DE905360C - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Wasser oder Rueckgewinnung von Metallen aus Abwaessern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Wasser oder Rueckgewinnung von Metallen aus AbwaessernInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 1. MÄRZ 1954
P 68ii IVb j 85c
Bei der Elektrolyse besitzt der elektrische Strom außer der Kraft, Ionen gelöster Molekeln durch das
Lösungsmittel zu treiben, die Fähigkeit, auf gewisse nicht gelöste Körper, die sich in seiner Strombahn befinden,
richtend und bewegend einzuwirken. Diese Er-, scheinung bezeichnet man als Elektroosmose bzw.
Kataphorese oder Elektrophorese. Die genannten Effekte werden dadurch verursacht, daß in einem
heterogenen System mit einer gegen einen festen oder gasförmigen Körper oder gegen eine andere Flüssigkeit
angrenzenden Flüssigkeit die beiden sich berührenden Bestandteile des Systems sich an ihrer Grenzfläche
gegenseitig elektrisch aufladen. Gelangt ein solches System in ein elektrisches Potentialgefälle, so treten
elektrostatische Wirkungen ein; es wird der positiv geladene Teil des Systems in Richtung des positiven und
der negativ geladene Teil in Richtung des negativen Stromes bewegt, so, wie dies bei Ionen eines Salzes bei
einem Potentialgefälle der Fall ist. Hierbei hängt die Art der Ladung von der Art der Flüssigkeit bzw. der- so
jenigen der Körper ab.
Bei Abwässern überlagern sich diese Erscheinungen sehr stark, sie werden meist unkontrollierbar. Eine
elektrolytische Reinigung der Abwässer auf übliche Weise ist daher zumeist erfolglos oder nur unter wirt- as
schaftlich nicht tragbaren Bedingungen durchführbar.
Es ist bekannt, daß kolloide Teilchen in einer Lösung eine lebhafte Bewegung ständig ausführen (Brownsche
Bewegung). Es wurde nun festgestellt, daß sich diese Bewegungen durch bestimmte hochfrequente Schwingungen
verstärken oder abschwächen lassen, und zwar so, daß sich dieser Vorgang zur Erzielung einer sehr
wirksamen und wirtschaftlichen Wasserreinigung verwerten läßt. Das Verfahren zur elektrolytischen Reinigung von Wasser und Rückgewinnung von Metallen
to aus Abwässern mit Überlagerung eines Gleichstromfeldes durch ein hochfrequentes Wechselstromfeld ist
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das überlagerte hochfrequente Wechselstromfeld mittels
Zwischenfrequenzen nach Art und Menge der Verunreinigungen abgestimmt wird, so daß die echt oder kolloidal
gelösten Verunreinigungen des getrennt im Kathoden- und Anodenraum behandelten Wassers außerhalb
der Zelle, vorzugsweise erst nach seiner Wiedervereinigung, praktisch restlos ausgefällt werden. Die
Abstimmung eifolgt mithin so, daß in den im Elektrolyt vorhandenen Komplexverbindungen bzw. Kolloiden
Resonanzerscheinungen auftreten, wodurch die Eigenladung der zu trennenden Moleküle periodisch so geschwächt
wird, daß sie dem aufgelegten Gleichstrom as bei geringstem Energieaufwand weitestgehend folgen
und so eine praktisch restlose Reinigung des Elektrolyts erzielt wird. Es gelingt auf diese Weise beispielsweise
rein kolloidale Farbwässer restlos zu klären.
Eine vorzugsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Ausführung des Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Diaphragma der Zelle beiderseitig ein dünnes unlösliches
Metallnetz angeordnet ist, das über einen variablen Kopplungskondensator an die vom Hochfrequenzgenerator
über eine Kondensatoranordnung zur Kathode bzw. Anode führende Stromleitung angeschlossen
ist.
Die Frequenz des verwandten Hochfrequenzfeldes wird auf das zu behandelnde Abwasser empirisch so abgestimmt,
daß bei einer in diesem angebrachten Widerstandsmeßvorrichtung ein Voltmeterausschlag nach
oben oder unten erfolgt. Die Kopplung wird dann so weit getrieben, daß eine gewisse Zweiwelligkeit auftritt.
Diese Zweiwelligkeit wird mittels der abstimmbaren Kopplungskondensatoren auf die Elektroden bzw. Diaphragmennetze
übertragen. Es ist so möglich, die Differenzwelle im Elektrolyt arbeiten zu lassen. Es
wird zudem erreicht, daß sich der Hochfrequenzstrom nicht in Wärme umsetzt. Unter Zuhilfenahme von dem
zu behandelnden Wasser zuzugebenden Indikatoren ist, jener Resonanzpunkt, z. B. mit Hilfe des pH-Wertes,
leicht feststellbar.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung
besteht darin, daß die Art der zur Anwendung gelangenden Diaphragmen nicht von ausschlaggebender
Bedeutung ist. Bekanntlich nehmen unterschiedliche Diaphragmen in einer bestimmten Lösung verschiedene
Eigenladungen an, und diese Ladungen sind für eine restlose Trennung der im Wasser befindlichen
Stoffe maßgebend. Ein positiv geladenes Diaphragma läßt nur negativ geladene Kolloide bzw. Ionen hindurchdiffundieren.
Auch aus diesem Grunde läßt sich ohne Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung
bei Abwässern, wo die Verhältnisse völlig verwischt sind, nur ein sehr kleiner Teil der Verunreinigungen
ausfällen, oder es muß, um die Eigenladung der verwendeten Diaphragmen zu überwinden, mit einem derart
hohen Stromaufwand gearbeitet werden, daß das Verfahren völlig unwirtschaftlich ist.
Das Verfahren eignet sich auch besonders zur Reinigung von Mischwässern, also Abwässern, bei denen
außer einem großem Gehalt an Kolloiden starke Verunreinigungen in Form von Ionen vorliegen. Nach dem
Verfahren gemäß der Erfindung behandelte Abwässer von Beizereien mit einem pH-Wert von unter 1 und
einem Metallgehalt von 300 mg/1 wiesen nach der erfindungsgemäßen Behandlung einen ρπ-Wert von 8 auf
und waren völlig frei von Metallen. Auch Abwässer von Molkereien und solche der papier- und holzverarbeitenden
Industrie wurden nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung völlig gereinigt. Die Abwässer von Metallwerken, Beizereien, Filmfabriken u. dgl. haben bei
einem zumeist niedrigen pn-Wert einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Metallen. Abgesehen davon,
daß diese Wässer die biologische Funktion jedes Vorfluters vernichtend beeinflussen, gehen durch den hohen
Metallgehalt dieser Abwasser der Wirtschaft bedeutende Werte verloren. Beispielsweise enthielt das Abwasser
eines Metallwerkes im Liter 300 mg Schwermetalle, und zwar Eisen, Kupfer, Nickel und das Abwasser
einer Filmfabrik im Mittel 12 mg Silber. Durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung gelang
es in diesen Werken, jene Metalle restlos zurückzugewinnen, zudem den pn-Wert des behandelten
Abwassers nach der alkalischen Seite hin zu verschie- gs
ben und es restlos zu reinigen. Die Kosten des hierbei aufgewendeten Stromes waren äußerst gering und
wurden durch den Wert der zurückgewonnenen Metalle gedeckt.
Bei der vorstehenden Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung stieg der pH-Weit kurze Zeit nach
Einschalten des Stromes der Zelle unter gleichzeitigem Rückgang der Stromaufnahme an. Bei der Reinigung
von Beizereiabwässern fiel bei einem pa-Wert-Stand von 4 bis 6,5 das Eisen und bei einem ps-Wert-Stand
von 7,8 das Kupfer und bei einem pH-Wert bis 8,6 das Nickel aus. Die Ausfällung erfolgte in Form von Hydroxyden und ließ sich nahezu fraktioniert erreichen.
Die angelegte Spannung schwankte zwischen 0,5 und Volt, während die überlagerte Hochfrequenz zwischen
und 150 MillionenHertz, je nach der Beschaffenheit des Wassers lag.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt. Eine Elektrolysierzelle A ist durch ein Diaphragma B in einen Anodenraum und einen
Kathodenraum unterteilt. An den Innenwandungen der Zelle A sind die Anode C und die Kathode D angeordnet.
An die zu den Elektroden C, D führenden Gleichstromleitungen ist der Hochfrequenzgenerator iao
über Kopplungskondensatoren E, F angeschlossen. Auf beiden Seiten des Diaphragmas B sind dünne, im
Elektrolyt unlösliche Metallnetze I, K angeordnet, die über variable Kopplungskondensatoren L, M mit dem
Hochfrequenzgenerator verbunden sind. Die zu be- i»5
handelnde Lösung tritt durch Öffnungen H getrennt
als Kathoden- bzw. Anodenflüssigkeit aus der Zelle aus, während der Eintritt der Lösung in die Zelle durch
öffnungen G erfolgt.
Nach Verlassen der Zelle wird die Lösung in anschließenden Absetzbecken bzw. Filterräumen geklärt.
Sobald die Flüssigkeit in die unter Strom stehende Zelle eingetreten ist, unterliegt sie der Elektrolyse bzw.
Elektroosmose. Hierbei erfolgt eine Trennung der zu entfernenden Verunreinigungen in Anionen und Kationen
bzw. bei Kolloiden in Gele und Sole. Zufolge entsprechender Abstimmung des aufgelegten hochfrequenten
Feldes erfolgt in keinem Falle ein Abscheiden der auszuscheidenden Stoffe auf den Elektroden.
Die Stoffe flocken erst außerhalb der Zelle nach Fortfall der Stromeinwirkung aus.
Während bei einer normalen Elektrolyse zur Erzielung einer bestimmten elektrochemischen Reaktion
ein bestimmtes Spannungsgefälle erforderlich ist, welches das Abscheiden der Kationen bzw. das Inlösunggehen
der Anionen bewirkt, ist es beim Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung durch die Ab- 65
Stimmung des überlagerten Wechselstromfeldes bzw. bei Erreichen bestimmter Zwischenfrequenzen möglich,
weit unterhalb des üblicherweise zur Anwendung gelangenden Potentials zu bleiben. Hierdurch wird erreicht,
daß sich innerhalb der Lösung Hydroxyde bzw. 70 Komplexverbindungen der getrennten Stoffe bilden,
die sich aus dem Elektrolyt nach seinem Austreten aus der Zelle in Form großer Flocken abscheiden.
Anwendungsbeispiele 75
i. Eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelte Sulfitablauge einer Zellstoffabrik besaß vor
der Behandlung, bei der drei Zellen in Serie geschaltet waren, folgende Eigenschaften, denen die Werte nach 80
einer Behandlungszeit von 10 Minuten gegenübergestellt sind:
Rohsulfitablauge
Kathode
2. Zelle
2. Zelle
3. Zelle
pH-Wert
Oxydierbarkeit mg/1
Biochemischer Sauerstoffbedarf BSB5 mg/1....
Trockenrückstand °/o
Glührückstand des Schlammes %
Glühverlust des Schlammes °/o
Im Kathodenraum anwesend
Fluroeszenz
Fluoreszenz im Schlamm
410 4 096,2 entfällt
entfällt
stark blau
entfällt
11,8 über 12
158 000 142 000
3 461,4 3 061,0
0,0
0,0
Eisen, Kalk, Magnesium braungrün
49,0 51.0
kaum vorhanden
2. Ein Textilabwasser, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurde, wies folgende
Eigenschaften auf:
Rohwasser Kathode
Nach 10 Minuten Behandlung
Mischwasser
Anode
(+ und —)
PH-Wert
Oxydierbarkeit mg/1
Biochemischer Sauerstoffbedarf BSB5 mg/1.
Chloride mg/1
Gesamthärte °
Karbonathärte °
Alkalität
Azidität
Glührückstand des Schlammes % . Glühverlust %
7.5
442,4 38,2
124.3
18,2
2,0
entfällt 10,2
221,2
134.9
4.2
4.2
30,0 n/io-
Salzsäure
gegen Phe-
nolphthalein;
58,0 n/io-
Salzsäure
gegen
Methylorange
Methylorange
35
65
65
2,9
205,4
205,4
195.3
12,6
12,6
80,0 n/io-Natronlauge
4.1 158,0
9-5
159.8
15,4
0,3
3· Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
behandeltes Färbereiabwasser wies folgende Eigenschaften auf, wobei die Behandlungsdauer io Minuten
betrug:
Rohwasser Kathode
Anode
Mischwässer (+ und —j
pH-Wert 2,0
Oxydierbarkeit mg/1 328,6
Chloride mg/1 106,5
SO3 mg/1
Schwebestoffe cm3/! 3,0
Schwebestoffe, Farbe Braun
Schwebestoffe, Fällungsform flockig
Nitrite
Nitrate
NH3
Gesamthärte ° 14,3
Karbonathärte :i ohne
Alkalität
Azidität
Trockenrückstände mg/1
Glührückstände %
Glühverlust °/0
Analyse des Trockenrückstandes: Unlösliches, geglüht
(Sand) »/„ .
Al2O3-V0 ,
als Al(OH)3 %
CaO %
Sulfat 0Z0
Biochemischer Sauerstoffbedarf B55 mg/1....
30,0 cmJ
n/io-Natronlauge
22,4 11,8
268,6
268,6
99.4
271
271
33.0
Braun
flockig
Braun
flockig
4-O
5,9
246,0 cm3
n/10-Salzsäure
n/10-Salzsäure
480
73.6
26,4
26,4
54.0
4.1 227,5 255.6
514 300,0 Grau
flockig keine Spur
5.9 ohne
3426
57.6
42,4
0,61 5i,45
78,7 Spur
19,02 ohne
5.5 214,9 198,8
505 300,0 Grau flockig
+ Spur
8,4 0,8
2826 63,5 36,5
1.3 56,6 86,6 Spur reichlich vorhanden
6,0
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur elektrolytischen Reinigung von Wasser und zur Rückgewinnung von Metallen aus Abwässern mit Überlagerung eines Gleichstromfeldes durch ein hochfrequentes Wechselstromfeld, dadurch gekennzeichnet, daß das überlagerte hochfrequente Wechselstromfeld mittels Zwischenfrequenzen nach Art und Menge der Verunreinigungen abgestimmt wird, so daß die echt oder kolloidal gelösten Verunreinigungen des getrennt im Kathoden- und Anodenraum behandelten Wassers außerhalb der Zelle, vorzugsweise erst nach seiner Wiedervereinigung praktisch restlos ausgefällt werden.
- 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Diaphragma der Zelle beiderseitig ein dünnes unlösliches Metallnetz angeordnet ist, das über einen variablen Kopplungskondensator an die vom Hochfrequenzgenerator über eine Kondensatoranordnung zur Kathode bzw. Anode führende Stromleitung angeschlossen ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 5782 2.54
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP6811A DE905360C (de) | 1951-12-22 | 1951-12-23 | Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Wasser oder Rueckgewinnung von Metallen aus Abwaessern |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1067728X | 1951-12-22 | ||
DEP6811A DE905360C (de) | 1951-12-22 | 1951-12-23 | Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Wasser oder Rueckgewinnung von Metallen aus Abwaessern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE905360C true DE905360C (de) | 1954-03-01 |
Family
ID=25989718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP6811A Expired DE905360C (de) | 1951-12-22 | 1951-12-23 | Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Reinigung von Wasser oder Rueckgewinnung von Metallen aus Abwaessern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE905360C (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2852453A (en) * | 1955-10-21 | 1958-09-16 | Hausner Johann Karl | Control of cellulose precipitation bath concentrations |
US2852455A (en) * | 1955-10-21 | 1958-09-16 | Hausner Johann Karl | Electrolytic water purification |
DE1189025B (de) * | 1955-02-14 | 1965-03-11 | Elektrokemisk As | Verfahren zur elektrochemischen Reinigung von Kloakenwasser |
DE2158791A1 (de) * | 1970-12-07 | 1972-06-15 | Hartkorn K | Verfahren zur Reinigung von wasserigen Flüssigkeiten, die mit störenden Stoffen belastet sind, durch Hmdurchleiten elek taschen Stroms und nachfolgendes Abschei den der störenden Stoffe |
-
1951
- 1951-12-23 DE DEP6811A patent/DE905360C/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE2158791A1 (de) * | 1970-12-07 | 1972-06-15 | Hartkorn K | Verfahren zur Reinigung von wasserigen Flüssigkeiten, die mit störenden Stoffen belastet sind, durch Hmdurchleiten elek taschen Stroms und nachfolgendes Abschei den der störenden Stoffe |
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