DE3832263A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen behandlung von schlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung von schwer filtrierbarem Schlamm, wie er in einer Abwasseranlage und/oder einer Anlage zur Behandlung des Senkgrubenin­ halts produziert wird, um ihn in einen leicht filtrier­ baren Schlamm umzuwandeln, bevor er der Filterbehandlung unterzogen wird.

Die verschiedenen Arten von Schlamm, z. B. Frischschlamm, Faulschlamm, Überschußschlamm und Mischschlamm, die in einer Abwasseranlage und/oder einer Anlage zur Behandlung des Senkgrubeninhalts in großen Mengen erzeugt werden, werden zunächst mittels eines Dehydrators, z. B. eines Vakuumdehydrators, einer Bandpresse oder Filterpresse, entwässert, woraufhin der entwässerte Schlamm der Ver­ aschung oder der Landauffüllung zugeführt oder für Dün­ gungszwecke verwendet wird.

Diese Schlammarten enthalten jedoch organische oder anor­ ganische teilchenförmige Stoffe von hochhydrophiler Art sowie große Anteile an pulverförmigem Kolloid, und außer­ dem ist in ihnen eine große Menge organischer Stoffe gelöst oder suspendiert; sie sind deshalb äußerst zähflüssig, und wenn sie in diesem Zustand verbleiben, ist es sehr schwie­ rig, sie mittels eines der obenerwähnten Dehydratoren zu entwässern.

Es ist daher nach dem Stand der Technik üblich, vor dem Entwässern dem Schlamm anorganische Flockungsmittel beizu­ mischen, z. B. Ferrichlorid, Melanterit oder Polyaluminium­ chloridhydrat, oder organopolymerische Flockungsmittel, z. B. Polyacrylamid- oder Formaldehydkondensate, oder zusätzlich Filterhilfen wie gelöschten Kalk und Diatomeenerde beizu­ mischen, wodurch die chemische Struktur des Schlamms derart abgestimmt und modifiziert wird, daß die Entwässerung mit­ tels eines der obenerwähnten Dehydratoren erleichtert wird. Der modifizierte Schlamm wird anschließend filtriert und mittels des Dehydrators entwässert.

Ein alternatives Verfahren ist es bekannt, den Schlamm vor dem Entwässern durch eine elektrolytische Behandlung in einem elektrolytischen Trog zu modifizieren (siehe z. B. Japanische Patentveröffentlichung 10 351/1979 sowie Japanische Offenlegungsschriften 1 05 800/1981 und 1 29 199/ 1987.)

Bei dem zuerst erwähnten Verfahren zur Modifizierung des Schlamms vor dem Entwässern durch Beifügung chemischer Stoffe ergeben sich jedoch verschiedene Probleme. Eine Schwierigkeit besteht darin, daß die Beimischung großer Mengen von Flockungsmitteln und Filterhilfen zu dem Schlamm vom Standpunkt der Filterinstandhaltung unzweckmäßig ist. Ein weiteres Problem ist die vermehrte Erzeugung von Filter­ kuchen infolge solcher Beimischungen (beim Gebrauch von Fil­ terhilfen erhöht sich z. B. die Filterkuchenmenge auf das 1,5- bis 1,7fache), wodurch sich größere Schwierigkeiten bei der Veraschung ergeben. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß sowohl das Filtrat als auch der Filterkuchen toxische Rückstände enthalten können, die eine nachfolgende Behandlung zur Neutralisierung und Eliminierung der Toxi­ zität erforderlich machen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der modifizierte Schlamm immer noch Schwierigkei­ ten beim Filtern bereitet und daß der erzeugte Filterkuchen nicht ganz den erforderlichen Grad der Entwässerung erreicht.

Im Gegensatz dazu weist das zweite obenerwähnte Verfahren zum Modifizieren des Schlamms vor dem Entwässern, d. h. die elektrolytische Behandlung, den Vorteil auf, daß dabei, wenn überhaupt, nur wenig Gebrauch von Chemikalien oder Filter­ hilfen gemacht zu werden braucht und daher bei einwandfreier und effektiver Durchführung keines der obenerwähnten Pro­ bleme auftritt.

Dieses Verfahren zum Modifizieren des Schlamms durch elek­ trolytische Behandlung beruht auf dem Prinzip, daß dann, wenn Elektrizität auf konzentrierten Schlamm in einem elek­ trolytischen Trog zur Wirkung gebracht wird, die Ionen in dem Schlamm zum Wandern veranlaßt werden, so daß schwer fil­ trierbare suspendierte Stoffe und gelöste Substanzen in dem Schlamm elektrisch abgebaut werden, wobei sich wiederholt die Vorgänge der Oxidation, Reduktion, Neutralisation und Abscheidung des auf diese Weise abgebauten Materials ab­ spielen, was dazu führt, daß die in dem Schlamm enthaltenen Flocken wasserabweisender werden als im Falle der Anwendung der genannten chemischen Wirkstoffe, so daß die Flocken in leicht filtrierbare Flocken umgewandelt werden. Bei den be­ kannten Verfahren und Vorrichtungen zur Modifizierung des Schlamms durch elektrolytische Behandlung ergeben sich je­ doch noch Probleme, wie weiter unten näher erläutert. Die Versuche zur Lösung dieser Probleme sind noch nicht über das Experimentalstadium hinaus gediehen, und tatsächlich gibt es noch keine auf einem solchen Versuch basierende Vorrichtung, die in einer Abwasseranlage oder anderswo zur praktischen Anwendung gekommen ist.

Aufgrund einer Reihe von Experimenten mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik zur Schlamm-Modifizierung durch elektrolytische Behandlung ist dann, wenn die positiven und negativen Elektrodenplatten in dem elektrolytischen Trog möglichst nahe beieinander angeordnet sind, ein höherer Wirkungsgrad der Elektrolyse oder Modifizierung erreich­ bar, doch wenn der Abstand zwischen benachbarten Elektroden­ platten allzu klein ist, können Gasblasen, z. B. aus Sauer­ stoff und Wasserstoff, die durch die einzelnen Elektroden­ platten erzeugt werden, sowie durch die Elektrolyse des Schlamms gebildete verhärtete Flocken zwischen den Elektro­ denplatten festgehalten werden. Wenn solche Blasen und/oder Einschlüsse, z. B. verhärtete Flocken, zwischen den Elektroden­ platten festsitzen, ergibt sich die Schwierigkeit, daß sie die elektrische Stromleitung stören, so daß der Wirkungs­ grad der Elektrolyse oder Modifiziereng so weit zurückgeht, daß die elektrolytische Behandlung zur Modifizierung des Schlamms weit von der praktischen Anwendbarkeit entfernt ist. Wird jedoch der Abstand zwischen den Elektrodenplat­ ten größer bemessen, ist eine Abnahme der Stromdichte unver­ meidlich, und die elektrolytische Behandlung erfordert einen beträchtlichen Zeitaufwand, wenn auch die zwischen den ein­ zelnen Platten entstehenden Gasblasen und Einschlüsse daran gehindert werden können, zwischen den Platten zu verbleiben und sich an ihnen festzusetzen; in diesem Fall ist es also ebenfalls nicht zu vermeiden, daß der Wirkungsgrad der Elek­ trolyse oder Modifizierung in einem solchen Maße zurückgeht, daß das Verfahren zur Schlammbehandlung kaum praktisch an­ wendbar ist.

Verfahren, die zur Lösung der genannten Probleme im Fall verkleinerter Abstände zwischen den einzelnen Elektroden dienen sollen, d. h. Verfahren und Vorrichtungen zum Ent­ fernen von Einschlüssen zwischen den Elektrodenplatten, sind beispielsweise in den nachstehenden Publikationen be­ schrieben. Die Japanische Patentveröffentlichung 16 351/1979 offenbart ein Verfahren und Gerät, bei dem eine Lösung (aus kaustischer Soda), die zum Eluieren von zwischen den Ober­ flächen der einzelnen Elektrodenplatten in einem elektro­ lytischen Trog entstandenen Einschlüssen geeignet und in einem Elutionsmitteltank enthalten ist, intermittierend zwischen dem letzteren und dem elektrolytischen Trog in Um­ lauf gebracht wird, wodurch die zwischen den Elektrodenplat­ ten vorhandenen Einschlüsse entfernt werden können. Die Japanische Offenlegungsschrift 1 29 199/1987 beschreibt ein Verfahren und Gerät, bei dem der Schlamm in einem elektro­ lytischen Trog durch einen unter den Elektrodenplatten in dem Trog angeordneten Rührflügel umgerührt wird, so daß in dem Schlamm eine abwärts gerichtete Strömung entsteht, wo­ bei ein Teil des Schlamms vom Boden des Troges abgezogen wird und dieser abgezogene Schlamm von oberhalb der Elek­ trodenplatten her in den Trog gesprüht wird, so daß eine Abwärtsströmung des Schlamms erzeugt wird, der zwischen den einzelnen nebeneinander angeordneten Elektrodenplatten und entlang ihren Oberflächen abwärts fließt; hierbei können zwischen den Elektrodenplatten entstandene Einschlüsse durch die Kombination der ersten und zweiten erwähnten Ab­ wärtsströmungen fortgeführt werden.

Das zuerst erwähnte Verfahren, bei dem die Eluierungs­ lösung zwischen dem elektrolytischen Trog und dem Eluie­ rungslösungstank in Umlauf gebracht wird, ist jedoch nicht zum Entfernen von Einschlüssen während der elektrolytischen Behandlung bestimmt. Bei dieser Technik besteht daher die Schwierigkeit, daß im Laufe der elektrolytischen Schlamm­ behandlung Unterbrechungen eingelegt werden müssen. Bei dem zweiten erwähnten Verfahren, bei dem in dem elektrolyti­ schen Trog abwärts gerichtete Schlammströmungen erzeugt wer­ den, wird der Schlamm veranlaßt, abwärts entgegen der nach oben gerichteten Kraft von durch die Elektrodenplatten er­ zeugten Gasblasen zu fließen. Diese letztere Technik bringt daher das Problem mit sich, daß dann, wenn der Schlamm durch den Rührflügel kräftig umgerührt wird, um einen gleichmäßi­ gen und ausreichend starken Abwärtsstrom zwischen den ein­ zelnen Elektrodenplatten zu erzeugen, Flocken von modifi­ ziertem Schlamm durch den Rührflügel zertrümmert werden, und ein weiteres Problem besteht darin, daß dann, wenn kein gleichmäßiger und ausreichend starker Abwärtsstrom zwischen den einzelnen Elektrodenplatten erzeugt wird, Gasblasen und Einschlüsse zwischen den Elektrodenplatten nicht leicht entfernt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung von Schlamm zu schaffen, um Schlamm vor dem Stadium des Fil­ terns mühelos in einen solchen Schlamm umzuwandeln, der sich leicht mittels eines Hochdruckdehydrators, z. B. einer Filterpresse, entwässern läßt, ohne daß Flockungsmittel in großen Mengen oder Filterhilfen verwendet werden, wobei das Verfahren und die Vorrichtung Verbesserungen aufweisen, die es ermöglichen, bei der elektrolytischen Behandlung des Schlamms vor der Filterbehandlung zum Zweck der Entwässerung zwischen den einzelnen Elektrodenplatten entstehende Gas­ blasen und Einschlüsse kontinuierlich und zügig zu entfer­ nen, so daß der Schlamm auf wirksame Weise modifiziert wird.

Dementsprechend wird durch die Erfindung ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Schlamm geschaffen, bei dem der Schlamm in einem elektrolytischen Trog behandelt wird, der mehrere Elektrodenplatten enthält, und zwar Anoden- und Kathodenplatten, die abwechselnd in geringen Abständen in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem elektrolytischen Trog eine zirkulieren­ de Strömung des zu behandelnden Schlamms erzeugt wird, zu der eine Aufwärtsströmung zwischen den einzelnen Elektroden­ platten und eine Oberflächenströmung oberhalb der Reihe von Elektrodenplatten und nahe der Oberfläche des Schlamms in einer bestimmten Richtung gehören, so daß zwischen den ein­ zelnen Elektrodenplatten erzeugte Gasblasen und zwischen den Platten vorhandene Flocken aus ihrer Lage zwischen den Platten entfernt und durch die erwähnte Aufwärtsströmung zur Oberfläche des Troges getragen werden, woraufhin die aufgestiegenen Blasen und Flocken durch den genannten Ober­ flächenstrom in einen Bereich gebracht werden, der all­ gemein außerhalb des Oberflächenbereichs über den Elektro­ denplatten liegt, und wobei Schlamm über die in diesen Be­ reich getragenen Blasen gesprüht wird, um die Blasen zu zerschlagen, sowie eine Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Schlamm, zu der ein elektrolytischer Trog mit mehreren Elektrodenplatten gehört, und zwar Anoden- und Kathodenplatten, die abwechselnd Seite an Seite in kurzen Abständen in einer Reihe angeordnet sind, eine Ein­ richtung zum Fluidisieren des Schlamms, die an dem elektro­ lytischen Trog angebracht ist, um den in dem Trog zu behan­ delnden Schlamm zu veranlassen, an den Oberflächen der Elek­ trodenplatten entlangzufließen, sowie eine an dem Trog an­ gebrachte Schlammsprüheinrichtung, um Schlamm auf an die Oberfläche des zu behandelnden Schlamms aufgestiegene Gas­ blasen zu sprühen und sie zu zerschlagen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zu der Schlammfluidisierungseinrichtung eine Schlammzirkulations-Pumpeneinrichtung gehört, die eine An­ saugleitung mit einer Öffnung unterhalb der Oberfläche des Schlamms in dem Trog und eine Ausstoßleitung mit einer Öff­ nung nahe dem Boden des Troges aufweist, wobei die Ansaug- und die Ausstoßleitung auf einer Seite der Reihe von Elek­ trodenplatten und über die volle Breite dieser Reihe offen sind, um eine umlaufende Schlammströmung innerhalb des Tro­ ges zu erzeugen, zu der eine Aufwärtsströmung entlang den Oberflächen der Elektrodenplatten gehört, und daß die ge­ nannte Schlammsprüheinrichtung eine Ausstoßöffnung zum Versprühen von Schlamm über die Schlammoberfläche und allgemein über der Ansaugleitung der Schlammzirkulations­ pumpe aufweist, wobei die genannte Ausstoßöffnung über fast die gesamte Breite der Ansaugleitung der Zirkula­ tionspumpe offen ist.

Die obengenannten technischen Einrichtungen arbeiten wie folgt.

Wenn der zu behandelnde Schlamm in den elektrolytischen Trog eingeleitet und danach den Elektrodenplatten Energie zugeführt wird, findet in dem Schlamm eine Ionenwanderung statt, so daß schwer filtrierbare suspendierte Stoffe und gelöste Substanzen in dem Schlamm elektrisch abgebaut wer­ den, und der Prozeß der Oxidation, Reduktion, Neutralisa­ tion und Abscheidung spielt sich in der zersetzten Masse wiederholt ab, wodurch das schwerer filtrierbare hydro­ phile Material in dem Schlamm in filtrierbares hydro­ phobes Material umgewandelt wird. Da die einzelnen Elek­ trodenplatten in dem elektrolytischen Trog in geringen Abständen voneinander angeordnet sind, können Gasblasen, z. B. aus Sauerstoff und Wasserstoff, die durch die Elek­ trolyse des Schlamms entstehen, zwischen den einzelnen Elektrodenplatten verbleiben, und außerdem können infolge der Elektrolyse elektrolysierte Stoffe, z. B. verhärtete Flocken, dazu neigen, sich an den Flächen der Elektroden­ platten und zwischen ihnen festzusetzen. In dem erfindungs­ gemäßen elektrolytischen Trog wird jedoch eine zirku­ lierende Strömung des zu behandelnden Schlamms erzeugt, zu der eine Aufwärtsströmung zwischen den einzelnen Elek­ trodenplatten und eine Oberflächenstömung nahe der Ober­ fläche des Schlamms und oberhalb der Reihe von Elektroden in einer vorbestimmten Richtung gehören; dadurch werden zwischen den Elektrodenplatten gebildete Gasblasen und zwischen ihnen vorhandene Flocken normalerweise zunächst durch den Aufwärtsstrom zwischen den Platten entfernt und nach oben getragen.

Somit wird die Oberfläche jeder Elektrodenplatte durch diese Aufwärtsströmung ständig gegen die Ablagerung elek­ trolysierter Stoffe geschützt, und die so geschützte Ober­ fläche der Platte wird ständig zum Kontakt mit nicht modi­ fiziertem teilchenförmigem Material in dem zu behandelnden Schlamm bereitgehalten. Angesichts der Tatsache, daß der Wirkungsgrad der chemischen Reaktion an der Oberfläche der Elektroden in einer elektrolytischen Vorrichtung ge­ mäß der Erfindung weitgehend davon abhängt, in welchem Aus­ maß die Elektrodenoberflächen für den Kontakt mit nicht elektrolysiertem teilchenförmigem Material in dem Schlamm sauber gehalten werden können, bedeutet dies, daß mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung eine sehr wirkungsvolle elektrolytische Behandlung des Schlamms er­ reicht werden kann.

Die auf diese Weise aus den Zwischenräumen zwischen den Elektrodenplatten nach oben getragenen Gasblasen und Floc­ ken werden nunmehr durch den oberhalb der Plattenreihe in der vorbestimmten Richtung fließenden Oberflächenstrom in einen Bereich getragen, der praktisch außerhalb des Berei­ ches über den Platten liegt, und hierher wird Schlamm durch eine Schlammsprüheinrichtung gesprüht, so daß er auf die ankommenden Blasen und Flocken auftrifft und die Blasen vernichtet.

Daher können gemäß der Erfindung Gasblasen, die durch die Aufwärtsströmung an die Oberfläche des elektrolytischen Troges getragen werden, niemals über den Rand des Troges fließen. Erfindungsgemäß wird der zu behandelnde Schlamm auf einer Seite in den Trog eingeleitet und auf der ande­ ren Seite entnommen, so daß es möglich ist, die elektro­ lytische Behandlung des Schlamms kontinuierlich durchzu­ führen.

Der Schlamm, der entlang der Oberfläche in einen Bereich geführt wird, der praktisch abseits des Bereiches über den Elektrodenplatten liegt, wird daraufhin veranlaßt, von diesem Bereich aus nach unten zu fließen, bis er eine Position unterhalb der Reihe von Elektrodenplatten er­ reicht, von wo aus er wiederum zwischen den Platten hin­ durch nach oben getragen wird. Infolgedessen werden Gas­ blasen, die der Zerstörung durch den auf sie gesprühten Schlamm entgangen sind, sowie modifizierte Flocken ver­ anlaßt, mit der zirkulierenden Schlammströmung in die ge­ nannte Position unterhalb der Elektrodenplatten zu gelan­ gen, und können dann zwischen den Elektrodenplatten nach oben strömen, während nicht modifizierte Flocken während des Durchströmens der Zwischenräume zwischen der Platten der Elektrolyse unterworfen und somit modifiziert werden.

Der modifizierte Schlamm kann dem elektrolytischen Trog entweder kontinuierlich oder schubweise entnommen werden.

Bei der erfindungsgemäßen elektrolytischen Vorrichtung besitzt die Schlammfluidisierungseinrichtung, die den Schlamm veranlaßt, entlang den Oberflächen der Elektroden­ platten in dem elektrolytischen Trog zu fließen, eine dicht unterhalb der Schlammoberfläche in dem Trog offene Ansaug­ leitung und eine nahe dem Boden des Troges offene Ausstoß­ leitung, wobei die Ansaug- und die Ausstoßleitung auf einer Seite der Elektrodenplatten und über die volle Brei­ te der genannten Reihe offen sind. Mittels dieser Anordnung läßt sich eine zirkulierende Schlammströmung erzeugen, zu der eine gleichmäßige Aufwärtsströmung zwischen den Elek­ trodenplatten und eine seitlich gerichtete Strömung ge­ hören, welche letztere gleichmäßig über die Reihe von Elek­ trodenplatten und parallel zu ihnen in Richtung auf die Ansaugleitung verläuft.

Somit werden Gasblasen, die in den Zwischenräumen zwischen den Elektrodenplatten erzeugt werden, durch diese zirku­ lierende Strömung veranlaßt, ungehindert zwischen den Elek­ trodenplatten nach oben zu steigen, woraufhin sie auf einem Weg oberhalb der Elektrodenplatten in eine Position ober­ halb der Ansaugleitung getragen werden.

In dieser Position oberhalb der Ansaugleitung, in die die Gasblasen gebracht werden, erstreckt sich die Ausstoßöff­ nung der Schlammsprüheinrichtung über die volle Breite der Ansaugleitung. Daher werden Luftblasen, die sich in der be­ schriebenen Weise auf einer Seite des elektrolytischen Troges angesammelt haben, durch einen auf sie herabfallen­ den Schlammschauer zerschlagen. In der Umgebung der genann­ ten Ansaugleitung ist die Strömungsgeschwindigkeit des um­ laufenden Schlamms größer als anderswo; wenn daher ein durch die Sprüheinrichtung abgegebener Schlammschauer zu­ fällig auf irgendwelche Elektrodenplatten fällt, werden von den Platten fort an die Oberfläche getragene Luftbla­ sen in keinem Fall zurück in die Plattenzwischenräume ge­ trieben, was zu einer Stauung führen könnte. Nicht zerstör­ te Blasen werden von der Ansaugöffnung zurück zum Boden des Troges getragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeich­ nungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der elek­ trolytischen Schlammbehandlungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 die linke Seitenansicht der genannten Vorrichtung;

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 3; und

Fig. 5 die Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind bei der hier beschriebenen Ausführungsform drei elektrolytische Tröge 1 in Reihe ge­ schaltet, wobei jeder Trog 1 wie folgt aufgebaut ist:

Gemäß Fig. 3 und 4 sind in dem elektrolytischen Trog 1 zwei Elektrodenträger 2 angeordnet, die sich quer durch den Trog 1 und in einem Abstand von seinem Boden 1 c erstrecken.

In Fig. 3 ist jeweils ein Stützfuß 2 a für jeden Träger 2 gezeigt. Mehrere Elektrodenplatten 3, und zwar Anoden- und Katho­ denplatten, die sich parallel zu den Seitenwänden 1 b des Troges 1 erstrecken, sind in vorbestimmten Abständen, z. B. 15 mm, parallel zueinander auf den Elektrodenträgern 2 in dem Trog 1 angeordnet, wobei Anoden- und Kathoden­ platten miteinander abwechseln. Die Reihen von Elektroden­ platten 3 werden mittels der Träger 2 in einem vorbestimm­ ten Abstand von dem Boden 1 c des Troges gehalten.

Als Material für die Elektrodenplatten 3 wird im Fall der Anodenplatten Eisen und im Fall der Kathodenplatten nichtrostender Stahl verwendet.

An jeder Elektrodenplatte 3 ist für Anschlußzwecke ein Kupferstab 4 befestigt, wobei die Platte 3 über ein nicht gezeigtes, an den Kupferstab 4 angeschlossenes Kabel mit einer Stromquelle mit einer Spannung in der Größenordnung von 1,5 bis 20 V verbunden ist.

Aus der Vorderwand 1 a des elektrolytischen Troges 1 ist ein Abschnitt von vorbestimmter Höhe h oberhalb des Trog­ bodens 1 c in der vollen Breite W der Vorderwand 1 a ausge­ schnitten. An dem Ausschnitt der Vorderwand 1 a ist eine Pumpeneinrichtung 7 zum Umwälzen des Schlamms angebracht; die Pumpeneinrichtung 7 besteht aus einem Pumpengehäuse 5, das so angeordnet ist, daß es den Ausschnitt verschließt, und einem Flügelrad 6, das in dem Pumpengehäuse 5 hori­ zontal gelagert ist. Die Breite des Flügelrades 6 ent­ spricht fast der vollen Breite W des Troges 1. An der Vor­ derseite der Reihe von Elektrodenplatten 3 in dem elektro­ lytischen Trog 1 (rechts in Fig. 3) ist eine Trennwand mit L-förmigem Längsschnitt in geeignetem Abstand von der Vor­ derwand 1 a des Troges 1 und von dem Trogboden 1 c angeord­ net, wobei die Trennwand 8 praktisch eine Ansaugleitung 9 in Form des Zwischenraumes zwischen ihrer Oberkante 8 a und der Vorderwand 1 a des Troges 1 für die Schlammzirkula­ lations-Pumpeneinrichtung 7 in dem Trog 1 abgrenzt, die eine Öffnung innerhalb des Troges besitzt, und wobei die Trennwand außerdem eine Ausstoßleitung in Form des Abstandes zwischen ihrer unteren Endfläche 8 b und dem Trogboden 1 c für die genannte Pumpeneinrichtung in dem Trog abgrenzt. Die Trennwand 8 wird durch Stützen 8 c in ihrer Lage gehalten. Die Ansaugleitung 9 besitzt eine Öff­ nung dicht unter der Schlammoberfläche 11, und zwar vor den Elektrodenplatten 3 und über die volle Breite der Reihe von Elektrodenplatten 3, während die Ausstoßleitung 10 in der Nähe des Trogbodens 1 c vor den Elektrodenplatten 3 offen ist und sich über die volle Breite w der Platten­ reihe erstreckt, wobei die Ausstoßleitung 10 auf die Unterseite der Reihe von Elektrodenplatten 3 gerichtet ist. Ein Motor 12 mit einem Untersetzungsgetriebe treibt die Welle 13 der Pumpeneinrichtung 7 an.

Als nächstes wird der Aufbau der Schlammsprüheinrichtung 14 beschrieben. Am oberen Ende der Vorderwand 1 a das elek­ trolytischen Troges 1 ist eine Überlaufrinne 16 mit einer Länge L angebracht, die sich über die volle Breite W der Vorderwand 1 a erstreckt und eine Überlauföffnung 15 über ihre gesamte Länge L aufweist. Die Rinne 16 weist eine Öff­ nung bzw. einen Zulauf 17 auf, der mit der Ausstoßöffnung bzw. dem Ausgang einer Schlammsprüh-Pumpeneinrichtung 19 ver­ bunden ist, deren Ansaugleitung mit einem Anschlußstutzen 18 verbunden ist, der sich durch den Boden 1 c des elektrolytischen Troges erstreckt, so daß dann, wenn die Schlammsprüh- Pumpeneinheit 19 angetrieben wird, aus dem Trog 1 hochge­ pumpter Schlamm in die Überlaufrinne 16 über ihre gesamte Länge L gelangt, von wo er durch die Überlauföffnung 15 auf den Schlamm in dem Trog gesprüht wird. Die Überlauf­ rinne 16 ist derart auf der Oberseite des elektrolytischen Troges 1 angeordnet, daß der aus der Überlauföffnung 15 gesprühte Schlamm auf die Oberfläche 11 allgemein oberhalb der Ansaugleitung 9 der Schlammzirkulationspumpe 7 gelangt.

Die Seitenwände 1 b auf der rechten und linken Seite jedes elektrolytischen Troges 1 weisen jeweils eine in waage­ rechter Richtung langgestreckte Schlamm-Einlaß/Auslaß­ öffnung 20 auf, die ungefähr auf gleicher Höhe liegt wie die Oberkanten der Elektrodenplatten 3 in dem Trog. An der Einlaß/Auslaß-Öffnung 20 ist ein Anschlußflansch 21 befe­ stigt, mittels dessen ein Schlamm-Zuführungs/Ableitungs- Kreislauf mit dem Trog 1 verbunden ist (Fig. 1). Die Ein­ laß/Auslaß-Öffnungen 20 der einzelnen in Reihe geschalteten Tröge 1 sind bei 22 über die genannten Flansche 21 mitein­ ander verbunden. Wie gezeigt, ist eine Zuführungsleitung 24 für unbehandelten Schlamm an die linke Schlamm-Einlaß/ Auslaß-Öffnung 20 des linken Troges 1 über ein Schlamm­ zuführungsteil 23 an den entsprechenden Anschlußflansch 21 angeschlossen, während eine Auslaßleitung 26 für be­ handelten Schlamm an die rechte Schlamm-Einlaß/Auslaß- Öffnung 20 des Troges 1 am rechten Ende über ein Schlamm­ auslaßteil 25 an den entsprechenden Anschlußflansch 21 angeschlossen ist. Das Schlammzuführungsteil 23 und das Auslaßteil 25 sind von gleicher Konstruktion.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der elektro­ lytischen Behandlungsanlage wird dem am linken Ende liegen­ den elektrolytischen Trog 1 Schlamm zugeführt und durch die Schlamm-Einlaß/Auslaß-Öffnungen 20, durch die die Tröge 1 in Reihe geschaltet sind, nacheinander in die ein­ zelnen Tröge 1 eingeleitet, wo der Schlamm in der im fol­ genden beschriebenen Weise behandelt wird.

Wenn die Schlammzirkulations-Pumpeneinrichtung 7 und die Schlammsprüh-Pumpeneinrichtung 17 betätigt werden, wird eine zirkulierende Schlammströmung in jedem elektrolyti­ schen Trog 1 über die volle Breite W des Troges 1 erzeugt, zu der eine Aufwärtsströmung (Pfeile a in Fig. 3) zwischen den einzelnen Elektrodenplatten 3 entlang ihren Oberflä­ chen und eine Oberflächenströmung (Pfeile b in Fig. 3) gehören, welch letztere oberhalb der Elektrodenplatten 3 in einer zu ihren Oberflächen parallelen Ebene und in Richtung auf die Vorderwand 1 a des Troges 1 verläuft. Diese zirkulierende Schlammströmung wird dadurch be­ schleunigt, daß Schlamm auf sie herabfällt, der vom Boden 1 c des elektrolytischen Troges 1 nach oben gepumpt und von der Überlauföffnung 15 der Überlaufrinne 16 aus auf die Flüssigkeitsoberfläche 11 oberhalb der Ansaugleitung 9 und über die volle Breite W des Troges gesprüht wird.

In einem elektrolytischen Trog 1, in dem eine solche zir­ kulierende Schlammströmung über die volle Breite W des Tro­ ges erzeugt wird, werden daher dann, wenn den Elektroden­ platten 3 Energie zugeführt wird, um den Schlamm zu elektro­ lysieren, zwischen den Elektrodenplatten 3 erzeugte Gas­ blasen sowie zwischen den Platten vorhandene Flocken durch die erwähnte Aufwärtsströmung bis auf eine Höhe oberhalb der Reihe von Elektrodenplatten 3 nach oben getragen und dann durch die oberhalb dieser Reihe parallel zu den Ober­ flächen der Platten 3 fließende Strömung einem Bereich ober­ halb der Ansaugöffnung 9 der Schlammzirkulations-Pumpenein­ richtung 7 zugeführt, woraufhin die Blasen durch einen von der Überlauföffnung 15 auf sie gesprühten Schlammschauer zerschlagen werden. Etwa noch vorhandene Blasen werden zu­ sammen mit den Flocken durch die zirkulierende Schlamm­ strömung bis unterhalb der Reihe von Elektrodenplatten 3 getragen, von wo aus die Blasen und Flocken zwischen den Elektroden aufwärts und über die Platten 3 hinweg geleitet werden, bis sie wieder den Bereich unter den Überlauföff­ nung 15 erreichen, wo sie zerschlagen und vernichtet wer­ den. Daher wird die Menge der zur Flüssigkeitsoberfläche in dem Trog 1 getragenen Blasen stets annähernd konstant gehalten, und es kann unmöglich eine Ansammlung von Blasen stattfinden, die über die genannte konstante Menge hinaus­ geht.

Auf diese Weise werden zwischen den einzelnen Elektroden­ platten 3 in dem elektrolytischen Trog 1 erzeugte Gas­ blasen durch eine zwischen den Platten 3 aufwärts fließen­ de Schlammströmung gleichmäßig und stetig von den Platten­ flächen entfernt; daher werden die Oberflächen der Platten 3 stets rein gehalten. Infolgedessen kann der Schlamm, der in einer Ebene parallel zu den Plattenflächen zirkuliert, auf sehr wirksame und gleichmäßige Weise modifiziert werden.

In den Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 27 einen Schlamm­ entnahmestutzen, der im Boden des elektrolytischen Troges 1 vorgesehen ist. Wird ein elektrolytischer Trog 1 als Vor­ richtung für die schubweise elektrolytische Behandlung be­ nutzt, muß ein nicht gezeigtes Zuleitungsrohr für zu be­ handelnden Schlamm an die erwähnte Einlaß/Auslaß-Öffnung 20 angeschlossen werden, während ein nicht gezeigte Schlamm­ ableitungsrohr an die Entnahmeöffnung 27 im Trogboden an­ geschlossen wird. Wird der elektrolytische Trog 1 als Vor­ richtung für die kontinuierliche elektrolytische Behand­ lung verwendet, muß eine der Einlaß/Auslaß-Öffnungen 20 mit einer nicht gezeigten Zuleitung für zu behandelnden Schlamm verbunden werden, während die andere Einlaß/Auslaß- Öffnung 20 mit einer nicht gezeigten Entnahmeleitung für elektrolysierten Schlamm verbunden wird. Werden mehrere elektrolytische Tröge 1 in Reihe geschaltet, um als kon­ tinuierliche (kontinuierlich betreibbare) elektrolytische Behandlungsvorrichtung nach Fig. 1 zu dienen, müssen die Tröge 1 an den genannten Einlaß/Auslaß-Öffnungen 20 miteinander verbunden sein.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des elek­ trolytischen Troges 1 sind die Einlaß/Auslaß-Öffnungen 20 in einem Bereich nahe dem oberen Ende der Reihe von Elektrodenplatten 3 an einem Ende des Troges ausgebildet, so daß Schlamm durch eine der Einlaß/Auslaß-Öffnungen 20 in Richtung auf die Oberkanten der benachbarten Elektro­ denplatten 3 zugeführt wird, wenn er durch die Öffnung in den Trog 1 gelangt, wobei die Öffnung 20, wie gezeigt, eine vorbestimmte Breite c aufweist.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei elektrolytische Tröge 1 in Reihe geschaltet, so daß dann, wenn Schlamm in geeigneter Menge kontinuierlich dem lin­ ken Trog 1 zugeführt wird, der Schlamm nacheinander in die anderen Tröge 1 gelangt und während dieser Bewegung in jedem einzelnen Trog 1 wiederholt elektrolysiert wird, woraufhin dem rechten Trog 1 kontinuierlich elektroly­ sierter Schlamm entnommen wird. Ist der Schlamm so be­ schaffen, daß er sich in ziemlich kurzer Zeit elektro­ lysieren läßt, können mehrere elektrolytische Tröge 1 parallelgeschaltet sein (nicht gezeigt). Bei einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform kann Schlamm jedem elek­ trolytischen Trog 1 schubweise zugeführt und entnommen werden, so daß die elektrolytische Schlammbehandlung schubweise durchgeführt wird; zu diesem Zweck läßt sich die Schlammentnahmeöffnung 27 im Boden des Troges zweck­ mäßig benutzen.

Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und Ge­ rät für die elektrolytische Schlammbehandlung gehört zu der Fluidisierungseinrichtung, die unbehandelten Schlamm veranlaßt, an den Oberflächen der Elektrodenplatten in dem elektrolytischen Trog entlangzufließen, eine Schlammzirku­ lations-Pumpeneinrichtung mit einer Ansaugleitung, die dicht unterhalb der Schlammoberfläche offen ist, und einer Ausstoßleitung, die sich in den Trog hinein in der Nähe seines Bodens öffnet, wobei die Ansaug- und die Aus­ stoßleitung auf einer Seite der Reihe von Elektrodenplat­ ten über die volle Breite dieser Reihe offen sind, damit eine zirkulierende Schlammströmung erzeugt wird, zu wel­ cher eine Aufwärtsströmung entlang den Oberflächen der Elektrodenplatten in dem Trog gehört; daher muß der der elektrolytischen Wirkung der Platten unterworfene Schlamm in dem Trog und zwischen den Elektrodenplatten notwendi­ gerweise die genannte Ansaugöffnung nahe der Flüssig­ keitsoberfläche durchströmen.

Infolgedessen werden Gasblasen, die auf elektrolytische Wege zwischen den Elektrodenplatten erzeugt worden sind, und zusammen mit den Blasen vorhandene Flocken zwischen den Elektrodenplatten durch die zirkulierende Strömung oder genauer gesagt, durch eine Aufwärtsströmung des zu behandelnden Schlamms zwischen den Elektrodenplatten nach oben in eine Höhe oberhalb der Reihe von Elektroden­ platten getragen, und die so aufgestiegenen Gasblasen werden durch einen in einer vorbestimmten Richtung über die Reihe von Elektrodenplatten hinweg fließenden Ober­ flächenstrom in einem vorbestimmten Bereich des Troges gesammelt. Das heißt, die Gasblasen werden in einem Be­ reich oberhalb der Öffnung der Ansaugleitung der Schlamm­ zirkulations-Pumpeneinrichtung gesammelt. Oberhalb des Öffnungsbereichs der Ansaugleitung ist eine Schlammsprüh­ einrichtung angebracht, die imstande ist, Schlamm auf die Flüssigkeitsoberfläche über der Ansaugleitung auf fast der gesamten Breite der Ansaugleitung zu versprühen. Da­ her werden die in dem genannten Bereich angesammelten Gasblasen in diesem Bereich durch einen Schlammschauer getroffen und vernichtet. Etwa noch vorhandene Gasblasen werden durch die zirkulierende Schlammströmung wiederum in den gleichen Bereich getragen und der Wirkung des Schlammschauers ausgesetzt. Somit besteht selbst dann, wenn die elektrolytische Schlammbehandlung über einen längeren Zeitraum durchgeführt wird, keine Gefahr der Ansammlung von Gasblasen in dem Trog über ein gewisses Maß hinaus.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät zur elek­ trolytischen Schlammbehandlung ist es daher möglich, die elektrolytische Schlammbehandlung kontinuierlich lange Zeit hindurch wirksam durchzuführen.

Außerdem werden dadurch, daß zwischen den Elektrodenplat­ ten entstandene Gasblasen und Flocken durch die Aufwärts­ strömung, die ständig zwischen den Platten vorhanden ist, von den Plattenflächen fortgtragen werden, die Oberflä­ chen der Elektrodenplatten ständig sauber gehalten, so daß unbehandelte Schlammteilchen mit den sauberen Platten­ flächen in Kontakt kommen können. Daher ermögicht das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät zur elektrolytischen Schlammbehandlung die wirkungsvolle elektrolytische Be­ handlung von Schlamm, um ihn in einen hydrophoben Schlamm umzuwandeln, so daß das Verfahren und die Vorrichtung mit Vorteil in einer Kläranlage oder dergl. anwendbar sind.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegen­ über dem Stand der Technik neu sind, als erfindungs­ wesentlich beansprucht.

Claims (6)

1. Verfahren zur elektrolytischen Behandlung von Schlamm, bei dem der Schlamm in einem elektrolytischen Trog mit mehreren Elektrodenplatten, und zwar Anoden- und Katho­ denplatten, die abwechselnd nebeneinander in geringen Ab­ ständen in einer Reihe angeordnet sind, elektrolytisch behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem elek­ trolytischen Trog eine zirkulierende Strömung des zu be­ handelnden Schlamms erzeugt wird, wobei zu dieser zirku­ lierenden Strömung eine Aufwärtsströmung zwischen den einzelnen Elektrodenplatten und eine Oberflächenströmung oberhalb der Reihe von Elektrodenplatten und nahe der Schlammoberfläche in einer vorbestimmten Richtung gehö­ ren, so daß zwischen den einzelnen Elektrodenplatten entstandene Gasblasen und zwischen den Platten vorhan­ dene Flocken aus ihrer Lage zwischen den Platten ent­ fernt und durch die genannte Aufwärtsströmung an die Oberfläche des Troges getragen werden, woraufhin die aufgestiegenen Blasen und Flocken durch die Oberflächen­ strömung in einen im wesentlichen außerhalb des oberhalb der Elektrodenplatten gelegenen Oberflächenbereichs lie­ genden Bereich getragen werden, und daß auf die in die­ sen Bereich gelangten Blasen Schlamm gesprüht wird, um die Blasen zu zerstören.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der zirkulierenden Schlammströmung eine Aufwärtsströ­ mung zwischen den einzelnen Elektrodenplatten, eine Oberflächenströmung oberhalb der Reihe von Elektroden­ platten in dem Trog und entlang einer zu den Oberflächen der Elektrodenplatten parallelen Ebene sowie eine Ab­ wärtsströmung gehören, welch letztere innerhalb oder außerhalb des Troges entlang einer Seite der Reihe von Elektrodenplatten verläuft, außerdem eine Bodenströmung unterhalb der Reihe von Elektrodenplatten in dem Trog entlang einer zu den Oberflächen der Elektrodenplatten parallelen Ebene.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei dem Schlamm, der über die Blasen gesprüht wird, um aus dem elektrolytischen Trog hochge­ pumpten Schlamm handelt.

4. Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung von Schlamm mit einem elektrolytischen Trog, der mehrere Elektroden­ platten enthält, und zwar Anoden- und Kathodenplatten, die abwechselnd in kurzen Abständen nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind, eine an dem elektrolyti­ schen Trog angebrachte Schlammfluidisierungseinrichtung, um den in dem Trog zu behandelnden Schlamm zu veranlas­ sen, entlang den Oberflächen der Elektrodenplatten zu fließen, sowie eine Schlammsprüheinrichtung, die an dem Tank montiert ist, um Schlamm auf an die Oberfläche des zu behandelnden Schlamms getragene Gasblasen zu sprühen und sie zu zerschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schlammfluidisierungseinrichtung eine Schlammzirku­ lations-Pumpeneinrichtung (7) gehört, die eine dicht unterhalb der Oberfläche des Schlamms in dem Trog (1) offene Ansaugleitung (9) und eine in dem Trog nahe seinem Boden (1 c) offene Ausstoßleitung (10) aufweist, wobei die Ansaug- und die Ausstoßleitung auf einer Seite der Reihe von Elektrodenplatten (3) und über die volle Breite (w) dieser Reihe offen sind, um die Erzeugung einer zirku­ lierenden Schlammströmung innerhalb des Troges zu ver­ anlassen, zu der eine Aufwärtsströmung entlang den Ober­ flächen der Elektrodenplatten gehört, und daß zu der Schlammsprüheinrichtung (14) eine Ausstoßöffnung (17) zum Sprühen von Schlamm über die Schlammoberfläche all­ gemein in einem Bereich über der Ansaugleitung der Schlamm­ zirkulations-Pumpeneinrichtung gehört, wobei die ge­ nannte Ausstoßöffnung sich fast über die gesamte Breite der Ansaugleitung der Zirkulationspumpeneinrichtung er­ streckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schlammzirkulations-Pumpeneinrichtung (7) ein Pumpengehäuse (5) gehört, das an der Wand (1 a) des Troges (1) auf einer Seite der Reihe von Elektrodenplatten (3) montiert ist und eine Breite aufweist, die allgemein der Breite (W) der Wand entspricht, sowie ein Flügelrad (6), das in dem Pumpengehäuse drehbar gelagert ist, und daß die Ansaug- und Ausstoßleitungen (9, 10) der Schlamm­ zirkulations-Pumpeneinrichtung innerhalb des elektro­ lytischen Troges durch eine in dem Tank montierte Trenn­ wand (8) abgegrenzt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zu der Schlammsprüheinrichtung (14) eine Über­ laufrinne (16) oberhalb des elektrolytischen Troges auf seiner einen Seite gehört, die über ihre volle Länge mit einer Überlauföffnung (15) versehen ist, und daß die Schlammsprüh-Pumpeneinrichtung eine Ansaugleitung auf­ weist, die an einer vorbestimmten Stelle (18) in dem Trog (1) angeschlossen ist, sowie eine mit der Überlaufrinne (16) ver­ bundene Ausstoßleitung.