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Vorrichtung zur elektrolytischen Ausscheidung gelöster Stoffe Die
Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, um aus wässerigen Flüssigkeiten gelöste
Stoffe elektrolytisch auszuscheiden. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist die Reinigung
von Wasser.
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Die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen auf diesem Gebiet waren
mit Einfach- oder Doppeldiaphragmen versehen.
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Nach der Erfindung. werden an Stelle der Diaphragmen den Elektroden
mehrere Reihen von durch Zwischenräume getrennten Einbauten aus nichtleitendem Material
derart vorgelagert, daß die Zwischenräume der einen Reihe gegen die der benachbarten
Reihe versetzt und die Einbauteile in ihrer Gesamtheit oder nur teilweise so gegeneinander
verschiebbar sind, daß die Durchlässe oder Zwischenräume zwischen den Einbauteilen
mehr oder weniger geöffnet oder auch ganz geschlossen werden können. Die Einbauten,
die aus nichtleitendem Material hergestellt sind, können die Form von Stäben, Leisten,
Stangen, Röhren oder anderen geeigneten Formstücken haben.
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Die neue Vorrichtung bietet den Vorteil, daß die Wanderungswege für
die Ionen vorher zu bestimmende, also wählbare gewundene Leitkanäle darstellen.
Infolgedessen können die Ionen an genau vorher bestimmbare Stellen der Elektroden
geführt werden. Eine Rückdiffusion der nach der Ionenentladung sich häufig bildenden
Umsetzungserzeugnisse ist dagegen erschwert, weil mit Hilfe der Beweglichkeit-der
Einbauteile jederzeit insgesamt oder an einzelnen Stellen ein flüssigkeitsdichter
und die Elektrolyse unterbrechender Abschluß bewirkt werden kann.
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Da außerdem die Reinigung der neuen Vorrichtung sehr- einfach ist,
ergeben sich bei der Arbeit Flüssigkeiten von sehr hohem Reinheitsgrad, wobei noch
der besondere Vorteil besteht, daß die Vorrichtung nach der Erfindung in sehr großen
Abmessungen bei örtlich durchaus gleichmäßig verteilter Wirkung ausgeführt werden
kann. Von besonderer Bedeutung für die großtechnische Anwendung ist schließlich,
daß man je nach dem Anwendungsfall die Abmessungen mehr nach der Höhe oder nach
der Breite oder schließlich auch nach der Tiefe bevorzugt erstrecken kann.
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Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer
beispielsweisen Ausführungsform im Schnitt dargestellt.
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Der von oben zu füllende Elektrolytbehälter a hat im Boden b ein von
Hand oder mechanisch zu betätigendes Aüslaßventil c und oben an den Seitenwänden
Abströmungsöffnungen d mit Sammelrinnen e zum Fortleiten ausgeschwemmter Zersetzungsprodukte;
verschließbare Hilfsablaufkanäle f sind unterhalb der Elektroden so vorgesehen,
daß sie bedeutend tiefer liegen als der Boden des Elektrolytbehälters. Die Elektroden
bestehen aus mit entsprechenden
Zwischenräumen untereinander angeordneten,
leitend miteinander verbundenen Schienen, Leisten, Stäben o.-dgl., die auf der Anodenseite
mit g und auf der Kathodenseite mit h bezeichnet sind. Vor je zwei
Elektrodenstäben g, h befindet sich eine aus nichtleitendem Material bestehende
Winkelschiene i, die aus eindr oder mehreren Schienen hergestellt sein kann. Der
Scheitel dieser Winkelschienen kann sich dabei vor den Elektroden befinden, zwischen
diese hineinragen oder auch hinter diese ragen. Vor den Winkelschienen i sind im
geeigneten .Abstande ebenfalls nichtleitende Schienen oder Bänder, Stäbe o. dgl.
h vorgesehen, die den Zwischenraum zwischen je zwei benachbarten Winkelschienen
i abdecken. In entsprechendem Abstande von den Schienen k befindet sich eine nichtleitende
Platte m, die für jeden Elektrodenstab g, h mit einem Querschlitz t oder entsprechenden
Lochungen versehen und auf- und abwärts oder auch seitlich verschiebbar ist, z.
B. mittels eines von der Welle r bewegten Hebels q.
Die Platte in liegt zwischen
zwei feststehenden, in gleicher Weise wie sie durchlochten Platten 1, n,
die ebenfalls aus isolierendem Material hergestellt sind. Hinter jeder Platte m
befindet sich in Höhe des Wasserspiegels eine aus einem Zulaufrohr p gespeiste feststehende
Rinne o. Unter den untersten Elektrodenstäben befinden sich Rohre s zur Zuleitung
von Gasen, Luft oder geeigneten Flüssigkeiten.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der Elektrolyse eines Behandlungsgutes
müssen die Ionen auf genau vorbestimmten, durch die Einbauten im Behälter erzwungenen,
in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten zickzackartigen Wegen zur Anode und Kathode
wandern, ehe sie sich hier entladen können. Nach der Entladung bilden sich bekanntlich
drei Arten von Umsetzungsprodukten, und zwar solche, die gasförmig sind und demnach
nach oben steigen; solche, die schwerer sind als das Wasser und demzufolge nach
unten sinken, und auch solche, die sich im Wasser wieder - lösen. Je nachdem die
Winkelschienen i angeordnet sind, erfolgt das Aufsteigen oder das Fallen der ersten
zwei angeführten Zersetzungsprodukte entweder vor oder hinter den Elektroden g,
h, immer aber hinter den Schiebern m.
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Die im Behandlungsgut wieder gelösten Produkte haben nun das Bestreben,
sich vor den Elektroden aufzuhalten, weil ja im ganzen Behälter nur ruhendes Behandlungsgut
sich befindet und demnach keinerlei Strömung hervorgerufen wird, mit Ausnahme derjenigen,
die sich durch die wandernden Ionen und hauptsächlich durch die aufsteigenden Gase
ergibt. Der dauernde Aufenthalt der wiedergelösten Zersetzungsprodukte unmittelbar
vor den Elektroden ist jedoch deshalb nicht möglich,weil die zur Entladung kommenden
Ionen diese Zersetzungsprodukte wegdrücken oder verschieben. Andererseits ist aber
ein Zurückdiffundieren dieser Produkte in das Behandlungsgut kaum möglich, weil
die vorhandenen Einbauten Hindernisse bilden.
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Erfahrungsgemäß nehmen die aufsteigenden Gase einen großen Teil der
anderen Zersetzungsprodukte mit nach oben. Durch rasche Ausschwemmung der an der
Oberfläche ankommenden Zersetzungsprodukte mit Hilfe der Zulaufeinrichtung P,
o, d ist dafür gesorgt, daß erstere nicht in das Behandlungsgut zurückkehren
und sich dort anreichern können. Die zu Boden sinkenden Produkte- gelangen in den
großen und bedeutend tiefer liegenden Außenraum.
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Um möglichst alle Zersetzungsprodukte sofort ausschwemmen zu können,
ist es erforderlichenfalls vorteilhaft, den natürlichen, durch die Bildung der Gase
sich ergebenden Auftrieb künstlich zu steigern und eine von unten nach oben gehende,
sanfte, dauernde oder zeitweise unterbrochene Bewegung hervorzurufen bzw. die natürlich
auftretende Bewegung zu steigern. Dies wird auf die einfachste Art dadurch erreicht,
daß man durch die hierzu vorgesehenen Röhren s Gase, Luft oder eine entsprechende
Flüssigkeit unter oder hinter den Elektroden einführt.
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Zur Entleerung des Behälters nach beendeter elektrolytischer Reinigung
oder, wenn trotz der beschriebenen Maßnahme zur sofortigen Entfernung der Umsetzungsprodukte,
eine Zwi- . schenentleerung des Raumes vor der Anode und Kathode deshalb notwendig
werden sollte, weil die im Wasser noch befindlichen oder wieder gelösten Zersetzungsprodukte
die für ihren Aufenthalt bestimmten Räume angefüllt haben oder zu konzentriert sind,
werden die Schieberen geschlossen, wodurch die Räume vor den Elektroden vom Behandlungsgut
getrennt werden und deren gesonderte Entleerung möglich wird, ohne daß die noch
vorhandenen Reste von Zersetzungsprodukten in das gereinigte oder in Reinigung begriffene
Be- i handlungsgut zurückfließen können.
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Die erwähnte, den Abtransport der .auszuscheidenden Produkte fördernde
künstliche Steigerung der Auftriebsbewegung kann - aber auch, anstatt, wie beschrieben,
durch Gase, Luft oder Flüssigkeiten, die durch Rohre s unter die Elektroden zugeführt
werden, dadurch erzielt werden, daß man auf beliebige Art für eine ausreichende
Erwärmung des im Bereiche der Elektroden sich befindlichen Behandlungs- i gutes
sorgt oder in Elektrolytbehälter gekühltes und vorteilhaft bereits gereinigtes Wasser
bzw. Behandlungsgut in kleinen Mengen derart zuführt, daß es auf den Boden geleitet
wird und hier infolge seines größeren spezifischen Ge- i wichtes liegenbleibt und
dadurch die oberen Schichten. des Behandlungsgutes samt den Zersetzungsprodukten
nach
oben in die Ausschwemmungsschlitze d drückt. Diese Art von Auftriebssteigerung macht
die Zuleitungen o und s ganz oder teilweise entbehrlich.