DE7214575U - Vorrichtung zur abwasserreinigung - Google Patents

Description

5, Juni 1972

PATENTANWÄLTE DR. CLAUS REINLÄNDcR DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT MIb GI D

D - 8 MÖNCHEN 60 THEODOR-STORM-STRASSE 18a

M.T.F. Fluent (Proprietary) Ltd., Florida Park, Transvaal» SUdafrik. Republik

Vorrichtung zur Abwasserreinigung

Prioritäten: 21. April 1971 - Südafrika - Aktenz. 71/2573 3. August 1971 - Südafrika - Aktenz. 71/5170

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Industrieabwässern, im folgenden kurz als "Abwässer" bezeichnet.

Es werden eine Reihe von Verfahren dazu verwendet, Industrieabwässer zu reinigen. Meistens wird ein geeignetes; Ausflockungsmittel dem Abwasser hizizugefügt, das einem Großteil der suspendierten Verunreinigungen in Form elnesSchlammes niederschlägt. Der Schlamm ist In üblichen Absetz-tanks leicht aus dem Wasser zu entfernen. Die üblichen Ausflockungsmittel sind jedoch nicht für alle Verunreinigungen in Industrieabwässern wirksam und nutzen in vielen Fällen gar nichts. Weiterhin sind sie teuer, und da sie in großen Mengen benötigt werden, werden Reinigungsverfahren unter Verwendung von solchen Ausflockungsmitteln unwirtschaftlich.

Der Verunreinigungsgehalt von Abwässern wird Im allgemeinen in Sauerstoffabsorptionswerten gemessen, chemischem Sauerstoffbedarf oder biologischem Sauerstoffbedarf, und die meisten Verwaltungsbehörden fordern, daß diese Werte unter vorgeschriebenen Werten liegen, ehe sie zulassen, daß die Abwässer in das öffentliche Abwassernetz eingeleitet werden. Für praktische Zwecke sind die Ausdrücke Sauerstoffabsorptionswert, chemischer Sauerstoffbedarf und biologischer Sauerstoffbedarf austauschbar, und in den meisten Fällen wird der Sauerstoffabsorptionswert verwendet.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung verfügbar gemacht werden, mit der der Verunreinigungsgehalt, d.h. der Sauerstoff absorptionswert, eines Abwassers wirksam und mit relativ geringem Aufwand, verglichen mit bekannten Verfahren, herabgesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Verringerung des Sauerstoff absorptionswertes eines Abwassers verfügbar gemacht, deren Besonderheit darin besteht, daß in einem Tank wenigstens ein Paar an eine Gleichspannungsquelle anzuschließende Elektroden angeordnet sind, von denen wenigstens eine Eisen enthält. Die Eisen enthaltende Elektrode wird als Anode geschaltet, und die Stromdichte wird ausreichend hoch eingestellt, um durch Erosion der Anode Eisenionen in einer solchen Konzentration im Abwasser zu erzeugen, daß die Eisenionen, wahrscheinlich in Form des Hydroxyds, die Bildung eines Schlammes aus wenigstens einem Teil der Verunreinigungen im Abwasser bewirken. Dieser Schlamm kann sich absetzen und wird dann entfernt. Die Zeit, in der der Schlamm sich bilden und absetzen kann, hängt von der Art des Abwassers ab, das nach dem Verfahren behandelt wird, und dem gewünschten Reinigungsgrad.

Es ist jedoch hervorzuheben» daß die Hinzufügung von Ferrihydroxyd als Ausflockungsmittel zur Herbeiführung einer Schlammbildung aus wirtschaftlichen Gründen unpraktisch wäre, im Gegensatz zur Erfindung, die wirtschaftlich sehr attraktiv ist.

Die angelegte Spannung kann innerhalb weiter Grenzen variieren, vorzugsweise liegt sie zwischen 10 und 50 V und die Stromdichte zwischen 0,008 und 0,85 A/cm (0,05 und 0,5 A/Quadratzoll) ·

Bs kann beispielsweise eine Stahlplatte als Elektrode verwendet werden, oder es können Stahlspäne in einem Behälter verwendet werden, der nach dem Eintauchen in das Abwasser diesem ermöglicht, mit den Spänen in Berührung zu kommen, beispielsweise ein Korb aus nichtleitendem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff«,

Die andere, als Kathode zu schaltende Elektrode kann aus irgendeinem geeigneten Leiterwerkstoff bestehen, wie Platin, Kohlenstoff, Stahl oder dergl»Vorzugsweise wird diese Elektrode als Stahlplatte ausgebildet.

Es wurde festgestellt, daß die Bildimg und das Abwetzen

des Sohlanmes wirksamer herbeigeführt werden kann, wenn bestimmte Bedingungen eingehalten werden· Beispiele solcher Bedingungen sind:

1. Hinzufügung eines Polyelektrolyten, beispielsweise eines Polyelektrolyten auf Tannin-Basis, oder eines bekannten Ausflockungsmittel, wie Aluminiumsulfat, zum Abwasser;

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2. Das Abwasser wird sauer gehalten oder, wenn es ursprünglich neutral oder alkalisch ist, gemacht, wobei der bevorzugte pH-Wert zwischen 4 und 5 liegt;

3. Die Temperatur des Abwassers wird erhöht, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 40 und 50 ⁰C.

Die Vorrichtung kann für kontinuierlichen oder chargenweisen Betrieb ausgelegt werden.

Eine große Anzahl von Abwässern kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden. Besondere Erfolge sind erzielt worden mit Abwässern von einer Vollwäscherei, einer Brauerei, einer Textllfabrik, einer Hefefabrik, einer Stärkefabrik, einer Chrom- und Niekel-Platleranlage, einer Zuckermühle und einer Papierfabrik.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; eszeigent

Fig. 1 sohematlsoh eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; und Flg. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen Tank 10 af, der eine rechteckige Grundfläche und vertikal© Seiten- und Stirnwände 12 bzw. 14 ai

ist in eine Anzahl von Abteilen "cLurch Zwischenplatten 18 unterteilt*

Der Boden jedes Abteils neigt sich zu Auslaßöffnungen 20 ("TpL· Fig. 2 und 3), aus denen der gebildete Schlamm aus den Abteilen abgezogen werden kann. Jeder Auslaß steht mit einer gemeinsamen Rohr 22 in Verbindung ₉ mit dem Schlamm entfernt wird. Jeder Auslaß w ird mit einem üblichen Ventil 24 geschlossen«

Jedes Abteil ist mit drei Stahlplatten versehen, die vertikal montiert sind. Die äußeren Platten 26 bilden Kathoden, wenn Abwasser nach dem erfindungsgemäß en Verfahren behandelt wird, und die inneren Platten 28 bilden die Anoden.

Der 'IVansport des Abwassers von einem Abteil zum nächsten wird mit Hilfe von Rohren 30 durchgeführt.

Überlaufkanäle 32 sind längs der Längsseiten des Tanks vorgesehen, und diese Kanäle dienen dazu, schwimmende Bestandteile und Schaum abzuleiten, die während des Verfahrens auf der Oberfläche des Abwassers anfallen.

Im Betrieb wird Abwasser durch Einlaßrohr 34 in das erste Abteil des tanks eingelassen. Nachdem das erste Abteil mit Abwasser gefüllt ist, fließt das Abwasser durch Rohr in das zweite Abteil usw., bis alle Abteile mit Abwasser gefüllt sind.

Über die Elektroden wird eine Potentialdifferenz gelegt,

wobei eine übliche Stromquelle verwendet wird, ¹JIe bereits erwähnt ist die Schaltung so gewählt, 6.Β.Ά die inneren Platten Anoden bilden und die äußeren Platten Kathoden.

Anfänglich bildet sich Schaum und schwimmende Schlacke, steigt zur Oberfläche des-Abwassers auf und wird zur weiteren Verarbeitung oder als Abfall längs des Überlaufkanals 32 entfernt. Dann beginnt sicii im Abwasser Schlamm _i;i zu bilden und abzusetzen, und dieser Schlamm wird durch £i das Rohr 22 entfernt, nachdem die Ventile 24 geöffnet worden sind.

Auf diese Weise wird der Sauerstoffabsorptionswert des Abwassers erheblich verringert, und Abwasser mit niedrigem Sauerstoffabsorptionswert läuft durch das Auslaßrohr 36 im letzten Abteil ab» Dieses Abwasser kann gewünschtenfalls einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden, wenn beispielsweise eine weitere Herabsetzung des Sauerstoffabsorptionswertes erforderlich ist.

Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung wurden Versuche mit Abwässern einer Anzahl von Anlagen und Fabriken durchgeführt. Durchführungendes Verfahrens mit Abwässern von einer Textilfabrik und einer Wollwäscherei werden im folgenden beschrieben»

Abwasser von einer Textilfabrik wurde in dem Zustand, in dem es aus der Fabrik herauskam, dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen» Das Abwasser hatte einen pH-Wert von 12 bis 14 und das Verfahren wurde bei Umgebungstemperatur ausgeführte Die über die Platten gelegte Potentialdifferenz betrug 12 V und die Stromdichte etwa 0,016 A/cm² (o,1 A/Quadratzoll). Zunächst wurden Fette,

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Seifen, öle und dergl* Verunreinigungen zur Oberfläche des Abwassers in Form eines Schaums getragen und entfernt. Dann bildete sich ein Schlamm und setzte sich aus dem Abwasser ab, und nach 3 bis 5 Stunden waren die Verunreinigungen aufgebrochen und aus dem Abwasser in solchem Maße entfernt, daß der Sauerstoffabsorptionswert von einem anfänglichen Wert von über 7 000 Teile pro Million auf 1 000 Teile pro Million herabgesetzt war. .Danach senkte die Hinzufügung eines üblichen Ausflockungsmittele den Verunreinigungsgehalt noch weiter auf einen Wert, der zur Wiederverwendung akzeptabel ist„

Das gleiche Abwasser wurde verwendet, nur daß es mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 5 angesäuert wurde und die Temperatur wurde auf 40 ⁰C angehobene Die Potentialdifferenz betrug wieder 12 V und die Stromdichte 0,031 A/cm (0,2 A/Quadratzoll). Unter diesen Bedingungen war nur eine halbe Stunde nötig, um den Verunreinigungsgehalt in solchem HaSe abzusenken, daß der Sauerstoffabsorptionswert 1 000 Teile pro Million betrug.

In einem weiteren Beispiel wurde das Abwasser von einer Wollwäscherei behandelt. Vor der Behandlung betrug der Sauerstoffabsorptionswert 4 500 Teile pro Million. Die angelegte Potentialdifferenz betrug 12 V und die Stromdichte 0,016 A/cm² (0,1 A/Quadratzoll). Et» wurde festgestellt, daß es bei Umgebungstemperatur etwa 3 Stunden dauerte, den Sauerstoffabsorptionswert unter 500 Teile pro Million zu senken, während bei einer Temperatur von 50 ⁰C die Zeit, in der der Sauerstoffabsorptionswert auf den gleichen Wert herabgesetzt wurde, ein bis zwei Stunden betrug· Es wurde ferner festgestellt, daß durch Hinzufügung von Aluminiumsulfat in einer Menge von 0,44 g/l (2 g/Gallone) die Bildung und Absetzung des Schlammes wirksamer wurde.

Claims (7)

M16 ΰΐ D Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herabsetzung des Sauerstoffabsorptionswertes eines Abwassers» dadurch gekennzeichnet» daß In einen Tank wenigstens ein Paar an eine Gleichspannungsquelle anzuschließende Elektroden angeordnet sind» von denen wenigstens eine Eisen enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1.» dad^|i^T*ch -gekennzeichnet» daß die Eisen enthaltende Elektrode Stahl enthält.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2» dadurch gekesnpzeflchiiet. daß die Stahl enthaltende Elektrode eine Stahlplatte ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet« daß die Stahl enthaltende Elektrode aus Stahlspänen besteht, : \ \ die in einem für das Abwasser durchlässigen Behälter ent» ^ halten sind· H,

5· Vorrichtung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Korb aus nichtleitendem Werkstoff 1st·

6« Vorrichtung nach Anspruch 5» dadWOh gekeyyiTieic^etw daß der nichtleitende Werkstoff Kunststoff ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die andere platte 1st.