DE3022965A1

DE3022965A1 - Apparat zur elektrochemischen abwasserreinigung

Info

Publication number: DE3022965A1
Application number: DE19803022965
Authority: DE
Inventors: geb. Ubo&scaron;enko Ljudmila F. &Scaron;am&scaron;a; Aleksandr A. Charkov Aksenko; Vja&ccaron;eslav T. Efimov; Vladimir A. Koljada; Arkadij R. Matajev; Miron M. Nasarjan
Original assignee: KH MOTOROSTROITELNY; KH POLT I IM V I LENINA
Current assignee: KH MOTOROSTROITELNY; KH POLT I IM V I LENINA
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-12-24
Also published as: US4349430A; DE3022965C2; FR2485511A1; JPS5732780A; CH651815A5

Description

PATENTANWÄLTE

ZELLENTIN - 3 - ¹⁹' ^{Juni 198}°

ZWEIBRÜCKENSTR, 15 AS/Os

8OOO MÜNCHEN2

Beschreibung ^{p 83 681}

Die Erfindung bezieht sich auf Abwasserreinigungsanlagen und betrifft insbesondere Apparate zur elektrochemischen Abwasserreinigung.

Die Erfindung kann bei der Reinigung von durch organische, oberflächenaktive Stoffe, mechanische Schwebestoffe u.a. verunreinigten Abwässern Verwendung finden.

Am zweckmäßigsten kann die vorliegende Erfindung bei der Reinigung von durch Erdölprodukte verunreinigten !Flüssigkeiten, wie z.B. öl- und fetthaltigen Abwässern, zum Einsatz kommen.

Dank ihren hohen technologischen Möglichkeiten sind in der letzten Zeit Apparate zur elektrochemischen Abwasserreinigung, insbesondere Apparate zur Elektroflotations- und Elektrokoagulationsabwasserreinigung vielseitig in der Verwendung.

Bekannt sind Apparate zur elektrochemischen Abwasserreinigung mit diskontinuierlichem und kontinuieilichem Betrieb. Die letzteren scheinen zukunftsreicher zu sein. Derartige Apparate weisen üblicherweise einen Absetzraum auf, der mit einer KLektroflotations- bzw. einer Elektrokoagulationskammer mit Elektroden verbunden ist. Im weiteren werden Apparate in Betracht kommen, die eine Elektrokoagulationskammer mit Lösungselektroden aufweisen, in welcher

auch die Flotation stattfindet. Am vorteilhaftesten und leisten
stungsfähig sind die Apparate, in denen das Abwasser mit

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infolge eines Auflösens der Elektroden erhaltenen Produkten in der Elektrokoagulationskammer über den Elektroden vermischt wird, da in diesem Fall die Verschmutzung der Elektrodenoberfläche durch Abwasserinhaltsstoffe verhindert wird. Ein Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung enthält z.B. einen Absetzraum mit Ablaufstutzen für Klärwasser und

einer
Schlamm, der mit/darin angeordneten Elektrokoagulationskammer verbunden ist, in dessen unterem Teil eine Anordnung von Lösungselektroden und ein Stutzen zur Elektrolytzuführung vorhanden sind (s. SU-Urheberschein Nr. 644738).

Vom wesentlichen Nachteil des beschriebenen Apparates ist die Tatsache, daß bei einer Erhöhung der Konzentratxon der Abwasserinhaltsstoffe der Reinigungsgrad vermindert wird. Der Reinigungsgrad kann durch eine. Erhöhung der Stromdichte an den Elektroden erhöht werden. Dieser Weg zeichnet sich jedoch außer einem erhöhten Elektroenergie- und Elektrodenverbrauch durch eine niedrige Stabilität der Güte der Abwasserreinigung aus, da das den Absetzraum passierte Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad aus dem Apparat ausgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung zu schaffen, der durch eine Regelung des Reinigungsgrades die Stabilität der Reinigungsgttte gewährleistet, indem das Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad demselben Apparat zwecks der erneuten Reinigung zurückgeführt wird.

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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung, bestehend aus einem Absetzraum mit einem Ablaufstutzen für Klärwasser und einer mit dem Absetzraum verbundenen Elektrokoagulationskammer, welche Lösungselektroden und Zulaufstutzen für Abwasser und Elektrolyt aufweist, gemäß der Erfindung mit einer Rohrleitung zur Eückführung vom Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad aus dem Absetzraum in die Elektrokoagulationskammer zwecks Nachreinigung und einem Reinigungsgradregler ausgerüstet ist, welcher einen Stromkreis aus einem Reinigungsgradanalysator, einer Regeleinheit und Stellmechanismen aufweist, die den Ablauf vom Klärwasser bzw. die Zuführung vom Abwasser und Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad unterbrechen.

Bas Vorhandensein (im. Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung^ der Rohrleitung zur Rückführung des Klärwassers mit einem unter einem vorgegebenen wert liegenden Reinigungsgrad in die Elektrokoagulationskammer zwecks Nachreinigung und des Reinigungsgradreglers^verhindert die Abführung des ungenügend gereinigten Klärwassers innerhalb seiner

aus dem Apparat

vollen Betriebszeit/. Infolgedessen wächst die Stabilität der Reinigungsgüte von Abwässern.

Um die Menge des zur erneuten Reinigung zurückzuführenden Klärwassers zu vermindern sowie die Leistung des Apparates zur elektrochemischen Abwasserreinigung zu erhöhen, ist es zweckmäßig, seinen Absetzraum mit Hilfe einer Trennwand in einen oberen und unteren Raum so zu teilen, daß der obere Raum mit dem unteren mittels einer Rohrleitung, in der ein Reinigungs-

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gradanalysator und ein Stellmechanismus installiert sind, und mit der Elektrokoagulationskammer mittels einer Rohrleitung, in der ebenfalls ein Stellmechanismus installiert ist, verbunden wird.

Im weiteren wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auch die

Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt: Fig. 1 eine schematisehe Darstellung eines erfindungsgemäßen Apparates zur elektrochemischen Abwasserreinigung im Schnitt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates mit einer Trennwand im Absetzraum im Schnitt.

Der erfindungsgemäße Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung (s. Fig. 1 der Zeichnungen) weist einen Absetzraum 1 mit Stutzen 2 und 3 auf, welche mit Rohrleitungen zur Abführung von Klär^wasser und Schlamm 4 und 5 verbunden sind. Der Absetzraum 1 ist mit einer darin angeordneten ilektrokoagulationskammer 6 verbunden, welche Lösungselektroden 7 und Stutzen 8 und 9 aufweist, die entsprechend an Rohrleitungen 10 und 11 zur Abwasser- bzw. Elektrolytzuführung angeschlossen sind. Der Apparat ist weiterhin mit einer Rohrleitung 12 zur Rückführung vom .Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad in die Elektrokoa-

\ mit

gulationskammer 6 zwecks Nachreinigung und/einem Reinigungsgradregler ausgerüstet. Der Reinigungsgradregler weist einen Stromkreis aus einem Reinigungsgradanalysator 13, der in der Rohrleitung 4 installiert ist, einer Regeleinheit 14 und Stell-

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mechanismen 15, 16 und 17 auf, welche in Form von Elektromagnet-Absperrventilen ausgeführt und entsprechend in der Rohrleitung 4- zum Klärwast: er ablauf, in der Rohrleitung 10 zur Abwasserzuführung und in der Rohrleitung 12 zur Rückführung vom Klärwasser zwecks Nachreinigung installiert sind. Als Reinigungsgradanalyaator 15 kann ein optischer Analysator der Durchsichtigkeit, ein elektrochemischer Analysator

des

elektrischer Leitfähigkeit, ein Analysator spezifischen Gewichtes von Flüssigkeiten u.a. dienen.

Fig. 1 zeigt weiterhin eine Bchaumaustragvorrichtung 18. In Fig. 2 ist ein leistungsfähigerer Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung dargestellt. Dieser Apparat ist gegenüber dem oben beschriebenen dadurch gekennzeichnet, daß sein

Raum Absetzraum 1 durch eine Trennwand 19 in einen oberen*20 und einen unteren Raum 21 aufgeteilt ist. Der obere Raum 20 ist mit dem unteren Raum 21 mittels einer Rohrleitung 22 verbunden, in welcher der Reinigungsgradanalysator 13 und der Stellmechanismus 15 installiert sind. Weiterhin ist der obere Raum 20 mit der Elektrokoagulationskammer 6 mittels der Rohrleitung 12 zur Rückführung von Klärwasser zur Nachreinigung verbunden, in welcher der Steliniechanismus 17 installiert ist. Der obere Raum ist auch mit einem Stutzen 23 zur Schlammabführung versehen. Zwecks einfacherer Schlammräumung ist die Trennwand 19 zweckmäßigerweise schräg einzubauen.

Der erfindungsgemäße Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung funktioniert wie folgt. Vor der Abwasserbehandlung werden die Elektrokoagulationskammer 6 (Fig. 1) und der Absetzraum 1 durch den Stutzen 9 mit reinem Elektrolyt (tech-

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nisch reines Wasser mit geringen Zugaben von HCl und NaCl) gefüllt, wonach die Lösungselektroden 7 unter Strom gesetzt werden und nach einer Zeitspanne von 25 bis 30 s Abwasser durch den Stutzen 8 in die LIektrokoagulationskammer 6 zugeführt wird.

der
Im Laufe anoäischen Auflösung der Lösungselektroden 7

bilden sich Metallhydroxide und werden Gasbläschen (Wasserstoff) erzeugt. Die Metallhydroxide werden dabei durch Gasbläschen in die ilektrokoagulationskammer 6 nach oben flotiert und führen zur Koagulation von Inhaltsstoffen im Abwasserstrom. Das auf diese Art und Weise behandelte Abwasser samt den Teilchen aus koagulierten Inhaltsstoffen und Metallhydroxiden gelangt in den Absetzraum 1, wo die Abscheidung von Schaum und Schlamm aus dem Klärwasser stattfindet. Der Schaum wird mit Hilfe der Vorrichtung 18, der Schlamm durch den Stutzen und das Klärwasser durch den Stutzen 2 abgeführt« Falls der Heinigungsgrad des Klärwassers einen vorgegebenen Wert unterschreitet, gibt der Analysator 13 ein Impuls an die Regeleinheit 14 ab, die an den Stellmechanismen 15» 16 und 17 ankommende Steuersignale erzeugt. Stellmechanismen 15 und 16 sperren die Rohrleitungen 4 und 10 ab (d. h. es werden der Klärwasserablauf und Abwasserzulauf gesperrt), während der Stellmechanismus 17 die Rohrleitung 12 öffnet. Infolgedessen fließt

Klärwasser, dessen Reinigungsgrad unter einem vorgegebenen Wert i

liegt, durch die Rohrleitung 12 aus dem Absetzraum 1 in die Elektrokoagulationskammer 6 zur Nachreinigung zurück.

Beim Erreichen des vorgegebenen Wertes des Reinigungsgrades gibt der Analysator 13 ein Impuls an die Regeleinheit

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ab, die Steuersignale erzeugt, welche die Stellmechanismen 15 und 16 zum Öffnen der Rohrleitungen 4 und IO und den Stellmechanismus 17 zum Sperren der Rohrleitung 12 bringen.

In einem Apparat, der mit einer Trennwand 19» die im Absetzraum eingebaut ist und diese in obexen und unteren Kaum aufteilt, und einer diese Räume verbindenden Rohrleitung 22 ausgerüstet ist, wird bei einer Abweichung der Konzentration von Abwasserinhaltsstoffen von einem vorgegebenen Wert der Analysator 13 ein Impuls an die Regeleinheit 14 abgeben, die mit Hilfe der Stellmechanismen I5 und 16 den Zulauf des Klärwassers aus dem oberen in den unteren Raum des Absetzraumes 1 sowie den Zulauf vom Abwasser in die Iülektrokoagulatioifkammer 6 unterbricht. Zur gleichen Zeit öffnet der Stellmechanismus 17 die Rohrleitung 12.

Beim Erreichen des vorgegebenen Reinigungsgrades gibt der Analysator 13 ein Impuls an die Regeleinheit 14 ab, die mit Hilfe des Stellmechanismus 17 die Rückführung des Klärwassers zur Nachreinigung sperrt und gleichzeitig mittels den Stellmechanismen 15 und 16 die Rohrleitungen 10 und 22 öffnet.

Der durchgeführte Versuchsbetrieb des erfindungsgemäßen Apparates bei der Reinigung verbrauchter Kühl-Schmier-Flüssigkeit, die ein hochkonzentriertes Abwasser mit emulgierten Inhaltsstoffen darstellt und sich durch einen beachtlich be-

ständigen Aggregatzustand auszeichnet, mit einem Gehalt an Abwasserinhaltsstoffe von 1,5 bis 6,4 g/l hat innerhalb von 150 Stunden der ununterbrochenen Arbeit erwiesen, daß die

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Abweichungen des Eeinigungsgrades vom vorgegebenen Wert während der ganzen Betriebszeit unter 4,0 % lagen und der Reinigungsgrad 98,5 bis 98,8 % betrug. Die Konzentration von Inhaltsstoffen im Klärwasser betrug 10 bis 30 mg/1.

Bei gleichen HeinigungsVorgang en in einem Apparat gemäß dem SU-Urheberschein Nr. 644758 betrugen dagegen die Abweichungen des fieinigungsgrades vom vorgegebenen Wert 7 bis 24%. Die Konzentration von Inhaltsstoffen im Klärwasser betrug 40 bis 180 mg/1.

is sei zu bemerken, daß die angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung Änderungen und Ergänzungen zu/lassen, die für den Fachmann auf dem betreffenden Gebiet der Technik auf der Hand liegen. Auch weitere Ausführungen der Erfindung sind möglich, dabei bleibt der Erfindungstatbestand und inhalt im Rahmen der beigelegten Patentansprüche erhalten.

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Claims

Patentanwälte 3Ü22965 ZELLEfS)TlN ZWElSRÜCKENgTR. 15 80OO MÜNCHEN 2

1. Charkowskij Politechnitscheskij 19. Juni 1980 Institut imeni W.I. Lenina

AS/Os Charkow /UdSSR

2. Charkowskij Motorostroitelnyj
Sawod "Serp i Molot"

Charkow / UdSSR P 83 681

APPAEAT ZUR ELEKTROCHEMISCHEN ABWASSERREINIGUNG

PATENTANSPRÜCHE

1» Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung, bestehend aus

einem Absetzraum mit einem Ablaufstutzen für Klärwasser;

einer mit dem Absetzraum verbundenen Llektrokoagulationskammer, welche

Lösungselektroden;
einen Zulaufstutzen für Elektrolyt; einen Zulaufstutzen für Abwasser aufweist;

dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Rohrleitung (12) zur Rückführung vom Klärwasser, dessen Reinigungsgrad unter einem vorgegebenen Wert liegt, aus dem Absetzraum (1) in die Elektrokoagulationskammer (6) zwecks erneuter Reinigung,und einem iteinigungsgradregler ausgerüstet ist, welcher-filefctrisch miteinander gekoppelbe-«inen Reinigungsgradanalysator (13)» eine Eegeleinheit (14) und Stellmechanismen (15, 16 und 17) aufweist, die den Ablauf

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vom Klärwasser und den Zulauf vom Abwasser und Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Beinigungsgrad unterbrechen.

2. Apparat nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Absetzraum (1) durch eine Trennwand (.19) in einen oberen und einen unteren Baum (20 und 21) aufgeteilt ist, wobei der obere Baum (20) mit dem unteren Kaum (21) mittels der Bohrleitung (22), in der ein Reinigungsgradanalysator (IJ) und ein Stellmechanismus (15) installiert sind, und mit der Mektrokoagulatlonskammer (6) mittels der Rohrleitung (12) zur Rückführung vom Klärwasser zur Fachreinigung verbunden ist, in der ein Stellmechanismus (17) installiert ist.

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