DE435570C - Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Abwaessern - Google Patents

Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Abwaessern

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DE435570C
DE435570C DEL42488D DEL0042488D DE435570C DE 435570 C DE435570 C DE 435570C DE L42488 D DEL42488 D DE L42488D DE L0042488 D DEL0042488 D DE L0042488D DE 435570 C DE435570 C DE 435570C
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods

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Description

  • Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Abwässern. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Abwässern, insbesondere von solchen, die der Fäulnis ausgesetzte Bestandteile enthalten, z. B. von städtischen Abwässern, solchen von Gerbereien, Schlachthäusern u. dgl.
  • Nach der Erfindung werden die Beimengungen der Abwässer so behandelt, daß die übrigbleibende -Flüssigkeit unschädlich gemacht und gleichzeitig aus den Abwässern eine möglichst große Menge von Schlamm oder festen Bestandteilen gewonnen wird, die als Düngemittel verwendet werden kann.
  • Die Flüssigkeit wird so behandelt, daß sie eine große Menge oder gar einen überschuß von Sauerstoff in Lösung enthält und außerdem freies Alkali in ihr vorhanden ist. Letzteres erreicht man, indem man im nötigen Maße einen alkalischen Stoff hinzufügt, und zwar sogar in denjenigen Fällen, in denen das unbehandelte Abwasser auf gewisse ,Indikatoren bereits alkalisch reagiert. Ein solcher Indikator ist z. B. Methylorange. Durch <las Verfahren nach der Erfindung werden keine oder nur wenige der festen Bestandteile der Abwässer verloren, sondern im wesentlichen alle wiedergewonnen.
  • Zu diesem Zwecke unterwirft man roh gereinigte Abwässer in einer geeigneten Vorrichturig einer elektrochemischen Behandlung, nachdem zweckmäßig die festen Bestandteile in einen Zustand feiner Verteilung gebracht worden sind, z. B. durch mechanische Bewegung vor oder während der elektrischen Behandlung. Die Abwässer sind während der elektrischen Behandlung alkalisch infolge des hinzugefügten freien Erdalkalis, und zwar wenigstens in solchem Maße, daß die alkalische Beschaffenheit durch Phenolphthalein und Methylorange als Indikatoren in bekannter Weise nachweisbar ist.
  • Vor der elektrischen Behandlung wird den Abwässern ein Stoff hinzugefügt, der Hydroxylionen liefert, wodurch die Konzentration des Hydroxyls in der Flüssigkeit vermehrt wird. Man kann auch derartige Stoffe nach der elektrischen Behandlung hinzufügen. Als derartige Stoffe sind anzusehen die Hydroxy de der alkalischen Erdmetalle, z. B. Calciumhydroxyd, das besonders geeignet ist. Die Menge von Erdalkali ist vorzugsweise so groß zu wählen, daß die Flüssigkeit genügend alkalisch gemacht wird, um dies durch Phenolphthalein und Methylorange als Indikatoren anzuzeigen. Das freie Alkali in der abströmenden Flüssigkeit verhütet die Vermehrung und Bildung gewisser Bakterien und läßt die festen und halbfesten Beimengungen und die gebildeten Niederschläge leichter ausfallen. Man kann die Abwässer in Gegenwart nicht angreifbarer Elektroden, z. B. KOhlenelektroden, vorbereitend elektrisch behandeln, um naszierenden Sauerstoff zu erzeugen, oder man kann Hypochlorite von Natrium- oder anderen Chloriden oder anderen Salzen ,erzeugen, die Chloratome enthalten. Die Hypochlorite wirken bakterientötend. NTach .der beschriebenen Vorbehandlung werden die Abwässer der elektrischen Hauptbehandlung unterworfen, und zwar wenn sie freies Alkali enthalten, in Gegenwart von Elektroden, die entweder unangreifbar sind, z. B. Kohlenelektroden, oder von Metallelektroden. Das Erdalkali wird in die Abwässer in einem geeigneten Zeitpunkt nach der Vorbehandlung eingeführt, und zwar zweckmäßig unmittelbar danach, tun naszierenden :Sauerstoff bei der elektrischen Behandlung zu erzeugen. Zweckmäßig werden Elektroden aus Eisen oder Eisenverbindungen benutzt, da sie sich mechanisch nicht merklich abnutzen und bequem und leicht zu erhalten sind und außerdem eine Reihe offensichtlicher mechanischer und elektrischer Vorteile bieten. Auch Elektroden aus anderen Metallen sind verwendbar.
  • Es ist bereits bekannt, Calciumhydroxyd in Verbindung mit irgendeinem Zinksalz, z. B. Zinksulfat, bei dem Tankverfahren zu benutzen, jedoch ohne gleichzeitige elektrische Behandlung. Es fehlte somit die Erzeugung naszierenden Sauerstoffs bei freiem Alkali zur Oxydierung der festen Beimengungen. Ferner war es bekannt, durch einen besonderen elektrochemischen Voxprozeß, aus einem geeigneten Salz, wie. Natriumchlorid, nach dem Webster-Verfabren Eisenhydrat zu bilden, um dies später den Abwässern als flockenbildendes Mittel in einer besonderen Klärkammer zuzusetzen. Im Gegensatz hierzu werden nach der Erfindung die Abwässer elektrisch behandelt und der Vorprozeß in einer besonderen Vorrichtung vermieden. Endlich ist es nicht mehr neu, Abwässer in Gegenwart von Eisensalzen .elektrisch zu be- handeln, wohl aber dies in Gegenwart freien Alkalis zu tun, wodurch die beschriebene günstige Wirkung erreicht wird.
  • Nachstehend wird .ein Ausführungsbeispiel beschrieben an Hand einer Vorrichtung zur Ausführung .des Verfahrens.
  • Abb. i ist eine Ansicht, zum Teil ein' Schnitt einer derartigen Vorrichtung, Abb. 2 eine Aufsicht auf die Rührarme, Abb. 3 eine schematische Darstellung einer von vielen für das Verfahren anwendbaren elektrischen Schaltungen.
  • Die rohen unbehandelten Abwässer werden durch eine Rohrleitung i in einen Behälter 2 geleitet; an dessen Boden sammeln sich die festen Beimengungen an, die nicht durch das 1 I später beschriebene Filter hindurchgehen können. Diese Bestandteile werden von Zeit zu Zeit aus dem Behälter 2 mittels des Hahns 3 in das Rohr 4. abgelassen, aus dem sie in bekannter Weise entfernt werden. Man kann sie auch einer Filterpresse 17 durch eine Leitung 23 zuführen, die durch einen Hahn 24. abgeschlossen werden kann. Zum Fortschaffen der festen Bestandteile dient eine Pumpe 25.
  • Ein Rohr 5 steht mit dem Innern des Behälters 2 in Verbindung. Über seine Einmündung in den Behälter ist ein Filter oder Sieb 6 gelegt, das die gröberen, festen Beimengungen der Abwässer hindert, in das Rohr 5 und weiter in die elektrolytische Vorrichtung einzutreten. Die durch das Sieb 6 roh gereinigten Abwässer gehen durch das Rohr 5 zu einer Pumpe P. Sie fördert die vorge_reinigten Ab,#v ässen durch ein Rohr 7 in die Vorrichtung C für die elektrische Behandlung, in .dem positive .und negative Elektrodenplatten E und E' angeordnet sind. Die positiven Elektroden E sind gegen die negativen Elektroden E' isoliert und können in Gruppen verbunden werden; nach Abb. 3 sind z. B. je drei positive oder negative Platten, die parallel zueinander liegen, zu Gruppen vereinigt. Die einzelnen Gruppen werden in Reihe geschaltet, und von einer Stromquelle S wird ein elektrischer Strom hindurchgeschickt, dessen Quelle z. B. eine Gleichstr omdynamomaschine sein kann. Ferner ist in dem Stromkreis ein einstellbarer Widerstand 11 eingeschaltet. Die Regelung der Stärke des Arbeitsstromes kann auch erreicht werden, indem- man die Spannung des Generators S mit Hilfe des Widerstandes r in den Feldwicklungen f verändert.
  • Zwischen benachbarten Elektroden sind Rührflügel p und ,p' angeordnet. Die Flügel sitzen auf einer Welle s (s. auch Abb. 2), w ährend die Flügel p' auf einer Welle s' bea festigt sind. Beide Wellen werden durch einen Antrieb, z. B. einen Elektromotor M, Kegelräderg und g' und beide Wellen verbindende Stirnräder 1z und h', in Umdrehung versetzt. Die Wellen sind so angeordnet, daß die Flügel p und p' stets im rechten Winkel z tieinander stehen, wie dies besonders Abb.2 deutlich zeigt. Die Elektroden sind bei der dargestellten Vorrichtung so angeordnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit mehrfach zwischen positiven und negativen Elektroden hindurchfließt. Nach dem Durchgang zwischen den Elektroden wird die: Flüssigkeit durch ein Rohr 8 in einen Behälter g geleitet.
  • Es ist ferner ein Behälter i,o für die zuzu- i setzenden Reagenzien vorgesehen, Diese könnender zu behandelnden Flüssigkeit entweder vor oder nach ihrem Eintritt in die elektrolytische Vorrichtung G zugesetzt werden. Das Zusetzen kann unter dem Einfluß der Schwere oder mit Hilfe einer Pampe P' erfolgen, der die das Reagens enthaltende Lösung durch ein Rohr i i zugeführt und von der sie durch ein Rohr i2 in das Rohr; geleitet wird. Im Rohre 12 ist ein Hahn 13 angeordnet, um die Menge des Zusatzes zu regeln. Es kann auch der Zusatz ganz oder teilweise in den Behälter 2 durch das Rohr 26 mit .(lern Hahn 27 geleitet werden.
  • Im Behälter 9 sammelt sich auf dem Behälterboden der Schlamm, während die Flüssigkeit durch das Überlaufrohr 14 in einen Wasserlauf, ein Filter oder in die Kanalisation abgeleitet wird. Der auf dem Boden des Behälters 9 angesammelte Schlamm wird durch eine Pumpe P" durch eine Rohrleitung 15 angesaugt und durch eine zweite Rohrleitung 16 in eine Filterpresse 17 oder eine ähnliche Vorrichtung zum Ausscheiden der ini Schlamm enthaltenen Flüssigkeit geleitet. Diese Flüssigkeit geht durch eine Rohrleitung i8 zum Behälter 2 zurück, und zwar insbesondere dann, wenn das unbearbeitete Abwasser, (las sich iin Behälter ;2 ansammelt, in die Filterpresse 17 geleitet wurde. Man kann auch mehr oder weniger von der aus der Filterpresse ausgeschiedenen Flüssigkeit durch den Hahn i9 in das L"oerlaufrolir 14 und von da in die Kanalisation oder einen Wasserlauf leiten. So11 alle Flüssigkeit aus der Filterpresse durch das Rohr 14 abfließen, so schließt man den Hahn 2o unter gleichzeitiger Üffnung des Halins i9.
  • Das roh gereinigte Abwasser wird durch die Pumpe P in die elektrolytische Vorrichtung G geleitet, in der es in der beschriebenen Weise zwischen den Elektroden hindurchströmt. Während dieses Durchströmens wird die Flüssigkeit mittels der Rührflügel p, p' (lurchgerührt, wobei die festen Beimengungen zerteilt werden. Hierdurch wird die elektrische Behandlung wirksamer gemacht.
  • Eine alkalische Erde, zw=eckmäßig Calciumhydroxyd, wird dem Abwasser zugesetzt. Während des Durchganges durch die Elektroden wird die Flüssigkeit dem elektrischen Strom ausgesetzt und hierdurch neben anderen Wirkungen vornehmlich die Erzeugung naszierenden Sauerstoffs erreicht. Dieser entsteht an den positiven Elektroden durch die Einwirkung der OH-Ionen unter Bildung von H,0. Der naszierende Sauerstoff übt die erwünschte oxydierende Wirkung aus, die unter anderem darin besteht, die Bakterien zu töten und Beimengungen der Abwässer zti oxv(lieren.
  • Die Behandlung der Abwässer durch Zusätze, z. B. Calciumhydroxyd, hat ferner die günstige Wirkung, daß organische Stoffe, die in dem Abwasser schweben, leichter gefällt werden, wodurch die Menge des zurückgewcnnenen Schlammes vermehrt wird. Außerdem werden Nitrite durch die Wirkung des Sauerstoffes in Nitrate verwandelt. Weiter trägt der naszierende Sauerstoff, der an den negativen Elektroden entsteht, zur Bildung von -Nitraten aus dem Stickstoff des Ammoniums oder Stickstoffverbindungen bei. Diese bleiben mit anderen ähnlichen Verbindungen zum Teil in dem Schlamm zurück und verstärken dessen Düngewirkung. Der Sauerstoff und das freie Alkali verhindern auch das Fauligwerden des Schlammes oder zerstören Fäulnis.
  • Die Hinzufügung von Calciumhvdroxyd bei der elektrischen Behandlung hat ferner die günstige Wirkung, daß es mit Kohlendioxyd oder gewissen C.arbonaten, die in den Abwässern vorhanden sind, einen Niederschlag bildet, nämlich C"alcitimcarbonatliydrat, das die Fällung und Koagulation des Schlammes in dein Absetzgefäß beschleunigt. Dieser Niederschlag bringt auch den Niederschlag, der in der vorbeschriebenen Weise gebildet wird, mit zur Absenkung. Auch hierdurch wird die Menge des gewinnbaren Schlammes vergrößert.
  • Die negativen Elektroden können aus Kohle oder Metall bestehen. Die positiven Elektroden sind nicht angreifbar, wenn sie aus Kohle bestehen; sie sind angreifbar, wenn sie aus Eisen oder aus einem anderen Metall bestehen. Aber auch dann werden sie nicht angegriffen, wenn der Strom unterhalb einer bestimmten Stärke gehalten wird, die mit zunehmender Alkalität zunehmen kann. Man kann so durch Angreifen der Elektroden flockiges Hydroxyd bilden, das die Ausfällung der festen Bestandteile unterstützt.
  • Nach der elektrischen Behandlung wird die Flüssigkeit durch das Rohr 8 in den Behälter 9 geleitet, wo sich der Schlamm absetzt, während die im wesentlichen klare Flüssigkeit durch das Ülaerlaufroht' 14 abfließt. Die Flüssigkeit, die nach der beschriebenen Behandlung aus dein Überlaufrohr 14 austritt, ist steril und unschädlich und enthält einen Überschuß oder doch genug Sauerstoff. Sie kann in einen Strom oder @'Vasserlauf geleitet werden, ohne ihn zu verunreinigen.
  • Die im Schlamme zurückbleibende Flüssigkeit wird aus ihm in die Vorrichtung 17 überführt und besonders dann, wenn sie durch Flüssigkeit, die aus den rohen Ausscheidungen im Behälter 2 ausgepreßt wird, in der Vorrichtung i7 verunreinigt ist, in den Behälter 2 zurückgeführt, so daß sie noch einmal der elektrischen Behandlung unterworfen und unschädlich gemacht wird. Nachher fließt diese Flüssigkeit dann ebenfalls durch das Rohr 14 ab. Der zurückgewonnene Schlamm hat einen starken Düngewert und ist nicht faulig.
  • Man kann Erdalkalien zu den Abwässern für die elektrische Behandlung in solchen Mengen hinzufügen, daß der Schlamm etwas von dem hinzugefügten Erdalkali enthält und ebenso die zufließende Flüssigkeit. Das Erdalkali wird dann in solchem Maße hinzugefügt, daß die abfließende Flüssigkeit wenigstens alkalisch ist, daß Phenolphthalein und Methylorange bei aufeinanderfolgendem Titrieren mit Säure dies anzeigen.
  • Die Elektroden, besonders die positiven, mit denen die Flüssigkeit zuerst in wirksame Berührung kommt, können unangreifbar sein, d. h. aus Kohle, während die Elektroden, mit denen die Abwässer später in wirksame Berührung treten, angreifbar gemacht werden können, z. B. aus Eisen. Da in der Regel 2\Tatriumchlorid in den Abwässern vorhanden ist, so wird bei Verwendung unangreifbarer Elektroden ein Hypochlorid gebildet, das in bekannter Weise bakterientötend wirkt, oder wenn in den Abwässern nicht genügend Natriumchlorid vorhanden ist, so wird dieses oder ein äquivalentes Salz in die Abwässer zum gleichen Zweck eingeführt. Nach dieser vorläufigen Behandlung wird dann die alkalische Substanz, z. B. Calciumhydroxyd, in die Abwässer eingeführt, und zwar zweckmäßig unmittelbar nach ihrer Behandlung durch die unangreifbaren Elektroden oder auch auf einer späteren Stufe der elektrischen Behandlung, wodurch man erzielt, daß bei der Behandlung durch die angreifbaren Elektroden ein Niederschlag in beschriebener Weise erzeugt wird. Bei dieser Art der Behandlung der Abwässer wird der Hahn 2i geschlossen und der Hahn 22 geöffnet, so daß das Alkali aus dem Behälter io in die Abwässer nach ihrer Behandlung zwischen den unangreifbaren Elektroden eingeführt wird. Die unangreifbaren Elektroden sind dann diejenigen, die unterhalb des Eintritts des Rohres 12' in der elektrolytischen Vorrichtung C liegen.
  • Eine bequeme Art und Weise, um Calciumhydroxyd den Abwässern hinzuzufügen, besteht in der Zugabe von Kalkmilch.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Abwässern, insbesondere faulenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Abwässern ein Hydroxyd der alkalischen Erden, insbesondere Calciumhydroxyd, in solcher Menge zugesetzt wird, claß freies Alkali in der Flüssigkeit vorhanden ist, und daß elektrischer Strom durch die das freie Alkali enthaltende Flüssigkeit geleitet wird, wodurch naszierender Sauerstoff entsteht, der die organischen, faulenden Stoffe oxydiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung positiver Metall-, insbesondere Eisenelektroden, das Verhältnis von Zusatz an Alkali und Stromstärke so gewählt wird, daß die Elektroden nicht angegriffen werden.
  3. 3. Verfahren nach Ansprurch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz so reichlich bemessen wird, daß auch nach der Behandlung freies Alkali in der Flüssigkeit vorhanden ist. d..
  4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm nach der elektrischen Behandlung entwässert, dieses Wasser zurückgeleitet und noch einmal der Behandlung unterworfen wird, wobei es zweckmäßig in die unbehandelte Flüssigkeit wieder eingeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß das Alkali (durch einen Hahn 22) erst hinter der ersten Elektrodengruppe, die dann aus unangreifbaren, z. B. Kohlenelektroden besteht, eingeführt wird, so daß die elektrische Behandlung in eine rein elektrische Vorbehandlung ohne Zusatz von Alkali zwischen den Elektroden der ersten Gruppe und eine elektrochemische Hauptbehandlung zwischen den Elektroden der übrigen Gruppen zerfällt, welch letztere zweckmäßig aus Metall, z. B. Eisen, bestehen.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwässer zunächst in einem Behälter (2) mittels eines Siebes oder Filters (6) roh gereinigt, dann durch eine elektrolytische Vorrichtung geführt, hierauf Schlamm und Flüssigkeit in einem Absetzbehälter (9) und einer Filterpresse (17) getrennt werden und die ausgepreßte Flüssigkeit durch eine Leitung (18) in den Behälter (2) für die unbehandelte Flüssigkeit zurückgeführt wird.
DEL42488D 1913-12-05 1914-07-22 Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Abwaessern Expired DE435570C (de)

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DE (1) DE435570C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1189025B (de) * 1955-02-14 1965-03-11 Elektrokemisk As Verfahren zur elektrochemischen Reinigung von Kloakenwasser
DE2430848A1 (de) * 1974-06-27 1976-01-08 Schwindt Karl Heinz Verfahren zur chemischen reinigung von abwaessern
FR2404605A1 (fr) * 1977-09-28 1979-04-27 Comp Generale Electricite Procede et dispositif d'epuration d'eau et application de ce dispositif a la decontamination de coquillages

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DE2430848A1 (de) * 1974-06-27 1976-01-08 Schwindt Karl Heinz Verfahren zur chemischen reinigung von abwaessern
FR2404605A1 (fr) * 1977-09-28 1979-04-27 Comp Generale Electricite Procede et dispositif d'epuration d'eau et application de ce dispositif a la decontamination de coquillages

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