DE3312241C2

DE3312241C2 -

Info

Publication number: DE3312241C2
Application number: DE19833312241
Authority: DE
Inventors: Gennadij Sergeevic Zenin; Semen Aleksandrovic Leningrad Su Bogatych; Vladimir Petrovic Vyborg Su Ivlev; Raisa Alekseevna Sokol'skaja; Aleksandr Aleksandrovic Daniljuk; Vladimir Ivanovic Leningrad Su Lysenko
Original assignee: LENINGRADSKIJ TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT CHOLODIL'NOJ PROMYSLENNOSTI LENINGRAD SU
Current assignee: LENINGRADSKIJ TECHNOLOGICESKIJ INSTITUT CHOLODIL'NOJ PROMYSLENNOSTI LENINGRAD SU
Priority date: 1982-09-07
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1987-06-11
Also published as: FI830788A0; FI74692B; JPS5949892A; FI74692C; SE8301801L; SE8301801D0; SU1535839A1; DE3312241A1; FI830788L; SE455193B; JPS637118B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Umweltschutz und bezieht sich genauer auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von meerwasserhaltigen Abwässern mit veränderlichem Salzgehalt in den zu reinigenden Abwasserabflüssen, wie aus den Oberbegriffen der vorstehenden Ansprüche 1 und 4 ersichtlich.The present invention relates to environmental protection and relates more specifically to a method and an apparatus for the electrochemical treatment of waste water containing sea water with variable salinity in the to be cleaned Sewage drains, as from the preambles of the above Claims 1 and 4 can be seen.

Das Problem der Verunreinigung der Biosphäre ist z. B. von globalem Charakter. Besonderen Platz nehmen in der gesamten Verschmutzung der Biosphäre Verunreinigungen von Wasserbecken ein, welche durch Abwässer bedingt sind. Die in der stürmischen Entwicklung begriffene Schiffahrt führte zu einer sprunghaften Vergrößerung des Anteils an Schiffsabwässern im gesamten Abwasservolumen, das in den Weltozean gelangt. In diesem Zusammenhang haben die meisten Länder Maßnahmen ergriffen, nach welchen der Einlauf von Schiffen in die Territorialwässer dieser Länder, die mit keinen Anlagen zur Reinigung und Entseuchung von Schiffsabwässern ausgerüstet sind, sowie deren Einsatz im Binnenwasserverkehr verboten ist.The problem of biosphere contamination is e.g. B. from global character. Take special place in the whole Pollution of the biosphere which are caused by waste water. In the the rapidly developing shipping industry to a sudden increase in the proportion of ship wastewater in the total wastewater volume that is in the world ocean reached. In this context, most have Countries have taken measures according to which the arrival of Ships into the territorial waters of these countries with no facilities for the purification and decontamination of ship wastewater are equipped, as well as their use in inland water transport forbidden is.

Bei der Entwicklung von Abwasserreinigungsanlagen auf Schiffen schenkt man der Erhöhung der Zuverlässigkeit besondere Aufmerksamketi. Das läßt sich dadurch erklären, daß man zur Zeit elektrochemische Verfahren zur Abwasserreinigung am häufigsten verwendet, bei welchen die Abwässer mit Koagulationsmitteln behandelt werden, die während der elektrochemischen Auflösung von Metallen gebildet werden. Die praktische Anwendung ist jedoch erschwert. Ein Grund ist die Bildung von Salzablagerungen an den Elektroden. Diese vergrößern den Widerstand der Elektroden, so daß eine Herabsetzung des durch die Elektroden fließenden Stromes (sogenannte Passivierung) erfolgt, woraus sich eine Verminderung der Konzentration des im Zwischenelektrodenraum gebildeten Koagulationsmittels ergibt, das in die zu behandelnden Abwasserabflüsse eingeführt wird. Dadurch wird die Wirksamkeit der Reinigung gesenkt. Außerdem verstopfen die Salzablagerungen in einigen Fällen den Zwischenelektrodenraum so, daß die Strömung der zu behandelnden Flüssigkeit zwischen den Elektroden überhaupt aufhört, wodurch die Reinigung unterbrochen wird. Dieser Umstand ist besonders kennzeichnend für die Bedingungen, unter denen man ein über Bord fließendes Wasser zur Spülung von sanitärtechnischen Einrichtungen benutzt, in dem Meersalz enthalten ist, dessen Konzentration sich in weiten Grenzen ändert und von der Ortslage des Schiffes abhängt. Daher gilt als eines der Probleme bei der Reinigung von Schiffsabwässern die Beseitigung von Salzablagerungen an den Elektroden.In the development of wastewater treatment plants Ships are given special gifts to increase reliability Attention. This can be explained by that currently electrochemical wastewater treatment processes most commonly used where the waste water are treated with coagulants that are used during the electrochemical dissolution of metals. However, practical application is difficult. A reason is the formation of salt deposits on the electrodes. These increase the resistance of the electrodes so that a Reduction of the current flowing through the electrodes (so-called passivation), which results in a reduction the concentration of that formed in the interelectrode space Coagulant results in that to be treated Wastewater drainage is introduced. This will make the Effectiveness of cleaning reduced. They also clog up Salt deposits in some cases the interelectrode space so that the flow of the liquid to be treated between electrodes stops at all, causing cleaning is interrupted. This is special characteristic of the conditions under which one over Flowing water on board for flushing sanitary engineering Facilities used in which sea salt is contained, the Concentration changes within wide limits and from that Location of the ship depends. Therefore, is considered one of the Problems with the purification of ship sewage disposal of salt deposits on the electrodes.

Es ist z. B. ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern und eine Anordnung zur Realisierung desselben bekannt (SU-Urheberschein Nr. 7 39 004). Dieses Verfahren besteht darin, daß das meerwasserhaltige Abwasser in der Kathodenkammer einer Diaphragmaelektrolysezelle behandelt wird, worauf ein magnesiumhaltiger Schlamm abgetrennt und dieser in der Anodenkammer der Diaphragmaelektrolysezelle behandelt wird, während die magnesiumhaltige Flüssigkeit aus der Anodenkammer in die Kathodenkammer geleitet wird.It is Z. B. a process for the purification of waste water and an arrangement for realizing the same is known (SU copyright certificate No. 7 39 004). This procedure is that the seawater-containing wastewater in the cathode chamber a diaphragm electrolysis cell is treated, whereupon a magnesium-containing sludge is separated and this in the Anode chamber of the diaphragm electrolysis cell is treated, while the magnesium-containing liquid from the anode chamber is passed into the cathode chamber.

Bei diesem Verfahren gelingt es, beträchtliche Salzablagerungen an den Elektroden zu vermeiden, wobei jedoch auf folgende Schwierigkeiten gestoßen wird, die es nicht erlauben, mit gewünschtem Zuverlässigkeitsgrad die Reinigung effektiv genug durchzuführen: This process succeeds in considerable salt deposits to avoid on the electrodes, however, on the following difficulties are encountered that do not allow cleaning with the desired level of reliability to perform effectively enough:

Bei wiederholter Bearbeitung des Schlammes in der Anodenkammer mit anschließender Zuführung der magnesiumhaltigen Flüssigkeit in die Kathodenkammer erfolgt eine Erhöhung der Konzentration an Magnesiumionen in den zu behandelnden Abwässern, was bei der Sättigung der Lösung eine Ausfällung von Magnesiumsalzen und eine Verunreinigung der gereinigten Abwässer durch diese Salze und damit eine verminderte Effektivität zur Folge hat;
wenn man die Abwässer nur in der Kathodenkammer behandelt, ist der Energieaufwand hoch, weil die halbe Menge an elektrischer Energie nicht unmittelbar zur Abwasserreinigung, sondern zur Auflösung des magnesiumhaltigen Schlammes benutzt wird;
bei der Behandlung des Schlammes in der Anodenkammer muß, um die Verstopfung des Anodenraums durch den Schlamm zu vermeiden, dieser Raum ein großes Volumen aufweisen, wozu der Abstand zwischen der Anode und der Kathode groß sein muß, wobei infolge ohmscher Verluste im Elektrolyten die Spannung über die Diaphragmaelektrolysezelle hohe Werte erreicht, was seinerseits einen erhöhten Energieaufwand für die Behandlung der Abwässer hervorruft;
die Abtrennung des magnesiumhaltigen Schlammes erfordert zusätzliche Behälter, was die Abmessungen der Anordnung erheblich vergrößert, während unter den Schiffsbedingungen, d. h. bei Krängung, Schlingerbewegung und Vibrationen, die Wirksamkeit des Reinigungsvorganges beträchtlich gesenkt wird.When the sludge is repeatedly processed in the anode chamber and the magnesium-containing liquid is subsequently fed into the cathode chamber, the concentration of magnesium ions in the waste water to be treated is increased, which, when the solution is saturated, results in the precipitation of magnesium salts and contamination of the purified waste water by these salts and thus resulting in reduced effectiveness;
if the wastewater is only treated in the cathode chamber, the energy expenditure is high because half the amount of electrical energy is not used directly for wastewater treatment, but for dissolving the magnesium-containing sludge;
in the treatment of the sludge in the anode chamber, in order to avoid clogging of the anode space by the sludge, this space must have a large volume, for which purpose the distance between the anode and the cathode must be large, the voltage above due to ohmic losses in the electrolyte the diaphragm electrolysis cell reaches high values, which in turn causes an increased energy expenditure for the treatment of the waste water;
the separation of the magnesium-containing sludge requires additional containers, which considerably increases the dimensions of the arrangement, while the effectiveness of the cleaning process is considerably reduced under the ship's conditions, ie in the case of heeling, roll movement and vibrations.

Ferner sind ein besseres Verfahren und eine Anordnung zu seiner Durchführung nach der US-PS 41 88 278 bekannt. Dieses Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten besteht darin, daß man eine Flüssigkeit durch eine Elektrolysezelle über ein Gebiet veränderlichen Potentials strömen läßt und die Richtung dieses veränderlichen Potentials ändert, wobei auf die Flüssigkeit im Wege ihrer Strömung Beschleunigungs- und Verlangsamungskräfte wirken, wodurch eine intensive Wirbelung zwischen den einzelnen Flüssigkeitsschichten entsteht. Dieses Verfahren wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die ein Paar von Hauptelektroden und eine Reihe von zwischen diesen angebrachten Hilfselektroden enthält, wobei sich die Hauptelektrode aus einer Reihe elektrisch verbundener Stäbe zusammensetzt, die in einer gleichen Ebene liegen, während jede Hilfselektrode aus elektrisch isolierten Stäben besteht. Dabei erzeugen die Hauptelektroden ein Gebiet veränderlichen Potentials zwischen ihnen, durch welches die Flüssigkeit strömt; die Entfernung der entwickelten Gasblasen von den Elektroden erfolgt durch Ultraschall.There is also a better method and arrangement known for its implementation according to US-PS 41 88 278. This method of treating liquids exists in passing a liquid through an electrolytic cell flows over an area of variable potential and changes the direction of this variable potential, where accelerating towards the liquid by way of its flow and slowing forces act, creating an intense swirl arises between the individual liquid layers. This process is carried out in a device which is a pair of main electrodes and a series of between contains this attached auxiliary electrodes, the Main electrode made from a series of electrically connected rods that are on the same level while each auxiliary electrode consists of electrically insulated rods. The main electrodes create a variable area Potential between them through which the liquid flows; the removal of the developed gas bubbles of the electrodes is done by ultrasound.

Der Energieaufwand für die Durchführung dieses Verfahrens ist ebenfalls hoch, weil in der Vorrichtung ein Ultraschallvibrator vorhanden ist, der zur Vermeidung von Salzablagerungen an der Kathodenoberfläche dient.The energy required to carry out this procedure is also high because of an ultrasonic vibrator in the device is present to avoid salt deposits serves on the cathode surface.

Außerdem kann, wenn die Elektroden quer zur Flüssigkeitsströmung angeordnet sind, ein Klebenbleiben von faserartigen Verunreinigungen an den Elektroden auftreten, deren Entfernung durch Ultraschall unmöglich ist, weil die spezifischen Gewichte der Verunreinigungen und der zu behandelnden Flüssigkeit einander gleich sind. Die intensiven, hinter den Elektroden entstehenden Turbulenzzonen zerstören Flocken koagulierter Verunreinigungen, wodurch die Koagulation der kolloidalen Verunreinigungen gestört und letzten Endes eine Verminderung der Qualität der Abwasserreinigung hervorgerufen wird. Außerdem bewirkt die Wirbelung des zu behandelnden Abwasserstromes eine intensive Vermischung der elektrodennahen Flüssigkeitsschichten, wodurch der pH-Wert der elektrodennahen Schichten vermindert und als Folge davon Salzablagerungen an der Oberfläche der Elektroden gebildet werden. Ein zur Teilung des zu behandelnden Abwasserstromes in Strahlen vorgesehenes Netz kompliziert die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und beeinträchtigt seine Zuverlässigkeit infolge einer eventuellen Verstopfung des Netzes. Um die Elektroden an den Wänden des Gehäuses der Elektrolysezelle so zu befestigen, daß sie von den Gehäusewänden elektrisch isoliert sind, müssen Isolierbeilagen zwischen den Elektroden und den Gehäusewänden angebracht werden oder müssen die Gehäusewände aus einem Isolationsmaterial hergestellt werden, was die Bauart der Elektrolysezelle bedeutend kompliziert.In addition, if the electrodes cross the liquid flow are arranged, sticking of fibrous Impurities appear on the electrodes whose Removal by ultrasound is impossible because of that specific weights of the impurities and the to be treated Liquid are equal to each other. The intense, Turbulence zones arising behind the electrodes destroy flakes of coagulated contaminants, causing the coagulation of the colloidal contaminants is disrupted and ultimately a decrease in the quality of wastewater treatment is caused. In addition, the Whirling of the wastewater stream to be treated is an intense Mixing of the liquid layers near the electrodes, whereby the pH value of the layers near the electrodes is reduced and as a result salt deposits on the surface of the electrodes are formed. One to share the treated wastewater stream in jets provided complicates the arrangement for performing the method and compromises its reliability as a result of possible clogging of the network. Around the electrodes to fix the walls of the housing of the electrolytic cell so that they are electrically isolated from the housing walls are insulating inserts between the electrodes and be attached to the housing walls or must be the housing walls be made from an insulation material, which complicates the design of the electrolytic cell significantly.

Ein Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, welches mittels einer Anordnung nach dem SU-Urheberschein Nr. 9 12 664 erfolgt, ist beträchtlich wirksamer als das vorbeschriebene. Dieses bekannte Verfahren besteht darin, daß man Abwässer der Anoden- und der Kathodenkammer einer Diaphragmaelektrolysezelle mit unlöslichen Elektroden zuführt. In der Kathodenkammer wird Abwasser alkalisiert und in der Anodenkammer angesäuert, worauf der saure Anolyt in einen elektrischen Koagulator geleitet wird, in dem Chrom durch zweiwertige Eisenionen reduziert wird, die bei der Lösung der löslichen Eisenanoden des elektrischen Koagulators gebildet werden. Aus dem elektrischen Koagulator führt man den Anolyt einem Flotator zu, in den auch der alkalische Katolyt gelangt, der aus der Kathodenkammer der Diaphragmaelektrolysezelle abgeführt wird, worauf man die feste und die flüssige Phase im Flotator und im Filter abtrennt.A method of treating liquids which by means of an arrangement based on SU copyright certificate no. 9 12 664 is considerably more effective than the one described above. This known method consists in that one wastewater from the anode and cathode chambers Diaphragm electrolysis cell with insoluble electrodes. In the cathode chamber, waste water is alkalized and acidified in the anode chamber, whereupon the acidic anolyte in an electrical coagulator is routed in the chrome is reduced by divalent iron ions, which in the Solution of the soluble iron anodes of the electric coagulator be formed. Leads out of the electric coagulator the anolyte is added to a flotator, including the alkaline one The catholyte comes out of the cathode chamber of the diaphragm electrolysis cell is discharged, whereupon the fixed and separates the liquid phase in the flotator and in the filter.

Dieses bekannte Verfahren hat zwar eine genügend hohe Wirksamkeit, jedoch nur eine geringe Funktionszuverlässigkeit, weil bei einer Änderung des Salzgehaltes des Abwassers, die unter den Schiffsbedingungen unvermeidlich auftritt, der durch die Elektroden der Diaphragmaelektrolysezelle fließende Strom ebenfalls eine Änderung erfährt, was seinerseits eine Änderung des pH-Wertes des diese Zelle verlassenden Abwassers und der Lösungsgeschwindigkeit der Elektroden des elektrischen Koagulators bewirkt. Infolgedessen ändert sich die Konzentration des Koagulationsmittels in den zu behandelnden Abwasserabflüssen, während im Kathodenraum der Diaphragmaelektrolysezelle infolge der in den Abwässern vorhandenen Magnesiumionen Magnesiumhydroxid ausfällt, das die Elektroden blockiert, weshalb es unmöglich wird, Schiffsabwasser ausreichend effektiv zu reinigen. Darüber hinaus ist es bei einem solchen Schema der Behandlung von Schiffsabwässern praktisch unmöglich, von der Oberfläche der unlöslichen Elektroden Magnesiumhydroxid durch Polaritätsumkehr zu entfernen, weil bei der Umpolung in die elektrischen Koagulator Abwasserabflüsse geführt werden, die eine alkalische Reaktion aufweisen, wodurch die löslichen Elektroden passiviert werden. Zur mechanischen Reinigung dieser Elektroden werden aber entweder komplizierte Einrichtungen erfordert oder die Anordnung muß periodisch abgestellt werden, um diese Einrichtungen zu reinigen oder die Eisenelektroden auszuwechseln.This known method has a sufficiently high effectiveness, but only a little reliability, because with a change in the salinity of the wastewater, the occurs inevitably under the ship's conditions, the flowing through the electrodes of the diaphragm electrolysis cell Electricity also undergoes a change, which in turn a change in the pH of the cell leaving this cell Sewage and the dissolution rate of the electrodes of the electric coagulator. Consequently the concentration of the coagulant changes to the effluent to be treated while in the cathode compartment the diaphragm electrolysis cell as a result of that in the wastewater existing magnesium ions, magnesium hydroxide fails, that blocks the electrodes, which makes it impossible will treat ship wastewater sufficiently effectively. In addition, it is with such a scheme of treatment from ship wastewater practically impossible, from the surface the insoluble electrodes with magnesium hydroxide Remove polarity reversal, because the polarity in the electric coagulator waste water drains are led, which have an alkaline reaction, whereby the soluble Electrodes are passivated. For mechanical cleaning these electrodes are either complicated Facilities required or the arrangement must be periodic be parked to clean these facilities or replace the iron electrodes.

Bekannt sind auch ein Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit und eine zugehörige Anordnung zu seiner Durchführung, welche im SU-Urheberschein 8 74 653 abgehandelt sind. Dieses Verfahren, welches in einem Koagulationsgerät durchgeführt wird, besteht darin, daß man eine zu behandelnde Flüssigkeit einem Anodenraum unlöslicher Elektroden zuleitet, von wo aus sie im Selbstfluß in einen Anodenraum löslicher Elektroden übergeht. Aus dem Anodenraum der löslichen Elektroden gelangt der zu behandelnde Flüssigkeitsstrom in den Kathodenraum der löslichen Elektroden und dann in den Kathodenraum der unlöslichen Elektroden. Aus dem Kathodenraum der unlöslichen Elektroden führt man gereinigtes Wasser ab.A method for treating a liquid is also known and an associated arrangement for its implementation, which are dealt with in the SU copyright certificate 8 74 653. This procedure, which is carried out in a coagulation device is that you have to treat one Liquid feeds an anode compartment of insoluble electrodes, from where they become more soluble in an anode space in self-flow Electrodes passes over. From the anode compartment of the soluble The liquid flow to be treated arrives at electrodes in the cathode compartment of the soluble electrodes and then into the cathode compartment of the insoluble electrodes. Out the cathode compartment of the insoluble electrodes is cleaned Water.

Die Abwasserreinigung erfolgt, indem man elektrischen Strom sowohl durch die unlöslichen Elektroden als auch durch die löslichen Elektroden fließen läßt, wobei die Konzentration des im Zwischenelektrodenraum anfallenden Koagulationsmittels vom Wassersalzgehalt abhängt und sich bei Änderung des Salzgehaltes infolge variierbarer elektrischer Leitfähigkeit der Lösung und als Folge davon der durch die Elektroden fließende Strom ändert.Wastewater treatment is done by using electrical Current through both the insoluble electrodes as well can flow through the soluble electrodes, the Concentration of the coagulant in the interelectrode space depends on the water salt content and at Change in salinity due to variable electrical Conductivity of the solution and consequently the current flowing through the electrodes changes.

Da man den Strom unmittelbar von der elektrischen Stromquelle durch die löslichen Elektroden fließen läßt und die Konzentration der Koagulationsmittel in den Zwischenelektrodenräumen Änderungen erfährt, ist der Verbrauch an löslichem Elektrodenmaterial sehr hoch, wenn man Abwässer mit hoher Konzentration an Meersalz behandelt.Because you get the electricity directly from the electrical power source can flow through the soluble electrodes and the Concentration of the coagulant in the interelectrode spaces Experiencing changes, the consumption of soluble Electrode material very high if you have waste water with high concentration of sea salt.

Dadurch, daß der Flüssigkeitsstrom vom Anodenraum in den Kathodenraum geleitet wird, entsteht darüber hinaus an der Oberfläche der löslichen Kathode eine Ablagerung, denn Wasserstoffionen, die sich an der Anode bilden, lösen Metallhydroxid an der löslichen Anode zur Auflösung eines an der Kathode durch chemische Umsetzung eines Metalls (z. B. von Aluminium) mit Wasser entstehenden Metallhydroxids auf, an welcher bei der Kathodenpolarisation kein Schutzoxidfilm entsteht (die Konzentration an Wasserstoffionen, die vom Anodenraum der löslichen Elektroden kommen, reicht nicht zur Auflösung des sich an der löslichen Kaythode abscheidenden Hydroxids aus). The fact that the liquid flow from the anode compartment in the Cathode space is also created at the A deposit on the surface of the soluble cathode, because Hydrogen ions that form on the anode dissolve metal hydroxide at the soluble anode to dissolve one the cathode by chemical conversion of a metal (e.g. of aluminum) with water-forming metal hydroxide, at which no protective oxide film during cathode polarization arises (the concentration of hydrogen ions that coming from the anode compartment of the soluble electrodes is sufficient not to dissolve that which separates from the soluble kaythode Hydroxide from).

Außerdem wandern Hydroxylionen, die sich an den unlöslichen Kathoden bilden, in Form von sich entwickelnden Wasserstoffblasen zur Oberfläche der löslichen Kathode. Deswegen ist der pH-Wert in der Nähe der Kathode nicht ausreichend zur Bildung von löslichen Verbindungen eines Metalls, insbesondere von Aluminiumverbindungen.In addition, hydroxyl ions migrate to the insoluble ones Form cathodes in the form of developing hydrogen bubbles to the surface of the soluble cathode. That's why the pH near the cathode is not sufficient Formation of soluble compounds of a metal, in particular of aluminum compounds.

Dadurch, daß die zu behandelnden Abwässer aus den Anoden in den Kathodenraum geleitet werden, kann kein Magnesiumhydroxid, welches auch ein gutes Koagulationsmittel ist, im Kathodenraum gebildet werden. Die Abwasserabflüsse, die beim Einlauf in die Anordnung eine neutrale Reaktion aufweisen, werden nämlich an die Anode angesäuert und dann im Kathodenraum auf den pH-Wert der Ausgangsflüssigkeit alkalisiert, während die Bildung von Magnesiumhydroxid lediglich bei pH-Werten von über 8,9 möglich ist. Bei der Verwendung eines solchen Schemas der Abwasserströme mit einer größeren Anzahl an Elektrodenpaaren wird die Bauart der Anordnung kompliziert, weil sie eine zickzackförmige Durchleitung der zu behandelnden Flüssigkeitsströme vorsehen muß.Because the waste water to be treated from the anodes magnesium hydroxide cannot be passed into the cathode compartment, which is also a good coagulant, in Cathode space are formed. The sewage drains that have a neutral reaction when entering the assembly, are acidified to the anode and then in the Alkaline cathode compartment to the pH of the starting liquid, while the formation of magnesium hydroxide only is possible at pH values above 8.9. When using of such a scheme of wastewater flows with a larger one The number of electrode pairs becomes the type of arrangement complicated because it is a zigzag passage of the to provide liquid flows to be treated.

Da der Abstand zwischen den unlöslichen und löslichen Elektroden bei einem geringen Gehalt an Meerwasser in den zu behandelnden Abwasserabflüssen groß ist, wirkt sich das Feld der unlöslichen Elektroden auf die löslichen geringfügig und auf den Gehalt des im Zwischenelektrodenraum der löslichen Elektroden anfallenden Koagulationsmittel nicht aus.Because the distance between the insoluble and soluble electrodes with a low content of sea water in the to treating wastewater drainage is large, this affects Field of insoluble electrodes on the soluble slightly and on the content of the in the interelectrode space Soluble electrodes accumulating coagulant.

Aus der DE-OS 30 31 773 ist ferner eine Anlage zur elektrochemischen Schmutzwasserreinigung bekannt, die eine Absetzkammer mit einem Ablaufstutzen für Klarwasser, die mit einer Elektrokoagulationskammer verbunden ist, welche einen Zulaufstutzen für Schmutzwasser und einen Zulaufstutzen für Elektrolyt aufweist und in deren unterem Teil eine Anordnung von Lösungselektroden untergebracht ist, bekannt. Im oberen Teil der Absetzkammer, unterhalb der offenen Stirnseite der Elektrokoagulationskammer ist eine Anordnung unlösbarer Elektroden und über dieser Anordnung ein Verteiler mit Öffnungen und Kanälen zum Überfließen der Flüssigkeit aus der Elektrokoagulationskammer in die Absetzkammer und zum Austritt von Schaum und Gas aus den Kammern aufgestellt. Bei dieser Anlage wird der Strom des gereinigten Abwassers zuerst zwischen den löslichen und dann den unlöslichen Elektroden durchgeführt. Der elektrische Strom wird durch die löslichen Elektroden geleitet, die in der Koagulierungskammer angeordnet sind, während sich die unlöslichen Elektroden in der Absetzkammer befinden.From DE-OS 30 31 773 is also a plant for electrochemical Wastewater treatment known to a sedimentation chamber with a drain pipe for clear water, with an electrocoagulation chamber is connected, which one Inlet connection for dirty water and an inlet connection for Has electrolyte and an arrangement in the lower part of solution electrodes is known. in the upper part of the settling chamber, below the open face the electrocoagulation chamber is an insoluble arrangement Electrodes and above this arrangement a distributor with openings and channels for overflowing the liquid from the electrocoagulation chamber into the settling chamber and set up to allow foam and gas to escape from the chambers. In this system, the stream of the cleaned Waste water first between the soluble and then the insoluble Electrodes performed. The electric current will passed through the soluble electrodes in the coagulation chamber are arranged while the insoluble ones Electrodes are in the settling chamber.

Aus den SU-Urheberscheinen 11 05 472 und 11 01 420 sind ferner Vorrichtungen bekannt, wobei die Abwässer als getrennte Ströme einem Anoden- und einem Kathodenraum einer Elektrolyse zugeführt werden.From the SU originals 11 05 472 and 11 01 420 are also known devices, the waste water as separate Currents an anode and a cathode Electrolysis are supplied.

Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, meerwasserhaltige Abwässer mit verschiedenem Salzgehalt in einem elektrochemischen Verfahren zu reinigen, bei dem das Potential der löslichen Elektroden in den aktiven Bereich verschoben wird.The present invention is based on the object laid, seawater-containing wastewater with different salinity to clean in an electrochemical process, where the potential of the soluble electrodes in the active Area is moved.

Die gestellte Aufgabe wird wie aus den vorstehenden Patentansprüchen ersichtlich gelöst.The task is as from the preceding claims obviously solved.

Es wurde festgestellt, daß dank einer solchen Lösung der gestellten Aufgabe, bei der man den elektrischen Strom nur durch die unlöslichen Elektroden, die von den löslichen Elektroden elektrisch isoliert sind, fließen läßt, eine Stromstreuung und -ableitung in Strömungsrichtung des Flüssigkeitsstromes von den unlöslichen Elektroden zu den löslichen hin erfolgt, wodurch die Potentiale der löslichen Elektroden in einem Bereich für ihre aktive Auflösung verschoben werden und damit eine Auflösung der löslichen Elektroden, insbesondere aus Aluminium, stattfindet.It was found that thanks to such a solution the task, in which you only use the electric current through the insoluble electrodes that are from the soluble ones Electrodes are electrically insulated, lets flow, one Current scattering and discharge in the direction of flow of the liquid flow from the insoluble electrodes to the soluble ones there occurs, whereby the potentials of the soluble Electrodes shifted in an area for their active resolution and thus dissolving the soluble electrodes, especially made of aluminum.

Eine solche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, Abwässer zu reinigen, die Meerwasser mit unterschiedlichem Salzgehalt enthalten. Beim Durchleiten der zu behandelnden Abwässer mit einem geringen Gehalt an Meersalz durch die Elektrolysezelle weisen die Abwässer eine geringe Leitfähigkeit auf. In diesem Fall wird, wenn man den elektrischen Strom durch die löslichen Elektroden fließen läßt, das Streuungsvermögen der Abwässer erhöht, wodurch sich ein größerer Einfluß des Feldes der unlöslichen Elektroden auf die löslichen ergibt. Das Potential der löslichen Elektroden wird in hohem Maße in deren aktiven Auflösungbereich verschoben, wodurch die Lösungsgeschwindigkeit der löslichen Elektroden erhöht wird, während in der zu behandelnden Flüssigkeit die Konzentration von Ionen des löslichen Metalls, durch das kolloidale Verunreinigungen in den Abwässern koaguliert werden, zunimmt. Der Gehalt an Magnesiumionen ist aber infolge des geringen Salzgehalts der Abwasserabflüsse gering. Deswegen bildet sich im Raum zwischen den unlöslichen Elektroden eine verhältnismäßig kleine Menge an Magnesiumhydroxid. Falls man Abwässer mit hohem Gehalt an Meersalz durch die Elektrolysezelle leitet, wird das Streuungsvermögen der zu behandelnden Flüssigkeit vermindert und die Einwirkung des Feldes der von einem Strom durchflossenen unlöslichen Elektroden auf die löslichen Elektroden schwächer. Die Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden wird vermindert, so daß die löslichen Elektroden fast nicht gelöst werden. In diesem Fall dient als Koagulationsmittel Magnesiumhydroxid, das sich während der Elektrolyse bei der Alkalisierung der Abwässer im Kathodenraum der unlöslichen Elektroden bildet. Such an implementation of the method according to the invention allows wastewater to be cleaned, the sea water with different salinity. When passing through of the waste water to be treated with a low content of The wastewater has a sea salt through the electrolysis cell low conductivity. In this case, if you electrical current flow through the soluble electrodes lets, the spreading capacity of the waste water increases, whereby become a greater influence of the field of insoluble Electrodes on the soluble results. The potential of soluble Electrodes are largely in their active resolution range shifted, causing the solution speed of the soluble electrodes is increased while in the liquid to be treated the concentration of ions of the soluble metal, through which colloidal contaminants coagulated in the wastewater increases. The content of However, magnesium ions are due to the low salinity the wastewater runoff is low. That is why it forms in the room a proportionate between the insoluble electrodes small amount of magnesium hydroxide. If you have sewage with conducts a high content of sea salt through the electrolysis cell, becomes the scattering capacity of the liquid to be treated diminishes and the impact of the field of a current flowed through insoluble electrodes on the soluble Electrodes weaker. The shift in the potentials of the soluble electrodes is reduced so that the soluble Electrodes almost cannot be loosened. In this case it serves as a coagulant magnesium hydroxide, which during the electrolysis in the alkalization of the waste water in the Cathode space forms the insoluble electrodes.

Auch wurde experimentell festgestellt, daß das Verhältnis der Stromstärke zur Durchflußmenge der zu behandelnden Abwässer (d. h. die Elektrizitätsmenge pro Volumeneinheit) mindestens 0,01 A · h/l beträgt, wobei dieser Wert zur Verschiebung des Potentials der löslichen Elektroden in den aktiven Auflösungsbereich derselben ausreicht und die Möglichkeit bietet, eine konstante Gesamtkonzentration von Koagulationsmitteln im Zwischenelektrodenraum aufrechtzuerhalten.It was also found experimentally that the ratio the current to the flow rate of the treated Wastewater (i.e. the amount of electricity per unit volume) is at least 0.01 A · h / l, this value being for shift the potential of the soluble electrodes in the active resolution range of the same is sufficient and the possibility offers a constant total concentration of Maintain coagulants in the interelectrode space.

Bei Änderung des Salzgehaltes der zu behandelnden Abwässer hängt die Menge an auflösbarem Aluminium vom Salzgehalt der Abwässer ab, und zwar wird sie bei geringem Salzgehalt erhöht und nimmt mit steigendem Salzgehalt ab, wobei die Gesamtkonzentration an Koagulationsmittel konstant bleibt und damit die Selbstregelung der Abwasserreinigung erfolgt, sowie der Verbrauch an Aluminiumelektroden um das 2 bis 4fache geringer wird.When the salinity of the wastewater to be treated changes the amount of dissolvable aluminum depends on the salinity the wastewater, namely with low salinity increases and decreases with increasing salinity, the total concentration of coagulant remains constant and so that the self-regulation of wastewater treatment takes place, as well the consumption of aluminum electrodes 2 to 4 times becomes lower.

Wenn man die zu behandelnden Abwässer zuerst zwischen den unlöslichen Elektroden und dann zwischen den löslichen Elektroden strömen läßt, werden sie zunächst angesäuert und in der Nähe der unlöslichen Elektroden alkalisiert, wodurch bei der elektrochemischen Lösung der Aluminiumelektroden eine Bildung von löslichen Produkten - Aluminiumionen und Aluminaten - gewährleistet ist, so daß eine Bildung von Salzablagerungen an den löslichen Elektroden verhindert wird.If the waste water to be treated is first between the insoluble electrodes and then between the soluble ones Electrodes flow, they are first acidified and alkalized near the insoluble electrodes, thereby in the electrochemical solution of the aluminum electrodes formation of soluble products - aluminum ions and aluminates - is guaranteed, so that formation prevents salt deposits on the soluble electrodes becomes.

Es ist zweckmäßig, den unlöslichen Elektroden einen nichtstabilisierten Gleichstrom zuzuführen.It is advisable to use the insoluble electrodes to supply non-stabilized direct current.

Die Verwendung des nichtstabilisierten Gleichstroms gestattet es, eine größere Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden im Bereich ihrer aktiven Auflösung im Vergleich mit dem stabilisierten Gleichstrom gleicher Stromstärke zu erreichen.The use of non-stabilized direct current allows a greater shift in the potentials of the soluble electrodes in the area of their active resolution in the Comparison with the stabilized direct current of the same current to reach.

Die Durchführung des Verfahrens unter solchen Bedingungen gewährleistet eine vollständige Inaktivierung von pathogenen Mikroorganismen im Abwasser, weil die pathogenen Mikroorganismen in dem Kathoden- und dem Anodenraum der Elektrolysezelle unter Einwirkung eines Akalis und einer Säure sterben, die nach den Reaktionen gebildet werden:Carrying out the procedure under such conditions ensures complete inactivation of pathogenic microorganisms in wastewater because the pathogenic Microorganisms in the cathode and anode space of the Electrolysis cell under the influence of an Akalis and a Acid die, which are formed after the reactions:

2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH^- (an der Kathode)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (an der Anode).2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH ^- (on the cathode)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (on the anode).

Es wird empfohlen, die im Kathoden- und im Anodenraum behandelten Abwässer miteinander zu vermsichen.It is recommended that in the cathode and in the anode compartment to treat treated wastewater together.

Bei der Vermischung der aus dem Kathoden- und dem Anodenraum austretenden Abwasserströme findet eine Neutralisation der Abwässer nach folgenden Reaktionen statt:When mixing the from the cathode and the Waste water flows emerging from the anode compartment are neutralized the waste water after the following reactions:

Dadurch, daß die Elektroden axial zueinander angeordnet sind, werden die besten Betriebsbedingungen für die Elektroden geschaffen, weil der entlang der Oberfläche der Elektroden fließende Abwasserstrom optimale Bedingungen für die Einwirkung eines durch die von einem Strom durchflossenen unlöslichen Elektroden erzeugten elektrischen Feldes auf die löslichen Elektroden, die von keinem Strom durchflossen werden, gewährleistet.In that the electrodes are arranged axially to one another are the best operating conditions for the electrodes created because of along the surface of the Electrode flowing wastewater flow optimal conditions for the action of one through which a current flows Insoluble electrodes generated electrical field on the soluble electrodes that have no current flowing through them are guaranteed.

Durch das Vorhandensein der dielektrischen Zwischenlage zwischen den unlöslichen und löslichen Elektroden wird verhindert, daß die Elektroden in elektrischem Kontakt miteinander stehen und die löslichen Elektroden das an den unlöslichen Elektroden auftretende Potential erhalten. Dies ermöglicht seinerseits, eine Passivierung der löslichen Elektroden zu vermeiden und den übermäßigen Verbrauch dieser Elektroden bei einem großen Salzgehalt in den zu behandelnden Abwässern zu vermindern. Die Benutzung der dielektrischen Zwischenlage, deren Kontur mit einer Stirnfläche der unlöslichen Elektrode zusammenfällt, die der löslichen Elektrode zugewandt ist, stellt eine maximale Einwirkung des durch die unlöslichen Elektroden aufgebauten elektrischen Feldes auf die löslichen Elektroden sicher. Darüber hinaus findet bei einer solchen Gestalt der dielektrischen Zwischenlage keine Vermischung der elektrodennahen Schichten der zu behandelnden Abwässer mit dem übrigen Strom der zu behandelnden Flüssigkeit statt, wodurch eine Bildung von Salzablagerungen an der Oberfläche der löslichen Elektroden vermieden wird.Due to the presence of the dielectric liner between the insoluble and soluble electrodes prevents the electrodes from making electrical contact stand with each other and the soluble electrodes on the Potential insoluble electrodes received. This in turn enables passivation of the soluble Avoid electrodes and excessive consumption of these Electrodes with a high salt content in those to be treated To reduce waste water. The use of the dielectric Intermediate layer, whose contour with an end face the insoluble electrode coincides, which the facing soluble electrode provides a maximum Influence of the built up by the insoluble electrodes electric field on the soluble electrodes safely. In addition, with such a shape, the dielectric Intermediate layer no mixing of the electrodes near the electrodes Layers of the waste water to be treated with the rest Flow of the liquid to be treated instead, creating a Formation of salt deposits on the surface of the soluble Electrodes is avoided.

Beim Durchfluß eines Stromes durch die unlöslichen Elektroden erfährt der pH-Wert eine maximale Änderung in der Nähe der Elektroden, wobei es sehr wichtig ist, daß der Strom der Flüssigkeit in dem elektrodennahen Raum keine Zeit hat, sich mit dem übrigen Strom der zu behandelnden Flüssigkeit zu vermischen, was eine hohe Alkalität und Azidität im elektrodennahen Raum der löslichen Elektroden sichert, wodurch eine Bildung von unlöslichen Salzablagerungen bei der Auflösung von löslichen Elektroden, z. B. aus Aluminium verhindert wird.When a current flows through the insoluble ones The pH value experiences a maximum change in electrodes close to the electrodes, it is very important that the flow of the liquid in the space near the electrodes is none Has time to deal with the rest of the stream to be treated To mix liquid, which is high alkalinity and Acidity in the vicinity of the soluble electrodes secures, causing formation of insoluble salt deposits in the dissolution of soluble electrodes, e.g. B. made of aluminum is prevented.

Die untere Grenze für die Volumenstromdichte ist bedingt durch den minimalen pH, bei dem die Bildung von Magnesiumhydroxid bei der Behandlung von meerwasserenthaltenden Abwässern möglich ist (siehe Tabelle 6), sowie durch die akzeptable Flockungsmittelmenge, die bei der Lösung des löslichen Metalls durch Stromverluste an den löslichen Elektroden (siehe Tabelle 2) entsteht. Die obere Grenze beruht lediglich auf wirtschaftlichen Erwägungen, d. h. auf dem Stromverbrauch für die Abwasserreinigung.The lower limit for the volume flow density is conditional by the minimum pH at which the formation of magnesium hydroxide in the treatment of waste water containing sea water is possible (see table 6), as well as by the acceptable Amount of flocculant that is used in dissolving the soluble Metal due to current losses at the soluble electrodes (see table 2). The upper limit is only based on economic considerations, d. H. on the power consumption for wastewater treatment.

Dadurch, daß das eine Elektrodenpaar, bestehend aus einer unlöslichen und einer löslichen Elektrode, die durch die dielektrische Zwischenlage voneinader getrennt sind, im Anodenraum und das andere Paar derselben Elektroden im Kathodenraum angeordnet sind, werden lösliche Produkte der Elektrolyse sowohl im Kathodenraum als auch im Anodenraum der Elektrolysezelle bei paralleler Durchleitung der Ströme der zu behandelnden Flüssigkeit gebildet.The fact that the one pair of electrodes, consisting of a insoluble and a soluble electrode by the dielectric liner are separated from each other, in Anode compartment and the other pair of the same electrodes in the cathode compartment are arranged, soluble products of the Electrolysis both in the cathode compartment and in the anode compartment the electrolytic cell with parallel flow of the currents of the liquid to be treated.

Außerdem wird bei der Polaritätsumkehr der unlöslichen Elektroden verhindert, daß sich an deren Oberfläche Magnesiumhydroxid abscheidet, und eine zusätzliche Aktivierung der löslichen Elektroden gewährleistet. Wenn das Längenverhältnis zwischen den löslichen und den unlöslichen Elektroden nicht größer als 1 : 2 ist, werden die Potentiale der löslichen Elektroden in ihrem aktiven Auflösungsbereich in der ganzen Höhe der löslichen Elektroden verschoben. Ist dieses Verhältnis größer als ½, so können die Kraftlinien des durch die von einem elektrischen Strom durchflossenen Elektroden erzeugten Feldes nicht den weit gelegenen Teil der löslichen Elektroden treffen.In addition, the polarity reversal becomes the insoluble one Electrodes prevent magnesium hydroxide from adhering to their surface deposits, and an additional activation the soluble electrodes. If the aspect ratio between the soluble and the insoluble electrodes is not greater than 1: 2, the potentials of the soluble Electrodes in their active resolution area all over Height of the soluble electrodes shifted. Is this ratio greater than ½, the lines of force of the through the produced by electrodes through which an electric current flows Field not the most distant part of the soluble Hit electrodes.

Es ist ratsam, daß die löslichen Elektroden eine Dicke aufweisen, die größer als die Dicke der unlöslichen Elektroden ist.It is advisable that the soluble electrodes have a thickness have greater than the thickness of the insoluble electrodes is.

Eine solche Ausführung der löslichen Elektroden ermöglicht eine stärkere Einwirkung des durch die vom elektrischen Strom durchflossenen unlöslichen Elektroden erzeugten elektrischen Feldes auf die löslichen Elektroden, die von keinem Strom durchflossen werden. Hierdurch wird die Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden in deren aktiven Auflösungsbereich vergrößert, wobei je größer die Dicke der löslichen Elektroden ist, desto stärker auf diese das elektrische Feld der unlöslichen Elektroden einwirkt.Such a design of the soluble electrodes enables a stronger impact of the from the electrical Current insoluble electrodes flowed through electric field on the soluble electrodes by no flow of electricity. This will cause the shift the potentials of the soluble electrodes in their active resolution area increases, the larger the The thickness of the soluble electrodes is the stronger on these the electrical field of the insoluble electrodes acts.

Es ist zweckmäßig, die unlöslichen Elektroden derart auszuführen, daß die den löslichen Elektroden zugewandten Enden der unlöslichen Elektroden einen abnehmenden Querschnitt aufweisen.It is appropriate to insoluble electrodes in this way execute that facing the soluble electrodes Ends of the insoluble electrodes a decreasing cross-section exhibit.

Dies gestattet es, die Einwirkung des elektrischen Feldes der vom elektrischen Strom durchflossenen löslichen Elektroden zu verstärken, weil in diesem Fall die Kraftlinien des elektrischen Feldes von beliebigen Punkten, sogar von solchen aus, die auf den geneigten Abschnitten des oberen Endes der unlöslichen Elektrode liegen, senkrecht zur Oberfläche der löslichen Elektrode gerichtet und in einer großen Höhe wirksam sind.This allows exposure to the electric field the soluble through which electrical current flows Reinforce electrodes because in this case the lines of force electric field from any point, even from those on the inclined sections of the upper End of the insoluble electrode, perpendicular to Surface of the soluble electrode and directed in a high altitude are effective.

Es ist von Vorteil, daß das Diaphragma der Elektrolysezelle über die Stirnfläche der löslichen Elektroden in einem Abstand von mindestens 5 mm ragt.It is advantageous that the diaphragm of the electrolytic cell over the face of the soluble electrodes in protrudes at least 5 mm.

Diese Ausführung des Diaphragmas zeichnet sich dadurch aus, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Aluminium, welches sich bei der Auflösung von löslichen Elektroden, insbesondere Aluminiumelektroden, bildet, in einem pH-Bereich von 8 und darüber bzw. von 4 und darunter in gelöstem Zustand in den zu behandelnden Abwässern bleibt, weshalb Hydroxidgel nur dann gebildet wird, wenn Anolyt und Katolyt vermischt werden. Eine solche Ausführung des Diaphragmas verhindert eine Bildung von Hydroxid an der oberen Kante der löslichen Elektroden und trägt dazu bei, daß es sich in einem Flüssigkeitsvolumen bildet, das von den löslichen Elektroden entfernt ist. Dadurch wird vermieden, daß eine Ablagerung an den löslichen Elektroden auftritt, und ermöglicht, Abwässer zu reinigen, die Meerwasser mit unterschiedlichem Salzgehalt enthalten.This version of the diaphragm is characterized by that when using the device according to the invention Aluminum, which dissolves soluble Electrodes, especially aluminum electrodes, forms in a pH range of 8 and above or 4 and below remains in solution in the waste water to be treated, which is why hydroxide gel is only formed when anolyte and Katolyt be mixed. Such a design of the diaphragm prevents the formation of hydroxide on the top Edge of the soluble electrodes and helps make it forms in a volume of liquid that is different from the soluble Electrodes is removed. This avoids that a deposit occurs on the soluble electrodes, and allows to clean wastewater, the sea water with different Contain salinity.

Es ist ratsam, daß die dielektrische Zwischenlage aus einzelnen Platten besteht.It is advisable that the dielectric liner be made individual plates.

Dadurch kann man einen gewünschten Effekt erreichen, d. h. die unlösliche Elektrode von der löslichen elektrisch isolieren, sowie die Einwirkung des elektrischen Feldes auf die lösliche Elektrode verstärken und den Isolierstoff einsparen.So you can achieve a desired effect d. H. the insoluble electrode from the soluble electrical isolate, as well as the action of the electric field reinforce the soluble electrode and the insulating material save on.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below on the basis of concrete Embodiments with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Anodenpolarisationskurve für eine Aluminiumelektrode in einer Meersalzlösung: FIG. 1 shows an anode polarization curve for an aluminum electrode in a sea salt solution:

Fig. 2 grafische Darstellung der Änderung des pH-Wertes in einem Flüssigkeitsvolumen in verschiedenen Abständen der Oberfläche der Elektrode vom Diaphragma; FIG. 2 is graph showing the change in pH in a liquid volume at different distances of the surface of the electrode from the diaphragm;

Fig. 3 grafische Darstellung der Abhängigkeit der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge (pro Volumeneinheit), die durch die unlöslichen Elektroden geleitet wird, von verschiedenen Konzentrationen an Meerwasser, das in den zu behandelnden Abwässern enthalten ist, bei gleichbleibender Konzentration an Koagulationsmittel in denselben; Fig. 3 is graphical representation of the dependence of the volumetric quantity of electricity (per unit volume), which is passed through the insoluble electrodes, of various concentrations of sea water contained in the waste water to be treated, at a constant concentration of coagulant in the same;

Fig. 4 grafische Darstellung der Abhängigkeit der pH-Werte des Abwassers in einem sauren und einem alkalischen Medium bei verschiedenen Abwasser-Durchflußmengen; Fig. 4 is graphical representation of the dependence of the pH values of the waste water in an acidic and an alkaline medium at different sewage flow rates;

Fig. 5 schematisch einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 5 shows schematically a longitudinal section of the device according to the invention;

Fig. 6 eine andere Ausführungsform, Fig. 6 shows another embodiment,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform, Fig. 7 shows another embodiment,

Fig. 8 noch eine Ausführungsform, Fig. 8 another embodiment,

Fig. 9 ebenfalls eine Ausführungsvariante, Fig. 9 is also a variant,

Fig. 10 grafische Darstellung der Abhängigkeit der Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden von einem Abstand, in dem sie von den unlöslichen Elektroden entfernt sind. Fig. 10 graph showing the dependence of the shift of the potential of the soluble electrode by a distance at which they are removed from the insoluble electrodes.

Zusätzliche Erläuterung des Funktionsprinzips des Verfahrens zur Herstellung des Koagulationsmittels an den erfindungsgemäßen Elektroden: Additional explanation of the principle of operation of the process for the preparation of the coagulant on the invention Electrodes:

Die Funktionsweise der Elektroden geht aus Fig. 5 hervor, worin 2 die unlöslichen Elektroden (insbeosndere Graphitelektroden), 3 die löslichen Elektroden (insbesondere Aluminiumelektroden), 4 die Isolierschichten zwischen den unlöslichen und löslichen Elektroden und 5 das Diaphragma zwischen dem Anoden- und Kathodenraum bedeuten.The functioning of the electrodes is shown in FIG. 5, in which 2 denotes the insoluble electrodes (in particular graphite electrodes), 3 the soluble electrodes (in particular aluminum electrodes), 4 the insulating layers between the insoluble and soluble electrodes and 5 the diaphragm between the anode and cathode compartments .

Beim Hindurchleiten von Strom lediglich durch die unlöslichen Elektroden 2 fließt bei geringer Elektroleitfähigkeit (geringe Meerwasserkonzentration) des Abwassers ein Teil des Stroms durch das von den unlöslichen Elektroden umschlossenen Lösungsvolumen und ein Teil des Stroms unter Umgehung der Isolierschicht 4 zur löslichen Elektrode 3, da der Abstand zwischen der löslichen Elektrode 3 und der angrenzenden unlöslichen Elektrode 2 weit geringer ist als der Abstand zwischen den unlöslichen Elektroden 3. Dieser Strom fließt von einer löslichen Elektrode durch die von den löslichen Elektroden 3 umschlossenen Abwässer zur zweiten löslichen Elektrode und dann unter Umgehung der Isolierschicht 4 weiter zur zweiten unlöslichen Elektrode.When current is passed only through the insoluble electrodes 2 , with low electroconductivity (low seawater concentration) of the wastewater, part of the current flows through the solution volume enclosed by the insoluble electrodes and part of the current bypasses the insulating layer 4 to the soluble electrode 3 because of the distance between the soluble electrode 3 and the adjacent insoluble electrode 2 is far smaller than the distance between the insoluble electrodes 3 . This current flows from a soluble electrode through the waste water enclosed by the soluble electrodes 3 to the second soluble electrode and then bypassing the insulating layer 4 to the second insoluble electrode.

Am Stromdurchfluß sind somit beide Elektroden und das gesamte von den unlöslichen Elektroden 2 und den löslichen Elektroden 3 umschlossene Abwasservolumen beteiligt. Die Elektroleitfähigkeit des gesamten Abwassers ist somit höher als die der lediglich von den unlöslichen Elektroden umschlossenen Lösung, was den Betrieb der löslichen Elektroden gewährleistet.Both electrodes and the entire wastewater volume enclosed by the insoluble electrodes 2 and the soluble electrodes 3 are thus involved in the current flow. The electrical conductivity of the entire wastewater is thus higher than that of the solution which is only enclosed by the insoluble electrodes, which ensures the operation of the soluble electrodes.

Bei der Steigerung des Meerwassergehalts in den zu behandelnden Abwässern nimmt die Elektroleitfähigkeit der Lösung zu, während der Anteil des durch die löslichen Elektroden fließenden Stroms abnimmt. When increasing the sea water content in those to be treated Waste water decreases the electrical conductivity of the solution to while the proportion of through the soluble electrodes flowing current decreases.

Im vorliegenden Fall erhält man das Koagulationsmittel bei der Umsetzung der alkalischen Lösung, die bei der Elektrolyse des Abwassers im Kathodenraum an den unlöslichen Elektroden entsteht, mit den im Meerwasser enthaltenen Magnesiumionen. Dabei entsteht Magnesiumhydroxid, das als Koagulationsmittel dient.In the present case, the coagulant is obtained from Implementation of the alkaline solution used in electrolysis of the waste water in the cathode compartment at the insoluble electrodes arises with the magnesium ions contained in seawater. This creates magnesium hydroxide, which acts as a coagulant serves.

Die überraschende Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht darauf, daß das Koagulationsmittel in den kein Meerwasser enthaltenden Abwässern durch Lösung der löslichen Elektroden erhalten wird, während bei Anwesenheit von Meerwasser es zu keiner Lösung der löslichen Elektroden kommt, wobei die Ausflockung der Verunreinigungen durch Magnesiumhydroxid erfolgt, das im Kathodenraum der unlöslichen Elektroden entsteht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine erhebliche Einsparung an Werkstoff für die löslichen Elektroden ohne Beeinträchtigung der Wasserreinigungsqualität.The surprising effect of the method according to the invention is based on the fact that the coagulant does not contain sea water containing waste water by dissolving the soluble electrodes is obtained while in the presence of sea water there is no solution of the soluble electrodes, whereby the flocculation of impurities by magnesium hydroxide takes place in the cathode compartment of the insoluble electrodes arises. The method according to the invention enables a considerable saving in material for the soluble Electrodes without impairing the quality of the water purification.

Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt. Man leitet die zu behandelnden Abwässer in den Zwischenelektrodenraum unlöslicher Elektroden, insbesondere Graphitelektroden, entlang derselben sowie entlang löslicher Elektroden, insbesondere aus Aluminium. Gleichzeitig damit läßt man durch die Graphitelektroden einen stabilsierten oder einen nichtstabilisierten Gleichstrom fließen (wobei der letztere durch Gleichrichtung ohne Glättung von Strompulsationen erhalten wird).The procedure is as follows. You lead the waste water to be treated in the interelectrode space insoluble electrodes, especially graphite electrodes, along the same as well as along soluble electrodes, especially made of aluminum. At the same time you leave by the graphite electrodes a stabilized or a non-stabilized direct current flow (the latter by rectification without smoothing current pulsations is obtained).

Beim Durchfluß des elektrischen Stromes verläuft die Elektrolyse von Wasser im Kathoden- und im Anodenraum nach folgenden Reaktionen:When the electrical current flows through the Electrolysis of water in the cathode and anode compartments following reactions:

2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH^- (Kathode) (1)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (Anode) (2)2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH ^- (cathode) (1)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (anode) (2)

Unter der Wirkung eines Alkalis und einer Säure, welche nach den Reaktionen (1) und (2) im Kathoden- und im Anodenraum der Elektrolysezelle gebildet werden, sterben phatogene Mikroorganismen und werden die Abwässer entseucht.Under the action of an alkali and an acid, which after reactions (1) and (2) in the cathode and are formed in the anode compartment of the electrolytic cell phatogenic microorganisms and the wastewater is disinfected.

Die Neutralisation der Abwässer kommt bei der Vermischung der Ströme, die den Kathoden- bzw. den Anodenraum verlassen, nach den folgenden Reaktionen zustande:The neutralization of the waste water comes with the mixing the currents that the cathode or the anode space leave after the following reactions:

2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH^- (Kathode)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (Anode)
3 H₂O = H₂ + ½ O₂ + 2 H₂O2 H₂O + 2 e = H₂ + 2 OH ^- (cathode)
H₂O - 2 e = 2 H⁺ + ½ O₂ (anode)
3 H₂O = H₂ + ½ O₂ + 2 H₂O

Die volumenmäßige Elektrizitätsmenge regelt man in Abhängigkeit vom Salzgehalt der zu behandelnden Abwasserabflüsse so, daß bei Änderung des Salzgehaltes die Gesamtkonzentration von Koagulationsmitteln, d. h. Magnesiumhydroxid und Aluminium, in den Zwischenelektrodenräumen konstant bleibt. Bei Verwendung eines über Bord fließenden Wasser in sanitärtechnischen Schiffseinrichtungen kann die Konzentration von Meerwasser in den zu reinigenden Abwässern je nach der Ortslage des Schiffes von 0,1 g/l (in Flüssen) bis 35 g/l (im Ozean) geändert werden.The volume of electricity is regulated in Dependence on the salinity of the wastewater runoff to be treated so that when the salinity changes, the total concentration of coagulants, d. H. Magnesium hydroxide and aluminum, in the interelectrode spaces remains constant. When using a flowing overboard Water in sanitary-technical ship facilities can Concentration of sea water in the wastewater to be cleaned depending on the location of the ship of 0.1 g / l (in Rivers) up to 35 g / l (in the ocean).

Behandelt man Abwässer mit geringem Salzgehalt, so wird durch das von den unlöslichen Elektroden erzeugte Feld das Potential der löslichen Elektroden in deren aktiven Auflösungsbereich verschoben. Dabei wird das Potential der im Anodenraum befindlichen löslichen Elektrode in negative Richtung und das Potential der im Kathodenraum untergebrachten löslichen Elektrode in positive Richtung verschoben.If one treats waste water with a low salt content, then is generated by the field generated by the insoluble electrodes the potential of the soluble electrodes in their active Resolution range shifted. The potential of soluble electrode located in the anode compartment into negative Direction and potential of those housed in the cathode compartment soluble electrode moved in the positive direction.

In der nachstehenden Tabelle 1 ist eine Abhängigkeit des Potentials der löslichen Elektroden von der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge, die durch die unlöslichen Elektroden geleitet wird, für den Fall dargestellt, daß die Konzentration an Meersalz in den zu behandelnden Abwässern 0,2 g/l beträgt. Table 1 below shows a dependency the potential of soluble electrodes by volume Amount of electricity caused by the insoluble electrodes is presented in the event that the Concentration of sea salt in the waste water to be treated Is 0.2 g / l.

Tabelle 1 Table 1

Aus dem Vergleich der Potentialwerte, die an den löslichen Elektroden beim Durchluß verschiedener volumenmäßiger Elektrizitätsmengen durch die unlöslichen Elektroden erhalten sind, und der in der Tabelle 1 angeführten Werte sowie aus der in Fig. 1 dargestellten Anodenpolarisationskurve ist festzustellen, daß ein Potentialgebiet von -1,2 bis -0,5 V dem passiven Zustand von Aluminium entspricht, während Gebiete von Potentialen, die negativer als -1,2 V bzw. positiver als -0,5 V sind, dem Bereich der aktiven Auflösung von Aluminium entsprechen.From the comparison of the potential values obtained on the soluble electrodes when various volumetric amounts of electricity flow through the insoluble electrodes and the values given in Table 1 and from the anode polarization curve shown in FIG. 1, it can be seen that a potential area of -1. 2 to -0.5 V corresponds to the passive state of aluminum, while areas of potentials which are more negative than -1.2 V or more positive than -0.5 V correspond to the range of active dissolution of aluminum.

Um Potentiale zu erzeugen, die dem Bereich der aktiven Auflösung von Aluminium entsprechen, regelt man entweder den an die unlöslichen Elektroden angelegten Strom in einem Bereich von 20 bis 60 A oder ändert die Durchflußmenge der zu behandelnden Flüssigkeit in Grenzen von 120 bis 1200 l/h bei gleicher Stromstärke.To generate potentials that correspond to the area of active Resolution of aluminum, one regulates either the current applied to the insoluble electrodes in one area from 20 to 60 A or changes the flow rate to treating liquid in the range of 120 to 1200 l / h at the same current.

Nachdem die Abwässer mit Hilfe der unlöslichen Graphitelektroden behandelt worden sind, gelangen sie unter minimaler Vermischung in den Zwischenelektrodenraum entlang der unlöslichen und löslichen Elektroden, wo unter der Wirkung eines durch die Graphitelektroden erzeugten elektrischen Feldes die Aluminiumelektroden gelöst werden. Während ihrer Auflösung geraten in die Abwasserabflüsse Ionen des löslichen Metalls, durch die kolloidale Verunreinigungen koaguliert werden. Als Hauptkoagulationsmittel in der Lösung der zu behandelnden Abwässer kommt dabei Aluminium in Frage (oder Eisen bei Verwendung von Eisenelektroden), was aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, in der eine Abhängigkeit der Konzentration an Mg(OH)₂ und Al³⁺ von der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge, die durch die unlöslichen Elektroden geleitet wird, bei einer Meersalzkonzentration von 0,2 g/l wiedergegeben ist.After the waste water has been treated with the aid of the insoluble graphite electrodes, it reaches the interelectrode space along the insoluble and soluble electrodes with minimal mixing, where the aluminum electrodes are released under the action of an electric field generated by the graphite electrodes. During their dissolution, ions of the soluble metal, through which colloidal impurities are coagulated, get into the sewage drains. The main coagulant in the solution of the waste water to be treated is aluminum (or iron when using iron electrodes), which can be seen from Table 2, in which the concentration of Mg (OH) ₂ and Al ^{3+ depends} on the volume of electricity that is passed through the insoluble electrodes is given at a sea salt concentration of 0.2 g / l.

Tabelle 2 Table 2

Die dem Anoden- und dem Kathodenraum der löslichen Elektroden zugeführten Abwässer erhalten durch ihre mit Hilfe der unlöslichen Elektroden vorgenommene Elektrolyse einen pH-Wert, der einem Existenzbereich löslicher Verbindungen eines Metalls, z. B. von Aluminium, entspricht, aus dem die löslichen Elektroden hergestellt sind.The anode and the cathode compartment of the soluble Electrodes supplied to the wastewater receive with them Electrolysis carried out with the help of the insoluble electrodes a pH that is an area of existence of soluble compounds a metal, e.g. B. of aluminum, from which the soluble electrodes are made.

In der nachstehenden Tabelle 3 ist eine Abhängigkeit des pH-Wertes der im Anoden- und Kathodenraum mittels der löslichen Elektroden behandelten Abwässer von der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge bei einer Meersalzkonzentration von 0,2 g/l Abwasser zum Ausdruck gebracht. Table 3 below shows a dependency the pH of the in the anode and cathode space by means of the soluble electrodes treated waste water by volume Amount of electricity at a sea salt concentration expressed by 0.2 g / l waste water.

Tabelle 3 Table 3

Während die zu behandelnden Abwasserströme entlang der unlöslichen und löslichen Elektroden fließen, werden die in der Nähe der Elektroden befindlichen Abwasserschichten schwach miteinander vermischt, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, deren Kurven "a" und "b" für die Graphitelektroden zusammen mit den Kurven "a" und "d" für die Aluminiumelektroden einen Zusammenhang zwischen dem pH-Wert der elektrodennahen Abwasserschichten und dem Abstand bis zum Diaphragma im Kathoden- und Anodenraum der Elektroden repräsentieren.As the wastewater streams to be treated flow along the insoluble and soluble electrodes, the wastewater layers in the vicinity of the electrodes are mixed slightly as shown in Fig. 2, whose curves "a" and "b" for the graphite electrodes together with the curves "a" and "d" for the aluminum electrodes represent a relationship between the pH value of the wastewater layers near the electrodes and the distance to the diaphragm in the cathode and anode space of the electrodes.

Behandelt man Abwässer mit hohem Meersalzgehalt, dann wirkt das elektrische, durch die unlöslichen Elektroden erzeugte Feld auf die löslichen Elektroden sehr schwach ein. Deshalb wird das Potential der löslichen Elektroden, die im Anoden- und im Kathodenraum liegen, in geringem Maße geändert und befindet sich innerhalb des Potentialgebietes, das dem passiven Zustand der löslichen Elektroden entspricht.If one treats waste water with a high sea salt content, then the electrical acts through the insoluble electrodes generated field on the soluble electrodes very weak a. Therefore, the potential of the soluble electrodes, which are in the anode and cathode compartments, to a small extent Dimensions changed and is within the potential area, the passive state of the soluble electrodes corresponds.

In der nachstehenden Tabelle 4 ist eine Abhängigkeit des Potentials der löslichen Elektroden von der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge, die die unlöslichen Elektroden durchfließt, bei einem Meersalzgehalt von 35 g/l gezeigt. Table 4 below shows a dependency the potential of soluble electrodes by volume Amount of electricity that the insoluble electrodes flows through, shown at a sea salt content of 35 g / l.

Tabelle 4 Table 4

Durch Vergleich der in Tabelle 4 angegebenen Potentialwerte mit der in Fig. 1 dargestellten Anodenpolarisationskurve ergibt sich, daß die Potentiale der löslichen Elektroden in diesem Fall in einem Potentialgebiet liegen, das deren passivem Zustand entspricht. Hierbei wird Aluminium geringfügig gelöst, während die Koagulation von Verunreinigungen durch das vom Meerwasser abgegebene Magnesiumhydroxid zustandekommt, was der nachstehenden Tabelle 5 zu entnehmen ist, in der ein Zusammenhang zwischen der Konzentration an Mg(OH)₂ und Al³⁺ und der volumenmäßige Elektrizitätsmenge, die durch die unlöslichen Elektroden geleitet wird, bei einer Meersalzkonzentration von 35 g/l dargestellt ist.A comparison of the potential values given in Table 4 with the anode polarization curve shown in FIG. 1 shows that the potentials of the soluble electrodes in this case lie in a potential region which corresponds to their passive state. Here, aluminum is slightly dissolved, while the coagulation of impurities is caused by the magnesium hydroxide released from the sea water, as can be seen in Table 5 below, in which a relationship between the concentration of Mg (OH) ₂ and Al ³⁺ and the volume of electricity, which is passed through the insoluble electrodes, is shown at a sea salt concentration of 35 g / l.

Tabelle 5 Table 5

Magnesiumhydroxid wird durch die Alkalisierung der Abwässer in der elektrodennahen Schicht der unlöslichen Elektroden gebildet, durch die man einen elektrischen Strom fließen läßt, sobald der pH-Wert 8,9 erreicht. Ein Zusammenhang zwischen den pH-Werten des Abwassers des Kathodenraums der unlöslichen Elektroden und der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge ist in der Tabelle 6 bei einer Meersalzkonzentration von 35 g/l zum Ausdruck gebracht.Magnesium hydroxide is made by alkalizing the Waste water in the layer close to the electrode of the insoluble Electrodes formed through which an electrical current lets flow as soon as the pH reaches 8.9. A context between the pH values of the cathode compartment waste water the insoluble electrodes and the volume The amount of electricity is in Table 6 at a sea salt concentration of 35 g / l expressed.

Tabelle 6 Table 6

Durch Regelung der volumenmäßigen Elektrizitätsmenge in Abhängigkeit vom Abwassersalzgehalt bei einer konstanten Durchflußmenge der Abwässer wird die Gesamtkonzentration des Koagulationsmittels konstant gehalten. Die Stromstärke muß in Abhängigkeit vom Salzgehalt nach einem Gesetz geändert werden, das grafisch in Fig. 3 dargestellt ist, wobei Kurven "a" und "b" und "c" einer konstanten Koagulationsmittelkonzentration von 6-7, 7-8 bzw. 10-11 mg/Liter zu behandelndes Abwasser entsprechen. Eine solche Änderung der Stromstärke in Abhängigkeit vom Salzgehalt kann durch einen automatischen parametrischen Wandler zur Umwandlung der elektrischen Spannung in einen elektrischen Strom oder durch einen Mikroprozessor gewährleistet werden.The total concentration of the coagulant is kept constant by regulating the volume of electricity as a function of the waste water salt content with a constant flow rate of the waste water. The current intensity must be changed depending on the salinity according to a law which is shown graphically in FIG. 3, curves "a" and "b" and "c" of a constant coagulant concentration of 6-7, 7-8 and 10- Waste water to be treated corresponds to 11 mg / liter. Such a change in the current intensity as a function of the salt content can be ensured by an automatic parametric converter for converting the electrical voltage into an electrical current or by a microprocessor.

Aus Fig. 3 folgt, daß bei der Konstanthaltung der Gesamtkonzentration des Koagulationsmittels in den Abwässern die volumenmäßige Elektrizitätsmenge, die durch die unlöslichen Elektroden geleitet wird, mit abnehmendem Salzgehalt steigt. From Fig. 3 it follows that if the total concentration of the coagulant in the wastewater is kept constant, the volume of electricity passed through the insoluble electrodes increases with decreasing salt content.

Läßt man durch die unlöslichen Elektroden einen nichtstabilisierten Gleichstrom fließen, so wird die Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden beträchtlich größer, was die Möglichkeit bietet, bei ein und derselben volumenmäßigen Elektrizitätsmenge eine hohe Konzentration an gelöstem Aluminium in der Lösung zu gewinnen.If one leaves a non-stabilized one through the insoluble electrodes DC current flow, so is the shift the potentials of the soluble electrodes considerably larger, which offers the possibility of one and the same volume of electricity a high concentration to gain in dissolved aluminum in the solution.

Es wurde auf experimentellem Wege ein optimaler Abstand zwischen den unlöslichen und löslichen Elektroden gefunden, wobei die Abhängigkeit der Verschiebung der Potentiale der löslichen Elektroden vom Abstand derselben von den unlöslichen Elektroden bei einer Meersalzkonzentration von 0,2 g/l in der Tabelle 7 wiedergegeben.There was an optimal distance experimentally found between the insoluble and soluble electrodes, being the dependence of the shift in potentials of the soluble electrodes from the distance from them the insoluble electrodes at a sea salt concentration of 0.2 g / l shown in Table 7.

Tabelle 7 Table 7

Unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Abwässer in den Anoden- und den Kathodenraum der Elektrolysezelle gelangen, weisen die Abwasserströme am Elektrolysezellenauslauf eine neutrale Reaktion auf, weil die Zerlegung von Wasser bei der Elektrolyse nach den Reaktionen (1) und (2) unter Bildung von Hydroxylionen und Wasserstoffionen in äquivalenten Mengen geschieht.Regardless of the speed at which the waste water in the anode and cathode compartments of the electrolytic cell arrive, the waste water flows at the electrolysis cell outlet a neutral response to because of the disassembly of water in electrolysis after reactions (1) and (2) to form hydroxyl ions and hydrogen ions in equivalent amounts happens.

In Fig. 4 ist eine Abhängigkeit der pH-Werte des Abwassers im Anoden- und im Kathodenraum von der Stromstärke bei verschiedenen Abwasser-Durchflußmengen grafisch gezeigt. Experimentell wurde festgestellt, daß die Abwässer am vollständigsten entseucht werden, wenn der pH-Wert im Anodenraum zwischen 2 und 3,6 und im Kathodenraum zwischen 10,5 und 12,5 liegt.In FIG. 4 is a function of the pH values of the waste water in the anode and the cathode space of the current strength is at different sewage flow shown graphically. It was found experimentally that the waste water is most completely disinfected when the pH in the anode compartment is between 2 and 3.6 and in the cathode compartment between 10.5 and 12.5.

Nachstehend werden konkrete Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angeführt.Below are concrete embodiments of the present invention.

Example 1

Abwasser mit einem Meersalzgehalt von 0,2 bis 0,5 g/l wird in den Zwischenelektrodenraum der unlöslichen Graphitelektroden entlang dieser Elektroden und der von diesen elektrisch isolierten löslichen Aluminiumelektroden geleitet. Gleichzeitig damit läßt man einen stabilisierten Gleichstrom durch die Graphitelektroden fließen, dessen Stärke eine volumenmäßige Elektrizitätsmenge von 0,06 bis 0,1 A · h/l liefert. Dabei bestimmt man im Ausgangsabwasser und im gereinigten Abwasser die Konzentration an suspendierten Stoffen, den biochemischen Sauerstoffverbrauch über einen Zeitraum von 5 Tagen (BSV₅), den Gehalt an Koli-Bakterien und den Salzgehalt.Waste water with a sea salt content of 0.2 to 0.5 g / l is in the interelectrode space of the insoluble graphite electrodes along these electrodes and that of these electrically insulated soluble aluminum electrodes. At the same time you leave a stabilized DC current flow through the graphite electrodes, its Starch a volume of electricity from 0.06 to 0.1 A · h / l. It is determined in the initial wastewater and the concentration of suspended in the cleaned wastewater Substances, the biochemical oxygen consumption over a period of 5 days (BSV₅), the content of Koli bacteria and the salinity.

Die Prüfungen werden in einer Anlage mit einer Durchflußleistung von 18 m³ Abwasser/Tag durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengefaßt. The tests are carried out in a system with a flow rate of 18 m³ wastewater / day. The test results are summarized in Table 8.

Tabelle 8 Table 8

Wie aus der Tabelle 8 folgt, entspricht der Reinigungsgrad der behandelten Abwässer den internationalen Normen.As follows from Table 8, the degree of cleaning corresponds of the treated wastewater the international Norms.

Example 2

Abwasser mit einem Meersalzgehalt von 8 bis 15 g/l wird in den Zwischenelektrodenraum der unlöslichen Graphitelektroden entlang dieser und der löslichen Aluminiumelektroden, die von den unlöslichen Elektroden elektrisch isoliert sind, geleitet. Gleichzeitig damit werden die Graphitelektroden von einem stabilisierten Gleichstrom durchflossen, dessen Stärke eine volumenmäßige Elektrizitätsmenge von 0,03 bis 0,06 A · h/l liefert. Man bestimmt im Ausgangsabwasser und im gereinigten Abwasser die Konzentration an suspendierten Stoffen, den biochemischen Sauerstoffverbrauch während 5 Tage (BSV₅), den Gehalt an Koli-Bakterien und den Salzgehalt.Waste water with a sea salt content of 8 to 15 g / l becomes the insoluble in the interelectrode space Graphite electrodes along this and the soluble Aluminum electrodes made by the insoluble electrodes are electrically insulated. At the same time this will stabilize the graphite electrodes Flown through direct current, its strength a volume of electricity from 0.03 to 0.06 A · h / l provides. It is determined in the initial wastewater and the concentration in the cleaned wastewater suspended substances, the biochemical oxygen consumption during 5 days (BSV₅), the content of Koli bacteria and the salinity.

Die Prüfungen wurden in einer Anlage mit einer Durchflußleistung von 15 m³ Abwasser/Tag bei einem Krängungswinkel von 15° in zwei zueinander senkrechten Ebenen durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 9 zusammengefaßt. The tests were carried out in a system with a Flow rate of 15 m³ wastewater / day with one Heel angle of 15 ° in two perpendicular to each other Levels performed. The test results are summarized in Table 9.

Tabelle 9 Table 9

Wie aus der Tabelle 9 zu erkennen ist, entspricht der Reinigungsgrad der behandelten Abwässer den internationalen Normen.As can be seen from Table 9, corresponds to the Degree of purification of the treated wastewater the international Norms.

Example 3

Abwasser mit einem Salzgehalt von 26 bis 35 g/l wird in den Zwischenelektrodenraum der unlöslichen Graphitelektroden entlang dieser und der löslichen Aluminiumelektroden, die elektrisch von den unlöslichen Elektroden isoliert sind, geleitet. Gleichzeitig damit läßt man durch die Graphitelektrode einen stabilisierten Strom fließen, dessen Stärke eine volumenmäßige Elektrizitätsmenge von 0,01 bis 0,03 A · h/l liefert.Wastewater with a salt content of 26 to 35 g / l is in the interelectrode space of the insoluble graphite electrodes along this and the soluble aluminum electrodes, which are electrically isolated from the insoluble electrodes are directed. At the same time you let through the graphite electrode flow a stabilized current whose Starch a volume of electricity from 0.01 to 0.03 A · h / l provides.

Die Prüfungen wurden in einer Anlage mit einer Durchflußleistung von 18 m³ Abwasser/Tag durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in der Tabelle 10 angeführt.The tests were carried out in a system with a flow rate of 18 m³ wastewater / day. The test results are listed in Table 10.

Man bestimmt im Ausgangsabwasser und im gereinigten Abwasser die Konzentration an suspendierten Stoffen, den biochemischen Sauerstoffverbrauch innerhalb von 5 Tagen (BSV₅), den Gehalt an Koli-Bakterien und den Salzgehalt. It is determined in the initial wastewater and in the purified Wastewater the concentration of suspended substances, the biochemical Oxygen consumption within 5 days (BSV₅), the content of coli bacteria and the salinity.

Tabelle 10 Table 10

Aus der Tabelle 10 folgt, daß der Reinigungsgrad der behandelten Abwässer den internationalen Normen entspricht.From Table 10 it follows that the degree of cleaning of the treated Waste water meets international standards.

Example 4

Abwasser mit einem Meersalzgehalt von 0,5 bis 3,0 g/l wird in den Zwischenelektrodenraum der unlöslichen Graphitelektroden entlang derselben und der löslichen Aluminiumelektroden, die von den unlöslichen elektrisch isoliert sind, geleitet. Gleichzeitig damit werden die Graphitelektroden von einem nichtstabilisierten Gleichstrom durchflossen. Im Ausgangsabwasser und im gereinigten Abwasser bestimmt man die Konzentration an suspendierten Stoffen, den biochemischen Sauerstoffverbrauch innerhalb von 5 Tagen (BSV₅), den Gehalt an Koli-Bakterien und den Salzgehalt. Die Prüfungen wurden in einer Anlage mit einer Durchflußleistung 18 m³ Abwasser/Tag durchgeführt.Waste water with a sea salt content of 0.5 to 3.0 g / l is in the interelectrode space of the insoluble graphite electrodes along the same and the soluble aluminum electrodes, those electrically insulated from the insoluble ones are directed. At the same time, the graphite electrodes flowed through by a non-stabilized direct current. In the initial wastewater and in the treated wastewater you determine the concentration of suspended substances, biochemical oxygen consumption within 5 days (BSV₅), the content of coli bacteria and the salinity. The Tests were carried out in a system with a flow rate 18 m³ wastewater per day.

Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengefaßt. The test results are summarized in Table 11.

Tabelle 11 Table 11

Wie aus der Tabelle 11 folgt, steht der Reinigungsgrad der behandelten Abwässer mit den internationalen Normen in Übereinstimmung.As follows from Table 11, the degree of purification of the treated wastewater with international standards in accordance.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 5), in dessen Innerem unlösliche und lösliche Elektroden 2 bzw. 3 angeordnet sind, die in einer dazu geeigneten Weise, insbesondere mittels Kunststoffschrauben (nicht gezeigt) befestigt sind. Zwischen den Elektroden ist eine Zwischenlage 4 angebracht, die aus einem Kunststoffilm ausgeführt und an eine Stirnfläche der unlöslichen Elektrode 2 angeklebt ist, die der löslichen Elektrode 3 zugewandt ist. Die unlösliche Elektrode 2 und die lösliche Elektrode 3, die von der ersteren durch die dielektrische Zwischenlage 4 getrennt ist, die die Kontur der Stirnfläche der unlöslichen Elektrode begrenzt, bilden ein Paar Elektroden, die zueinander axial und in einer gleichen Linie in der Strömungsrichtung der zu behandelnden, durch Pfeile in der Zeichnung angedeuteten Abwässer angeordnet sind, wobei jedes Elektrodenpaar von dem anderen Elektrodenpaar durch ein Diaphragma 5 getrennt ist, das aus Glasgewebe oder einem anderen säure- und alkalibeständigen Gewebe ausgeführt ist. Die gleichen Elektrodenpaare sind im Anodenraum 6 und im Kathodenraum 7 angeordnet, wobei das Längenverhältnis zwischen den löslichen und unlöslichen Elektroden höchstens 1 : 2 beträgt. Durch ein solches Längenverhältnis der Elektroden wird ermöglicht, an der Oberfläche der löslichen Elektroden ein Potential zu erzeugen, das dem Bereich der aktiven Auflösung der löslichen Elektroden entspricht. An die unlöslichen Elektroden 2 legt man einen Strom mittels Anschlußleitungen 8 und 9 von einer Stromquelle (nicht gezeigt) an. Die unlöslichen Elektroden sind zueinander parallel geschaltet (Fig.5).The device according to the invention contains a housing 1 ( FIG. 5), inside which insoluble and soluble electrodes 2 and 3 are arranged, which are fastened in a suitable manner, in particular by means of plastic screws (not shown). Between the electrodes there is an intermediate layer 4 which is made of a plastic film and is glued to an end face of the insoluble electrode 2 which faces the soluble electrode 3 . The insoluble electrode 2 and the soluble electrode 3 , which is separated from the former by the dielectric liner 4 which delimits the contour of the end face of the insoluble electrode, form a pair of electrodes which are axially aligned with each other and in the same line in the flow direction treating wastewater, indicated by arrows in the drawing, each pair of electrodes being separated from the other pair of electrodes by a diaphragm 5 made of glass fabric or another acid and alkali-resistant fabric. The same pairs of electrodes are arranged in the anode space 6 and in the cathode space 7 , the length ratio between the soluble and insoluble electrodes being at most 1: 2. Such an aspect ratio of the electrodes makes it possible to generate a potential on the surface of the soluble electrodes which corresponds to the region of the active dissolution of the soluble electrodes. A current is applied to the insoluble electrodes 2 by means of connecting lines 8 and 9 from a current source (not shown). The insoluble electrodes are connected in parallel to each other ( Fig. 5).

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen die den löslichen Elektroden 3 zugewandten Enden der unlöslichen Elektroden 2 einen abnehmenden Querschnitt auf, der zur Achse der Elektrode symmetrisch (Fig. 6) ist, was es gestattet, die Einwirkung des durch die unlöslichen Elektroden erzeugten Feldes auf die löslichen Elektroden maximal auszunutzen. According to another embodiment of the invention, the ends of the insoluble electrodes 2 facing the soluble electrodes 3 have a decreasing cross-section which is symmetrical to the axis of the electrode ( FIG. 6), which allows the action of the field generated by the insoluble electrodes make maximum use of the soluble electrodes.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die löslichen Elektroden 3 eine Dicke auf, die größer als die Dicke der unlöslichen Elektroden 2 (Fig. 6) ist. Bei Vergrößerung der Dicke der löslichen Elektroden 3 wird die Einwirkung des elektrischen Feldes der unlöslichen Elektroden 2 verstärkt, denen man einen elektrischen Strom zuführt.In a further embodiment of the invention, the soluble electrodes 3 have a thickness that is greater than the thickness of the insoluble electrodes 2 ( FIG. 6). When the thickness of the soluble electrodes 3 is increased, the action of the electric field of the insoluble electrodes 2 , to which an electric current is supplied, is increased.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist das Diaphragma 5 so ausgeführt, daß es über die Stirnfläche der löslichen Elektroden in einem Abstand von mindestens 5 mm (Fig. 7) ragt.According to another embodiment variant of the invention, the diaphragm 5 is designed such that it projects over the end face of the soluble electrodes at a distance of at least 5 mm ( FIG. 7).

Ein solches Diaphragma trägt zur Bildung von Aluminiumhydroxid in einem Flüssigkeitsvolumen bei, das sich im Raum oberhalb der Elektroden befindet, wodurch eine Bildung von Ablagerungen an den löslichen Aluminiumelektroden verhindert wird.Such a diaphragm contributes to the formation of aluminum hydroxide in a liquid volume that is in the Space is located above the electrodes, causing formation of deposits on the soluble aluminum electrodes prevented becomes.

Denkbar ist noch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die elektrische Zwischenlage aus einzelnen Platten (Fig. 8) ausgeführt ist, was die Möglichkeit bietet, einen gewünschten Effekt zu erreichen, d. h. die unlösliche Elektrode von der löslichen zu isolieren und damit den Isolierstoff einzusparen.Another embodiment of the invention is conceivable in which the electrical intermediate layer is made from individual plates ( FIG. 8), which offers the possibility of achieving a desired effect, ie isolating the insoluble electrode from the soluble one and thus saving the insulating material.

Abwässer werden in den durch das Diaphragma 5 getrennten Anodenraum 6 und Kathodenraum 7 der Diaphragmaelektrolysezelle mit gleicher Durchflußmenge geleitet. Die unlöslichen Elektroden 2 werden über die Anschlußleitungen 8 und 9 von der Stromquelle gespeist. Die löslichen Elektroden 3 sind mit der Stromquelle nicht verbunden. Dadurch, daß das Abwasser in dem zu behandelnden Flüssigkeitsstrom der Elektrolyse unterworfen wird, nimmt im Kathodenraum 7 die Konzentration von OH^--Ionen und im Anodenraum 6 die Konzentration an H⁺-Ionen zu. Dadurch, daß die Vorrichtung mit dem Diaphragma 5 versehen ist und die Elektroden in einer gleichen Linie in der Strömungsrichtung der zu behandelnden Abwässer angeordnet sind, wird eine in der Nähe der Anode entstehende saure Lösung nicht mit einer in der Nähe der Kathode anfallenden alkalischen Lösung vermischt. Die unlöslichen Elektroden 2 der Elektrolysezelle werden mit einem elektrischen Strom gespeist, der sich je nach dem Salzgehalt der zur Reinigung gelangenden Abwässer ändert und solche Kennwerte aufweist, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleisten.Wastewater is conducted into the anode compartment 6 and cathode compartment 7 of the diaphragm electrolysis cell, which are separated by the diaphragm 5 , with the same flow rate. The insoluble electrodes 2 are fed via the connecting lines 8 and 9 from the power source. The soluble electrodes 3 are not connected to the power source. Characterized in that the waste water is subjected in the liquid to be treated flow of the electrolysis takes in the cathode chamber 7, the concentration of OH ^- ions and in the anode chamber 6 to the concentration of H + ions. Because the device is provided with the diaphragm 5 and the electrodes are arranged in a same line in the direction of flow of the waste water to be treated, an acidic solution which arises in the vicinity of the anode is not mixed with an alkaline solution which is obtained in the vicinity of the cathode . The insoluble electrodes 2 of the electrolysis cell are fed with an electric current which changes depending on the salt content of the waste water coming to the cleaning and has such characteristic values that ensure the implementation of the method according to the invention.

Ein entlang der Oberfläche der unlöslichen Elektroden 2 gleitender Abwasserstrom umspült die von den unlöslichen Elektroden 2 elektrisch isolierten löslichen Elektroden 3, wobei dank der Flüssigkeitsströmung und des Streuungsvermögens der zu behandelnden Abwässer die Potentiale der löslichen Elektroden in deren aktiven Auflösungsbereich verschoben werden. Damit werden die löslichen Elektroden 3 unter Bildung von Aluminiumionen (bei geringem Salzgehalt der zu reinigenden Abwässer) gelöst, durch welche Verunreinigungen koaguliert wurden. Dadurch, daß der Abwasserstrom zuerst entlang der Oberfläche der unlöslichen und dann der löslichen Elektroden fließt, wird er durch die Ansäuerung im Anodenraum und die Alkalisierung im Kathodenraum an die löslichen Elektroden unter minimaler Vermischung zugeführt. Hierdurch kann man in der Nähe der Oberfläche der löslichen Elektroden einen pH-Wert einstellen, der zur Vermeidung einer Bildung von unlöslichen Verbindungen an der Oberfläche der löslichen Elektroden 3 ausreicht.A waste water stream sliding along the surface of the insoluble electrodes 2 rinses the soluble electrodes 3 , which are electrically insulated from the insoluble electrodes 2 , the potentials of the soluble electrodes being shifted into their active dissolution area thanks to the liquid flow and the scattering capacity of the waste water to be treated. This dissolves the soluble electrodes 3 with the formation of aluminum ions (with a low salt content of the waste water to be cleaned), through which contaminants have been coagulated. Because the wastewater stream first flows along the surface of the insoluble and then the soluble electrodes, it is supplied to the soluble electrodes with minimal mixing by acidification in the anode compartment and alkalization in the cathode compartment. In this way, a pH value can be set in the vicinity of the surface of the soluble electrodes, which is sufficient to avoid the formation of insoluble compounds on the surface of the soluble electrodes 3 .

Weisen die löslichen Elektroden 3 eine größere Dicke gegenüber den unlöslichen Elektroden 2 (Fig. 6) auf, so arbeitet die Anordnung ähnlich, nur mit dem Unterschied, daß das elektrische Feld der unlöslichen Elektroden auf die löslichen Elektroden stärker einwirkt.If the soluble electrodes 3 have a greater thickness than the insoluble electrodes 2 ( FIG. 6), the arrangement works similarly, with the only difference that the electrical field of the insoluble electrodes has a greater effect on the soluble electrodes.

Eine Vorrichtung, bei der die den löslichen Elektroden 3 zugewandten Enden der unlöslichen Elektroden 2 einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wirkt ähnlich wie die Ausführungsform der Vorrichtung bei der die den löslichen Elektroden zugewandte Stirnfläche eine andere Form hat. Der trapezförmige Querschnitt ermöglicht eine noch stärkere Einwirkung des elektrischen Feldes der unlöslichen Elektroden 2 auf die löslichen Elektroden 3.A device in which the ends of the insoluble electrodes 2 facing the soluble electrodes 3 have a trapezoidal cross section acts in a similar way to the embodiment of the device in which the end face facing the soluble electrodes has a different shape. The trapezoidal cross-section enables the electrical field of the insoluble electrodes 2 to have an even greater effect on the soluble electrodes 3 .

Wenn die Vorrichtung mit einem Diaphragma 5 versehen ist, das über die lösliche Elektrode 3 in einem Abstand von mehr als 5 mm (Fig. 7) ragt, arbeitet sie ebenso wie die Ausführungsform, deren Diaphragma in gleicher Höhe und der löslichen Elektrode 3 aus einzelnen Platten (Fig. 8) besteht, funktioniert in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform, bei der eine durchgehende Zwischenlage zwischen den Elektroden vorgesehen ist.If the device is provided with a diaphragm 5 which projects over the soluble electrode 3 at a distance of more than 5 mm ( FIG. 7), it works in the same way as the embodiment whose diaphragm is at the same height and the soluble electrode 3 is made up of individual elements Plates ( Fig. 8), works in a similar manner to the embodiment in which a continuous intermediate layer is provided between the electrodes.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird noch die Polarisation der löslichen Elektroden verbessert.In the embodiment shown in FIG. 8, the polarization of the soluble electrodes is improved.

Beim Betrieb der Elektroden innerhalb von 1000 Stunden mit veränderlichem Salzgehalt (beispielsweise innerhalb von 200 Stunden mit einem Salzgehalt von 0,2 g/l, 200 Stunden mit einem Salzgehalt von 5 g/l, 200 Stunden mit einem Salzgehalt von 35 g/l und 200 Stunden mit 20 g/l) beträgt der Gesamtverbrauch an Elektroden 2 g/m³ der zu behandelnden Abwässer. Wenn man nur lösliche Elektroden verwendet, die von elektrischem Strom durchflossen werden, beträgt der Verbrauch an Elektroden mindestens 15 g/m³.When using the electrodes within 1000 hours with variable salinity (e.g. within 200 hours with a salt content of 0.2 g / l, 200 hours with a salinity of 5 g / l, 200 hours with a salinity of 35 g / l and 200 hours with 20 g / l) Total consumption of electrodes 2 g / m³ of the to be treated Sewage. If only using soluble electrodes, the are traversed by electrical current Electrode consumption at least 15 g / m³.

Somit erfolgt keine Bildung von Ablagerungen an den löslichen Elektroden, wodurch die Lebensdauer verlängert und der Elektrodenverbrauch vermindert wird, z. B. beim Betrieb mit hohem Meersalzgehalt durch Koagulierung der Verunreinigungen mit Magnesiumhydroxid und bei der Reinigung von Abwässern mit geringem Meersalzgehalt durch Auflösung der Elektroden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, praktisch beliebige Abwässer zu reinigen, die Meerwasser von verschiedenem Salzgehalt enthalten. Dies macht das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung universal und gestattet es, sie auf Schiffen mit unbegrenztem Fahrbereich zu benutzen.There is therefore no formation of deposits on the soluble ones Electrodes, which extends the life and the Electrode consumption is reduced, e.g. B. when operating with high sea salt content due to coagulation of the impurities with magnesium hydroxide and when cleaning waste water with low sea salt content by dissolving the electrodes. The method according to the invention offers the possibility of to purify practically any waste water, the sea water of different salinity. This does the inventive method and the associated device universal and allows them to be used on ships with unlimited To use the driving range.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Reinigung von Schiffsabwässern zu automatisieren, weil eine gewünschte Konzentration an Koagulationsmittel in den Abwässern durch die Selbstregelung des Reinigungsvorganges automatisch aufrechterhalten wird.The method according to the invention enables cleaning automate ship wastewater because a desired Concentration of coagulant in the waste water automatically maintain the self-regulation of the cleaning process becomes.

Die Ausführung der Elektroden nach der Erfindung gibt die Möglichkeit, einen Reinigungsgrad innerhalb einer längeren Zeit unabhängig vom Salzgehalt der zu behandelnden Schiffsabwässer konstant zu halten.The execution of the electrodes according to the invention gives the Possibility of a degree of cleaning within a longer period Time regardless of the salinity of the ship wastewater to be treated to keep constant.

Claims

1. A method for the electrochemical treatment of seawater-containing wastewater with the formation of a coagulant between insoluble and soluble electrodes while supplying the wastewater in separate streams to the anode and cathode compartments of an electrolytic cell, characterized in that current flow through the insoluble electrodes between the soluble ones isolated from them Electrodes generates a coagulant, maintaining a ratio of the current strength to the flow rate of the waste water to be treated at least 0.01 A · h / liter and finally combining the separate currents.

2. The method according to claim 1, characterized in that that one with non-stabilized direct current is working.

3. The method according to claim 1, characterized in that it is carried out in such a way that the pH in the anode compartment in a range from 2 to 3.6 and in the cathode compartment in a range of 10.5 to 12.5.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, which contains a diaphragm electrolysis cell which has at least two pairs of electrodes, each of these pairs consists of an insoluble and a soluble electrode which are arranged axially to one another, characterized in that in each Pair of electrodes, the insoluble electrode ( 2 ) is separated from the soluble electrode ( 3 ) by a dielectric intermediate layer ( 4 ), the contour of the intermediate layer ( 4 ) coinciding with an end face of the insoluble electrode ( 2 ), that of the soluble electrode ( 3 ) facing, the electrode pairs are alternately arranged in the anode space ( 6 ), in the cathode space ( 7 ), the length ratio between the soluble electrode ( 3 ) and the insoluble electrode ( 2 ) is at most 1: 2.

5. The device according to claim 4, characterized in that the ends of the insoluble electrodes ( 2 ) facing the soluble electrodes ( 3 ) have a decreasing cross section.

6. The device according to claim 5, characterized in that the soluble electrodes ( 3 ) have a thickness which is greater than the thickness of the insoluble electrodes ( 2 ).

7. The device according to claim 4, characterized in that a diaphragm ( 5 ) of the electrolytic cell to prevent deposits on the end face of the soluble electrodes ( 3 ) protrudes over the end face of the soluble electrodes ( 3 ) at a distance of at least 5 mm.

8. The device according to claim 4, characterized in that the dielectric intermediate layer ( 4 ) between the insoluble electrode ( 2 ) and the soluble electrode ( 3 ) consists of individual plates.