DE2824111A1

DE2824111A1 - Verfahren zur entfernung von wasser aus waessrigen dispersionen mittels elektroendosmose

Info

Publication number: DE2824111A1
Application number: DE19782824111
Authority: DE
Inventors: Edward Jackson Griffith
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1978-06-01
Publication date: 1979-12-06
Also published as: AU3664878A; US4115233A; FR2426498A1; GB1583338A; FR2426498B1; AU518401B2; NL7806195A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE BR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 8602 45· 8000 München 86 / O Z H I I I

^ 4b-

Anwalts-Akte: 29 214- ¹- ^Juni

MONSANTO COMPANY ST. LOUIS, MISSOURI / USA

Verfahren zur Entfernung von Wasser aus wässrigen Dispersionen mittels Elektroendosmose.

17-21-3192A GW

»(089)988272 Telegramme: 909849/UZ 19 Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Anreicherung und Enddichte von Feststoffen in einer wässrigen Feststoffdispersion, sowie Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

In vielen industriellen Verfahren erhält man Feststoffdispersionen als Abwässer. So entstehen z.B. beim Waschen von Erzen, bei der Reinigung von Gasströmen, bei der Ausfällung von Verunreinigungen, bei der Beseitigung von Kanalabwässern usw. Abwässer, die in der Industrie als Abfälle, Schlämme, usw. bezeichnet werden. Solche Abwässer können häufig wegen Schwierigkeiten bei der Materialbehandlung oder aus ökologischen oder Sicherheitserwägungen nur schwer beseitigt werden. Es ist daher allgemein üblich, solche Abwasser in großen Teichen, Rückhaltetanks oder anderen Behältern aufzubewahren. In dem Maß, in dem die in den Dispersionen zurückgebliebenen Feststoffe durch Absetzen, Flotation, usw. zonal angereichert werden können, damit man eine relativ feststoff-freie wässrige Phase erhält, die nach eventuell notwendigen Filtrations- und Reinigungsverfahren in Abwasserkanäle abgeleitet oder anderweitig abgeführt werden kann, entsteht in den Behältern neuer Raum für die Speicherung von Abwässern. Bei vielen wässrigen Dispersionen erfolgt die zonale Feststoffanreicherung

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durch Absetzen, wenn überhaupt, nur außerordentlich langsam. So wird, verbunden mit großen Schwierigkeiten und Kosten, der periodische Neubau zusätzlicher Behälter notwendig. Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, die Geschwindigkeit der zonalen Feststoffanreicherung in solchen Dispersionen zu erhöhen. Die Anwendung herkömmlicher Verfahren, wie z.B. Filtration, Zugabe von Absetzbeschleunigern und dgl. ist häufig jedoch physikalisch unmöglich oder außerordentlich teuer. Auch ergab sich, daß Laborverfahren zur wirksamen zonalen Feststoffanreicherung in wässrigen Dispersionen oft in großindustriellen Abwasserrückhaltesystemen nicht erfolgreich eingesetzt werden können. So ist beispielsweise bekannt, daß das Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen in einer wässrigen Dispersion angebrachten Elektroden die Wanderung von Wasser zur Kathode verursacht und dadurch eine zonale Feststoffanreicherung durch Elektroendosmose bewirkt wird. In großen Systemen, in denen aus praktischen Gründen Anode und Kathode relativ weit voneinander entfernt sein müssen, treten jedoch große, nicht-lineare Spannungsabfälle auf, die eine wirksame Anwen dung des Elektroendosmose-Verfahrens verhindern.

Es besteht also seit langem Bedarf an einem praktisch durch führbaren Verfahren zur Förderung der zonalen Anreicherung in wässrigen Dispersionen.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Anreicherung und Enddichte von Feststoffen in wässrigen Feststoffdispersionen, sowie Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens- Das Verfahren ist zur Anwendung in großen Dispersions-Rückhaltesystemen geeignet. Es werden dabei in wässrigen Dispersionen der beschriebenen Art Elektroden in kritischen Abständen zueinander angeordnet, wie das nachfolgend beschrie ben wird, und zwischen den Elektroden eine elektrische Gleichspannung angelegt, so daß eine zonale Feststoffanreicherung durch Elektroendosmose bewirkt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung sind zur Verwendung in wässrigen Dispersionen vorgesehen, die in großen Speichern (Fläche größer als

100 m ) enthalten sind und xn denen die dispergierten Partikel relativ zu Erde eine elektrische Ladung besitzen. Den größten praktischen Vorteil erzielt man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Systemen, in denen keine rasche zonale Feststoffanreicherung zu hoher Dichte durch natürliches Absetzen stattfindet.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der wässrigen Dispersion Elektroden wie nachfolgend beschrieben angeordnet und eine Gleichspannung angelegt, so daß eine zonale Feststoffanreicherung durch Elektroen-

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dosmose bewirkt wird. Die in den nachfolgend beschriebenen wässrigen Dispersionen dispergierten Partikel sind dadurch gekennzeichnet, daß sie relativ zu Erde eine negative elektrische Ladung besitzen.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche kritische Elektrodenanordnung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Abbildung 1 ist eine schematische Aufsicht auf eine Elektrodenanordnung, wie sie in bisher bekannten Elektroendosmoseverfahren verwendet wurde und wobei eine erste Kathode 1 und eine Anode 3 in einer wässrigen Feststoff dispers ion M- angebracht werden. Abbildung ist eine schematische Aufsicht auf eine Elektrodenanordnung, wie sie in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird und wobei eine erste Kathode 1, eine zweite Kathode 2 und eine Anode 3 in einer wässrigen Feststoffdispersion 4 angebracht werden. Abbildung 3 ist eine schematische Aufsicht auf eine bevorzugtere erfindungsgemäße Elektrodenanordnung, wobei eine erste Kathode 1, eine Vielzahl von zweiten Kathoden 2 und eine Vielzahl von Anoden 3 in einer wässrigen Feststoffdispersion 4 angebracht werden.

Seit langem ist bekannt , daß eine Elektrodenanordnung gemäß Abbildung 1 verwendet werden kann, um eine Wanderung des Wassers in einer wässrigen Dispersion zu einer Kathode zu bewirken, solange die Kathode 1 und die Anode 3 nur durch

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eine relativ kleine Entfernung voneinander getrennt sind. Ist die Entfernung zwischen der Kathode 1 und der Anode 1 jedoch größer als einige Meter, dann tritt in unmittelbarer Nähe von Kathode und Anode ein großer Spannungsabfall, sowie ein kleinerer Abfall pro weiterem Streckenmeter Entfernung von den Elektroden auf, was eine wirkungsvolle Anwendung des Prinzips der Elektroendosmose verhindert. Im allgemeinen können zur Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Anreicherung in wässrigen Dispersionen Elektroendosmose verfahren praktisch nicht in Systemen angewandt werden, bei denen der Spannungsabfall über jeweils 5% der Strecke zwischen Kathode und Anode größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen Kathode und Anode. Wird diese 5%-Regel verletzt, gehen große Energieanteile in Form von Wärme verloren, und das Elektroendosmosesystem hört auf, wirksam zu funktionieren.

Unerwartet wurde nunmehr gefunden, daß bei einer geeigneten erfindungsgemäßen Anordnung der zweiten Kathode (Kathode 2) zwischen der ersten Kathode (Kathode 1) und Anode 3 gemäß Abbildung 2 das Auftreten unangemessen hoher Spannungsabfälle über kurze Strecken verhindert wird und somit Elektroendosmose verfahr en auch in großen Speichern verwendet werden können.

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Erfindungsgemäß sind die Kathode 1 und die Anode 3 durch einen Abstand voneinander getrennt, der groß genug ist, daß der Spannungsabfall über jeweils 5% der Strecke zwischen den Kathoden und Anoden größer wäre als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen den Kathoden und Anoden, wenn man Kathode 2 so verlagern würde, daß die Kathoden 1 und 2 nahe nebeneinanderliegen würden und die gleiche Entfernung von Anode 3 hätten, und wenn man eine ausreichend hohe Gleichspannung anlegen würde, die eine Wanderung des Wassers in der Dispersion zu den Kathoden bewirkt. Wird hingegen Kathode 1 näher an Anode 3 angebracht, dann wird der von der Erfindung erbrachte Vorteil wesentlich reduziert oder zunichte gemacht. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behandlung der meisten wässrigen Dispersionen erzielt man die größten Vorteile, wenn Kathode 1 von Anode 3 mindestens etwa 6 m entfernt ist.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Kathode 2 näher an der Kathode 1 als an der Anode 3 und auf einer Ebene, die senkrecht zur Ebene zwischen der Kathode 1 und der Anode 3 liegt. Die Anode 3 und die Kathode 2 bestehen je aus einer Vielzahl von Elektroden, die in dem Speicher vorzugsweise in Form von zwei konzentrischen Kreisen um die Kathode 1 angeordnet sind. Die Vielzahl der Anoden, die die Anode 3 darstellen, ist so angeordnet, daß jede Anode von der jeweils benachbarten Anode den gleichen Abstand hat.

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In gleicher Weise ist die Vielzahl der Kathoden, die die Kathode 2 darstellen, so angeordnet, daß jede Kathode von der jeweils benachbarten Kathode den gleichen Abstand hat. Die Elektroden werden so angeordnet, daß eine von der zentralen Kathode 1 durch eine Kathode 2 gezogene Linie den Winkel halbiert, der von Linien zwischen der zentralen Kathode 1 und nebeneinanderliegenden Paaren der Anode 3 gebildet wird. So sind in Abbildung 3 die Winkel 0 alle gleich. Jede Elektrode wird in ihrer bevorzugten Stellung durch ein großes, mit einem nichtleitenden Nylonseil befestigtes Gewicht verankert. Der jeweilige Abstand zwischen Kathode 1, Kathode 2 und Anode 3 wird so eingerichtet, daß beim Anlegen der gewählten Spannung, mit der die elektroendosmotische Wanderung von Wasser zu den Kathoden 1 und 2 bewirkt wird, auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen den Kathoden 1 und 2 und der Anode 3 ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der Kathode 1 und Anode 3. Die optimale Anordnung der Elektroden, insbesondere der Kathode 2, kann für bestimmte wässrige Dispersionen und die angelegten elektrischen Spannungen leicht mit Hilfe von Routinetests ermittelt werden.

Die maximale Entfernung, in der die Anode 3 von der Kathode angebracht werden kann, wird nur durch die maximale Entfernung begrenzt, bei der durch geeignete Anordnung der Katho-

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de 2 die erforderliche Kontrolle des Spannungsabfalls erzielt werden kann und, was praktisch von größerer Bedeutung ist, durch die Entfernung, bei der durch Anlegen angemessener elektrischer Spannungen eine Elektroendosmose induziert werden kann. In der Praxis werden kaum Abstände von mehr als 60 m zwischen der Kathode 1 und der Anode angewandt .

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die zulässigen und optimalen Abstände zwischen den Elektroden von den Eigenschaften der wässrigen Feststoffdispersionen, der Elektrodenform und der zur Verfügung stehenden elektrischen Stromversorgung abhängen. Wie bereits oben erwähnt, können jedoch für alle Dispersionen, Elektrodenformen und Stromversorgungen die im Rahmen der oben aufgeführten Beschränkungen zulässigen und optimalen Abstände leicht durch Routinetests bestimmt werden.

Das für die Kathoden verwendete Material ist nicht kritisch, es kann jedes elektrisch leitende Material verwendet werden. Vorzugsweisa wird für die Kathodenkonstruktion Material verwendet, das verhältnismäßig widerstandsfähig gegen chemische Beanspruchung durch die Bestandteile der wässrigen Dispersion ist. Die Kathoden können jedoch relativ leicht sein, da sie im Gegensatz zu den Anoden nicht elektrisch zersetzt werden. Die Anoden sind vorzugsweise weitgehend aus Eisen. Dieses

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wird als preiswertes Material bevorzugt, das leicht zu Eisenoxid zersetzt wird.

Auch die Form der einzelnen Elektroden muß in Betracht gezogen werden. Im allgemeinen wird die Verwendung langgestreckter Elektroden mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt bevorzugt. Die Elektroden können beispielsweise aus Rundeisen oder I-Trägern hergestellt werden, Eisenbahnschienen sind besonders geeignet. Für längere Betriebszeiten werden massive Stäbe gegenüber hohlen Rohren bevorzugt, da sie eine größere Masse besitzen, die zersetzt werden kann.

In bevorzugten Ausführungsformen wird eine Vielzahl von zweiten Kathoden verwendet, die um eine zentral angebrachte erste Kathode angeordnet sind, ferner eine Vielzahl von Anoden, die um das Kathodensystem angeordnet ist, wie dies in Abbildung 3 dargestellt ist. Eine solche Anordnung ermöglicht eine Optimierung der elektrischen Felder in dem System und setzt große Flächen der wässrigen Dispersion wirksam dem elektroendosmotischen Effekt aus.

Aus Sicherheitsgründen ist es wünschenswert, daß die Kathoden und Anoden vollständig in die wässrige Dispersion eingetaucht sind.

Die Elektrodenanordnung wurde für Systeme beschrieben, in denen die Elektroden seitlich versetzt angeordnet sind.

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Je nach Art der wässrigen Dispersion und des sie enthaltenden Speichers kann es in manchen Fällen jedoch erwünscht sein, in der Höhe versetzte Elektrodensysteme oder eine Kombination aus vertikal und horizontal angeordneten Elektrodensystemen zu verwenden. Wird Wasser aus wässrigen Dispersionen von negativ geladenen Partikeln abgezogen, dann werden im allgemeinen die Anoden vorteilhafterweise etwas tiefer als die Kathoden angebracht, um die Feststoff anreicherung mehr am Grund des Behälters zu fördern. Eine vertikale Anordnung kann z.B. in Form einer Pyramide erfolgen, wobei die Anoden an den vier Ecken der Basis und die Kathoden an der Spitze angebracht werden.

Zwischen den Anoden und Kathoden wird eine Gleichspannung angelegt. Stromstärke und Spannung werden so gewählt, daß aus der wässrigen Feststoffdispersion bei geringsten Energiekosten die größtmögliche Wassermenge abgezogen werden kann.

Nach der Theorie ist ein elektrisches Feld mit einem konstanten Spannungsgradienten optimal. In großen Speichern ist es jedoch unmöglich, den gewünschten konstanten Gradienten zu erzielen, und in der Nähe von Kathode und Anoden treten relativ starke Spannungsabfälle auf. Um den Spannungsgradienten auszugleichen, wird die zweite Kathode zwischen der zentralen Kathode und den Anoden eingefügt.

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Es ergab sich, daß der gemessene Flächenwiderstand der wässrigen Dispersion wesentlich abhängiger von der Kathodenfläche als von der Anodenfläche ist, wenn ein anodenreiches System verwendet wird.

Für ein anodenreiches System sprechen mehrere Faktoren. Einer dieser Faktoren ist, daß sich in den Speichern das Wasser zur Kathode bewegt. Es ist wünschenswert, das Wasser in Richtung auf eine zentrale Stelle zu bewegen, wo es relativ schnell aus der wässrigen Dispersion entweichen und leicht aus dem Speicher entfernt werden kann. Es wird also eine größere Anzahl von Anoden benötigt, die ein zentrales Kathodensystem umgeben. Ferner verbrauchen sich die Anoden elektrochemisch gemäß dem Faraday'sehen Gesetz.

(Anode) Fe —» Fe⁺² + 2e' (Kathode) H₃O + 2e^0"² + H₂

Fe + H₂O + 2e—>FeO + H₂ + 2e

Das Faraday'sehe Gesetz besagt, daß ein Grammäquivalent Metall pro jeweils 96 500 As korrodiert, oder, in anderen Worten, 56/2 = 28 g Eisen korrodieren pro jeweils 96 500 As verbrauchter Elektrizität. Die Masse der Anoden muß deshalb im Vergleich zu der der Kathoden groß sein. Die Kathoden korrodieren nicht, da sie unter einer hohen negativen Spannung gehalten werden. Es ist die Stromstärke, nicht die

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Spannung, die die Anoden verbraucht, und durch Anpassen der Kathodenoberfläche kann der Flächenwiderstand der wässrigen Dispersion und das entsprechende Verhältnis von Stromstärke zu Spannung innerhalb weitgesteckter Grenzen variiert werden.

Wenn gewünscht, können bei der Durchführung des.erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Hilfsmittel verwendet werden. So kann z.B. zur Erhöhung ihrer Leitfähigkeit Elektrolyt in die wässrige Dispersion gegeben werden, oder die Elektroden können zur Beseitigung überschüssiger Wärme mit Kühlvorrichtungen versehen werden, so daß vollständiges Trocknen des an die Anoden anschließenden Materials verhindert wird.

Das Trocknen der die Anoden umgebenden wässrigen Dispersion und die daraus resultierende Ablagerung von Feststoffen auf der Anode bildet eines der Hauptprobleme bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Um ein vollständiges Trocknen des die Anode umgebenden Materials zu verhindern, kann ein Gas oder eine Flüssigkeit durch die wässrige Dispersion neben der Anode geblasen werden. Eine praktischere Lösung ist die periodische kurzfristige Umkehrung der elektrischen Spannung zwischen den Anoden und Kathoden, so daß die Flüssigkeit in der wässrigen Dispersion zu den Anoden und nicht zu den Kathoden wandert. Eine Umkehrung der elektrischen Spannung verursacht jedoch einen schnellen Zerfall der Ka-

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thoden, die im Vergleich zu den Anoden relativ leicht sind. Um den Zerfall der Kathoden zu verhindern, kann man vorteilhafterweise unter der zentralen Kathode eine zweite Anode installieren. Wird die elektrische Spannung umgepolt, werden die Kathoden aus dem Stromkreis ausgeschaltet und an ihrer Stelle die zweite Anode angeschlossen, so daß anstelle der Kathoden die zweite Anode zerfällt.

Die Erfindung ist auch brauchbar, wenn die in der wässrigen Dispersion dispergierten Partikel relativ zu Erde eine positive elektrische Ladung besitzen. Alle Parameter der obigen Beschreibung von wässrigen Dispersionen, die negativ geladene Teilchen enthalten, gelten gleichermaßen, wenn die Partikel eine positive Ladung besitzen, jedoch muß die Anord nung von Anoden und Kathoden umgekehrt werden. Um die Wanderung des Wassers in Richtung auf eine zentrale Stelle auszulösen, müssen die Anoden, und nicht wie oben beschrieben die Kathoden, im Mittelpunkt des Elektrodensystems angeordnet werden. Wie in Abbildung 3 dargestellt, wird in einer wässrigen Dispersion eine Anode 1 von konzentrischen Kreisen einer Vielzahl von die zweite Anode bildenden Anoden und einer Vielzahl von die Kathode 3 bildenden Kathoden umgeben.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Wasser von den Feststoffen abgetrennt und an die Oberfläche einer wässrigen Dispersion gebracht, von wo es entfernt wer-

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den kann; die Feststoffe werden schneller als durch natürliches Absetzen verdichtet. So kann das Volumen einer wässrigen Feststoffdispersion, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums von dem Speicher aufgenommen werden kann, gegenüber dem Volumen, das von dem Speicher aufgenommen werden kann, wenn das Absetzen lediglich auf natürliche Weise erfolgt, vergrößert werden. Und je schneller sich die Feststoffe mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens absetzen, umso schneller wird der Speicher wieder zu einem akzeptablen Lebensraum.

Beispiel

Ein wie oben beschriebens Elektroendosmosesystem wird in einem 120 Hektar großen Teich getestet. Das System umfaßt 20 Stationen, von denen jede aus einer zentralen Kathode, 4 sekundären Kathoden und 8 Anoden besteht, die gemäß Abbildung 3 angeordnet sind. Jede sekundäre Kathode ist 3 m von der zentralen Kathode entfernt, und jede Anode ist 36 m von der zentralen Kathode entfernt. Jede Kathode besteht aus einem etwa 5 m langen Eisenrohr, das soweit eingetaucht ist, daß sich seine Oberkante etwa 1 m unter dem Schlammspiegel befindet. Jede Anode besteht aus einer etwa 10 m langen Eisenbahnschiene, die soweit eingetaucht ist, daß ihre Oberkante etwa 3 m unter dem Schlammspiegel liegt.

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Der Teich ist ein Speicherteich für wässrigen Illitton-Schlamm aus der Phosphaterz-Aufbereitung. Bei Inbetriebnahme des Elektroendosmosesystems liegt der Schlammspiegel im Teich bei 22 5 m über Meereshöhe und steigt bei weiterer Schlammzufuhr mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 cm pro Monat.

An jeder Station wird eine elektrische Gleichspannungsleistung von etwa 25 000 Watt angelegt. Nach achtmonatigem Betrieb ist der Schlammspiegel nur um 30 cm angestiegen. Ohne Elektroendosmose betrüge der Anstieg etwa 120 cm. Während des Betriebs wird die Schlammtemperatur häufig an verschiedenen Stellen zwischen der zentralen Kathode und den Anoden gemessen, da dies ein Maßstab für einen gleichförmigen Spannungsabfall zwischen den Kathoden und den Anoden ist. Temperaturabweichungen innerhalb eines Bereichs von _+ 5 ⁰C zwischen den einzelnen Stellen zu jeder beliebigen Zeit zeigen, daß der Spannungsabfall im wesentlichen linear ist.

Die Erfindung kann beispielsweise auch zur Abtrennung von Wasser aus Schlämmen verwendet werden, die aus der Gewinnung und/oder Verarbeitung verschiedener natürlicher, anorganischer oder fossiler organischer Erze stammen, wie z.B. Bauxit, Tonerde, Flußspat, Feldspat, Baryt, Pyrophyllit» Talk, Ilmenit, Andalusit und Zyanit; Kohle, Torf, Glimmer,

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Diatomeenerden; Tonen wie Kaolin, Bentonit, Fullererde, Töpferton, feuerfestem Ton und zerkleinertem Stein. Die Erfindung ist ferner brauchbar, z.B. für die Abtrennung von Wasser aus Kanalabwässern und verschiedenen anderen Schlämmen, die beim Ausbaggern von Flüssen, bei der Papierherstellung, der Verarbeitung von Zuckerrüben und Zuckerrohr, von Phosphatschlämmen und dergleichen entstehen.

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Claims

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Anwalts-Akte: 29 214

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Wasser mittels Elektroendosmose aus einer wässrigen Dispersion von Feststoffen, die relativ zu Erde eine negative elektrische Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß

in der wässrigen Dispersion eine erste Kathode installiert wird,

in der wässrigen Dispersion eine Anode installiert wird, die von der ersten Kathode getrennt ist,

in der wässrigen Dispersion eine zweite Kathode zwischen der ersten Kathode und der Anode installiert wird,und zwar näher bei der ersten Kathode als bei der Anode,

zwischen den verbundenen ersten und zweiten Kathoden und der Anodti eine Gleichspannung angelegt wird, wodurch das Wasser in der wässrigen Feststoffdispersion zur ersten und zweiten Kathode bewegt wird, so daß das Wasser entfernt werden kann und die Feststoffe zurückbleiben.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kathode zwischen der ersten Kathode und der Anode installiert wird, so daß auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Kathode und der Anode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Kathode und der Anode.

3. Verfahren zur Entfernung von Wasser mittels Elektroendosmose aus einer wässrigen Dispersion von Feststoffen, die relativ zu Erde eine positive elektrische Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß

in der wässrigen Dispersion eine erste Anode installiert wird,

in der wässrigen Dispersion eine Kathode installiert wird, die von der ersten Anode getrennt ist,

in der wässrigen Dispersion eine zweite Anode zwischen der ersten Anode und der Kathode installiert wird, und zwar näher bei der ersten Anode als bei der Kathode,

zwischen den verbundenen ersten und zweiten Anoden und der Kathode eine Gleichspannung angelegt wird, wodurch das Wasser in der wässrigen Feststoffdispersion zur ersten und zweiten Anode bewegt wird, so daß das Wasser entfernt werden kann und die Feststoffe zurückbleiben.

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U. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Anode zwischen der ersten Anode und der Kathode so installiert wird, daß auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Anode und der Kathode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Anode und der Kathode.

5. Verfahren zur Erhöhung der zonalen Anreicherung von Feststoffen in einer wässrigen Dispersion, die relativ zu Erde eine negative Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet , daß

in der Dispersion eine erste Kathode, eine von der ersten Kathode entfernte Anode und eine zweite Kathode installs?t werden, welch letztere auf einer Ebene liegt, die die Ebene zwischen der ersten Kathode und der Anode senkrecht schneidet, und näher bei der ersten Kathode als bei der Anode liegt,

zwischen der Anode und den verbundenen ersten und zweiten Kathoden eine elektrische Spannung angelegt wird, die ausreicht, um eine Wanderung des Wassers in der Dispersion zur ersten und zweiten Kathode zu bewirken,

die erste Kathode und die Anode soweit voneinander entfernt sind, daß, falls die erste und die zweite Kathode die gleiche Entfernung von der Anode hätten und nahe beieinanderliegen würden, dann über etwa 5% der linearen Ent-

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fernung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Kathoden und der Anode ein Spannungsabfall auftreten würde, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Kathode und der Anode, und

die zweite Kathode so angeordnet wird, daß auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Kathode und der Anode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Kathode und der Anode.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Kathode und die Anode mindestens 6 m voneinander entfernt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zweiten Kathoden kreisförmig um die erste Kathode angeordnet und eine Vielzahl von Anoden kreisförmig um die erste und die zweiten Kathoden angeordnet wird.

8. Verfahren zur Erhöhung der zonalen Anreicherung von Feststoffen in einer wässrigen Dispersion, die relativ zu Erde eine positive Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß

in der Dispersion eine erste Anode, eine von der ersten

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Anode entfernte Kathode und eine zweite Anode installiert werden, welch letztere auf einer Ebene liegt, die die Ebene zwischen der ersten Anode und der Kathode senkrecht schneidet, und näher bei der ersten Anode als bei der Kathode liegt,

zwischen den verbundenen ersten und zväten Anoden und der Kathode eine elektrische Spannung angelegt wird, die ausreicht, um eine Wanderung des Wassers in der Dispersion zur ersten und zweiten Anode zu bewirken,

die erste Anode und die Kathode soweit voneinander entfernt sind, daß, falls die erste und die zweite Anode die gleiche Entfernung von der Kathode hätten und näher beieinanderliegen würden, dann über etwa 5% der linearen Entfernung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Anoden und der Kathode ein Spannungsabfall auftreten würde, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Anode und der Kathode, und

die zweite Anode so angeordnet wird, daß auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Anode und der Kathode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Anode und der Kathode.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Anode und die Kathode

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mindestens 6 m voneinander entfernt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von zweiten Anoden kreisförmig um die erste Anode, und eine Vielzahl von Kathoden kreisförmig um die erste und die zweiten Anoden angeordnet wird.

11. Vorrichtung zur Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Anreicherung und der Enddichte von Feststoffen in einer wässrigen Feststoffdispersion, die relativ zu Erde eine negative elektrische Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus

einer ersten Kathode,

einer von der ersten Kathode getrennten Anode, einer zweiten Kathode zwischen der ersten Kathode und der Anode

sowie einer Vorrichtung zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Kathoden und der Anode besteht, wodurch das Wasser zur ersten und den zweiten Kathoden bewegt wird und aus der wässrigen Disperison entfernt werden kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Kathode so zwischen der ersten Kathode und der Anode angeordnet wird, daß auf

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keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Kathode und der Anode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen der ersten Kathode und der Anode.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet , daß die zweite Kathode aus einer Vielzahl von Kathoden besteht, die in einem konzentrischen Kreis um die erste Kathode angeordnet sind, wobei die benachbarten Kathoden voneinander gleichen Abstand haben.

14-, Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anode aus einer Vielzahl von Anoden besteht, die in einem konzentrischen Kreis um die erste und die zweiten Kathoden angeordnet sind, wobei die benachbarten Anoden voneinander gleichen Abstand haben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet , daß die Vielzahl der zweiten Kathoden und die Vielzahl der Anoden so angeordnet sind, daß eine Linie von der ersten Kathode durch eine der zweiten Kathoden den Winkel halbiert, der von Linien zwischen der ersten Kathode und nebeneinanderliegenden Anoden gebildet wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch I¹+, dadurch gekenn zeichnet, daß jede der Kathoden der ersten und

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zweiten Kathoden und jede der Anoden aus einem langgestreckten Metallstab mit relativ kleinem Querschnitt besteht.

17. Vorrichtung zur Erhöhung der Geschwindigkeit der zonalen Anreicherung und der Enddichte von Feststoffen in einer wässrigen Feststoffdxsperison die relativ zu Erde eine positive elektrische Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus

einer ersten Anode,

einer von der ersten Anode getrennten Kathode einer zweiten Anode zwischen der ersten Anode und der Kathode

sowie einer Vorrichtung zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Anoden und der Kathode besteht, wodurch das Wasser zur ersten und den zweiten Anoden bewegt wird, und aus der wässrigen Dispersion entfernt werden kann.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Anode so zwischen der ersten Anode und der Kathode angeordnet wird, daß auf keinem linearen Streckenanteil von 5% zwischen der ersten Anode und der Kathode ein Spannungsabfall auftritt, der größer ist als 30% des gesamten Spannungsabfalls zwischen

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der ersten Anode und der Kathode.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anode aus einer Vielzahl von Anoden besteht, die in einem konzentrischen Kreis um die erste Anode angeordnet sind, wobei die benachbarten Anoden voneinander gleichen Abstand haben.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathode aus einer Vielzahl von Kathoden besteht, die in einem konzentrischen Kreis um die erste und die zweiten Anoden angeordnet sind, wobei die benachbarten Kathoden voneinander gleichen Abstand haben.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der zweiten Anoden und die Vielzahl der Kathoden so angeordnet sind, daß eine Linie von der ersten Anode durch eine der zweiten Anoden den Winkel halbiert, der von Linien zwischen der ersten Anode und nebeneinanderliegenden Kathoden gebildet wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Anoden der ersten und zweiten Anoden und jede der Kathoden aus einem langgestreckten Metallstab mit relativ kleinem Querschnitt besteht.

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23. Verfahren zur Reinigung der Vorrichtung, die aus einer ersten und zweiten Kathoden und einer Anode in einer wässrigen Dispersion von Feststoffen, die relativ zu Erde eine negative elektrische Ladung besitzen, sowie einer Anlage zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Kathoden und der Anode besteht, wodurch das Wasser zur ersten und den zweiten Kathoden wandert, dadurch gekennzeichnet , daß periodisch die elektrische Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Kathoden und der Anode für kurze Zeit umgepolt wird, wodurch Wasser zu den Anoden wandert und diese reinigt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß eine zweite Anode unter der ersten Kathode installiert wird, die elektrische Gleichspannung von der ersten und den zweiten Kathoden abgeschaltet wird, bevor man die Gleichspannung umpolt, die Gleichspannung vor dem Umpolen an die zweite Anode angelegt wird, wodurch durch die umgepolte Gleichspannung die zweite Anode korrodiert wird und die zweiten Kathoden vor Beschädigung geschützt werden.

25. Verfahren zur Reinigung der Vorrichtung, die aus einer ersten und zweiten Anoden und einer Kathode in einer

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wässrigen Dispersion von Feststoffen, die relativ zu Erde eine positive elektrische Ladung besitzen, sowie einer Anlage zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Anoden und der Kathode besteht, wodurch das Wasser zur ersten und der zweiten Anode wandert, dadurch gekennzeichnet , daß periodisch die elektrische Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Anoden und der Kathode für kurze Zeit umgepolt wird, wodurch das Wasser zu den Kathoden wandert und diese reinigt.

26. Verfahren zur Entfernung von Wasser mittels Elektroendosmose aus einer wässrigen Dispersion von Feststoffen, die relativ zu Erde eine elektrische Ladung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß

in der wässrigen Dispersion eine erste Elektrode installiert wird,

in der wässrigen Dispersion eine dritte Elektrode installiert wird, die von der ersten Elektrode getrennt ist,

in der wässrigen Dispersion eine zweite Elektrode zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode und näher bei der ersten als bei der dritten Elektrode installiert wird,

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eine elektrische Gleichspannung zwischen den verbundenen ersten und zweiten Elektroden und der dritten Elektrode angelegt wird, wodurch das Wasser in der wässrigen Feststoff dispers ion zur ersten und zweiten Elektrode bewegt wird, so daß das Wasser entfernt werden kann und die Feststoffe zurückbleiben.

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