DE8803969U1

DE8803969U1 - Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten von Abwasser mittels Elektroflotation

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Publication number: DE8803969U1
Application number: DE8803969U
Authority: DE
Original assignee: Efa Verfahrens- und Umwelttechnik 4927 Luegde De GmbH
Current assignee: Efa Verfahrens- und Umwelttechnik 4927 Luegde De GmbH
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1988-05-11

Description

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Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten von Abwasser mittels ElektrofIotation

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten von Abwasser mittels Elektroflotation, bestehend aus einem Behälter mit Abwasserzulauf und Aufbereitungswasserablauf, wobei in dem Behälter Elektroden angeordnet sind, die an Gleich- und/oder Wechselspannung angeschlossen sind, wodurch eine teilweise Aufspaltung des Wassers und ein ständiger Strom von in dem Abwasser aufsteigenden Sauerstoff- und Wasserstoffbläschen erreicht wird, wodurch eine direkte und indirekte Oxidation vorhandener Abwasserinhaltsstoffe, sowie eine elektrolytische Reduktion von Metallionen, neben den bei der Elektrolyse ablaufenden elektrochemischen Prozessen erfolgt, sowie dem zusätzlichen Effekt der Fällung und Flockung durch Verwendung von Opferanoden.

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Im Stand der Technik sind derartige Abwasserreinigungsvorrichtungen bekannt.

Üblicherweise werden die Elektroden mit Gleichstromniederspannung gespeist, wobei die Elektroden entweder beständig sind oder durch die Elektrolyse aufgelöst werden. Als übliche Elektrodenmaterialien werden z.B. Eisen oder Aluminium verwendet.

Bei einem bekannten System ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten in eine Gesamtanlage integriert, welche im wesentlichen aus einem Umwälzbehälter für Abwasser besteht, von welchem die eigentliche Reinigungsvorrichtung (der Reaktorbehälter) gespeist wird. Aus dem entsprechenden Behälter läuft das gereinigte Wasser in ein Klärbecken. Die schweren Bestandteile, die ausgefällt worden sind, werden am Boden des Behälters abgezogen,

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während die sich im Obvirflächenschaum sammelnden Bestandteile oberflächlich abgesaugt oder abgeräumt werden. Auf diese Weise werden im wesentlichen ohne Zusatz von Chemikalien oder »nderen Reagenzien bereits sehr gute Abwasserreiniguügserfolge erreicht.

Die im Stand der Technik bekannte gattungsfemäße Vorrichtung weist als Elektroden Plattenpakete auf, die mäanderförmig angeordnet sind • nd durch ständige Strötnungsrichtungsumkehr von 4em zu reinigenden Abwasser durchflossen werden. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als •ich in den durch die Platten- und Behälterirandung gebildeten Ecken Schmutzsammlungen absetzen können, die die Durchströmung behindern, wobei zudem der Strömungsweg sehr lang ist und iomit die 2',eit, in welcher das Abwasser in der Vorrichtung verweilt ebenfalls relativ lang ist.

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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der ·., lter Erhöhung der Oberflächenanteile der Elektroden kürzere Strömungswege und somit kürzere Durchlaufzeiten unter gleichzeitiger guter Reinigung (es Abwassere realisierbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Elektroden stabförmig ausgebildet und gleichmäßig über den Behälterinnenraum verteilt angeordnet sind.

Durch die stabförmige Ausbildung der Elektroden ist sichergestellt, daß keine Schmutznester oder dergleichen an den Elektroden und/oder an Bsfestigungsstellen der Elektroden bezüglich tee Gehäuses gebildet werden.

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Darüber hinaus ist durch die stabförmige Ausbildung der Elektroden gegenüber der bisher üblichen Plattenausbildung eine erhebliche Oberflächenvergrößerung erreicht, so daß die insgesamt zur Reaktion zur Verfügung stehende Oberfläche größer ist und somit die Verweilzeit des Abwassers in dieser Vorrichtung abgekürzt werden kann und zudem die Strömungswege verringert werden können.

Insgesamt bedeutet dies eine erhebliche Verbesserung der Abwasserreinigung.

Bevorzugt schlägt die Erfindung vor, daß die Elektroden lotrecht in den Behälter, von dessen oberer Seite her eingesetzt und in parallel zueinander verlaufenden Reihen jeweils reihenweise zueinander versetzt angeordnet sind. Die Elektroden können aber auch in eine Platte eingesetzt werden und reihenweise mit einer Stromschiene verbunden werden.

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Beispielsweise kann jede Reihe von Elektroden an einer separaten stabförmigen Halterung befestigt sein, die oberseitig auf den Behälter aufgelegt wird .

Bei üblichen Behälterabmessungen können beispielsweise 10 oder 20 Reihen von Elektroden in den Behälter eingesetzt sein, die jeweils 10 oder mehr Elekroden umfassen.

Um sich auf der Kathode absetzende Kalkablagerungen f oder dergleichen zu vermeiden und zu entfernen,

wird vorgeschlagen, daß die Elektroden aus umpol- 'i

baren Materialien bestehen, so daß alternativ durch Umpolung Anoden und Kathoden funktionsumkehrbar Bind.

Durch die Ausbildung der Elektroden aus umpolbaren Materialien ist es möglich, wahlweise die Anode

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end die Kathode zu vertauschen, so daß Ablagerungen lei Stromrichtungsumkehr selbständig entfernt werden,

levorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Elektroden Aus Aluminium, Eisen und/oder Mischungen dieser Materialien bestehen.

lesonders bevorzugt ist, daß die Elektroden aus Craphit bestehen.

lei Graphitelektroden treten ansonsten mögliche Ablagerungen nicht auf, so daß eine ständige oder Intermittierende Umkehr des Stromflußes entfallen kann und ständig die gewünschte Elektrodenoberlläche zur Abspaltung von Sauerstoff aus dem
Wasser zur Verfügung steht.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, daß die
Anoden erheblich größere Querschnittsabmessungen als die Kathoden aufweisen und jeweils zwischen

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#ie Lücken der Anoden zielend in dazu parallel Versetzter Reihe angeordnet sind.

iierdurch wird die zur Abwasserreinigung wirksame Anodenoberfläche relativ groß gehalten, während iie bezüglich der Abwasserreinigung unwirksame Fläche der Kathoden relativ klein gehalten werden kann.

tm Falle einer vorzugsweise reduktiven Abwasserfcehandlung ist vorgesehen, daß die Kathoden trheblich größere Querschnittsabmessungen als 4ie Anoden aufweisen und jeweils zwischen die Lücken der Kathoden zielend in dazu parallel &diams;ersetzter Reihe angeordnet sind.

tiese Anordnung ist beispielsweise erforderlich, wenn eine Ghromatentgiftung mit Eisenelektroden erfolgen soll.

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Um eine gezielte Einleitung des Abwassers in den Behälter zu ermöglichen und zudem sicherzustellen, daß einerseits schwere Bestandteile bodenseitig abgelagert und von dort abgezogen werden können, während sich im Schaum sammelnde Bestandteile oberflächlich abgezogen werden können, wird vorgeschlagen, daß der Behälterzulauf durch ein Wehr gebildet ist, das aus einer in Strömungsrichtung vorn befindlichen bodenseitig befestigten Platte mit oberer Umströmungskante und einer in Strömungsrichtung dahinter befindlichen lediglich einen bodennahen Durchflußspalt bildenden weiteren Platte besteht, insbesondere daß der Behälterablauf durch eine weitere boden- und seitenwandeeitig gehalterfe Platte gebildet ist, deren obere Randkante die Abflußkante darstellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen aind in den Ansprüchen 10 bis 13 bezeichnet.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt H-II der Fig. 2 gesehen;

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

Die Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten von Abwasser mittels Elektroflotation besteht im wesentlichen aus einem Behälter 1 mit einem Abwasserzulauf 2 und einem Aufbereitungswasserablauf 3, wobei in dem Behälter Elektroden 4 angeordnet sind.

Die Elektroden sind an Gleich- und/oder Wechselspannung angeschlossen und bewirken eine teilweise Aufspaltung des Wassers, so daß ein ständiger Strom von in dem Abwasser aufsteigenden

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Sauerstoff- und Wasserstoffbläschen erzeugt wird. Hiermit erfolgt eine direkte und indirekte Oxidation vorhandener Abwasserinhaltsstoffe, sowie eine elektrolytische Reduktion von Metallionen, neben den bei der Elektrolyse ablaufenden elektrochemischen Prozessen, sowie dem zusätzlichen Effekt der Fällung und Flockung durch Verwendung von Opferanoden.

Die schweren Bestandteile sammeln sich dabei am Boden des Behälters 1 und können über eine Entnahmeöffnung 5 abgesaugt werden.

Erfindungsgemäß sind die Elektroden 4 stabförmig ausgebildet und gleichmäßig über den Innenraum des Behälters 1 angeordnet. Insbesondere sinddie Elektroden k lotrecht in den Behälter 1 von dessen Oberer oben offener Seite her eingesetzt und in parallel zueinander verlaufenden Reihen Jeweils reihenweise zueinander versetzt angeordnet. Die

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versetzte Anordnung ist insbesondere aus Figur 2 deutlich ersichtlich.

Gehaltert sini die Elektroden 4 an einem Oberteil 6, welches auf den Seitenwandungen des Behälters 1 aufliegt.

Die Elektroden 4 bestehen vorzugsweise aus umpolbaren, insbesondere gleichen Materialien. Als Material kommen beispielsweise Aluminium oder Eisen in Betracht. Vorzugsweise bestehen die Elektroden aus Graphit, wenn es um die Oxidation vorhandener Abwasserinhaltsstoffe geht.

Im Ausführungsbeispiel ist der Behälterzulauf 2 durch ein Wehr gebildet, das aus einer in Strömungsrichtung vorn befindlichen beiderseitig und wandseitig des BehAllers 1 befestigten Platte 7 und einer in Strömungsrichtung dahinter befind-

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lichen lediglich einen bodennahen Durchflußspalt freilassenden weiteren Platte 9 besteht. Der Behälterablauf 3 ist durch eine weitere boden- und seitenwandseitig gehalterte Platte 10 gebildet, deren obere Randkante die Abflußkante darstellt.

Die Platten 7, 9 und 10 sind selbstverständlich mit Boden- und Seitenwandung bzw. die Platte 9 lediglich mit den Seitenwandungen dicht verbunden.

Oberhalb des Behälterbodens 1 vor der Platte 10 ist seitenwandseitig ein Absaugstutzen 11 angebracht. Von hieraus kann ein bereits die Elektroden kontraktierter Abwasserteilstrom über Rohrleitung 12 und Pumpe 13 zur nochmaligen elektrolytischen Behandlung in den vorderen Behälterbereich zurückgepumpt werden. Der Einlauf erfolgt seitenwandseitig in Höhe der Wasserlinie mittels Verteilerrohr 14.

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Das Verteilerrohr weist in Richtung der Elektroden Auslaßbohrungen 15 auf und ist an seinem Ende geschlossen. Anstelle der Auslaßbohrungen können auch verstellbare Düsen installiert sein.

Durch Umpumpen eines Abwasserteilstromes im Behälter 1 wird eine häufigere Kontaktierung des Abwassers mit den Elektroden, bei gleichzeitiger Abflachung des Durchströmungswinkels erreicht. Gleichzeitig wird infolge der Anordnung des Verteilerrohres 14 im Bereich der Wasserlinie 16 durch das aus den Auslaßbohrungen 15 oder Düsen strömende Wasser die Bildung einer störenden Schaumschicht im oberen Bereich der Elektroden sicher verhindert. Der sich dort aufbauende Flotationsschaum wird dadurch aus dem Behälter 1 über Behälterablauf 3 weggespült.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

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Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

PATENTANWÄLTE .·* ''I' ' I '. . '. ' I Miänzeicben:

. CONRAD KOCHLING - -"

DlPL-ING. CONRAD-JOACHIM KOCHLING Anm.: EFA Verfahrens- und Umwe]

ReyerStraBe 135.5800Hagen technik GmbH.

Ruf (02331) 81164 + 85033

Telegne: Paten.köchU«, Hagen _{492? Lfi de}

Konten: CommefZbenic AGi Hagen _ _

(BLZ 45040042)3515095 ialKennagen

Sparkasse Hagen 100012043

Postscheck: Dortmund 5989-460 _ _ _______________

VNR: ^{n 58 51}

Lfd. N, ⁹³⁵²/⁸⁸

vom 23. März 1988

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Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen und Aufbereiten von Abwasser mittels Elektroflotation, bestehend aus einetr Behälter mit Abwasserzulauf und Aufbereitungswasserablauf, wobei in dem Behälter Elektroden angeordnet sind, die an Gleich- und/oder Wechselspannung angeschlossen sind, wodurch eine teilweise Aufspaltung des Wassers und ein ständiger Strom von in dem Abwasser aufsteigenden Sauerstoff- und Wasserstoff bläschen erreicht wird, wodurch eine direkte und indirekte Oxidation vorhandener Abwasserinhaltsstoffe, sowie eine elektrolytische Reduktion von Metallionen, neben den bei der Elektrolyse ablaufenden elektro-

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chemischen Prozessen erfolgt, sowie dem zusätzlichen Effekt der Fällung und Flockung durch Verwendung von Opferanoden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) stabförmig ausgebildet und gleichmäßig über den Behälterinnenraum verteilt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) lotrecht in den Behälter (1), von dessen oberer Seite her eingesetzt und in parallel zueinander verlaufenden

zueinander Reihen jeweils reihenweise/versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) aus umpolbaren Materialien bestehen, so daß alternativ durch Umpolung Anoden und Kathoden funktionsufflkehrbar sind.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) aus Aluminium, Eisen und/oder Mischungen dieser Materialien bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4) aus Graphit bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden
erheblich größere Querschnittsabmessungen als die Anoden aufweisen und jeweils zwischen die Lücken der Kathoden zielend in dazu parallel
versetzter Reihe angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden
erheblich größere Querschnittsabinessungen als die Kathoden aufweisen und jeweils zwischen die

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Lücken der Anoden zielend in dazu parallel versetzter Reihe angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterzulauf

(2) durch ein Wehr gebildet ist, das aus einer in Strömungsrichtung vorn befindlichen bodenseitig befestigten Platte (7) mit oberer Umströmungskante und einer in Strömungsrichtung dahinter befindlichen lediglich einen bodennahen Durchflußspalt (8) bildenden weiteren Platte (9) besteht.

Φ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterablauf

(3) durch eine weitere boden- und seitenwandseitig gehalterte Platte (10) gebildet ist, deren obere Randkante die Abflußkante darstellt.

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&Igr;&Ogr;. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Behälter (1) seitenwandseitig, oberhalb des Behälterbodens, vor der Platte (10) ein Absaugstutzen (11) angebracht ist, von wo über Rohrleitung (12) und Pumpe (13) ein Abwasserteilstrom in den vorderen Behälterbereich seitenwandseitig, in Höhe der Wasserlinie (16), über ein Verteilerrohr (14) zurückgepumpt wird, wobei das Verteilerrohr (14) in Richtung Elektroden (4) Auslaßbohrungen (15) aufweist und am Ende geschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr (14) anstelle der Auslaßbohrungen mit verstellbaren Düsen versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Verteiler-

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rohr (14) strömende Abwasser den sich oberhalb der Wasserlinie (16) im Bereich der Elektroden (&uacgr;) bildenden Flotationsschaumaus dem Behälter (1) über Behälterablauf (3) wegspült.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadur.-h gekennzeichnet, daß durch Zurückpumpen eines Abwasserteilstromes die Verweilzeit des
Abwassers im Behälter (1) erheblich verlängert wird, bei gleichzeitiger Abflachung des Durchströmungswinkels.