm (1/16 bis 1 inch) liegt.

25· Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand innerhalb des Bereiches von etwa 0,159 bis etwa 0,635 cm (1/16 bis 1/4 inch) liegt.

26. Torrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläscheneinführungseinrichtung (20) eine Xompressionseinrichtung (263) zum Auflösen eines Gases innerhalb einer wäßrigen Flüssi^kMt abseist, wobei die Kompressionseinrichtung (263)/und einen gleitend darin angeordneten Kolben (265), einen damit in Verbindung stehenden Gaseinlaß (266) und eine Einrichtung (216) zur Einführung einer wäßrigen Flüssigkeit in die JEompressionseinrichtung(263) aufweist und wobei die Kompressionseinrichtung (263) »it der Zelle (215) in Verbindung steht, wodurch das innerhalb dt* wäßrigen Flüssigkeit gelöste Gas in die Zelle (215) eingeführt wird unter Bildung von feinen Bläschen«

27. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennßelehnet, daß die Bläscheneinführungeeinrichtung (20) «ine Mischeinrichtung (273) zum Dispergieren eines Gases innerhalb einer wäßrigen Flüssigkeit aufweist, wobei die Mischeinrichtung (273) ein· Vieleahl von drehbar darin befestigten Mischblättern (275), eine Einrichtung (277)

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zum Drehen der Blätter (275) _t einen mit der Mischeinrichtung (273) in Verbindung stehenden Gaseinlaß (276) und eine Einrichtung (216) zur Einführung einer wäßrigen flüssigkeit in die Mischeinrichtung (275) aufweist» wobei die Mischeinrichtung (273) mit der Zelle (215) ia Verbindung steht, wodurch das innerhalb der wäßrigen Flüssigkeit dispergierte Gas in die Zelle (215) eingeführt wird tarfeer Bildung von feinen Bläschen·

28· Vorrichtung zum schnellen Mischen von sehr feinen Bläschen mit einem rohen Abwasserstre», gekennzeichnet durch einen Behälter (14) _t der einen anfänglich horizontalen Abwasser strom begrenzt und oberhalb einer Zelle (15) angeordnet ist und mit? der Zelle (15) in Verbindung steht_t die eine Vielzahl von Elektroden. (21) enthält, die mit einer Energiequelle verbunden werden können» und in die eine wäßrige Flüssigkeit eingeführt wird, so daß der durch die Elektroden (21) fließende Strom die wäßrige Flüssigkeit «ersetzt unter Bildung eines dichten, anfänglich vertikalen Stroms von feinen Bläschen, wodurch der anfänglich horizontale Abwasserstrom schnell und in einer mäßig turbulenten Strömung mit dem anfänglich vertikalen Strom der feinen Bläschen in Kontakt kommt·

29· Elektrodenanordnung für die Verwendung in einer Einrichtung zum Inberührungbringen eines dichten Stroms von feinen, elektrolytisch erzeugten ffasbläschea mit einem Strom eines Abwassers, das durch einen oben geschlossenen Behälter· fließt, dar oberhalb einer eine Elektrodenanordnung enthaltenden Zelle und damit in Verbindung stehend angeordnet ist» gekennzeichnet durch eine Vielsahl von stabförmige», aus einem Edelmetall bestehenden Elektrode» 021), die abwechselnd mit einer von zwei Blektrodenverbindungseinrichtungen (131* 1310 verbunden sind» die an einander gegenüberliegenden Enden der Längen der Elektroden (121) angeordnet sind unter Bildung von zwei gabelförmigen ^lektrodeneinhei ten, die in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, wobei die Elektroden

(121) der einen gabelförmigen Elektrodeneinheitr sich, mit den Elektroden (121) der anderen gabelförmigen Elektrodeneinheit abwechseln, einen Abstand voneinander haben und i» wesentlichen parallel sueinander rerlauf en, wobei der Abstand innerhalb des Bereiches von etwa 0,159 bis etwa 2,5* cm (1/16 bis 1 inch) liegt.

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