DE3031773C2 - Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung - Google Patents
Anlage zur elektrochemischen SchmutzwasserreinigungInfo
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Description
von entstehendem Sch&um und Gas aus dieser auf.
Die untere Zwischenwand ti ist unterhalb der offenen Stirnseite der Elektrokoagulationskammer 1
angeordnet und weist über ihre gesamte Fläche gleichmäßig verteilte Öffnungen 13 zum Überfließen
der Flüssigkeit aus der Elektrokoagulationskammer 1 in die Absetzkammer5 auf.
Die obere und die untere Zwischenwand to und 11 sind miteinander durch Stutzen 14 verbunden, die
zwischen den öffnungen 13 gleichmäßig verteilt sind und als Kanäle zum Austritt des durch die überfließende
Flüssigkeit mitgenommenen und bei der Flotation der Schmutzwasserinhaltsstoffe entstandenen Schaums aus
der Absetzkammer 5 dienen.
Ober dem Verteiler 9 ist eine Vorrichtung 15 zum
Entfernen von Schaum und Gas aus der Anlage angeordnet Die Vorrichtung 15 ist mit einem
Ablaufstutzen 16 verbunden, durch den ein Teil der bei der Schmutzwasseraufspaltung abgeschiedenen
Schmutzwasserinhaltsstoffe, z. B. Öl, abgeführt wird
1 durch den Zulaufstutzen 4 mit Hilfe einer Ejektorvorrichtung
17 bzw. einer Pumpe zugeführt Als El^ktroiyc
kann in einigen Fällen das aus der Anlage abgeführte Klarwasser verwendet werden.
Die Elektrokoagulationskammer 1 und die Absetzkammer 5 werden mittels der Ejektorvorrichtung 17
durch den Zulaufstutzen 4 mit Elektrolyt (z. B. technisch reinem Wasser mit Zugaben von Salzsäure oder
Natriumchlorid) gefüllt An die Anordnung der Lösungselektroden 2 und an die aus den Lochplatten bestehende
Anordnung unlöslicher Elektroden 8 und 8' wird eine elektrische Spannung angelegt Nach 25 bis 30 Sekunden
wird das Schmutzwasser der Elektrokoagulationskammer 1 durch den Zulaufstutzen 3 zugeführt Der
elektrische Strom fließt durch den Elektrolyt, löst die Lösungselektroden 2 auf und ruft die Bildung von Gas
(Wasserstoff) an der Oberfläche der Lösungselektroden
2 hervor, das die gebildeten Metallhydroxide aus dem Elektrodenzwrchenraum in die Schmutzwasserzuführungszone
aufwärtsflotiert Durch die Metallhydroxide werden die kolloiddispersen Schmutzwasserinhaltsstoffe
unter Bildung von makroskopischen Partikeln dieser Stoffe koaguliert Im weiteren werden diese Partikel
von den Gasbläschen in der Elektrokoagulationskammer 1 aufwärtsflotiert und durch die öffnung 12 als
Schaum abgeführt.
Das auf diese Art und Weise behandelte Schmutzwasser samt den Partikeln koagulierter Schmutzwasserinhaltsstoffe,
Metallhydroxiden und Schaumresten fließt über die obere Stirnseite der Elektrokoagulationskammer
1 in den Raum zwischen den Zwischenwänden 10 und 11 des Verteilers 9 über. Die Flüssigkeit verteilt sich
auf der unteren Zwischenwand 11 und gelangt durch deren Öffnungen 13 gleichmäßig verteilt in die
Absetzkammer 5. Während diese Flüssigkeit durch die aus den Lochplatten bestehende Anordnung der
unlöslichen Elektroden 8 und 8' fließt, werden die in ihr enthaltenen Metallhydroxide, Überreste von Schmutzwasserinhaltsstoffen
und Schaum durch die von diesen Elektroden abgeschiedenen Gasbläsehen aufwärtsflotiert,
als Schaumprodukt nach oben gefördert, durch die Kanäle der Stutzen 14 auf die obere Zwischenwand 10
heraufgeführt und von dort mittels der Vorrichtung 15 aus der Anlage entfernt.
Der flüssige Teil des Schaumproduktes, ζ,Β, öl,
sammelt sich in der Absetzkammer 5 an der Flüssigkeitsoberfläche an und läuft durch das Eigengewicht
über den Ablaufstutzen 16 aus der Anlage ab.
Der während des Betriebs der Anlage angesammelte Schlamm wird über den Stutzen 7 entfernt
BeS der Reinigung von Öle, Fette, Erdölprodukte,
Polymere und oberflächenaktive Stoffe enthaltenden Abwässern ist es vorteilhaft, in das zu reinigende
Schmutzwasser Elektrolyt zuzugeben, um die chemische Beständigkeit von Kolloiden und Emulsionen herabzusetzen.
In diesem Fall kann als Elektrolyt, der der Elektrokoagulationskammer 1 über den Zulaufstuizen 4
zugeführt wird, das aus der Absetzkammer 5 abgeführte Klarwasser verwendet werden.
Das Aufstellen der Anordnung der unlöslichen Elektroden 8, 8' und des Verteilers 9 im Absetzraum 5
erlaubt es, den Gehalt des Klärwassers an Beimengungen, darunter auch an Metallhydroxiden, zu verringern
und die die Reinigungsgüte zu erhöhen. Beispielsweise weist eine Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung
eine rohrförmige Elekeokoagulationskammer
mit einem Durchmesser von 0,3 in und einer Höhe von 3,0 m, in deren unterem Teil in einem Abstand
von 0,6 m Zulaufstutzen 3 für Schmutzwasser zehn Paare plattenförmige Lösungselektroden 2 aus Aluminiumplatten
mit einer gesamten Arbeitsfläche von 3 m2 angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der
Kathode und der Anode jedes Paares 10 mm beträgt, und eine zylinderförmige Absetzkammer 5 mit einem
Durchmesser von 1 m und einer Höhe von 1,2 m auf der in in einem Abstand von 03 m unter der Stirnseite der
Elektrokoagulationskammer 1 eine Anordnung unlöslicher Elektroden 8 und 8' aufgestellt ist, die aus in einem
Abstand von 12 mm voneinander angeordneten Lochplatten aus rostfreiem Stahl bestehen.
Über dieser Anordnung ist ein Verteiler 9 befestigt, der aus zwei miteinander durch Stutzen 14 verbundenen
Zwischenwänden 10 und 11 besteht
Der Anordnung der Lösungselektroden 2 wurde Gleichstrom mit einer Spannung von 12 V und einer
Dicht* von lOmA/cm2 und der Anordnung der
unlöslichen Elektroden Gleichstrom mit einer Spannung von 12 V und einer Dichte von 6 mA/cm2 zugeführt Es
wurde Schmutzwasser gereinigt, das aus einer hochkonzentrierten Schmier- und Kühlflüssigkeit mit einem
Gehalt an Beimengungen von 3 bis 5 g/Liter besteht. Derartige Abwasser stellen eine durch verschiedene
Emulgatoren stabilisierte Öl-in-Wasser-Emulsion dar, die eine erhebliche Zusammenballungsbeständigkeit
aufweist und sich im Laufe längerer Zeit nicht von selbst aufspaltet Bei einem Verbrauch an Elektroenergie von
2,0 bis 2^ kWh/m3 und einem Verbrauch an Aluminiumelektroden
von 85 bis 100 g/m3 betrug die Durchsatzleistung tier Anlage 6,0 bis 7,OmVh. Das Klarwasser
enthielt 18 bis 25 mg/Liter Beimengen und 8 b:s 10 mg/Liter Aluminiumhydroxide.
Das in der Anlage nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 644 738 gereinigte Schmutzwasser enthielt 45 bis
55 mg/Liter Beimengungen und 27 bis 30 mg/Liter Aluminiumhydroxide.
Das in der erfindungsgemäßen Anlage wie oben beschrieben behandelte Schmutzwasser wurde zur
endgültigen Reinigung durch drei nacheinander angeordnete Filter mit einer jeweils 1,2 m, 1,0 m und 0,8 m
hohen Quai /sandauffü"ung durchgeleitet.
Claims (1)
- Patentanspruch:Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigungv enthaltend eine Absetzkammer mit einem Abiaufstutzen für Klarwasser, eine Elektrokoagulationskammer, welche mit der Absetzkammer verbunden ist, sowie einen Zulaufstutzen für Schmutzwasser und einen Zulaufstutzen für Elektrolyt und eine Anordnung von Lösungselektroden, die im unteren Teil der Elektrokoagulationskammer aufgestellt sind,dadurch gekennzeichnet,de3im oberen Teil der Absetzkammer (5) unterhalb der Stirnseite der Elektrokoagulationskammer (1) unlösliche Elektroden (8, 9) und oberhalb dieser Elektroden in der Absetzkammer (5) ein Verteiler (9) angeordnet ist, der aus einer oberen Zwischenwand (10), die oberhalb der offenen Stirnseite der Elektrokoagulationskammer (t) angeordnet ist und über dieser eine öffnung (12) aufweist, einer unteren mit öffnur^en (13) versehenen Zwischenwand (11), die untertiaib der offenen Stirnseite der Elektrokoagulationskammer (1) angeordnet ist, sowie aus Kanäle bildenden Stutzen (14) besteht, die die Zwischenwände (10, U) miteinander verbinden, und daß Öffnungen (13) gleichmäßig zwischen den Stutzen (14) angeordnet sind.30Die Erfindung betrifft eine Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung, enthaltend eine Absetzkammer mit einem Ablijfstutzci für Klarwasser, eine Elektrokoagulationskammor, weiche mit der Absetzkammer verbunden ist, sowie ei; m Zulaufstutzen für Schmutzwasser und einen Zulaufstutzen für Elektrolyt und eine Anordnung von Lösungselektroden, die im unteren Teil der Elektrokoagulationskammer aufgestellt sind.Eine derartige Anlage ist aus dem SU-Urheberschein 644 738 bekannt. Die Lösungselektroden erzeugen unter der Wirkung von elektrischem Strom Metallionen, die sich mit Produkten der Wasserhydrolyse verbinden und Metallhydroxide bilden. Die Metallhydroxide werden durch Gasbläschen aus dem Elektrodenzwischenraum nach oben in die Schmutzwasserzuführungszone der Elektrokoagulationskammer flotiert, treten in Wechselwirkung mit den Schmutzwasserinhaltsstoffen und koagulieren diese zu Teilchenaggregaten, die so innerhalb der Elektrokoagulationskammer nach oben flotiert werden. In derartigen Anlagen werden die Schmutzwasserinh<sstoffe bei einer überschüssigen Menge der entstehenden Metallhydroxide koaguliert Ein Teil der Hydroxide gelangt nicht zu einer Wechselwirkung mit den Schmutzwasserinhaltsstoffen, vermischt sich mit dem entstehenden Schaum und wird aus der Anlage abgeführt Ein anderer Teil der Metallhydroxide, ca. 7 bis 18%, die nicht in Wechselwirkung mit den Schmutzwasserinhaltsstoffen getreten μ sind, fließt zusammen mit der gereinigten Flüssigkeit aus der Elektrököagulatiöfiskammef in die Absetzkammer über und wird vom Strom der Flüssigkeit mitgenommen und aus der Anlage entfernt. Zusammen mit den Metallhydroxiden gelangt auch ein Teil der Schmutzwasserinhaltsstoffe in die Absetzkammer. Die Flüssigkeit fließt unmittelbar an der Oberfläche der Elektrokoagulationskammer über und verteilt sich vorwiegend im unteren und mittleren Teil der Absetzkammer, Durch das Vorhandensein von schon ca. 10 bis 20 mg/! Metallhydroxiden wird die Schmutzwasserreinigungsgüte beeinträchtigt und der spezifische Aufwand an Lösungselektroden und Elektroenergie erhöht.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage, zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Abtrennung von Schmutzwasserinhaltsstoffen und Metallhydroxiden der Lösungselektroden vom Klarwasser in der Absetzkammer erhöht wird, so daß insgesamt auch die Reinigungsgüte erhöht wird.Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöstDurch die Anordnung der unlösbaren Elektroden im oberen Teil der Absetzkammer unterhalb der Stirnseite der Koagulationskammer wird die Entwicklung von Gasbläschen gewährleistet, die die Metallhydroxide und Reste von Schmutzwasserinhaltsstoffen, weiche sich in der aus der Elektrokoagulationskammer in die Absetzkammer überfließenden Flüssigkeit befinden, an die Flüssigkeitsoberfläche befördern und zu Schaum florieren, der danach aus der Anlage abgeführt wird, so daß das abfließende Klarwasser weiter gereinigt die Absetzkammer verläßtDurch die Anordnung und Ausbildung des Verteilers wird eine gleichmäßige Verteilung der aus der Elektrokoagulatiocskammer überfließenden Flüssigkeit durch die öffnungen in der unteren Zwischenwand über den gesamten Querschnitt der Absetzkammer in dessen oberem Teil sowie der gleichzeitige Austritt durch die Stutzen aus dem Absetzraum des beim Oberfließen der Flüssigkeit in diesen mitgebrachten und des dort gebildeten Schaums gewährleistetNachstehend wird die Erfindung unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert Es zeigtF i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung,F i g. 2 den Ausschnitt I des Verteilers der Anlage in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.Eine Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung enthält eine rohrförmig ausgeführte Elektrokoagulationskammer 1, die in ihrem unteren Teil eine Anordnung von Lösungselektroden 2, einen Zulaufstutzen 3 für Schmutzwasser und einen Zulaufstutzen 4 für einen Elektrolyt aufweist. Der Zulaufstutzen 3 für Schmutzwasser ist oberhalb der Anordnung der Lösungselektroden 2 und der Zulaufstutzen 4 für einen Elektrolyt unterhalb der Anordnung der Lösungselektroden 2 angeordnet Der obere Teil der Elektrokoagulationskammer 1 geht in eine Absetzkammer 5 ein. Die Absetzkammer 5 weist einen Ablaufstutzen 6 für rClarwasser und einen Austragsstutzen 7 für den sich in dieser Kammer 5 ansammelnden Schlamm auf. Im oberen Teil der Absetzkammer 5 unterhalb der Stirnseite der Elektrokoagulationskammer 1 ist eine Anordnung unlöslicher Elektroden 8,8' angeordnet, die als Lochplatten aus rostfreiem Stahl ausgeführt sind, von denen eine mit dem positiven und die andere mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden ist Über dieser Anordnung ist über den gesamten Querschnitt der Absetzkammer 5 ein Verteiler 9 angeordnet, der zwei Zwischenwände 10 und 11 aufweist. Die obere Zwischenwand 10 ist oberhalb der offenen Stirnseite der Elektrokoagulationskammer 1 angeordnet und weist eine über der Elektrokoagulationskammer 1 ausgeführte öffnung 12 zum Austritt
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