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Verfahren zur Regeneration von Metallelektroden elektrischer Wasseraufbereitungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration von Metallelektroden
elektrischer Wasseraufbereitungsanlagen.
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Es ist bekannt, Wasser vermittels elektrischen Stromes, der mit Hilfe
geeigneter Elektroden durch dasselbe geleitet wird, zu reinigen und insbesondere
die darin enthaltene Kieselsäure und Kolloidstoffe zu entfernen. Hierfür empfiehlt
es sich, Aluminiumelektroden zu verwenden, und zwar wegen der beträchtlichen Absorptionsfähigkeit
und Niederschlagsfähigkeit der anfallenden Aluminiumhydratflocken.
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Beim Reinigen gewisser Wässer, hauptsächlich weicher Wässer, mit Hilfe
derartiger Aufbereitungsanlagen ist nun zu beobachten, daß die Intensität des Stromes,
welcher der Einrichtung zugeführt wird, allmählich sinkt und daß sich das Ausscheiden
des Hydrats allmählich vermindert. Diese Erscheinung wird bei Verwendung von Aluminiumanoden
besonders offensichtlich. Es kann dann festgestellt werden, daß. die Anode mit einer
Schicht bzw. einem Überzug von Aluminiumoxyd, organischen Stoffen, Verunreinigungen
u. dgl. mehr im Wasser enthalten gewesenen Stoffen bedeckt ist. Wenn diese Schicht
mechanisch beseitigt worden ist, so steigt nach dem Einschalten des elektrischen
Stromes die Intensität und damit auch das Ausscheiden der Flocken wieder auf ihre
ursprüngliche Höhe. . Daraus folgt, daß die verringerte Leistung der Aufbereitungsanlage
in direktem Zusammenhang mit der erwähnten Bildung einer Ablagerungsschicht auf
den Anoden bzw. Elektroden steht.
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Eine planmäßige mechanische Entfernung dieser Ablagerungsschichten
ist sehr umständlich, zeitraubend und kostspielig und führt häufig zu einer Verletzung
der Elektroden und macht außerdem meist auch eine Demontage der Anlage erforderlich.
Demgegenüber ermöglicht es das Verfahren der Erfindung, die Elektroden auf einfache
und sichere Weise von diesen Ablagerungsschichten zu befreien und damit die gesamte
Anlage zu regenerieren.
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Das Verfahren der Erfindung erreicht diese Vorteile, insbesondere
bei Anlagen, bei denen die Elektroden mit wechselnder Polarität nach Art von Batterien
hintereinandergeschaltet sind, dadurch, daß die zu regenerierenden Elektroden, vorzugsweise
einander abwechselnd als Kathode und Anode geschaltet, der Einwirkung einer schwachsauren,
wässerigen Lösung von Schwefel-, Salpeter- oder Salzsäure,
z. B.
einer Schwefelsäure von 5° Bé, bei gleichzeitiger Stromzufuhr ausgesetzt wer-
wieder in Lösung gebracht wird, in keinem 'inneren Zusammenhang. Diese bei einer
solchen Raffination auftretenden Erscheinungen können -nämlich nur dann vor sich
gehen, wenn in dem leitenden Medium Salz des zu raffinierenden Metalls enthalten
ist. Bei der elektrischen Wasseraufbereitung wird dagegen kein anodisch gelöstes
Metall an der Kathode wieder ausgeschieden, da die für die Wasserreinigung in Betracht
kommenden Metalle dazu überhaupt nicht in der Lage sind, wie z. B. Eisen und Aluminium,
insbesondere nicht unter den Bedingungen, die bezüglich Spannung, Zusammensetzung
des Wassers usw. im Wasser vorliegen. Die elektrischen Wasserreinigungsverfahren
bestehen vielmehr ja gerade darin, daß aus den Anoden elektrolytisch Hydroxyde der
betreffenden Metalle entstehen, welche nunmehr für die Wasserreinigung nutzbar gemacht
werden, wo hinzu noch zusätzlich die Wirkung des elektrischen Stromes an sich kommt.
Dementsprechend ist die elektrische Wasseraufbereitung auch nicht von der Bedingung
abhängig, daß in dem zu reinigenden Wasser das Salz des Metalls, aus welchem Anode
und Kathode besteht, enthalten ,ist. Es ist daher auch durchaus nicht so, daß bei
dem Verfahren der Erfindung das bei der elektrolytischen Metallgewinnung bzw. Raffination
übliche Verfahren Anwendung fände.
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Auch ein anderes bekanntes Verfahren, den bei der Reinigung von Flüssigkeiten
mittels Elektroosmose an der Kathode gebildeten Niederschlag durch Umpolen zu beseitigen,
kann mit dem Verfahren der Erfindung nicht verglichen werden. Eine solche Elektroosmose
arbeitet als zweipolige Einrichtung mit bebestimmter Spannung und bei bestimmter
erhöhter Temperatur sowie mit Diaphragmen. Bei der elektrischen Wasseraufbereitung
kann dagegen eine beliebige Anzahl Pole, Spannung und Temperatur verwendet werden,
und es besteht dabei weder irgendwelche Bindung an die Erscheinung der Elektroosmose
noch das Erfordernis der die Gesamtapparatur erheblich komplizierenden Diaphragmen.
Außerdem kann zwischen diesem bekannten Vorschlag und dem Verfahren der Erfindung
auch schon um deswillen keine Parallele gezogen werden, als es sich bei dem ersteren
ja lediglich darum handelt, ohne irgendwelche sonstigen Änderungen oder Zusatzmaßnahmen
einfach in gewissen Zeitabständen umzupolen, während im Sinne der vorliegenden Erfindung
die Elektroden elektrischer Wasseraufberei-
in den Zunderschichten oder in der angelaufenen Oberfläche geglühter Metallgegenstände
vorliegen, kathodisch durch die Einwirkung naszierenden Wasserstoffs zu reduzieren
oder bei heftiger Gasentwicklung von der Metallfläche abzusprengen.
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Bei diesem bekannten Verfahren spielt es keine Rolle, ob ein saures,
alkalisches oder neutrales Medium verwendet wird, d. h. es sind dazu durchaus nicht
nur Säuren. anwendbar, sondern es wird dabei aus jeder Lösung, ob sauer, neutral
oder alkalisch, an den Kathoden beim Stromdurchgang Wasserstoff abgeschieden, auf
den es dabei zur Reduktion der Verzunderung ja auch nur ankommt.
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Es kann darum nicht gesagt werden, daß bei dem Verfahren der Erfindung
ein dieseln Entzundungsverfahren analoges Verfahren vorläge; denn die Regeneration
gemäß der Erfindung ist nur bei schwachsaurem Medium, nicht aber bei neutralem oder
alkalischem Medium mit Erfolg durchführbar. Dies beruht darauf, daß es bei ihr nicht
auf die bloße Entwicklung von Wasserstoff in einem beliebigen elektrolytischen Medium,
sondern darauf ankommt, schwachsaure Lösungen, welche das Elektrodenmaterial nicht
angreifen und auf Grund dieser geringen Acidität für eine Regeneration von Elektroden
elektrischer Wasseraufbereitungsanlagen wegen zu langsamer oder völlig fehlender
Wirkung an sich nicht in Betracht kommen, durch den Einfluß elektrischen Stromes
in ihrer Wirkung zu intensivieren, so daß sie unbeschadet ihres Vorzugs, das Elektrodenmaterial
nicht anzugreifen, doch schnell und sicher die gewünschte Regeneration herbeiführen.
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Schließlich ist auch schon ein Verfahren bekannt, bei dem es sich
um die Erzeugung eines dicken und dichten zusammenhängenden Oxydsüberzugs auf Aluminiumoberflächen
handelt und damit um ; ein sowohl. nach seinem Zweck als auch in seiner Durchführung
anderes Vorgehen als es im Sinne der Erfindung liegt, welch letztere darauf abzielt,
die Elektroden elektrischer Wasseraufbereitungsanlagen von ihrer im Laufe ihrer
Verwendung angenommenen überzugsschicht zu befreien. Diese Schicht besteht im wesentlichen
aus kolloiden Teilchen meist organischen Ursprungs mit eigener, meist negativer
elektrischer Ladung und setzt sich vor allem an der Anode ab. Bei der Regeneration
im Sinne der Erfindung wird dann dieser
Überzug durch die schwachsaure,
in ihrer Wirkung durch den elektrischen Strom intensivierten Flüssigkeit als solche
unangetastet bleiben und erst dann allmählich angegriffen werden, wenn die Einwirkung
des elektrischen Stromes und sauren Mediums erheblich über die Beseitigung der Überzugsschicht
hinaus fortgesetzt würde. Mit anderen Worten gesagt, heißt dies also.. daß das Regenerationsverfahren
der Erfindung gewissermaßen dort aufhört, wo das zuletzt genannte bekannte Verfahren
anfängt.
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Die Schaltung der Elektroden z. B. in Batterieform ist bei der Regeneration
die gleiche, wie sie bei dem bekannten elektrischen Wasserreinigungsvorgang Anwendung
findet.
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Ist die Regeneration der Elektroden erforderlich -geworden; so wird
das hierfür im Sinne der Erfindung notwendige, schwachsaure Medium in die Aufbereitungsanlage
eingeführt, wofür man zweckmäßig an derselben einen entsprechenden Vorratsbehälter
für die Regenerierflüssigkeit vorsieht, dessen Inhalt,zweckmäßig dem der Reinigungsanlage
entspricht und in welchen die saure Lösung nacherfolgter Regeneration wieder abgeführt,
z. B. abgepumpt, werden kann.
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Ist die Regenerierflüssigkeit verbraucht, was im allgemeinen nach
etwa fünfmaliger Verwendung derselben der Fall ist, so kann die verbrauchte Regenerierflüssigkeit
durch Zugabe entsprechender frischer Säuremengen wieder aufgefrischt werden.