DE3022965C2

DE3022965C2 - Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE3022965C2
Application number: DE3022965A
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: CHAR'KOVSKIJ MOTOROSTROITEL'NYJ ZAVOD "SERP I MOLOT" CHARKOV SU; Char'kovskij Politechniceskij Institut Imeni Vi Lenina Char'kov Su
Current assignee: CHAR'KOVSKIJ MOTOROSTROITEL'NYJ ZAVOD "SERP I MOLOT" CHARKOV SU; Char'kovskij Politechniceskij Institut Imeni Vi Lenina Char'kov Su
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1983-03-24
Also published as: JPS5732780A; FR2485511A1; DE3022965A1; CH651815A5; US4349430A

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung.

Dank ihren hohen technologischen Möglichkeiten sind in der letzten Zeit Apparate zur Elektroflotations- und Elektrokoagulationsabwasserreinigung vielseitig in der Verwendung. Derartige Apparate weisen üblicherweise einen Absetzraum auf, der mit einer Elektroflotations- 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 leistungsfähigsten sind die Apparate, in denen das Abwasser mit 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 solcher Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung enthält z. B. einen Absetzraum mit Ablaufstutzen für Klärwaser und Schlamm, der mit einer darin angeordneten Elektrokoagulationskammer verbunden ist, in dessen unterem Teil eine Anordnung von Lösungselektroden und ein Stutzen zur Elektrolytzuführung vorhanden sind (siehe SU-Urheberschein Nr. 644738).

In der prioritätsälteren DE-OS 30 24 272 ist ein derartiger Apparat beschrieben, wobei in diesem Apparat zur besseren Ausnutzung der durch Auflösung der Elektroden gebildeten koagulierend wirkenden Stoffe dafür gesorgt wird, daß die Konvektion zwischen und über den Elektroden verringert wird. Maßnahmen zur Kontrolle des bei der Reinigung erhaltenen Klärwassers sind nicht vorgesehen.

Ein wesentlicher Nachteil eines solchen Apparates ist es, daß bei einer Erhöhung der Konzentration 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 passierende Klärv.asser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden

ίο Reinigungsgrad aus dem Apparat ausgeführt wird.

Aus der DE-OS 25 55 175 ist femer eine Vorrichtung bekannt zur elektrolytischen Reinigung von Abwässern, bei der zur Verhinderung der Verschmutzung der Elektroden das Schmutzwasser mit Ultraschall beschallt wird. Dieses Beschallen ist erforderlich, weil die Elektroden vom Schmutzwasser durchströmt werden, so daß sich auf ihnen Ablagerungen bilden können. Wenn die Ultraschallreinigung infolge ungünstiger Zusammensetzungen des Schmutzwassers (insbesondere bei Fetten und ölen ist die Ultraschallbehandlung wenig wirksam) unzureichend wird, sinkt der Reinigungsgrad des Klärwassers. Es ist dann in der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen, ein derartiges unzureichend gereinigtes Klärwasser festzustellen und gegebenenfalls noch einmal zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung zu schaffen, der durch eine Regelung des Reinigungsgrad aus dem Apparat ausgeführt wird.

Aus der DE-OS 25 55 175 ist ferner eine Vorrichtung bekannt zur elektrolytischen Reinigung von Abwässern, bei der zur Verhinderung der Verschmutzung der Elektroden das Schmutzwasser mit Ultraschall beschallt wird. Dieses Beschallen ist erforderlich, weil die Elektroden vom Schmutzwasser durchströmt werden, so daß sich auf ihnen Ablagerungen bilden können. Wenn die Ultraschallreinigung infolge ungünstiger Zusammensetzungen des Schmutzwasser (insbesondere bei Fetten und Ölen ist die Ultraschallbehandlung wenig wirksam) unzureichend wird, sinkt der Reinigungsgrad des Klärwassers. Es ist dann in der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen, ein derartiges unzureichend gereinigtes Klärwasser festzustellen und gegebenenfalls noch einmal zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe .zugrunde, einen solchen Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung zu schaffen, der durch eine Regelung des Reinigungsgrades die Stabilität der Reinigungsgüte gewährleistet, indem das Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad Am zweckmäßigsten kann die vorliegende Erfindung bei der Reinigung von durch Erdölprodukte verunreinigten Abwässern zum Einsatz kommen.

Das Vorhandensein einer Rückführungsleitung für Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad in die Elektrokoagulationskammer zwecks Nachreinigung in Verbindung mit einem Reinigungsgradregler verhindert die Abführung von ungenügend gereinigtem Klärwasser. Infolgedessen wächst die 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, den Absetzraum mit Hilfe einer Trennwand in einen oberen und einen unteren Raum zu teilen, wobei zum einen Male der

obere Raum mit dem unteren Raum mittels einer Rohrleitung verbunden ist, in welcher ein Reinigungsgradanalysator und ein Stellmechanismus installiert sind, und zum anderen Male dieser obere Raum an die Elektrokoagulationskammer mittels einer Rückführleitung, in der ebenfalls ein Stellmechanismus installiert ist angeschlossen ist

Im weiteren wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In ihnen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Apparates zur elektrochemischen Abwasserreinigung im Schnitt und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates mit einer Trennwand im Absetzraum im Schnitt.

Der erfindungsgemäße Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung (siehe Fig. 1) weist einen Absetzraum 1 mit Stutzen 2 und 3 auf, welche mit Rohrleitungen zur Abführung von Klärv. asser 4 und Schlamm 5 verbunden sind. Der Absetzraum 1 ist mit einer darin angeordneten Elektrokoagulationskammer 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 Rückführleitung 12 für Klärwasser mit einem unter einem vorgegebenen Wert liegenden Reinigungsgrad in die Elektrokoagulationskammer 6 zwecks Nachreinigung und mit einem Reinigungsgradregler 13,14,15,16 und 17 ausgerüstet Dieser Reinigungsgradregler besteht aus einem Stromkreis aus einem Reinigungsgradanalysator 13, der in der Rohrleitung 4 installiert ist, einer Regeleinheit 14 und Stellmechanismen 15,16 und 17, welche in Form von Elektromagnet-Absperrventilen ausgeführt und entsprechend in der Rohrleitung 4 zum Klärwasserablauf, in der Rohrleitung 10 zur Abwasserzuführung und in der Rohrleitung 12 zur Rückführung von Klärwasser zwecks Nachreinigung installiert sind. Als Reinigungsgradanalysator 13 kann ein optischer Analysator der Durchsichtigkeit ein elektrochemischer Analysator elektrischer Leitfähigkeit ein Analysator des spezifischen Gewichtes von Flüssigkeiten u. ä. dienen.

F i g. 1 zeigt weiterhin eine Schaumaustragvorrichtung 18. In F i g. 2 ist ein leistungsfähigerer Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung dargestellt. Dieser Apparat ist gegenüber dem oben beschriebenen dadurch gekennzeichnet daß sein Absetzraum 1 durch eine Trennwand 19 in einen oberen Raum 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 Elektrokoagulat'onskammer 6 mittels der Rohrleitung 12 zur Rückführung von Klärwasser zur Nachreinigung verbunden, in welcher der Stellmechanismus 17 installiert ist. Der obere Raum ist auch mit einem Stutzen 23 zur Schlammabführung versehen. Zwecks einfacherer Schlammräumung ist die Trennwand 19 zweckmäßigerweise schräg einzu bauen.

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 (technisch reines Wasser mit geringen Zugaben von HCl und NaCI) gefüllt wonach die Lösungselekt: öden 7 unter Strom gesetzt werden und nach einer Zeitspanne von 25 bis 30 s Abwasser durch den Stutzen 8 in Jie Elektrokoagulationskammer 6 zurückgeführt wird. Im Lpufe der anodischen Auflösung der Lösungselektroden 7 bilden sich Metallhydroxide und auch Gasbläschen (Wasserstoff). Die Metallhydroxide werden dabei durch Gasbläschen in die Elektrokoagulationskammer 6 nach oben fintiert und führen zur ίο Koagulation von Inhaltsstoffen im Abwasserstrom.

Das auf diese Art und Weise behandelte Abwasser gelangt in den Absetzraum 1, wo die Abscheidung von Schaum und Schlamm aus dem Klärwasser stattfindet Der Schaum wird mit Hilfe der Schaumaustragvorrichtung 18, der Schlamm durch den Stutzen 3 und das Klärwasser durch den Stutzen 2 abgeführt Falls der Reinigungsgrad des Klärwassers einen vorgegebenen Wert unterschreitet gibt der Reinigungsgradanalysator 13 einen 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 Rückführleitung 12 öffnet. Infolgedessen fließt Klärwasser, dessen Reinigungsgrad unter einem vorgegebenen Wert liegt, durch die Rückführleitung 12 aus dem Absetzraum 1 in die Elektrokoagulationskammer 6 zur Nachreinigung zurück.

Beim Erreichen des vorhergehenden Wertes des Reinigungsgrades gibt der Reinigungsgradanalysator 13 einen Impuls an die Regeleinheit 14 ab, die Steuersignale erzeugt, welche die Stellmechanismen 15 und 16 zum öffnen der Rohrleitungen 4 und 10 und den Stellmechanismus 17 zum Sperren der Rückführleitung 12 bringen.

In einem Apparat, der mit einer Trennwand 19, die im Absetzraum eingebaut ist und diese in oberen und unteren Raum aufteilt, und einer diese Räume verbindenden Rohrleitung 22 ausgerüstet ist, wird bei einer Abweichung der Konzentration von Abwasserinhaltsstoffen von einem vorgegebenen Wert der Reinigungsgradanalysator 13 einen Impuls an die Regeleinheit 14 abgeben, die mit Hilfe der Stellmechanismen 15 und 16 den Zulauf des Klärwassers aus dem oberen in den unteren Raum des Absetzraumes 1 sowie den Zulauf vom Abwasser in die Elektrokoagulationskammer 6 unterbricht
Zur gleichen Zeit öffnet der Stellmechanismus 17 die

so Rückführleitung 12.

Beim Erreichen des vorgegebenen Reinigungsgrades gibt der Reinigungsgradanalysator 13 einen Impuls an die Regeleinheit 14 ab, die mit Hilfe des Steilmechanismus 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 beständigen Aggregatzustand auszeichnet, mit einem Gehalt an Abwasserinhaltsstoffen von 1,5 bis 6,4 g/1 hat innerhalb von 150 Stunden der ununterbrochenen Arbeit erwiesen, daß die Abweichungen des Reinigungsgrades 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 Reinigungsvorgängen in einem Apparat gemäß dem SU-Urheberschein Nr. 644738 betrugen dagegen die Abweichungen des Reinigungsgrades vom vorgegebenen Wert 7 bis 24%. Die Konzentration von Inhaltsstoffen im Klärwasser betrug 40 bis 180 mg/1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Apparat zur elektrochemischen Abwasserreinigung, bestehend aus einem Absetzraum mit einem Ablaufstutzen für Klärwasser, einer mit dem Absetzraum verbundenen Elektrokoagulationskammer. welche Lösungselektroden, einen Zulaufstutzen für Elektrolyt, einen Zulaufstutzen für Abwasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Apparat mit einer Rückführleitung (12) aus dem Absetzraum (1) zurück in die Eiektrokoagulationskammer(6) und einem Reinigungsgradregler (13) ausgerüstet ist, welcher elektrisch miteinander gekoppelte, einen Reinigungsgradanalysator (13), eine Rsgeleinheit (14) und Stellmechanismen (15,16 und 17) aufweist

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzraum (1) durch eine Trennwand (19) in einen oberen und einen unteren Raum (20 und 21) aufgeteilt ist, wobei zum einen Male der obere Raum (20) mit dem unteren Raum (21) mittels der Rohrleitung (22) verbunden ist, in welcher ein Reinigungsgradanalysator (13) und ein Stellmechanismus (15) installiert sind und zum anderen Male dieser obere Raum (20) an die Elektrokoagulationskammer (26) mittels der Rückführleitung (12), in welcher ein Stellmechanismus (17) installiert ist, angeschlossen ist.