EP2043956A1 - Method for the removal of pollutants from liquids and device for carrying out said method - Google Patents

Method for the removal of pollutants from liquids and device for carrying out said method

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Publication number
EP2043956A1
EP2043956A1 EP07802398A EP07802398A EP2043956A1 EP 2043956 A1 EP2043956 A1 EP 2043956A1 EP 07802398 A EP07802398 A EP 07802398A EP 07802398 A EP07802398 A EP 07802398A EP 2043956 A1 EP2043956 A1 EP 2043956A1
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EP
European Patent Office
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electrodes
pollutants
liquid
electrode
radicals
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07802398A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Hahn
Klaus Strätz
Manfred Waidhas
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Definitions

  • the invention relates to a method for removing pollutants from liquids, in particular for removing organic pollutants from aqueous media.
  • the invention also relates to an apparatus for carrying out the method.
  • the ozone (O 3 ) is electrically split into OH radicals which have the actual oxidation action before or during introduction into water.
  • the object of the invention in contrast, is to provide a method which operates without the separate use of ozone and which is inexpensive.
  • a suitable device for carrying out the method is to be created.
  • the OH radicals which have the actual oxidation action, are generated directly electrochemically, a considerably higher overall efficiency being achieved than via the path of introduction of ozone.
  • a voltage of ⁇ 5 V is usually required, the voltage being dependent on the electrode material.
  • the apparatus for carrying out the method according to the invention is made compact and includes a closed liquid circuit for a continuous operation, which can be harmless in particular organic pollutants in liquids.
  • the electrochemical process for purifying water according to the invention can be carried out with a simply constructed device.
  • a simply constructed device essentially requires only an arrangement of alternating positive and negative electrodes, which are arranged plane-parallel to one another, wherein an inlet and a drain is present, via which the liquid to be purified or led away and continuously guided along the electrodes.
  • FIGs 1 and 2 show two alternative working schemes for water treatment
  • Figure 3 shows the concrete structure of a cell operating according to the electrochemical principle as part of a device for wastewater treatment.
  • the individual electrodes of the processing area D are arranged plane-parallel, wherein the electrodes are respectively poled alternately positive and negative.
  • alternative feeds B1, B2 can be present for the water to be treated, wherein in particular the water in the tank A can be returned to a shower-like distributor B2 above the electrode arrangement in the processing area D via a circulating pump not shown in the figures.
  • the drainage area C is substantially realized as a drainage channel Cl for collecting the purified water and a drain C2 as a subsequent liquid discharge line.
  • foaming may occur when working in aqueous media, suitable means are provided especially in the alternative to FIG. 2, in order to control the formation of foam S.
  • suitable means are provided especially in the alternative to FIG. 2, in order to control the formation of foam S.
  • For this purpose is in the container in area A a
  • Overflow edge Cl for foam separation is present, wherein in the electrode container downstream collecting container of the liquid path leading region C, a circuit with a circulating pump and a shower-type C2 distributor according to Figure 1 is present. Into the liquid feed and the
  • FIGS. 1 and 2 therefore show suitable procedures by the coordinated interaction of the individual regions in the treatment of water, the electrochemical principle being the same in both cases. Specifically, it is about having organic pollutants in the water be made harmless by oxidation, including an oxidizing agent must be provided. It is proposed to use for this purpose OH radicals, which OH radicals are generated electrochemically, which is electrolytic according to the reaction equation
  • the OH radicals are known to have an oxidizing effect. They can be produced electrochemically with a high overall efficiency in accordance with Equation 1, for which purpose a voltage of ⁇ 5 V is generally sufficient. In this case, the exact structure of the electrode arrangement, the formation of the electrodes themselves and the electrode material plays a role.
  • Wood is understood to mean a phenolic macromolecule of various monomer units. It is a solid, colorless substance, which is stored in the plant cell wall and thus causes the lignification of the cell (so-called lignification). Humic substances are weakly brown to black-colored, usually formed in soils, organic substances without reproducible chemical structure and with very different properties and compositions.
  • the lignin and humic substances are both organic
  • FIG. 3 shows a suitable concrete structure 1 of a single cell for this purpose.
  • the structure consists essentially of a base plate 2 with vertical struts for holding two electrode systems. Several cells can be connected in parallel.
  • the cell 1 contains a first electrode system 10 with individual planar electrodes 11, 11 ', 11 ",..., The electrodes 11, 11', 11"... Being arranged parallel to one another.
  • the individual electrodes 11, 11 ', H''',... are connected via an electrical supply line 15, which likewise serves as a distributor for the individual electrodes H 1 , to a voltage source (not shown in the figure).
  • a second electrode system 20 with electrodes 21, 21 ', 21'', ... is present, wherein an electrical supply line 25 is present, which serves as a distributor for the individual electrodes 2I 1 .
  • first electrode system 10 and the second electrode system 20 are interleaved with the respective electrodes H 1 and 2I 1 such that in each case one electrode H 1 of the electrode system 10 two electrodes 2I 1 and 21 1+ i of the electrode system 20 (and vice versa ) is adjacent.
  • a comb structure is formed with plane-parallel electrode surfaces of opposite polarity.
  • the liquid to be purified is supplied via a line system 30 with an inlet 35 and a drain 36 and led away and continuously into the spaces between the individual NEN electrodes 11, 11 ', 11 ", ... and 21, 21', 21 ", ... introduced.
  • the electrode system shown in FIG. 3 can be operated with direct current or alternating current.
  • the system is galvanostatically operated, for example, with a current density of 2 to 500 mA per cm 2 electrode area.
  • the current can also be fed pulsed or it can be a reversal of the current direction.
  • the system can also be operated with alternating current, wherein the alternating current is advantageously designed as a triangular, sinusoidal or plateau flow.
  • the frequency is in particular in the range of 10 -3 to 1 Hz.
  • the electrode systems 10 and 20 with the flat individual electrodes H 1 and 2I 1 in parallel nested form the comb electrode system.
  • the electrodes may also be formed radially symmetric or cylindrically symmetrical, wherein they are then also nested.
  • the electrodes may also each form symmetrically distributed wire bundles.
  • the electrodes are made of suitable materials known from the prior art and may be surface-structured.
  • suitable materials have been found to be so-called MMO ("mixed metal oxides"), but other materials are also possible, such as, for example, diamond, platinum (Pt), silicon carbide (SiC), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC). , Titanium nitride (TiN) or titanium carbon nitride (TiCN).
  • the positive electrodes can also consist of consumable electrode materials, such as iron (Fe), stainless steel alloys, aluminum (Al) or carbon (C).
  • the negative electrodes in this case are made of material such as iron (Fe), stainless steel alloys, carbon (C) or aluminum (Al).
  • the structure of the device according to FIG. 3 can be developed by providing means for cleaning the electrodes.
  • the cleaning can be done by mechanical wipers / scrapers, by ultrasound, by self-cleaning Surfaces or materials or even by adding appropriate floats in the liquid circulation done.
  • the device described may have a foam separator according to the diagram of FIG. 2, which is formed, for example, by an overflow edge, by showering in the liquid flow or liquid drain or by mechanical separation.
  • the device may have a separation device for oxygen (O 2 ) or hydrogen (H 2 ).
  • the oxygen (O2) produced during the process can be used further and used, for example, for the activation of biological clarification tanks.
  • the device described above makes it possible to economically remove organic pollutants from water with process engineering simple and safe means.
  • This process has been tested in wastewater treatment in the paper industry and is particularly suitable for reducing the COD value caused by lignin in the processing of cellulose.
  • the device described and the method operated therewith can always be used where it comes to the reduction of COD values. This can be done both for the degradation of non-biodegradable COD, but also in particular for
  • the process can also be used to treat concentrates from filtration processes.
  • a mechanical pre-crushing of solid components in or before the feed to the cell can be carried out in particular by a disperser.
  • a dispersant is, for example, a so-called thorax stirrer.
  • the method described above may further be carried out in combination with UV activation of the liquid medium by one or more corresponding UV lamps. This serves to improve both reductive and oxidative degradation of the pollutants. It is particularly advantageous that the process can be operated in the circulation with a biological stage, where - as already mentioned - the oxygen is used for the activation of biological clarifiers.
  • the new process has been described above specifically for the elimination of pollutants in aqueous media, with particular regard to lignin and humic substances in papermaking as pollutants. These are the main pollutants there. It is important to reduce the effect of organic pollutants in a conventional manner by oxidation, with both a suitable process control and a reductive influence is detected. For this purpose, the device can be adjusted accordingly.
  • the method described can also be used for degradation of organic dyes in liquids.
  • organic dyes are used, for example, in the printing industry and / or in the textile industry.
  • natural or synthetic dyes are suitable as colorants. These colorants can generally be dissolved in liquid solvents, with particular preference currently being given to aqueous solvents.
  • organic dyes are considered in the disposal of pollutants in the context of the present invention, the effect of which is to be eliminated or at least reduced.
  • the same problem exists as in the case of the water treatment described above with reference to the process diagrams, and a device as shown in detail in FIG. 3 can be used.
  • COD chemical oxygen demand
  • O 2 oxygen produced in the process described can be separated off and used for the activation of biological clarification tanks or the like. environmentally friendly facilities. It is also possible that the pollutant degradation is operated as a process in the cycle with a biological stage.

Abstract

There are known methods for the removal of pollutants from aqueous media, particularly for the removal of organic pollutants from water, wherein the desired effect is achieved by mainly introducing ozone (O3) into the liquid to be cleaned. The ozone forms (H2O)-radicals in the water, wherein the radicals have an oxidation effect. According to the invention, the OH-radicals are directly produced electrochemically and the electrochemically produced OH-radicals are used for the removal of organic pollutants, for rendering the pollutants ineffective and/or for the reduction of the effectiveness thereof. The associated device comprises an electrode arrangement (10, 20) with positive and negative electrodes (10i, 21), forming an electron array, and an inlet- and outlet (35, 26) for the liquid to be cleaned.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensProcess for the removal of pollutants from liquids and apparatus for carrying out the process
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere zur Entfernung von organischen Schadstoffen aus wässrigen Medien. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for removing pollutants from liquids, in particular for removing organic pollutants from aqueous media. In addition, the invention also relates to an apparatus for carrying out the method.
Bekannte Verfahren zur Entfernung von insbesondere organischen Schadstoffen aus Wasser, beispielsweise Abwasser, Grundwasser und/oder Brauchwasser, beruhen meist auf der Oxi- dation der entsprechenden Substanzen. Beispielsweise ist es bekannt, dass durch Einleitung von Ozon in eine zu reinigende Flüssigkeit eine entsprechende Wirkung erzielt wird. Speziell im Rahmen der Papierherstellung, bei der die Abwässer durch verbleibende organische Bestandteile oder Huminstoffe einen hohen CSB-Wert besitzen (CSB = Chemischer Sauerstoffbedarf) und deshalb nicht unbehandelt in das kommunale Wassersystem eingeleitet werden dürfen, werden Reinigungssysteme mit Ozonisatoren vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist aber aufwändig und kostenträchtig, da die Geräte meist mit reinem Sauerstoff gespeist werden, eine Hochspannungsversorgung 10 bis 40 kV benötigen und zudem der Wirkungsgrad zur Erzeugung des Ozons (O3) vergleichsweise schlecht ist.Known methods for removing in particular organic pollutants from water, for example waste water, groundwater and / or process water, are usually based on the oxidation of the corresponding substances. For example, it is known that a corresponding effect is achieved by introducing ozone into a liquid to be purified. Particularly in the context of papermaking, in which the effluents from remaining organic constituents or humic substances have a high COD value (COD = chemical oxygen demand) and therefore can not be discharged untreated into the municipal water system, cleaning systems with ozonizers are proposed. However, this process is complicated and costly, since the devices are usually fed with pure oxygen, a high voltage power supply 10 to 40 kV need and also the efficiency for generating the ozone (O3) is relatively poor.
Aus der US 2003/0 196 983 Al ist ein Verfahren bekannt, mit denen in Flüssigkeiten gelöste Metalle durch eine sog. E- lektrokoagulation entfernt werden. Zwecks Entfernung von organischen Verunreinigungen der Flüssigkeiten wird in diesem Zusammenhang auf die Anwendung von Mikroorganismen verwiesen. Eine zugehörige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah- rens ist dabei als Plattenaufbau mit bipolaren Elektroden realisiert. Weitere Anordnungen zur Aufbereitung von Flüssigkeiten werden in der WO 99/11 577 Al und der DE 196 02 369 Al beschrieben .From US 2003/0 196 983 Al a method is known, with which dissolved in liquids metals are removed by a so-called. E- lektrokoagulation. For the purpose of removing organic contaminants of the liquids, reference is made in this connection to the use of microorganisms. An associated device for carrying out this method is realized as a plate assembly with bipolar electrodes. Further arrangements for the treatment of liquids are described in WO 99/11 577 A1 and DE 196 02 369 A1 described.
Beim aus der US 2003/0 196 983 Al bekannten Verfahren wird das Ozon (O3) vor dem oder beim Einleiten in Wasser elekt- risch in OH-Radikale, welche die eigentliche Oxidationswir- kung besitzen, aufgespaltet.In the process known from US 2003/0 196 983 A1, the ozone (O 3 ) is electrically split into OH radicals which have the actual oxidation action before or during introduction into water.
Aufgabe der Erfindung ist es ddemgegenüber, ein Verfahren anzugeben, das ohne die separate Verwendung von Ozon arbeitet und das kostengünstig ist. Daneben soll eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.The object of the invention, in contrast, is to provide a method which operates without the separate use of ozone and which is inexpensive. In addition, a suitable device for carrying out the method is to be created.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Abfolge der Verfahrensschritte gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Eine zugehöri- ge Vorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruches 24. Weiterbildungen des Verfahrens, insbesondere auch geeignete Anwendungen, und der zugehörigen Vorrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the sequence of process steps according to claim 1. A related device is the subject of claim 24. Further developments of the method, in particular also suitable applications, and the associated device are specified in the respective subclaims.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die OH-Radikale, die die eigentliche Oxidationswirkung besitzen, direkt elektrochemisch erzeugt, wobei ein erheblich höherer Gesamtwirkungsgrad erreicht wird als über den Weg der Einleitung von Ozon. Vorteilhafterweise wird in der Regel eine Spannung von < 5 V benötigt, wobei die Spannung abhängig vom Elektrodenmaterial ist. Insgesamt ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kompakt ausgebildet und beinhaltet dabei einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf für eine kontinuierliche Arbeitsweise, mit der sich insbesondere orga- nische Schadstoffe in Flüssigkeiten unschädlich machen lassen .In the process according to the invention, the OH radicals, which have the actual oxidation action, are generated directly electrochemically, a considerably higher overall efficiency being achieved than via the path of introduction of ozone. Advantageously, a voltage of <5 V is usually required, the voltage being dependent on the electrode material. Overall, the apparatus for carrying out the method according to the invention is made compact and includes a closed liquid circuit for a continuous operation, which can be harmless in particular organic pollutants in liquids.
Für die Behandlung speziell von Abwässern in der Papier- und Textil-Industrie wird dagegen mit der US 2002/125 180 Al eine Schadstoffoxidation dergestalt vorgeschlagen, dass in einemFor the treatment of wastewater especially in the paper and textile industry, however, with the US 2002/125 180 Al a pollutant oxidation proposed in such a way that in a
Behandlungstank katalytisch Hydroxid-Peroxid erzeugt wird und mit den organischen Substanzen reagiert. Prinzipiell ist also die Eignung von OH-Radikalen für die Reinigung von Abwasser vorbekannt. Die beschriebenen Verfahren und zugehörigen Vorrichtungen sind aber durchweg komplex im Aufbau und haben sich technisch daher noch nicht durchgesetzt. Demgegenüber ist das elektrochemische Verfahren zur Reinigung von Wasser gemäß der Erfindung mit einer einfach aufgebauten Vorrichtung durchführbar. Eine solche Vorrichtung benötigt im Wesentlichen nur eine Anordnung alternierender positiver und negativer Elektroden, die planparallel zueinander angeordnet sind, wobei ein Zu- und ein Ablauf vorhanden ist, über den die zu reinigende Flüssigkeit zu- bzw. weggeführt und kontinuierlich entlang den Elektroden vorbeigeleitet wird.Treatment tank catalytically produced hydroxide peroxide and reacts with the organic substances. In principle, therefore, the suitability of OH radicals for the purification of wastewater previously known. However, the described methods and associated devices are consistently complex in construction and have therefore not yet prevailed technically. On the other hand, the electrochemical process for purifying water according to the invention can be carried out with a simply constructed device. Such a device essentially requires only an arrangement of alternating positive and negative electrodes, which are arranged plane-parallel to one another, wherein an inlet and a drain is present, via which the liquid to be purified or led away and continuously guided along the electrodes.
Aus der Papierindustrie ist weiterhin ein Verfahren speziell zum elektrochemischen Abbau von Lignin bekannt. Hierzu werden Vorrichtungen verwendet, in denen insbesondere so genannte ' Diamant' -Elektroden eingesetzt werden.From the paper industry is still a process known specifically for the electrochemical degradation of lignin. For this purpose, devices are used in which in particular so-called 'diamond' electrodes are used.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbei- spielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen .Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments play with reference to the drawing in conjunction with the claims.
Es zeigenShow it
Figur 1 und 2 zwei alternative Arbeitsschemata zur Wasseraufbereitung undFigures 1 and 2 show two alternative working schemes for water treatment and
Figur 3 den konkreten Aufbau einer nach dem elektrochemischen Prinzip arbeitenden Zelle als Teil einer Vorrichtung zur Abwasseraufbereitung.Figure 3 shows the concrete structure of a cell operating according to the electrochemical principle as part of a device for wastewater treatment.
Aus den Figuren 1 und 2 ist der Arbeitsablauf bei der Wasseraufbereitung ersichtlich. Es sind jeweils ein als Elektrolysezelle ausgebildeter Arbeitsbereich A, ein Flüssigkeitszuführbereich B, ein Flüssigkeitsabführbereich C sowie eine elektrochemischer Bearbeitungsbereich D mit Elektroden vorhanden. Wesentlich ist dabei, dass ein für das Zusammenwirken der Bereiche A bis D ein in sich geschlossener Flüssigkeitskreislauf aus stetig zuführbarer Flüssigkeit und stetig weg- führbarer, aufbereiteter Flüssigkeit realisiert ist, wobei sich im Arbeitsbereich zwischen den Elektroden nur die jeweils zu bearbeitende Flüssigkeit befindet. Damit ist vorteilhafterweise ein kontinuierliche Arbeitsweise möglich.From Figures 1 and 2, the workflow in the water treatment can be seen. In each case, a working area A designed as an electrolytic cell, a liquid feed area B, a liquid discharge area C and an electrochemical processing area D with electrodes are present. It is essential that one for the interaction of the areas A to D a self-contained liquid circuit of continuously supplied liquid and steadily away feasible liquid is realized, wherein in the work area between the electrodes only the liquid to be processed in each case. This is advantageously a continuous operation possible.
Im Behälter des Arbeitsbereiches A sind die einzelnen Elektroden des Bearbeitungsbereiches D planparallel angeordnet, wobei die Elektroden jeweils alternierend positiv und negativ gepolt sind. Im Bereich B können alternative Zuläufe Bl, B2 für das aufzubereitende Wasser vorhanden sein, wobei insbesondere das im Behälter A befindliche Wasser über eine in den Figuren nicht dargestellte Umwälzpumpe zu einem duschenähnlichen Verteiler B2 oberhalb der Elektrodenanordnung im Bearbeitungsbereich D rückgeführt werden kann. Damit ist eine beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der so gebildeten Anlage als wesentlich erachtete gleichmäßige Bedeckung der Elektroden gewährleistet. Der Ablaufbereich C ist im Wesentlichen als eine Ablaufrinne Cl zum Auffangen des gereinigten Wassers sowie ein Ablauf C2 als nachfolgende Flüssigkeitsabführleitung realisiert.In the container of the working area A, the individual electrodes of the processing area D are arranged plane-parallel, wherein the electrodes are respectively poled alternately positive and negative. In the area B, alternative feeds B1, B2 can be present for the water to be treated, wherein in particular the water in the tank A can be returned to a shower-like distributor B2 above the electrode arrangement in the processing area D via a circulating pump not shown in the figures. In order for a proper use of the system thus formed is considered essential uniform coverage of the electrodes guaranteed. The drainage area C is substantially realized as a drainage channel Cl for collecting the purified water and a drain C2 as a subsequent liquid discharge line.
Da beim Arbeiten in wässrigen Medien eine Schaumbildung auftreten kann, sind speziell in der zu Figur 1 alternativen Figur 2 geeignete Mittel vorgesehen, um die Bildung von Schaum S zu beherrschen. Hierzu ist im Behälter im Bereich A eineSince foaming may occur when working in aqueous media, suitable means are provided especially in the alternative to FIG. 2, in order to control the formation of foam S. For this purpose is in the container in area A a
Überlaufkante Cl zur Schaumabtrennung vorhanden, wobei in der dem Elektrodenbehälter nachgeordneten Auffangbehälter des Flüssigkeitswegführbereiches C ein Kreislauf mit einer Umwälzpumpe und einem duschenartigen C2 Verteiler entsprechend Figur 1 vorhanden ist. In den Flüssigkeitszuführ- und denOverflow edge Cl for foam separation is present, wherein in the electrode container downstream collecting container of the liquid path leading region C, a circuit with a circulating pump and a shower-type C2 distributor according to Figure 1 is present. Into the liquid feed and the
Flüssigkeitswegführleitungen der Bereiche B und C können Ventile V angeordnet sein.Flüssigkeitsswegführleitungen the areas B and C valves V can be arranged.
Die Schemata der Figuren 1 und 2 zeigen also geeignete Vorge- hensweisen durch das koordinierte Zusammenwirken der einzelnen Bereiche bei der Wasseraufbereitung, wobei das elektrochemische Prinzip in beiden Fällen das gleiche ist. Im Einzelnen geht es darum, dass organische Schadstoffe im Wasser durch Oxidation unschädlich gemacht werden sollen, wozu ein Oxidationsmittel bereitgestellt werden muss. Es wird vorgeschlagen, hierzu OH-Radikale einzusetzen, welche OH-Radikale elektrochemisch erzeugt werden, was elektrolytisch entspre- chend der ReaktionsgleichungThe diagrams of FIGS. 1 and 2 therefore show suitable procedures by the coordinated interaction of the individual regions in the treatment of water, the electrochemical principle being the same in both cases. Specifically, it is about having organic pollutants in the water be made harmless by oxidation, including an oxidizing agent must be provided. It is proposed to use for this purpose OH radicals, which OH radicals are generated electrochemically, which is electrolytic according to the reaction equation
H2O H+ + (OH) + e" (Gl. i: erfolgt .H 2 OH + + (OH) + e " (equation i: occurs.
Die OH-Radikale haben bekanntermaßen eine oxidierende Wirkung. Sie lassen sich mit einem hohen Gesamtwirkungsgrad entsprechend Gleichung 1 elektrochemisch erzeugen, wozu in der Regel eine Spannung von < 5 V ausreicht. Dabei spielt der genaue Aufbau der Elektrodenanordnung, die Ausbildung der Elektroden selbst und das Elektrodenmaterial eine Rolle.The OH radicals are known to have an oxidizing effect. They can be produced electrochemically with a high overall efficiency in accordance with Equation 1, for which purpose a voltage of <5 V is generally sufficient. In this case, the exact structure of the electrode arrangement, the formation of the electrodes themselves and the electrode material plays a role.
Beim spezifischen Einsatz in der Papier- oder Zellstoffindustrie geht es darum, aus den Abwässern bei der Papierherstellung in der Flüssigkeit verbleibende Ligninbestandteile oder Huminstoffe zu entfernen. Unter Lignin (lat. lignum =Specific use in the pulp and paper industry is to remove residual lignin or humic matter in the liquid from paper waste effluents. Under lignin (Latin lignum =
Holz) wird dabei ein phenolisches Makromolekül aus verschiedenen Monomerbausteinen verstanden. Es ist ein fester, farbloser Stoff, der in die pflanzliche Zellwand eingelagert wird und dadurch die Verholzung der Zelle bewirkt (sog. Lignifi- zierung) . Als Huminstoffe bezeichnet man schwach braun bis schwarz gefärbte, in der Regel in Böden gebildete, organische Substanzen ohne reproduzierbare chemische Struktur und mit unterschiedlichsten Eigenschaften und Zusammensetzungen.Wood) is understood to mean a phenolic macromolecule of various monomer units. It is a solid, colorless substance, which is stored in the plant cell wall and thus causes the lignification of the cell (so-called lignification). Humic substances are weakly brown to black-colored, usually formed in soils, organic substances without reproducible chemical structure and with very different properties and compositions.
Das Lignin und die Huminstoffe sind also beide organischeThe lignin and humic substances are both organic
Substanzen und werden im Sinne vorliegender Erfindung als die wesentlichen Schadstoffe im Abwasser bei der Papierherstellung verstanden. Solche Schadstoffe können durch Oxidation in ihrer Wirkung beeinflusst werden.Substances and are understood in the context of the present invention as the main pollutants in wastewater in papermaking. Such pollutants can be influenced by oxidation in their effect.
Letztere organischen Stoffe besitzen einen hohen CSB-Wert (CSB = Chemischer Sauerstoffbedarf) , durch den der Bedarf an (OH") —Radikale verringert wird. In der Figur 3 ist dafür ein geeigneter konkreter Aufbau 1 einer einzelnen Zelle dargestellt. Der Aufbau besteht im Wesentlichen aus einer Grundplatte 2 mit vertikalen Verstrebun- gen zur Halterung zweier Elektrodensysteme. Mehrere Zellen können parallel geschaltet sein.The latter organic substances have a high COD (chemical oxygen demand), which reduces the demand for (OH " ) radicals. FIG. 3 shows a suitable concrete structure 1 of a single cell for this purpose. The structure consists essentially of a base plate 2 with vertical struts for holding two electrode systems. Several cells can be connected in parallel.
Die Zelle 1 enthält ein erstes Elektrodensystem 10 mit einzelnen flächenhaft ausgebildeten Elektroden 11, 11', 11", ... vorhanden, wobei die Elektroden 11, 11', 11" ... zueinander parallel angeordnet sind. Über eine elektrische Zuleitung 15, die gleichermaßen als Verteiler für die einzelnen Elektroden H1 dient, werden die einzelnen Elektroden 11, 11', H''', ... an eine in der Figur nicht dargestellte Spannungsquelle ange- schlössen. Weiterhin ist ein zweites Elektrodensystem 20 mit Elektroden 21, 21', 21'', ... vorhanden, wobei eine elektrische Zuleitung 25 vorhanden ist, die als Verteiler für die einzelnen Elektroden 2I1 dient. Insgesamt ist das erste Elektrodensystem 10 und das zweite Elektrodensystem 20 mit den jeweili- gen Elektroden H1 und 2I1 derart ineinander verschachtelt, dass jeweils eine Elektrode H1 des Elektrodensystems 10 zwei Elektroden 2I1 und 211+i des Elektrodensystems 20 (und umgekehrt) benachbart ist. Es wird somit eine Kammstruktur mit planparallelen Elektrodenflächen entgegengesetzter Polarität gebildet.The cell 1 contains a first electrode system 10 with individual planar electrodes 11, 11 ', 11 ",..., The electrodes 11, 11', 11"... Being arranged parallel to one another. The individual electrodes 11, 11 ', H''',... Are connected via an electrical supply line 15, which likewise serves as a distributor for the individual electrodes H 1 , to a voltage source (not shown in the figure). Furthermore, a second electrode system 20 with electrodes 21, 21 ', 21'', ... is present, wherein an electrical supply line 25 is present, which serves as a distributor for the individual electrodes 2I 1 . Overall, the first electrode system 10 and the second electrode system 20 are interleaved with the respective electrodes H 1 and 2I 1 such that in each case one electrode H 1 of the electrode system 10 two electrodes 2I 1 and 21 1+ i of the electrode system 20 (and vice versa ) is adjacent. Thus, a comb structure is formed with plane-parallel electrode surfaces of opposite polarity.
Die zu reinigende Flüssigkeit wird über ein Leitungssystem 30 mit einem Zulauf 35 und einem Ablauf 36 zu- bzw. weggeführt und kontinuierlich in die Zwischenräume zwischen den einzel- nen Elektroden 11, 11', 11", ... und 21, 21', 21", ... eingebracht .The liquid to be purified is supplied via a line system 30 with an inlet 35 and a drain 36 and led away and continuously into the spaces between the individual NEN electrodes 11, 11 ', 11 ", ... and 21, 21', 21 ", ... introduced.
Das in der Figur 3 dargestellte Elektrodensystem kann mit Gleichstrom oder Wechselstrom betrieben werden. Insbesondere wird das System galvanostatisch betrieben, beispielsweise mit einer Stromdichte von 2 bis 500 mA pro cm2 Elektrodenfläche. Der Strom kann aber auch gepulst eingespeist werden oder es kann eine Umpolung der Stromrichtung erfolgen. Das System kann auch mit Wechselstrom betrieben werden, wobei der Wechselstrom vorteilhafterweise als Dreieck-, Sinus- oder Plateaustrom ausgebildet ist. Dabei liegt die Frequenz insbe- sondere im Bereich von 10~3 bis 1 Hz.The electrode system shown in FIG. 3 can be operated with direct current or alternating current. In particular, the system is galvanostatically operated, for example, with a current density of 2 to 500 mA per cm 2 electrode area. The current can also be fed pulsed or it can be a reversal of the current direction. The system can also be operated with alternating current, wherein the alternating current is advantageously designed as a triangular, sinusoidal or plateau flow. The frequency is in particular in the range of 10 -3 to 1 Hz.
Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass die Elektrodensysteme 10 und 20 mit den flächigen Einzelelektroden H1 und 2I1 parallel verschachtelt das Kammelektrodensystem bilden. Stattdessen können die Elektroden auch radialsymmetrisch oder zylindersymmetrisch ausgebildet sein, wobei sie dann ebenfalls ineinander verschachtelt sind. Alternativ können die Elektroden auch jeweils symmetrisch verteilte Drahtbündel bilden.From Figure 3 it can be seen that the electrode systems 10 and 20 with the flat individual electrodes H 1 and 2I 1 in parallel nested form the comb electrode system. Instead, the electrodes may also be formed radially symmetric or cylindrically symmetrical, wherein they are then also nested. Alternatively, the electrodes may also each form symmetrically distributed wire bundles.
Zwischen den Elektroden H1 und 2I1 können Separatoren zurBetween the electrodes H 1 and 2I 1 separators for
Trennung der Elektrodenräume eingebracht sein. Dies ist nicht im Einzelnen in den Figuren dargestellt.Separation of the electrode spaces be introduced. This is not shown in detail in the figures.
Die Elektroden bestehen aus geeigneten, vom Stand der Technik vorbekannten Materialien und können oberflächenstrukturiert sein. Als geeignete Materialien haben sich vorteilhafterweise so genannte MMO („mixed metal oxide") erwiesen. Möglich sind aber auch andere Werkstoffe, wie beispielsweise Diamant, Platin (Pt) , Siliciumcarbid (SiC) , Wolframcarbid (WC) , Titancar- bid (TiC) , Titannitrid (TiN) oder Titankohlenstoffnitrid (TiCN) .The electrodes are made of suitable materials known from the prior art and may be surface-structured. Advantageously, suitable materials have been found to be so-called MMO ("mixed metal oxides"), but other materials are also possible, such as, for example, diamond, platinum (Pt), silicon carbide (SiC), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC). , Titanium nitride (TiN) or titanium carbon nitride (TiCN).
Die positiven Elektroden können auch aus verzehrenden Elektrodenmaterialien - wie Eisen (Fe) , rostfreien Stahllegierun- gen, Aluminium (Al) oder aus Kohlenstoff (C) - bestehen. Die negativen Elektroden bestehen in diesem Fall aus Material wie Eisen (Fe) , rostfreien Stahllegierungen, Kohlenstoff (C) oder Aluminium (Al) .The positive electrodes can also consist of consumable electrode materials, such as iron (Fe), stainless steel alloys, aluminum (Al) or carbon (C). The negative electrodes in this case are made of material such as iron (Fe), stainless steel alloys, carbon (C) or aluminum (Al).
Der Aufbau der Vorrichtung gemäß der Figur 3 kann dadurch weitergebildet werden, dass Mittel zur Elektrodenreinigung vorhanden sind. Die Reinigung kann durch mechanische Wischer/Schaber, durch Ultraschall, durch selbstreinigende Oberflächen oder Materialien oder aber auch durch Zusatz von entsprechenden Schwimmkörpern im Flüssigkeitskreislauf erfolgen. Die beschriebene Vorrichtung kann einen Schaumabscheider entsprechend dem Schema aus Figur 2 besitzen, der beispiels- weise durch eine Überlaufkante, durch Duschen im Flüssigkeitsvorlauf oder Flüssigkeitsablauf oder durch eine mechanische Abtrennung gebildet ist. Daneben kann die Vorrichtung eine Abtrennvorrichtung für Sauerstoff (O2) bzw. Wasserstoff (H2) besitzen. Insbesondere der beim Prozess entstehende Sau- erstoff (O2) kann weiter verwendet werden und beispielsweise für die Belebung biologischer Klärbecken eingesetzt werden.The structure of the device according to FIG. 3 can be developed by providing means for cleaning the electrodes. The cleaning can be done by mechanical wipers / scrapers, by ultrasound, by self-cleaning Surfaces or materials or even by adding appropriate floats in the liquid circulation done. The device described may have a foam separator according to the diagram of FIG. 2, which is formed, for example, by an overflow edge, by showering in the liquid flow or liquid drain or by mechanical separation. In addition, the device may have a separation device for oxygen (O 2 ) or hydrogen (H 2 ). In particular, the oxygen (O2) produced during the process can be used further and used, for example, for the activation of biological clarification tanks.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung erlaubt es, mit verfahrenstechnisch einfachen und sicheren Mitteln kostengünstig organische Schadstoffe aus Wasser zu entfernen. Dieses Verfahren wurde im Rahmen der Abwasseraufbereitung in der Papierindustrie erprobt und eignet sich insbesondere für den Abbau des CSB-Wertes, der durch Lignin bei der Cellulosever- arbeitung verursach wird.The device described above makes it possible to economically remove organic pollutants from water with process engineering simple and safe means. This process has been tested in wastewater treatment in the paper industry and is particularly suitable for reducing the COD value caused by lignin in the processing of cellulose.
Neben dem spezifischen Einsatz in der Papier- oder Zellstoffindustrie kann die beschriebene Vorrichtung und das damit betriebene Verfahren immer dort eingesetzt werden, wo es um den Abbau von CSB-Werten geht. Dies kann sowohl für den Abbau von biologisch nicht abbaubarem CSB, aber auch insbesondere zurIn addition to the specific use in the paper or pulp industry, the device described and the method operated therewith can always be used where it comes to the reduction of COD values. This can be done both for the degradation of non-biodegradable COD, but also in particular for
Umwandlung in biologisch abbaubarem CSB erfolgen. Das Verfahren kann auch zur Behandlung von Konzentraten aus Filtrationsprozessen eingesetzt werden. Dabei kann eine mechanische Vorzerkleinerung von Festbestandteilen im oder vor dem Zulauf zur Zelle insbesondere durch einen Dispergator erfolgen. Ein solcher Dispergator ist beispielsweise ein so genannter Tho- raxrührer .Converted into biodegradable COD. The process can also be used to treat concentrates from filtration processes. In this case, a mechanical pre-crushing of solid components in or before the feed to the cell can be carried out in particular by a disperser. Such a dispersant is, for example, a so-called thorax stirrer.
Das oben beschriebene Verfahren kann weiterhin in Kombination mit einer UV-Aktivierung des flüssigen Mediums durch eine oder mehrere entsprechende UV-Lampen erfolgen. Dies dient dazu, um sowohl eine reduktive als auch oxidative Degradation der Schadstoffe zu verbessern. Besonders vorteilhaft ist, dass das Verfahren im Kreislauf mit einer biologischen Stufe betrieben werden kann, wobei - wie bereits erwähnt - der Sauerstoff für die Belebung von biologischen Klärbecken genutzt wird.The method described above may further be carried out in combination with UV activation of the liquid medium by one or more corresponding UV lamps. This serves to improve both reductive and oxidative degradation of the pollutants. It is particularly advantageous that the process can be operated in the circulation with a biological stage, where - as already mentioned - the oxygen is used for the activation of biological clarifiers.
Das neue Verfahren wurde vorstehend speziell zur Beseitigung von Schadstoffen in wässrigen Medien beschrieben, wobei als Schadstoffe insbesondere Lignin und Huminstoffe bei der Papierherstellung betrachtete wurden. Dies sind dort die we- sentlichen Schadstoffe. Dabei kommt es darauf an, die Wirkung der organischen Schadstoffe in an sich bekannter Weise durch Oxidation zu vermindern, wobei sowohl bei einer geeignete Verfahrensführung auch ein reduktiver Einfluss feststellbar ist. Dazu kann die Vorrichtung entsprechend angepasst werden.The new process has been described above specifically for the elimination of pollutants in aqueous media, with particular regard to lignin and humic substances in papermaking as pollutants. These are the main pollutants there. It is important to reduce the effect of organic pollutants in a conventional manner by oxidation, with both a suitable process control and a reductive influence is detected. For this purpose, the device can be adjusted accordingly.
Das beschriebene Verfahren lässt sich auch zu Abbau von organischen Farbstoffen in Flüssigkeiten verwenden. Solche organischen Farbstoffe werden beispielsweise in der Druckindustrie und/oder in der Textilindustrie verwendet. Zum Drucken und/oder Einfärben kommen natürliche oder synthetische Farbstoffe als Färbemittel in Frage. Diese Färbemittel können im Allgemeinen in flüssigen Lösungsmitteln gelöst werden, wobei derzeit insbesondere wässrige Lösungsmittel bevorzugt werden.The method described can also be used for degradation of organic dyes in liquids. Such organic dyes are used, for example, in the printing industry and / or in the textile industry. For printing and / or coloring, natural or synthetic dyes are suitable as colorants. These colorants can generally be dissolved in liquid solvents, with particular preference currently being given to aqueous solvents.
Die in den wässrigen Lösungsmitteln verbleibenden organischen Farbstoffe sind bei der Entsorgung als Schadstoffe im Sinne vorliegender Erfindung anzusehen, deren Wirkung zu beseitigen oder zumindest zu vermindern ist. Insofern liegt die gleiche Problematik wie bei der oben anhand der Verfahrensschemata beschriebenen Wasserbehandlung vor und es kann eine Vorrichtung, wie sie in Figur 3 im Einzelnen dargestellt ist, verwendet werden.The remaining in the aqueous solvents organic dyes are considered in the disposal of pollutants in the context of the present invention, the effect of which is to be eliminated or at least reduced. In this respect, the same problem exists as in the case of the water treatment described above with reference to the process diagrams, and a device as shown in detail in FIG. 3 can be used.
Mit der anhand Figur 3 beschriebenen Vorrichtung ist ein re- duktiver Abbau der Farbstoffe, aber auch ein oxidativer Abbau der Farbstoffe erreichbar. Sowohl eine reduktive als auch eine oxidative Degradation der Farbstoffe können verfahrenstechnisch genutzt werden. Neben den industriellen Anwendungen der Entfärbung speziell der Druckindustrie und der Textilindustrie, aber auch in der Papier- und Zellstoffindustrie, können ganz allgemein auch im Abwasser, Grundwasser oder Brauchwasser vorhandene organische Färb- und Schadstoffe wirksam entfernt werden.With the device described with reference to FIG. 3, it is possible to achieve a reductive degradation of the dyes, but also an oxidative degradation of the dyes. Both a reductive and an oxidative degradation of the dyes can be used in terms of process technology. In addition to the industrial applications of decolorization especially of the printing industry and the textile industry, but also in the pulp and paper industry, in general, even in the wastewater, groundwater or service water existing organic dyes and pollutants can be effectively removed.
Insgesamt ergibt sich bei der Erfindung ein breites Anwendungspotenzial durch den Abbau des CSB-Wertes (CSB = Chemi- scher Sauerstoffbedarf) . Es kann für den Abbau von biologisch nicht abbaubarem CSB, aber auch zum Generieren von biologisch abbaubarem CSB genutzt werden. Zur Verwendung in der Umwelttechnik kann der beim beschriebenen Prozess entstehende Sauerstoff (O2) abgetrennt und für die Belebung biologischer Klärbecken od. dgl . umweltfreundlicher Einrichtungen genutzt werden. Es ist auch möglich, dass der Schadstoffabbau als Prozess im Kreislauf mit einer biologischen Stufe betrieben wird.Overall, the invention provides a broad application potential by reducing the COD value (COD = chemical oxygen demand). It can be used for the mining of non-biodegradable COD, but also for the generation of biodegradable COD. For use in environmental technology, the oxygen (O 2) produced in the process described can be separated off and used for the activation of biological clarification tanks or the like. environmentally friendly facilities. It is also possible that the pollutant degradation is operated as a process in the cycle with a biological stage.
Weitere Möglichkeiten zur Anwendung der Erfindung sind bei der Behandlung von Konzentraten aus Filtrationsprozessen zu sehen. Es kann dabei vor einer elektrochemischen Behandlung eine mechanische Vorzerkleinerung von Festbestandteilen erfolgen. Ggf. wird dabei das wässrige Medium oder die diesbe- zügliche Flüssigkeit auch UV-aktiviert . Further possibilities for the application of the invention can be seen in the treatment of concentrates from filtration processes. It can be done before an electrochemical treatment, a mechanical pre-crushing of solids. Possibly. In this case, the aqueous medium or the liquid associated therewith is also UV-activated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Entfernung und/oder Abbau von Schadstoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere zur Entfernung von organischen Schadstoffen aus wässrigen Medien, wobei durch oxidierende OH-Radikale in der zu reinigenden Flüssigkeit die gewünschte Wirkung erzielt wird, mit folgenden Maßnahmen: - es erfolgt eine kontinuierliche Bearbeitung der Flüssigkeit,1. A process for the removal and / or degradation of pollutants from liquids, in particular for the removal of organic pollutants from aqueous media, wherein the desired effect is achieved by oxidizing OH radicals in the liquid to be purified, with the following measures: - It is carried out continuously Processing of the liquid,
- dabei wird eine Anordnung aus alternierend positiven und negativen Elektroden verwendet,an arrangement of alternating positive and negative electrodes is used,
- wobei die Elektroden flächenhaft ausgebildet sind und sich entsprechende Elektroden zueinander planparallel angeordnet sind und- Wherein the electrodes are formed areally and corresponding electrodes are arranged plane-parallel to each other and
- wobei die Flüssigkeit kontinuierlich den Elektroden zugeführt und weggeführt, wozu ein Zu- und Ablauf (und ggf. ein Verteiler) verwendet werden, - die OH-Radikale werden direkt elektrochemisch in der Flüssigkeit an den Elektroden erzeugt,- The liquid is continuously supplied to the electrodes and led away, including an inlet and outlet (and possibly a distributor) are used, - The OH radicals are generated directly electrochemically in the liquid at the electrodes,
- die direkt elektrochemisch erzeugten OH-Radikale werden zur Entfernung der Schadstoffe, zur Unwirksammachung der Schadstoffe und/oder zur Verringerung von deren Wirkung einge- setzt.- The directly electrochemically generated OH radicals are used to remove the pollutants, to inactivate the pollutants and / or to reduce their effect.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrochemischen Erzeugung der OH-Radikale Elektrodenanordnungen verwendet werden, die eine Spannung von < 5 V benö- tigen.2. The method according to claim 1, characterized in that for the electrochemical generation of the OH radicals electrode assemblies are used which require a voltage of <5 V ter.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in der Elektrodenanordnung alternierend mit positiver oder negativer Spannung beaufschlagt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the electrodes are applied alternately in the electrode assembly with positive or negative voltage.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einsatz in der Papier- oder Zellstoffindustrie . 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the use in the paper or pulp industry.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Chemischer Sauerstoffbedarf als Kriterium für das Vorhandensein der Schadstoffe definiert wird, gekennzeichnet durch den Ab- bau des CSB-Wertes (CSB = Chemischer Sauerstoffbedarf) .5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the chemical oxygen demand is defined as a criterion for the presence of pollutants, characterized by the reduction of the COD value (COD = chemical oxygen demand).
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet für den Abbau von biologisch nicht abbaubarem CSB.6. The method according to claim 5, characterized for the degradation of non-biodegradable COD.
7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet zum Generieren von biologisch abbaubarem CSB.7. The method according to claim 5, characterized for generating biodegradable COD.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet zur Behandlung von Konzentraten aus Filtrationspro- zessen.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized for the treatment of concentrates from Filtrationspro-.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor der elektrochemischen Behandlung eine mechanische Vorzerkleinerung von Festbestandteilen erfolgt.9. The method according to claim 8, characterized in that prior to the electrochemical treatment, a mechanical pre-crushing of solid components takes place.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit bzw. das diesbezügliche Medium UV-aktiviert wird.10. The method according to claim 8, characterized in that the liquid or the relevant medium is UV-activated.
11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Einsatz in der Papier- oder Zellstoffindustrie der reduktive Abbau der Schadstoffe, insbesondere von Lignin oder von Huminstoffen, verfahrenstechnisch genutzt wird.11. The method according to claim 3, characterized in that for use in the paper or pulp industry, the reductive degradation of pollutants, in particular lignin or humic substances, is used in terms of technology.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine reduktive als auch eine oxidative Degradation der Schadstoffe erfolgt und dass die Degradation prozesstechnisch genutzt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that both a reductive and an oxidative degradation of the pollutants takes place and that the degradation is used in terms of process technology.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der entstehende Sauerstoff (O2) abgetrennt und für die Belebung biologischer Klärbecken od. dgl . umweltfreundlicher Einrichtungen genutzt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the resulting oxygen (O2) separated and od for the activation of biological treatment tanks. Like. environmentally friendly facilities.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadstoffabbau als Prozess im Kreislauf mit einer biologischen Stufe betrieben wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pollutant degradation is operated as a process in the circulation with a biological stage.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess mit Gleichstrom betrieben wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the process is operated with direct current.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess galvanostatisch betrieben wird und dass eine Stromdichte von ca. 2 bis 500 mA/cm2 Elektrodenfläche eingesetzt wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the process is galvanostatically operated and that a current density of about 2 to 500 mA / cm 2 electrode surface is used.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom gepulst eingespeist wird.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the direct current is pulsed fed.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehandlungsprozess mit Wechselstrom, insbesondere Dreieck-, Sinus- und/oder Plateaustrom betrieben wird, wobei die Frequenz des Wechselstroms im Bereich von 10~3 bis 1 Hz liegt.18. The method according to any one of the preceding claims, character- ized in that the liquid treatment process is operated with alternating current, in particular triangular, sinusoidal and / or plateau, wherein the frequency of the alternating current is in the range of 10 ~ 3 to 1 Hz.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe organische Farbstoffe sind.19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pollutants are organic dyes.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die organischen Farbstoffe natürliche Farbstoffe sind,20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the organic dyes are natural dyes,
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Farbstoffe synthetische Farbstoffe sind.21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the organic dyes are synthetic dyes.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Verwendung in der Druckindustrie 22. The method according to any one of the preceding claims characterized by a use in the printing industry
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Verwendung in der Textilindustrie.23. The method according to any one of the preceding claims characterized by a use in the textile industry.
24. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 23 mit Mitteln zur elektrochemischen Erzeugung von OH-Radikalen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung alternierender positiver und negativer Elektroden vorhanden sind, dass sich entsprechende Elektroden (Hi, 21i) planparallel zueinander angeordnet sind und dass ein Zu- und ein Ablauf (35, 36) vorhanden ist, über die die zu reinigende Flüssigkeit zu- bzw. weggeführt und kontinuierlich and den Elektroden vorbeigeführt wird.24. An apparatus for carrying out the method according to claim 1 or one of claims 2 to 23 with means for the electrochemical generation of OH radicals, characterized in that an arrangement of alternating positive and negative electrodes are present, that corresponding electrodes (Hi, 21i) are arranged plane-parallel to each other and that an inlet and a drain (35, 36) is present, via which the liquid to be purified on or led away and is passed continuously past the electrodes.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (Hi, 2I1) radialsymmetrisch ausgebildet sind.25. The device according to claim 24, characterized in that the electrodes (Hi, 2I 1 ) are formed radially symmetrically.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (lli( 21i) zylindersymmetrisch ausgebil- det sind.26. The device according to claim 24, characterized in that the electrodes (II i ( 21i) are formed cylindrically symmetrical.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (Hi, 2I4) ineinander geschachtelt sind.27. The device according to claim 26, characterized in that the electrodes (Hi, 2I 4 ) are nested.
28. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (Hi, 21χ) ein Drahtbündel bilden.28. The device according to claim 24, characterized in that the electrodes (Hi, 21χ) form a wire bundle.
29. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (Hi, 2Ii) oberflächenstrukturiert sind.29. The device according to claim 23, characterized in that the electrodes (Hi, 2Ii) are surface-structured.
30. Vorrichtung nach. Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (H4, 2I1) aus so genanntem MMO(mixed me- tal oxide) -Material gebildet sind.30. Device after. Claim 24, characterized in that the electrodes (H 4 , 2I 1 ) of so-called MMO (mixed metal oxide) material are formed.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dasβ das MMO-Material Diamant, Platin (Pt), Siliciumcarbid (SiC) , Wolframcarbid (WC) , Titancarbid (TiC) , Titannitrid (TiN) und/oder Titankohlenstoffnitrid (TiCN) ist.31. The device according to claim 30, characterized in that dieβ the MMO material diamond, platinum (Pt), silicon carbide (SiC), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN) and / or titanium carbon nitride (TiCN).
32. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als positive Elektroden (H1) sich verzehrende Elektro- denmaterialien, wie insbesondere Eisen (Fe) , rostfreie Stahllegierungen, Aluminium (Al), Aluminiumlegierungen oder aus Kohlenstoff (C) verwendet werden.32. Device according to claim 24, characterized in that as positive electrodes (H 1 ) consumable electrode materials, in particular iron (Fe), stainless steel alloys, aluminum (Al), aluminum alloys or carbon (C) are used.
33. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als negative Elektrode (2I1) Elektrodenmaterialien wie33. Apparatus according to claim 24, characterized in that as negative electrode (2I 1 ) electrode materials such as
Eisen (Fe) , rostfreie Stahllegierungen, Kohlenstoff (C) und/ oder Aluminium (Al) verwendet werden.Iron (Fe), stainless steel alloys, carbon (C) and / or aluminum (Al) are used.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden (H1, 2I1) Separatoren zur Trennung der Elektrodenräume eingebracht sind.34. Device according to one of claims 24 to 33, characterized in that between the electrodes (H 1 , 2I 1 ) separators for the separation of the electrode spaces are introduced.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für eine Elektrodenreinigung vor- handen sind.35. Device according to one of claims 24 to 33, characterized in that means for an electrode cleaning are present.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Elektrodenreinigung mechanische Wischer/Schaber, Ultraschall, und Zusätze von entsprechenden Schwimmkörpern im Flüssigkeitskreislauf sind.36. Apparatus according to claim 35, characterized in that the means for cleaning the electrode are mechanical wipers / scrapers, ultrasound, and additives of corresponding floats in the liquid circuit.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaumabscheider und/oder ein Verteiler vorhanden ist.37. Device according to one of claims 24 to 36, characterized in that a foam separator and / or a distributor is present.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtrennvorrichtung für Sauerstoff38. Device according to one of claims 24 to 37, characterized in that a separation device for oxygen
(O2) und/oder Wasserstoff (H2) vorhanden ist. (O2) and / or hydrogen (H 2 ) is present.
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