DE2754769A1

DE2754769A1 - METHOD OF TREATMENT OF COLLOIDAL STREAMS

Info

Publication number: DE2754769A1
Application number: DE19772754769
Authority: DE
Inventors: Louis Adolf Danau
Original assignee: ANPRESS Pty Ltd
Current assignee: ANPRESS Pty Ltd
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: MY8200183A; AU3128277A; FR2373318A1; NZ185896A; GB1594619A; HK28182A; FR2373318B3; JPS5381478A

Description

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KRAUS & WEISERTKRAUS & WEISERT

DR WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR-ING. ANNEKATE WBSERT DIPU-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797Ο7β · TELEX Ο5-212156 kpatdDR WALTER KRAUS DIPLOMA CHEMIST DR-ING. ANNEKATE WBSERT DIPU-ING. SPECIALIZATION CHEMICALS IRMGARDSTRASSE 15 D-8OOO MUNICH 71 TELEPHONE 089 / 797077-797Ο7β TELEX Ο5-212156 kpatd

TELEQRAMMKRAUSPATENTTELEQRAM CRAUS PATENT

1711 AW/li1711 AW / left

ANPRESS PTY. LTD., Fremantle (Australien)ANPRESS PTY. LTD., Fremantle (Australia)

Verfahren zur Behandlung von kolloidalartigen AbströmenMethod of treating colloidal effluents

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Es ist schwierig, Abströme zu behandeln, die ein Gemisch aus zwei oder mehreren unmischbaren Flüssigkeiten, wovon eine normalerweise Wasser ist, enthalten und sie in einen Zustand zu überführen, in dem sie sicher in Kanalisations- oder Wasserableitungssysteme abgegeben oder recyclisiert werden können. Die Behandlung von Gemischen aus Wasser mit öl, Schmierfett bzw. Talg, Wachs, Fetten und ähnlichen Stoffen (die im folgenden als öle bezeichnet werden) unter Verwendung an sich bekannter Verfahren, wie einer Flotation mit aufgelöster Luft und Absetzen durch Schwere, sind für die primäre Abtrennung der freien Teilchen aus öl wirksam, sie reichen jedoch nicht aus, um die ölteilchen zu entfernen, die in kolloidalähnlicher Form in Wasser dispergiert sind. Man hat mit unterschiedlichen Erfolgsgraden verschiedene andere Verfahren, wie die Zugabe organischer oder anorganischer Koagulantien, Wärmebehandlung, Zentrifugation, elektrostatische Prezipitation, Elektroflotation und Durchströmen durch poröse Schichten, verwendet.It is difficult to treat effluents that contain a mixture of two or more immiscible liquids, one of which is normally contain water and bring them to a condition where they can be safely placed in sewer or drainage systems can be given away or recycled. Treatment of mixtures of water with oil, grease or tallow, wax, fats and similar substances (hereinafter referred to as oils) using per se Well-known methods, such as dissolved air flotation and gravity settling, are for primary separation The free particles of oil are effective, but they are insufficient to remove the oil particles that are present in colloidal-like Form dispersed in water. One has various other procedures, like that, with varying degrees of success Addition of organic or inorganic coagulants, heat treatment, Centrifugation, electrostatic precipitation, electroflotation and flow through porous layers, used.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß, wenn solche Abströme, aus denen die freien Ölteilchen entfernt wurden, durch eine Schicht bzw. ein Bett aus einer koaleszierenden Verbindung, die Aktivkohle im Kontakt mit einem Metall mit einem Standardelektronenpotential, das sich von dem des Kohlenstoffs unterscheidet, geleitet werden, das Kolloid im wesentlichen gebrochen werden kann und die dispergierten Teilchen ausflocken, so daß sie leicht durch Filtration oder eine ähnliche Behandlung entfernt werden können.Surprisingly, it has now been found that if such effluents, from which the free oil particles have been removed by a bed of coalescing Compound, the activated carbon in contact with a metal with a standard electron potential different from that of the carbon differs, are passed, the colloid can be essentially broken and the dispersed Particles flocculate so that they can be easily removed by filtration or the like treatment.

Die Erfindung betrifft somit allgemein ein Verfahren zur Behandlung kolloidalartiger Abströme, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Abstrom durch ein Bett bzw. eine Schicht aus einer koaleszierenden Verbindung im Kontakt mit einem Metall leitet, das ein Standardelektrodenpotential besitzt, das sich von dem der koaleszierenden Verbindung unterscheidet. The invention thus generally relates to a method for the treatment of colloidal-like effluents, which is characterized in that is that the effluent is passed through a bed or layer of a coalescing compound in contact with conducts a metal having a standard electrode potential different from that of the coalescing compound.

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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung für die Behandlung kolloidalartiger Abströme, die gekennzeichnet ist durch einen Behälter, der aus einem leitenden Material gebildet ist, eine Schicht bzw. ein Bett aus einer koaleszierenden Verbindung innerhalb des Gehäuses und einer oder mehrerer Elektroden, die aus einem Metall gebildet sind, das ein Standardelektrodenpotential besitzt, das sich von dem der koaleszierenden Verbindung unterscheidet und die sich in die Schicht bzw. das Bett aus der koaleszierenden Verbindung erstrecken oder darin eingebettet und von dem Gehäuse elektrisch isoliert sind, wobei das Gehäuse einen Einlaß und einen Auslaß besitzt.The invention further relates to a device for the treatment of colloidal effluents, which is characterized is through a container formed from a conductive material, a layer or bed of a coalescing Connection within the housing and one or more electrodes, which are formed from a metal which has a standard electrode potential different from that of the coalescing compound and which extend into or embedded in the bed of coalescing compound and electrically isolated from the housing, the housing having an inlet and an outlet.

Bevorzugt ist das Gehäuse mit einer Einrichtung zum Rückwaschen der Schicht aus koaleszierendem Material ausgerüstet. The housing is preferably equipped with a device for backwashing the layer of coalescing material.

Das am besten geeignete koaleszierende Material ist Aktivkohle. Die Teilchengröße der Kohle ist so, daß das zu behandelnde Material frei durch die Schicht fließen kann mit einem maximalen Kontakt mit den Kohlenstoffteilchen und einer Retention der ausgeflockten Teilchen. Es wurde gefunden, daß für die meisten Zwecke eine Teilchengröße in der Größenordnung von 510 British Standard Mesh geeignet ist.The most suitable coalescing material is activated carbon. The particle size of the coal is such that the material to be treated can flow freely through the layer maximum contact with the carbon particles and retention of the flocculated particles. It was found, that for most purposes a particle size on the order of 510 British Standard Mesh is suitable is.

Die geeignetste Elektrode ist Aluminium, aber andere Metalle, wie Eisen, Magnesium, Mangan, Titan und ihre Legierungen können verwendet werden. Die Elektroden können irgendeine geeignete Form besitzen, für die meisten praktischen Zwecke sind jedoch Stäbe bzw. Stangen oder Platten am besten geeignet. Die Elektroden können ebenfalls in Form kleiner Teilchen aus Metall, vermischt mit dem koaleszierenden Material, vorliegen, aber in dieser Form kann das Rückwaschen der Schicht Schwierigkeiten ergeben,The most suitable electrode is aluminum, but other metals such as iron, magnesium, manganese, titanium and their alloys can be used. The electrodes can be of any suitable shape for most practical ones However, rods or plates are best suited for this purpose. The electrodes can also in the form of small particles of metal mixed with the coalescing material, but in this form backwashing the layer can cause difficulties,

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bedingt durch die statische Ausgeglichenheit (statification) der Metallteilchen und des koaleszierenden Materials.due to the static balance (statification) the metal particles and the coalescing material.

Anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.With reference to the accompanying drawings, in which an embodiment of the device according to the invention is shown, the invention is explained in more detail.

Fig. 1 ist eine Ansicht,
Fig. 2 ist ein Längsschnitt,Fig. 1 is a view
Fig. 2 is a longitudinal section,

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Verteiler, Fig. 4 ist ein teilweise Ansicht, in der die Befestigung der Elektroden dargestellt ist.Fig. 3 is a top plan view of the manifold, Fig. 4 is a partial view showing the attachment of the electrodes is shown.

Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, ist ein zylindrisches Gehäuse 1, das aus einem leitenden Material, wie Stahl, gebildet ist, an seinem Boden geschlossen und mit einem entfernbaren Deckel 2 ausgerüstet. Eine koaleszierende Schicht 3, die aus Körnchen bzw. einem Granulat aus Aktivkohle oder einem anderen geeigneten Material dargestellt ist, befindet sich auf einer Stütz- bzw. Trägerschicht 4 aus Kies oder einem anderen geeigneten Material innerhalb des Gehäuses. Das obere Niveau der Schicht 3 wird durch die gebrochene Linie in Fig. 2 angezeigt, während das obere Niveau der Träger- bzw. Stützschicht 4 durch die gebrochene Linie B angezeigt wird. Die Einheit ist mit einer Pumpe 5 ausgerüstet, die mit den oberen und unteren Teilen des Gehäuses durch die Leitung 6 und die Ventile 7, 8, 9, 10 verbunden ist. Das Gehäuse ist mit einem Auslaß 11 und einem Ablaufventil 12 versehen. Ein Lufteinlaß der Venturiart ist in dem Rohr 6 vorgesehen. Ein geschlitzter bzw. mit Nuten versehener Verteiler 14 ist in der Trägerschicht 4 eingebettet und mit dem Rohr 15 über das Ventil 10 verbunden. Eine Reihe von Aluminiumelektroden 16 in Form von Stäben sind an dem Deckel 2 aufgehängt, so daß sie sich in die Schicht 3 erstrecken. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, sind die oberen Enden der Stäbe 16 in Isolierbuchsen bzw. Lagerschalen 17 befestigt.As shown in the drawings, a cylindrical housing 1 made of a conductive material such as steel is formed is closed at its bottom and equipped with a removable cover 2. A coalescing layer 3, which is represented by granules or granules of activated carbon or another suitable material on a support or carrier layer 4 made of gravel or another suitable material within the housing. The upper level of the layer 3 is indicated by the broken line in FIG. 2, while the upper level of the Carrier or support layer 4 by broken line B. is shown. The unit is equipped with a pump 5 connected to the upper and lower parts of the housing through the line 6 and the valves 7, 8, 9, 10 is connected. The housing is provided with an outlet 11 and one Drain valve 12 is provided. A venturi type air inlet is provided in the pipe 6. A slotted or with grooves The distributor 14 provided is embedded in the carrier layer 4 and connected to the pipe 15 via the valve 10. A number of aluminum electrodes 16 in the form of rods are suspended from the cover 2 so that they are in the Layer 3 extend. As can be seen from FIG. 4, the upper ends of the rods 16 are in insulating bushes or bearing shells 17 attached.

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Wenn die Einheit als Stromabwärtseinheit bzw. als Einheit mit nach unten fließendem Strom betrieben wird, werden die Ventile 8, 10 geschlossen und die Ventile 7,9 geöffnet. Das zu behandelnde fluide Material fließt durch das Ventil 7 in den oberen Teil bzw. Deckel der Einheit, herab durch die Schichten 3 und 4 in den geschlitzten bzw. mit Nuten versehenen Verteiler 14, aufwärts durch die Schichten 4 und 3 und durch das Ventil 8 durch den Auslaß 11 heraus. Während des Rückwaschvorgangs wird Luft in das fluide Rückwaschmaterial durch den Lufteinlaß 13 gezogen, so daß die Entfernung der ausgeflockten Teilchen aus den Schichten 3 und 4 erleichtert wird.If the unit is operated as a downstream unit or as a unit with current flowing down, the Valves 8, 10 closed and valves 7, 9 open. The fluid material to be treated flows through the valve 7 in the upper part or cover of the unit, down through layers 3 and 4 in the slotted and grooved, respectively provided manifold 14, up through layers 4 and 3 and out through valve 8 through outlet 11. While During the backwashing process, air is drawn into the backwash fluid material through air inlet 13 so that removal of the flocculated particles from layers 3 and 4 is facilitated.

Die Anordnung der Ventile für einen Aufwärtsströmungsbetrieb der Einheit ist ähnlich wie für das Zurückwaschen.The arrangement of the valves for upflow operation the unit is similar to that for the backwash.

Die Strömungsrate der zu behandelnden Flüssigkeit durch die koaleszierende Schicht 3 sollte schnell genug sein, so daß eine Verunreinigung der Elektrodenoberflächen vermieden wird, aber langsam genug, so daß die kolloiden Teilchen koaleszieren können.The flow rate of the liquid to be treated through the coalescing layer 3 should be fast enough so that contamination of the electrode surfaces is avoided, but slowly enough, so that the colloidal particles can coalesce.

Das Flüssigkeitsgrenzflächenvolumen 10 über der koaleszierenden Schicht 3 steht in Beziehung zu der Größe der Kohlenstoff teilchen, die in der Schicht verwendet werden, und zu den erforderlichen Strömungsflüssigkeitsraten. Es ist besonders kritisch, wenn die Vorrichtung als Stromaufwärtskoaleszenzvorrichtung verwendet wird, wobei das koaleszierende Bett konstant fluidisiert bzw. aufgewirbelt wird, und daher muß die Vorrichtung so entworfen sein, daß eine Schichtexpansion im Zusammenhang mit den EmulsionsstrÖmungsraten möglich wird, so daß nicht irgendwelches Kohlenstoffmedium verlorengeht bzw. verschwendet wird.The liquid interface volume 10 above the coalescing Layer 3 is related to the size of the carbon particles used in the layer, and to the required flow fluid rates. It is particularly critical when the device is used as an upstream coalescing device is used, the coalescing bed is constantly fluidized or fluidized, and therefore, the device must be designed to allow sheet expansion in conjunction with emulsion flow rates so that any carbon medium is not lost or is wasted.

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275Λ769275,769

Bei einer Stromabwärtskoaleszenzvorrichtung ist die Beziehung zwischen der Expansion der Kohlenstoffschicht und der Emulsionsströmungsrate nicht so kritisch, da die Strömungsrate, die erforderlich ist, um die Schicht beim Rückwaschen zu fluidisieren, durch ein Strömungskontrollventil reguliert werden kann.For a downstream coalescer, the relationship is between the expansion of the carbon layer and the emulsion flow rate is not as critical as the flow rate required to backwash the layer to fluidize, can be regulated by a flow control valve.

Gegebenenfalls können die suspendierten Elektroden 16 durch Elektroden ersetzt sein, die mit den Kohlenstoffkörnchen der koaleszierenden Schicht vermischt bzw. darin eingebettet sein können.Optionally, the suspended electrodes 16 can through The electrodes will be replaced with the carbon granules of the coalescing layer can be mixed or embedded therein.

Die zu behandelnde Flüssigkeit, die einen großen Anteil an suspendierten Feststoffen enthält, wird in einem an sich bekannten Absitztank oder einer ähnlichen Vorrichtung vorbehandelt, bevor sie in die koaleszierende Vorrichtung eintritt. Man nimmt an, daß die Flüssigkeit zusammen mit der Aktivkohle der Schicht 3 und den Elektroden 16 eine elektrochemische Wirkung bzw. Arbeit erzeugt, wodurch eine Migration der kolloidalen Teilchen in Richtung entweder auf die Aktivkohlekörnchen oder die Aluminiumelektroden und darauffolgend eine Koagulation der kolloidalen Teilchen in der Emulsion erfolgt.The liquid to be treated, which contains a large proportion of suspended solids, is in itself known settling tank or a similar device pretreated, before entering the coalescing device. It is believed that the liquid together with the Activated carbon of the layer 3 and the electrodes 16 an electrochemical Effect or work is generated, causing a migration of the colloidal particles in the direction of either the activated carbon granules or the aluminum electrodes and subsequent coagulation of the colloidal particles in the Emulsion takes place.

Ein Teil der koagulierten Teilchen wird durch die Trägerschicht absorbiert. Die Flüssigkeit und die restlichen koagulierten Teilchen werden durch den Auslaß geleitet und anschließend nach an sich bekannten Verfahren zur Entfernung restlicher Teilchen aus der Flüssigkeit behandelt.Some of the coagulated particles are absorbed by the carrier layer. The liquid and the rest coagulated Particles are passed through the outlet and then removed by methods known in the art treated with residual particles from the liquid.

Damit eine wirksame Behandlung sichergestellt ist, kann die behandelte Flüssigkeit durch die Koalesziervorrichtung recyclisiert werden. Bevorzugt beträgt die Recyclisierungsrate das 2-fache der Einströmungsrate.In order to ensure effective treatment, the treated liquid can pass through the coalescing device be recycled. The recycling rate is preferably twice the inflow rate.

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Die Raurakapazitäten, die Meshgrößen bzw. Siebgrößen bzw. Teilchengrößen und die Massendichten der Schicht stehen in Beziehung zu der Art des zu behandelnden kolloidalen Niederschlags und der erforderlichen Strömungsraten. Die Verweilzeit ist in einem Kohlenstoff-Metallbett ein kritischer Faktor. Höhere Verweilzeiten erlauben einen wirksameren Betrieb während längerer Zeiten und eine Minimumverweilzeit von 60 Sek. ist daher erwünscht.The Raura capacities, the mesh sizes or screen sizes or Particle sizes and the bulk densities of the layer are related to the type of colloidal to be treated Precipitation and the required flow rates. Residence time is critical in a carbon-metal bed Factor. Higher residence times allow more efficient operation during longer periods and a minimum residence time of 60 seconds is therefore desirable.

Die Leistung der Koaleszenzvorrichtung steht umgekehrt in Beziehung zu der Porosität der koaleszierenden Schicht.Die Porosität hängt von der Größe und der Form der Körnchen bzw. des Granulats und von dem Packverfahren ab. Weniger poröse Schichten begünstigen ein schnelleres Koaleszieren durch Erhöhung der elektrischen Feldstärke. Die Auswahl kleinerer Porositäten ist wegen der höheren auftretenden Kopfverluste insbesondere in einer stromabwärts arbeitenden Koalesziervorrichtung beschränkt.The performance of the coalescing device is inversely related to the porosity of the coalescing layer Porosity depends on the size and shape of the granules or granules and on the packing method. Less porous Layers promote faster coalescence by increasing the electrical field strength. The selection of smaller ones Porosity is due to the higher head losses occurring especially in a downstream working Coalescer limited.

Die Strömungsraten sollten schnell genug sein, so daß eine Verunreinigung der Metalloberflächen, die durch Konzentrierung der koaleszierten Teilchen und der Metalleisen und ihrer Hydroxide verursacht werden kann, vermieden wird, aber langsam genug, so daß die kolloidalen Teilchen ausflocken. The flow rates should be fast enough so that a Contamination of the metal surfaces caused by the concentration of the coalesced particles and the metal iron and Their hydroxides can be avoided, but slowly enough so that the colloidal particles flocculate.

Die Wirksamkeit der Koaleszenzvorrichtungseinheit wird durch die folgenden Versuchsergebnisse erläutert.The effectiveness of the coalescer unit is illustrated by the following test results.

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Test result No. 1 Treatment of the effluent from an oil distribution depot

Gesamtöl und Schmierstoffe (einschl. Erdölkohlenwasserstoffe Total oil and lubricants (including petroleum hydrocarbons

und Mischöl)and mixed oil) mg/kgmg / kg 3460034600 9595 Gesamtfeststoffe
(180⁰C)Total solids
(180 ⁰ C) mg/kgmg / kg 37003700 460460 Suspendierte Fest
stoffeSuspended party
fabrics mg/kgmg / kg 20602060 4141 Bleilead mg/1mg / 1 <0,5<0.5 <0,5<0.5 Aluminiumaluminum mg/Iemg / Ie pHpH 6,76.7 7,17.1 B.O.D. (5 Tage)
(biologischer Sauer
stoffbedarf)BOD (5 days)
(biological acid
material requirement) mg/1mg / 1 172172 5757

Einhei- Rohrab- nach der nach der Beten strom Vorbeh. handig.in d.Unit after the prayer stream reserved handig.in d.

Koaleszenzvorrichtg. Coalescence device

< 5<5

380380

< 5<5

<0,5<0.5

<2<2

8,08.0

6,56.5

Bemerkung: Die Koaleszenzeinheit wird mit kontinuierlicher Recyclisierung durch den Endabstrom mit der doppelten Strömungsrate für den einfließenden Abstrom betrieben.Note: The coalescing unit is recycled continuously operated by the final effluent at twice the flow rate for the incoming effluent.

Test result No. 2

Behandlung von Spülwasser, das bei der Reinigung bzw. beim Schlichten von Wolle anfälltTreatment of rinse water that arises when cleaning or sizing wool

Gesamtfeststoffe (ppm) Suspend.Feststoffe(ppm) Schmierstoffe (ppm) pHTotal solids (ppm) Suspended solids (ppm) Lubricants (ppm) pH

Rohab-Rohab nach derafter ein Durcha through 555555 Recyc-Recycle stromcurrent Vorbeh.Reservation gang durchpassage through 6464 lisierg.lisierg. d.Koales-d.Koales- 6767 durch d.by d. zenzvorr.zenzvorr. 7,3.7.3. Koales-Koales -- zenzvorr.zenzvorr. 2x mit d.2x with d. einkomm.income Strömungflow 13901390 970970 513513 685685 335335 1111 220220 165165 2727 6,46.4 6,46.4 7,57.5

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Das behandelte Wasser konnte als Spülwasser recycllsiert werden.The treated water could be recycled as rinse water.

Ende der Beschreibung.End of description.

809824/0836809824/0836

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Claims

PATENTANWÄLTE DR WALTER KRAUS DIPLOMAL CHEMIST DR-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. SPECIALIZATION CHEMICALS IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MUNICH 71 · TELEPHONE 089 / 797077-797078 ■ TELEX O5-212156 kpatd TELEGRAM CRAUS PATENT 1711 AW / li ANPRESS PTY. LTD., Fremantle (Australia) Patent claims

1. A process for the treatment of colloidal effluents, characterized in that the abstrora is passed through a layer from a cohesive compound in contact with a Conducts metal that has a standard electrode potential different from that of the coalescing compound.

2. The method according to claim 1, characterized in that the coalescing compound is activated carbon.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal is aluminum.

4. The method according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized characterized in that the metal is in the form of electrodes extending into the coalescing layer.

5. The method according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized characterized in that the metal is in the form of particles dispersed in the coalescing layer.

6. Device for treatment / colloidal-like effluents, marked by a container formed from a conductive material, a layer or a bed of coalescing Connection within the housing and one or more electrodes formed from a metal that is a Standard electrode potential which differs from that of the coalescing compound and which differs into the Extending or within a layer of coalescing compound

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OTOGlNAL INSPECTED

are embedded and electrically isolated from the housing, the housing having an inlet and an outlet.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the layer of coalescing compound is carried by a layer of support material lies.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the carrier material is gravel, sand, crushed stone or stone chips.

9. Device according to one of claims 6, 7 or 8, characterized in that the coalescing compound is activated carbon is.

10. Device according to one of claims 6, 7, 8 or 9, characterized characterized in that the electrodes are formed from aluminum.

11. Device according to one of claims 6, 7, 8, 9 or 10, characterized in that the electrodes are attached to the lid or upper part of the container and extend into the layer of coalescing compound.

12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the container is equipped with valves so that the unit can be operated as a downstream unit or upstream unit and for backwashing.

13. The device according to claim 12, characterized in that that an air inlet valve is provided to facilitate backwashing.

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