DE661117C

DE661117C - Process for removing water from water by means of an electric current in a two-chamber cell

Info

Publication number: DE661117C
Application number: DEM133587D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1936-01-09
Filing date: 1936-02-20
Publication date: 1938-06-11

Description

Es ist bekannt, Wasser, das durch ionenbildende Substanzen verunreinigt ist, wie z. B. sämtliche Naturwässer, durch elektrischen Strom zu reinigen. Es werden derartige Reinigungsprozesse in Mehrkammerapparaten durchgeführt. In solchen Apparaten sind z. B. mindestens zwei Elektroden, von denen jede einzelne durch Diaphragmen von der Umgebung abgetrennt ist. Es entstehen infolgedessen mindestens drei Flüssigkeit enthaltende Kammern, und zwar zwei, in denen sich je eine Elektrode befindet, und eine Kammer ohne Elektrode. Die Elektroden dienen der Zu- und Abführung des für die Elektrolyse benötigten Gleichstromes. Die in derartigen Apparaten sich abspielenden Vorgänge lassen sich wie folgt zusammenfassen:It is known to use water that is contaminated by ion-forming substances, such as. B. all natural water to be cleaned by electric current. There are such cleaning processes carried out in multi-chamber apparatus. In such apparatus are z. B. at least two electrodes, each of which individual is separated from the environment by diaphragms. It arise as a result at least three liquid-containing chambers, two in which each an electrode is located, and a chamber without an electrode. The electrodes are used for Supply and discharge of the direct current required for the electrolysis. Those in such Processes taking place in apparatus can be summarized as follows:

Zu Beginn der Elektrolyse sind alle drei ■Kammern mit dem zu reinigenden Wasser ge-At the beginning of the electrolysis, all three ■ chambers are filled with the water to be cleaned

ao füllt. Unter dem Einfluß des Stromes wandern aus den das Wasser verunreinigenden Stoffen die Kationen zur Kathode, die Anionen zur Anode. Infolgedessen verschiebt sich die Wasserstoffionenkonzentration in den Elektrolysierkammern, und die Kathodenflüssigkeit wird alkalisch, die Anodenflüssigkeit sauer. Die Flüssigkeit in der mittleren Kammer, die keine Elektrode besitzt, sich also außerhalb der Kammern mit den Elektroden befindet, wird daher ärmer an Ionen und somit reiner. In der Praxis werden meist mehrere derartige Apparate zu einer Batterie vereinigt, in welcher das zu reinigende Wasser nacheinander durch alle Einzelzellen fließt.ao fills. Under the influence of the current, those polluting the water migrate Substance the cations to the cathode, the anions to the anode. As a result, the Hydrogen ion concentration in the electrolysis chambers, and the catholyte becomes alkaline, the anolyte becomes acidic. The liquid in the middle chamber, which does not have an electrode, i.e. is located outside the chambers with the electrodes, is therefore poorer in ions and thus purer. In practice, several such devices are usually combined into a battery in which the water to be purified flows through all individual cells one after the other.

Die meisten Naturwässer enthalten als Verunreinigungen Stoffe, die als Kationen hauptsächlich Calcium- und Magnesiumionen neben sehr wenig Natriumionen bilden, während als Anionen die Ionen der Kohlensäure vorherrschen. Daneben finden sich wechselnde Mengen von Chlorionen und Sulfationen. Bei der elektrischen Reinigung solcher Wasser wird im Kathodenraum ein großer Teil der CaI-ciumionen als Carbonat ausgefällt. Diese Abscheidung findet nun nicht nur an der Kathode oder in deren unmittelbaren Nähe statt, sondern bereits schon in den Poren des Kathodendiaphragmas. Diese werden dadurch verstopft, das Diaphragma wird infolgedessen bald undurchlässig, und sein Widerstand für den Stromdurchgang steigt dadurch dauernd. Schließlich muß die betreffende Zelle aus dem Betrieb genommen und das Diaphragma mit Säure gereinigt werden, wodurch der Betrieb der Anlage unangenehm gestaltet und unwirtschaftlich wird. Diese Verstopfung der Poren des Diaphragmas tritt um so rascher ein, je mehr Calciumbicarbonat im Wasser enthalten ist. Sie tritt also bei Verwendung einer Zellserie in der ersten Zelle, in welcheMost natural waters contain pollutants that are mainly cations Calcium and magnesium ions form very few sodium ions, while the anions of carbonic acid predominate. In addition, there are varying amounts of chlorine ions and sulfate ions. In the case of electrical purification such water is used A large part of the calcium ions precipitated as carbonate in the cathode compartment. This deposition does not only take place at the cathode or in its immediate vicinity, but already in the pores of the cathode diaphragm. These are thereby clogged, the diaphragm soon becomes impermeable as a result, and its resistance to the passage of current increases continuously. Finally, the cell in question must go out put into operation and the diaphragm cleaned with acid, thereby stopping operation the system is made uncomfortable and uneconomical. This clogging the The more calcium bicarbonate in the water, the faster the pores of the diaphragm enter is included. When using a cell series, it occurs in the first cell in which

das Roliwasser eintritt, am stärksten, in der letzten Zelle dementsprechend am schwächsten auf.the roli water enters, strongest, and accordingly weakest in the last cell on.

Außer diesen allgemein üblichen Verfähr^ö; ist auch schon vorgeschlagen wordfn,^jdas, Wasser in einer durch ein Diaphrag^aikfi" zwei Zellen unterteilten Vorrichtung de'tärii-jz" reinigen, daß man das zu reinigende ^Wassg^ lediglich durch die Anodenkammer leitet.^Besides these generally accepted procedures; has already been suggested, ^ jdas, Water in a through a diaphragm ^ aikfi " two cell subdivided device de'tärii-jz " clean, that the ^ Wassg ^ to be cleaned only passes through the anode chamber

ίο Diesem Verfahren hängt außer den oben geschilderten noch der Nachteil an, daß die Anionen im wesentlichen im Wasser verbleiben. ίο This procedure depends on the ones outlined above nor the disadvantage that the anions remain essentially in the water.

Vorliegende Erfindung vermeidet nun diese Nachteile, indem sie sich der Erkenntnis bedient, daß es nicht erforderlich ist, die Reinigung des Wassers in der ganzen Batterie, d. h. in jeder einzelnen Zelle, sich in der oben angegebenen Weise vollziehen zu lassen. Es erscheint vielmehr besonders zweckmäßig, den Reinigungsprozeß in verschiedene Stufen zu unterteilen, derart, daß in den. ersten Zellen der Batterie oder in andern geeigneten Zellen durch direkte Einwirkung des Stromes nur die Anionen aus dem Wasser entfernt und die Kationen der mehrwertigen Metalle durch die hierbei auftretende Verminderung der Wasserstoffionenkonzentration mindestens teilweise als schwier lösliche Salze ausgefällt werden.The present invention avoids these disadvantages by making use of the knowledge that it is not necessary to purify the water in the whole battery, d. H. in every single cell to be performed in the manner indicated above. It Rather, it seems particularly expedient to divide the cleaning process into different stages subdivide in such a way that in the. first cells of the battery or in other suitable cells by direct action of the current only the anions are removed from the water and the Cations of the polyvalent metals due to the resulting reduction in the hydrogen ion concentration are at least partially precipitated as salts that are difficult to dissolve.

Dieser Ablauf des Vorganges kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die betreffenden Zellen nur aus zwei Kammern, getrennt durch ein Diaphragma, bestehen. Das Rohwasser wird dem Käthodenraum zugeführt. Ebenso wird das gereinigte Wasser dem Käthodenraum entnommen. Im Wegfallen des Kathodendiaphragmas mit seiner unangenehmen Neigung zum Verstopfen und der dadurch bedingten Notwendigkeit einer umständlichen Reinigung mit Säure liegt ein besonderer Vorteil des Verfahrens. Versuche haben ferner gezeigt, daß die ausfallenden löslichen Salze infolge kathophoreti-This sequence of the process can be achieved, for example, in that the relevant Cells only consist of two chambers, separated by a diaphragm. That Raw water is fed to the cathode area. Likewise is the purified water taken from the cathode area. In dropping the cathode diaphragm with its uncomfortable Tendency to clog and the consequent need for a cumbersome Cleaning with acid is a particular advantage of the process. try have also shown that the precipitating soluble salts as a result of cathophoretic

jicher Wirkung sich größtenteils auf der Ka-■fr^de in festhaftender Form abscheiden. DaThe effect is largely on the cage deposit in firmly adhering form. There

der Kathode aber ständig Wasserstoff gebildet wird, ist der darauf gebildete Überzug stark porös, so daß eine Erschwerung des Stromüberganges von der Flüssigkeit zur Kathode nicht festgestellt werden kann.However, hydrogen is constantly being formed on the cathode, is the coating formed on it very porous, so that an impediment to the current transfer from the liquid to Cathode cannot be detected.

Nachdem auf diese Weise Wasser von den gelösten mehrwertigen Metallen befreit ist, können die noch verbleibenden Kationen der Alkalien durch eine oder mehrere Zellen mit drei Kammern, also Anoden- und Kathodendiaphragmen, dem Wasser entzogen werden, was indessen für viele Anwendungszwecke von Wasser, d.h. in den Fällen, wo lediglich ein, weiches Wasser gewünscht wird, nicht notwendig ist. Bei dieser letzten Nachreinigung tritt die Verstopfung der Kathodendiaphragmen nicht mehr ein, da die Schlammbildner sich bereits in den vorhergehenden Zellen abgeschieden haben. 'After this way water from the dissolved polyvalent metals is freed, the remaining cations of the Alkalis through one or more cells with three chambers, i.e. anode and cathode diaphragms, are withdrawn from the water, which is, however, for many purposes of Water, i.e. not necessary in cases where only soft water is required is. During this final cleaning, the cathode diaphragms become clogged no longer one, as the sludge-forming agents are already deposited in the previous cells to have. '

An Stelle des Dreikämmerapparates kann für die endgültige Reinigung des Wassers natürlich auch jede beliebige andere dazu geeignete Einrichtung Verwendung finden.Instead of the three-chamber device, you can use it for final purification of the water Of course, any other suitable device can also be used.

Claims

Claim:

Process for softening water by means of electric current in a two-chamber cell, characterized in that the water to be softened goes to the cathode, - * The space of the two-chamber cell is supplied and the anions are withdrawn from it by the action of the current.