FI72708C - FOERFARANDE FOER ELEKTROKEMISK BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN. - Google Patents
FOERFARANDE FOER ELEKTROKEMISK BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN. Download PDFInfo
- Publication number
- FI72708C FI72708C FI831206A FI831206A FI72708C FI 72708 C FI72708 C FI 72708C FI 831206 A FI831206 A FI 831206A FI 831206 A FI831206 A FI 831206A FI 72708 C FI72708 C FI 72708C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- electrodes
- effluent
- soluble
- cell
- electrolytic diaphragm
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
- C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/02—Fluid flow conditions
- C02F2301/024—Turbulent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
1 727081 72708
Menetelmä jäteveden sähkökemiallista käsittelyä vartenMethod for electrochemical treatment of waste water
Esillä oleva keksintö kohdistuu ympäristötekniikkaan ja tarkemmin sanottuna menetelmään ja laitteistoon jäteveden 5 sähkökemiallista käsittelyä varten, kuten meriveden käsittelyyn, joka sisältää vaihtelevan suolapitoisuuden omaavaa merivettä.The present invention relates to environmental technology and more particularly to a method and apparatus for electrochemical treatment of wastewater, such as seawater treatment, which includes seawater of varying salinity.
Biosfäärin saastuminen on eräs tärkeimmistä nykypäivän hankaluuksista kautta maailman ja veden saastuminen jä-10 tevesipoistojen vaikutuksesta on erikoisella sijalla elinympäristön saastumisessa. Merenkulun jatkuvasti kasvanut kehittyminen on aiheuttanut äkillisen kasvun merenkulun aiheuttaman jäteveden osuuteen valtameriin kokonaisuudessaan johdettuihin jätevesiin. Tämän seurauksena useimmat 15 valtiot pyrkivät estämään alusten, joita ei ole varustettu jäteveden käsittelylaitteilla, liikenteen aluevesillään ja sisämaan vesistöissä.Biosphere pollution is one of the most important problems in the world today, and water pollution from sewage effluents has a special place in habitat pollution. The ever-increasing development of shipping has led to a sudden increase in the proportion of maritime effluent discharged into the oceans as a whole. As a result, most 15 states seek to prevent ships that are not equipped with wastewater treatment facilities from navigating their territorial waters and inland waters.
Suunniteltaessa laivojen jäteveden käsittelyjärjestelmiä, on erikoisesti kiinnitettävä huomiota käsittelyn 20 luotettavuuden parantamiseen. Tämä aiheutuu siitä, että nykyisin sähkökemialliset menetelmät jäteveden käsittelemi-: seksi ovat laajalti levinneitä. Kuitenkin käsiteltävän jä teveden sisältäessä merivettä havaitaan sähkökemiallisen käsittelyn aikana hydroksidiyhdisteiden saostumista, jotka 25 pääasiassa muodostuvat anodilla liukenevista metallihydroksideista ja magnesiumhydroksidista liukenevilla elektrodeilla, jotka muodostavat metallia koaguloivia ioneja. Nämä hydroksidit peittävät metallipinnan ja tukkeavat elektrodien väliset tilat estäen täten nestevirtauksen elektrodien vä-30 Iillä.When designing ship wastewater treatment systems, special attention must be paid to improving the reliability of the treatment. This is due to the fact that electrochemical methods for wastewater treatment are now widespread. However, when the treated effluent contains seawater, precipitation of hydroxide compounds, mainly formed by anode-soluble metal hydroxides and magnesium hydroxide-soluble electrodes, which form metal coagulating ions, is observed during the electrochemical treatment. These hydroxides cover the metal surface and block the spaces between the electrodes, thus preventing fluid flow between the electrodes.
Alalla tunnetaan ennestään menetelmä jäteveden käsittelemiseksi, joka on julkaistu GB-patentissa 1 560 730 (Int. Cl. C02F 1/46) ja jossa käytetään liukenevien elektrodien pinnan puhdistamista elektrolyyttisessä kennossa hio-35 vien osasten avulla, joiden tiheys on suurempi kuin nesteen, kuten posliiniosasten, muovien, kivimateriaalien jne. avulla. Nesteen virratessa elektrolyyttisessä kennossa määrätyllä 2 72708 virtausnopeudella suspendoituvat nämä osaset elektrodien välisiin tiloihin ja poistavat hankaamalla saostuman elektrodien pinnoilta.A process for the treatment of waste water is known in the art, published in GB patent 1,560,730 (Int. Cl. CO2F 1/46), which uses surface cleaning of soluble electrodes in an electrolytic cell by means of abrasive particles having a density higher than that of a liquid, such as by means of porcelain particles, plastics, stone materials, etc. As the liquid flows in the electrolytic cell at a given flow rate of 2 72708, these particles are suspended in the spaces between the electrodes and remove the precipitate by rubbing off the electrode surfaces.
Edellä mainittu menetelmä on ensinäkemältä yksinker-5 täinen ja helppokäyttöinen, mutta vaaditaan osassuspension muodostaminen suurilla virtausnopeuksilla, jolloin on mahdotonta suorittaa menetelmä optimaalisissa olosuhteissa. Lisäksi, kun elektrolyysikennoa ei käytetä, ei elektrodien kautta kulje sähkövirtaa eikä käsiteltävää nestettä syöte-10 tä, jolloin tapahtuu korroosiota liukenevilla elektrodeilla, mihin liittyy hydroksidien saostuminen niille. Jos elektrolyyttinen kenno poistetaan käytöstä pitkähköksi aikaa, liukenevien elektrodien korroosiotuotteet voivat täyttää elektrodien väliset tilat siinä määrin, että niiden pin-15 tojen puhdistaminen hiovien osasten avulla on mahdotonta.The above method is at first sight simple and easy to use, but requires the formation of a partial suspension at high flow rates, making it impossible to carry out the method under optimal conditions. In addition, when the electrolysis cell is not used, neither an electric current passes through the electrodes nor the liquid to be treated feed-10, whereby corrosion occurs with soluble electrodes, which involves the precipitation of hydroxides on them. If the electrolytic cell is taken out of service for an extended period of time, the corrosion products of the soluble electrodes may fill the spaces between the electrodes to such an extent that it is impossible to clean their surfaces with abrasive particles.
Täten käsiteltävässä jätevesivirtauksessa liikkuvien hiovien osasten käyttö ei pysty muodostamaan täydellistä ja luotettavaa elektrodin pintojen puhdistusta ja siten antamaan hyvälaatuista jäteveden käsittelyä.Thus, the use of abrasive particles moving in the effluent stream to be treated is not capable of providing complete and reliable cleaning of the electrode surfaces and thus providing good quality effluent treatment.
20 Alalla tunnetaan myös kehittyneempi menetelmä jäte veden käsittelemiseksi sähkökemiallisesti (vrt. U.S.S.R. Author's Certificate No. 814 881, Int. Cl. C02F 1/12), jossa käsiteltävää jätevettä johdetaan elektrolyyttisen dia-fragmakennon lävitse, anolyytti ja katolyytti poistetaan 25 erikseen anodi- ja katodiosastoista, katolyytin annetaan laskeutua ja sitten anolyytti ja katolyytti sekoitetaan keskenään.A more advanced method for electrochemically treating waste water is also known in the art (cf. USSR Author's Certificate No. 814 881, Int. Cl. C02F 1/12), in which the effluent to be treated is passed through an electrolytic diaphragm cell, the anolyte and catholyte are removed separately from the anode and catholyte. from the cathode compartments, the catholyte is allowed to settle and then the anolyte and catholyte are mixed together.
On kuitenkin verrattain vaikeaa antaa katolyytin laskeutua aluksen keinuessa ja kallistuessa ja tämä on mai-30 nitun menetelmän pääepäkohta.However, it is relatively difficult to allow the catholyte to settle as the vessel swings and tilts, and this is the main thrust of the method mentioned.
Alalla tunnetaan myös menetelmä jäteveden käsittelemiseksi, joka on esitetty julkaisussa U.S.S.R. Author's Certificate No. 739 004 (Int. Cl. C02F 1/46) ja joka käsittää merivettä sisältävän jäteveden käsittelyn elektrolyyt-35 tisen diafragmakennon katodiosastossa, sitten nagnesiumpi- 3 72708 toinen laskeuma erotetaan ja käsitellään diafragmakennon anodiosastossa ja magnesiumpitoinen neste johdetaan anodi-osastosta katodiosastoon.A method for treating wastewater is also known in the art and is disclosed in U.S.S.R. Author's Certificate No. 739 004 (Int. Cl. CO 2 F 1/46) and comprising treating seawater-containing wastewater in the cathode compartment of an electrolytic diaphragm cell, then a second precipitate of magnesium-3 72708 is separated and treated in the anode compartment of the diaphragm cell and the magnesium-containing liquid is discharged from the anode compartment to the cathode compartment.
Tämä menetelmä estää liiallisten suolasaostumien 5 muodostumisen elektrodeille, mutta lukuisista syistä johtuen on mahdotonta suorittaa merivettä sisältävän jäteveden käsittely riittävän tehokkaasti, näiden syiden ollessa seuraavien: - jos laskeumaa käsitellään elektrolyyttisen kennon anodiosastossa anodialueen tukkeutumisen estämiseksi laskeuman vaikutuksesta, täytyy sen tilavuuden olla suuren, jolloin anodin ja katodin välisen etäisyyden täytyy myös olla suuren ja elektrolyyttisen diafragmakennon ylitse oleva jännite kasvaa verrattain suureksi elektrolyytin oh- 15 misten häviöiden vuoksi, mikä vuorostaan aiheuttaa tehonkulutuksen kasvun jätevesikäsittelyssä; - laskeumien toistuva käsittely anodiosastossa, jolloin magnesiumpitoista nestettä syötetään jatkuvasti katodiosastoon, aiheuttaa magnesiumionien pitoisuuden kasvun 20 käsiteltävässä jätevedessä ja liuoksen kyllästyessä aiheuttaa tämä magnesiumsuolojen saostumisen ja puhdistetun jäteveden likaantumisen näiden suolojen vaikutuksesta; - jos jätevettä käsitellään vain elektrolyyttisen kennon katodiosastossa, puolta kulutetusta sähkötehosta ei 25 käytetä suoraan jäteveden käsittelyyn, vaan magnesiumpi-toisen saostuman liuottamiseen; - magnesiumpitoisen laskeuman erottaminen vaatii lisäsäiliöitä, jotka merkittävästi suurentavat jäteveden käsittelylaitoksen kokoa ja aluksen kallistellessa, kei- 20 nuessa tai täristessä heikkenee laskeumistapahtuman tehokkuus huomattavasti.This method prevents the formation of excessive salt deposits 5 on the electrodes, but for a number of reasons it is impossible to treat seawater-containing wastewater efficiently, for the following reasons: - if the deposition is treated in the anode compartment of the electrolytic cell to prevent anode clogging, the volume must be large, the distance between the cathodes must also be large and the voltage above the electrolytic diaphragm cell becomes relatively large due to the ohmic losses of the electrolyte, which in turn causes an increase in power consumption in the wastewater treatment; - repeated treatment of the precipitates in the anode compartment, whereby the magnesium-containing liquid is continuously fed to the cathode compartment, causes an increase in the concentration of magnesium ions in the treated effluent and saturation of the solution causes precipitation of magnesium salts and contamination of the treated effluent by these salts; - if the effluent is treated only in the cathode compartment of the electrolytic cell, half of the electrical power consumed is not used directly for the treatment of the effluent but for the dissolution of the magnesium silicon precipitate; - Separation of the magnesium-containing sediment requires additional tanks, which significantly increase the size of the wastewater treatment plant, and when the vessel is tilted, rocked or vibrated, the efficiency of the deposition event is significantly reduced.
Eräät edellä mainituista epäkohdista on poistettu US-patentissa 4 188 278 (Int. Cl.^ C02B 1/82) esitetyssä menetelmässä.Some of the above drawbacks have been eliminated in the process disclosed in U.S. Patent 4,188,278 (Int. Cl. 2 CO 2 B 1/82).
25 Tämä menetelmä nesteiden käsittelemiseksi perustuu siihen, että neste johdetaan elektrolyyttisen kennon lävitse 4 72708 vaihtelevan potentiaalin omaavan alueen kautta ja tämän vaihtelevan potentiaalin suuntaa muutetaan, jolloin kiihdyttävät ja hidastavat voimat vaikuttavat nesteeseen sen kulkutiellä, mikä muodostaa voimakkaan pyörteisyyden nes-5 teen yksittäisten kerrosten väliin. Tätä menetelmää käytetään laitteistossa, joka käsittää kaksi pääelektrodia ja useita lisäelektrodeja, jotka on sijoitettu pääelektro-dien väliin, jolloin jokainen pääelektrodi muodostuu useista yhteen tasoon sijoitetuista, sähköisesti yhteenkytketyis-10 tä tangoista, jokainen lisäelektrodi muodostuu sähköisesti eristetyistä tangoista, pääelektrodit muodostavat vaihtelevan potentiaalin omaavan alueen väliinsä ja tämän vaihtelevan potentiaalin omaavan alueen lävitse virtaava neste sekä kaasukuplat poistetaan elektrodeilta ultraäänilähteen avul-15 la.This method of treating liquids is based on passing a liquid through an electrolytic cell 470708 through a region of varying potential and changing the direction of this variable potential, with accelerating and decelerating forces acting on the liquid in its path, creating a strong turbulence between the liquid layers. This method is used in an apparatus comprising two main electrodes and a plurality of additional electrodes interposed between the main electrodes, each main electrode consisting of a plurality of electrically interconnected rods arranged in one plane, each additional electrode consisting of electrically insulated rods, the main electrodes forming a variable region potential between them and through this region of varying potential, the liquid and the gas bubbles are removed from the electrodes by means of an ultrasonic source.
Tätä menetelmää käyttävän laitteen tehonkulutus on myös erittäin suuri ultraäänivärähtelijän vuoksi, jota käytetään suolasaostumien muodostumisen estämiseksi elektrodien katodipinnoille.The power consumption of the device using this method is also very high due to the ultrasonic vibrator used to prevent the formation of salt deposits on the cathode surfaces of the electrodes.
20 Lisäksi, koska elektrodit on sijoitettu poikkisuun- taan nestevirtauksen suhteen, voi kuitumainen lika kiinnittyä elektrodeihin ja on mahdotonta poistaa se ultraäänen avulla, koska kuitumaisten epäpuhtauksien ominaispainot ovat samat kuin käsiteltävän nesteen ja voimakkaat pyörre-25 alueet elektrodien takana tuhoavat koaguloituneiden epäpuhtauksien kasaumat, mikä häiritsee kolloidisten epäpuhtauksien koaguloitumistapahtumaa ja lopuksi vaikuttaa haitallisesti jäteveden käsittelyn laatuun. Lisäksi jätevesi-virtauksen pyörteisyys aiheuttaa nesteen elektrodien raja-30 kerrosten voimakkaan sekoittumisen, mikä alentaa näiden kerrosten pH-arvoa, minkä tuloksena suolasaostumia muodostuu elektrodien pinnalle. Nestevirtauksen suuntaan sijoitettu seula monimutkaistaa tässä menetelmässä käytettävää laitteistoa ja heikentää sen luotettavuutta seulan tukkeutumi-35 sen vuoksi ja elektrodien kiinnittäminen astian seiniin vaatii eristävien välikappaleiden asentamisen tai astian 72708 5 seinien valmistamisen eristävästä materiaalista, mikä tekee elektrolyyttisen kennon rakenteen huomattavan monimutkaiseksi .In addition, because the electrodes are positioned transverse to the fluid flow, fibrous dirt can adhere to the electrodes and is impossible to remove by ultrasound because the specific weights of the fibrous impurities are the same as the fluid being treated and the strong vortex areas behind the electrodes destroy coagulated contaminants. coagulation of colloidal contaminants and finally adversely affects the quality of wastewater treatment. In addition, the turbulence of the wastewater flow causes strong mixing of the boundary layers of the liquid electrodes, which lowers the pH of these layers, resulting in the formation of salt deposits on the surface of the electrodes. A screen placed in the direction of fluid flow complicates the equipment used in this method and impairs its reliability due to screen clogging and the attachment of electrodes to vessel walls requires the installation of insulating spacers or vessel 72708 5 walls made of insulating material, making electrolyte cell construction considerably complex.
Luotettavampi menetelmä jäteveden sähkökemiallista 5 käsittelyä varten on esitetty julkaisussa U.S.S.R. Author’s Certificate No. 808 376 (Int. Cl. C02F 1/46) ja perustuu se siihen, että jätevesi johdetaan elektrolyyttisen dia-fragmakennon lävitse ja anolyytti sekä katolyytti poistetaan erikseen. Puhdistettu anolyytti johdetaan pois ja ka-10 tolyytti palautetaan vaahdotuskennoon.A more reliable method for electrochemical treatment of wastewater is disclosed in U.S.S.R. Author’s Certificate No. 808 376 (Int. Cl. CO 2 F 1/46) and is based on passing the effluent through an electrolytic diaphragm cell and removing the anolyte and catholyte separately. The purified anolyte is drained and the ka-10 toluite is returned to the flotation cell.
Raskasmetallien ioneja sisältävä jätevesi käsitellään sähköisessä koagulointilaitteessa, vaahdotuskennossa ja suodattimena peräkkäin ja johdetaan sitten elektrolyyttiseen diafragmakennoon.Wastewater containing heavy metal ions is treated in an electric coagulator, a flotation cell and a filter in succession and then passed to an electrolytic diaphragm cell.
15 Tämä menetelmä jäteveden sähkökemialliseksi puhdis tamiseksi antaa mahdollisuuden parantaa jäteveden käsittelyä, koska alkalinen katolyytti palautetaan vaahdotuskennoon, mikä nostaa käsiteltävän jäteveden pH-arvoa.This electrochemical treatment of the effluent makes it possible to improve the treatment of the effluent, since the alkaline catholyte is returned to the flotation cell, which raises the pH of the effluent to be treated.
Tämän käsittelymenetelmän epäkohtana on sen pieni 20 kapasiteetti, koska osa virtauksesta palautetaan.The disadvantage of this treatment method is its small capacity because part of the flow is returned.
Lisäksi tätä menetelmää käytettäessä hapanta puhdistettua vettä elektrolyyttisen kennon anodialueelta poistetaan aluksesta tai putkiin, mikä vaikuttaa haitallisesti vesilähteiden kasvistoon ja eläimistöön sekä aiheuttaa put-25 kistojen korrosioitumisen kasvua.In addition, using this method, acidic purified water from the anode region of the electrolytic cell is removed from the vessel or tubes, which adversely affects the flora and fauna of the water sources and causes an increase in corrosion of the tubes.
Toinen epäkohta tässä menetelmässä on se, että vaaditaan suodattimen käyttöä, jolloin pienet osaset pääsevät lävitse ja suodatin tukkeutuu suurten osasten vaikutuksesta, jolloin tarvitaan suodattimen huoltoa.Another disadvantage of this method is that the use of a filter is required, whereby small particles can pass through and the filter becomes clogged by large particles, requiring filter maintenance.
30 Esillä olevan keksinnön pääkohteena on edellä mai nittujen epäkohtien poistaminen järjestämällä käsiteltävän jäteveden virtaukset siten, että muodostuu anolyytin ja ka-tolyytin erillinen käsittely vastaavissa elektrodien välisissä tiloissa elektrolyyttisessä diafragmakennossa käyttäen 35 liukenevia ja liukenemattomia elektrodeja.The main object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks by arranging the flows of the effluent to be treated so as to form a separate treatment of the anolyte and the catalyst in the respective electrode spaces in the electrolytic diaphragm cell using 35 soluble and insoluble electrodes.
Tämän pääkohteen mukaan saadaan menetelmä jäteveden, alusten jätevesien sähkökemiallista käsittelyä varten, jossa 6 72708 menetelmässä käsiteltävä jätevesi johdetaan liukenemattomilla ja liukenevilla elektrodeilla varustettujen elektrolyyttisten difragmakennojen lävitse anolyytin ja katolyytin poistamiseksi erikseen, jonka jälkeen ne sekoitetaan keske-5 nään ja käsitelty jätevesi poistetaan. Keksinnölle on tunnusomaista, että erikseen poistettavat anolyytti ja katolyyt-ti saadaan liukenemattomilla elektrodeilla varustetussa elektrolyyttisessä diafragmakennossa, jonka jälkeen ne johdetaan liukenevilla elektrodeilla, erityisesti alumiinielektrodeil-10 la, varustettuun elektrolyyttiseen diafragmakennoon siten, että anolyytti ja katolyytti johdetaan liukenemattomilla elektrodeilla varustetusta elektrolyyttisestä diafragmaken-nosta yhdensuuntaisina virtauksina vastaavasti liukenevilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen diafragraakennon 15 anodiosastoon ja katodiosastoon, jolloin liukenevilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen diafragmakennon anodiosastoon syötetyn jäteveden pH-arvo on 1 - 1,5 yksikköä pienempi kuin liukenevan metallin hydratoitujen ionien muodostumiseen vaadittava pH-arvo ja liukenevilla elektrodeilla 20 varustetun elektrolyyttisen diafragmakennon katodiosastoon syötetyn jäteveden pH-arvo on 1 - 1,5 yksikköä suurempi kuin liukenevan metallin hydratoitujen ionien muodostumiseen vaadittava pH-arvo.According to this main object, there is provided a method for the electrochemical treatment of wastewater, ship effluent, in which the effluent treated in process 6 72708 is passed through insoluble and soluble electrolyte diffraction cells to remove anolyte and catholyte separately, then mixed with a medium and treated. The invention is characterized in that the separately removable anolyte and catholyte are obtained in an electrolytic diaphragm cell with insoluble electrodes, after which they are passed with soluble electrodes, in particular aluminum electrodes 10a, to an electrolytic diaphragm cell as currents to the anode compartment 15 and the cathode compartment of the electrolytic diaphragm cell with soluble electrodes, respectively, wherein the pH of the effluent fed to the anode compartment of the electrolytic diaphragm cell with the soluble electrodes is 1 to 1.5 units lower than the electrode the pH of the effluent is 1 to 1.5 units higher than that of the soluble metal Hydra the pH required for the formation of the ions.
Jos käsiteltävä neste suunnataan yhdensuuntaisina vir-25 tauksina, nesteen ja elektrodin rajakerrokset eivät sekoitu käsiteltävän jätevesivirtauksen muun osan kanssa, jolloin saavutetaan sen suuri alkalisuus ja happamuus liukenevien elektrodien raja-alueella, mikä estää liukenemattomien suola-saostumien muodostumisen elektrodin liukenemisen aikana.If the liquid to be treated is directed in parallel flows, the boundary layers of the liquid and the electrode do not mix with the rest of the effluent stream to be treated, achieving its high alkalinity and acidity in the soluble electrode boundary, preventing insoluble salt deposits during electrode dissolution.
30 Edellä mainituilla pH-arvoilla alumiinihydroksidi on termodynaamisesti epästabiili ja liukenee muodostaen Al^+- ja A102 -ioneja eikä siten muodostu saostumaa elektrodien välisiin tiloihin.At the above pH values, the aluminum hydroxide is thermodynamically unstable and dissolves to form Al 2+ and A 10 2 ions and thus no precipitate forms in the spaces between the electrodes.
Jäteveden sähkökemiallinen käsittelymenetelmä on esi-35 tetty kaaviollisesti kuviossa 1.The electrochemical treatment method for wastewater is schematically shown in Figure 1.
7 72708 Käsittelemätön jätevesi, joka kulkee liukenemattomilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen diafragma-kennon 2 syöttöputken 1 kautta, jaetaan kahdeksi virtaukseksi. Lasikankaasta valmistettu diafragma 3 erottaa anodi-5 osaston 4 ja katodiosaston 5 toisistaan, joihin on sijoitettu grafiitista valmistetut katodi 7 ja anodi 6 ja anodi sekä katodi on kytketty teholähteeseen (ei esitetty). Liukenemattomilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen diafragmakennon anodi- ja katodiosasto on varustettu ano-10 lyytin poistoputkella 8 ja katolyytin poistoputkella 9, jotka vastaavasti on yhdistetty letkujen 10 ja 11 avulla liukenevilla, erikoisesti alumiinista valmistetuilla elektrodeilla 17 ja 18 varustetun elektrolyyttisen diafragmakennon 16 anodiosaston 14 ja katodiosaston 15 syöttöput-15 kiin 12 ja 13. Liukenevat elektrodit on erotettu toisistaan lasikankaasta valmistetun diafragman 19 avulla. Käsitellyt jätevesivirtaukset poistuvat elektrolyyttisestä diafragma-kennosta poistoputkien 20 ja 21 kautta, sekoittuvat keskenään kokoojassa 22 ja jätevesi ohjataan sitten erottimeen 20 puhdistetun veden erottamiseksi. Jäteveden poistuessa liukenevilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen kennon elektrodien välisistä tiloista suoritetaan käsitellylle jätevedelle neutralointi, liukenevan metallin, erikoisesti alumiinin, hydroksidihöytäleitä muodostuu poistoon ja ne 25 adsorboivat epäpuhtauksia käsiteltävästä jätevedestä.7 72708 The untreated wastewater passing through the supply pipe 1 of the electrolytic diaphragm cell 2 with insoluble electrodes is divided into two streams. A diaphragm 3 made of glass cloth separates the anode-5 compartment 4 and the cathode compartment 5, in which a cathode 7 and anode 6 made of graphite and an anode and a cathode are connected to a power supply (not shown). The anode and cathode compartments of the electrolytic diaphragm cell with insoluble electrodes are provided with an ano-10 lytic outlet tube 8 and a catholyte outlet tube 9, respectively connected by hoses 10 and 11. -15 to 12 and 13. The soluble electrodes are separated by a diaphragm 19 made of glass cloth. The treated wastewater streams exit the electrolytic diaphragm cell through the discharge pipes 20 and 21, mix with each other in the collector 22, and the wastewater is then directed to a separator 20 to separate the purified water. As the effluent leaves the electrode cell of the electrolytic cell with soluble electrodes, the treated effluent is neutralized, hydroxide flakes of soluble metal, especially aluminum, are formed for the effluent and adsorb impurities from the treated effluent.
Muodostuneet koaguloivan aineen höytäleet yhdessä adsorboituneiden epäpuhtauksien kanssa siirtyvät nesteen pinnalle hydrolyysin aikana muodostuneiden vety- ja happi-kuplien vaikutuksesta, jolloin muodostuu vaahto.The flocculant flocculants formed, together with the adsorbed impurities, migrate to the surface of the liquid under the action of hydrogen and oxygen bubbles formed during hydrolysis, forming a foam.
30 Seuraavassa on esitetty esimerkki sähkökemiallisen jäteveden ehdotetun käsittelymenetelmän käytännöllisestä toteutuksesta .30 The following is an example of the practical implementation of the proposed method of electrochemical wastewater treatment.
EsimerkkiExample
Elektrolyysin aikana johdettiin sähkövirtaa kuvios-35 sa 1 esitetyn laitteen grafiitti- ja alumiinielektrodien kautta. Jäteveden pH-arvo anodiosastossa on välillä 3 - 3,5 ja jäteveden pH-arvo katodiosastossa oli välillä 10 - 11,2.During the electrolysis, an electric current was conducted through the graphite and aluminum electrodes of the device shown in Fig. 35a. The pH of the effluent in the anode compartment was between 3 and 3.5 and the pH of the effluent in the cathode compartment was between 10 and 11.2.
8 727088 72708
Liukeneviin ja liukenemattomiin elektrodeihin syötetty sähkövirta oli vastaavasti 45 A ja 55 A. Jäteveden virtausnopeus elektrolyyttisen kennon lävitse oli 1 000 1/h.The electric current supplied to the soluble and insoluble electrodes was 45 A and 55 A, respectively. The wastewater flow rate through the electrolytic cell was 1,000 l / h.
Aina 30 minuutin kuluttua molempien elektrolyysiken-5 nojen molempien elektrodiparien napaisuus vaihdettiin.After every 30 minutes, the polarity of both electrode pairs of both electrolysis cells was reversed.
Tasapainokaavion mukaan järjestelmälle Al3+ <“> A1C>2 · 31^0 pH-arvon ollessa pienempi kuin 4,5 ja suurempi kuin 9,1 alumiinihydroksidi on termodynaamisesta epästabiili ja liukenee Al‘i + - ja Al2 -ionien muodostuessa. Visuaa-10 linen tarkastelu ei osoittanut saostumia liukenevien ja liukenemattomien elektrodien pinnalla edes käytettäessä elektrolyyttistä kennoa 950 tuntia ja pH-arvo kokoojan poistossa oli alueella 8,8 - 7,6. Menetelmän käyttökelpoisuus tarkastettiin syöttämällä vuorotellen sähkövirtaa liukene-15 villa ja liukenemattomilla elektrodeilla varustettuihin elektrolyyttisiin diafragmakennoihin. Jos käytettiin yksinomaan liukenevilla elektrodeilla varustettua elektrolyyttistä diafragmakennoa, johdettiin sähkövirtaa virtatihey-2 dellä 5 mA/cm alumiinielektrodien kautta ja samanaikai-20 sesti syötettiin jätevettä, jonka pH-arvo oli 7,8.According to the equilibrium diagram, for a system of Al3 + <“> A1C> 2 · 31 ^ 0 at a pH of less than 4.5 and greater than 9.1, aluminum hydroxide is thermodynamically unstable and dissolves with the formation of Al'i + and Al2 ions. Visual inspection showed no deposits on the surface of soluble and insoluble electrodes even when the electrolytic cell was used for 950 hours and the pH of the collector removal ranged from 8.8 to 7.6. The applicability of the method was checked by alternately applying an electric current to electrolytic diaphragm cells equipped with soluble wool and insoluble electrodes. If an electrolytic diaphragm cell equipped solely with soluble electrodes was used, an electric current with a current density of 2 mA / cm was passed through the aluminum electrodes, and at the same time effluent having a pH of 7.8 was fed.
Anodiosastosta saadun poiston pH-arvo oli 4,3 - 4,5 ja katodiosastosta saadun poiston pH-arvo oli 9,1 - 9,3. Napaisuus vaihdettiin aina 30 minuutin kuluttua ja elektrodien pinnalle oli muodostunut mureneva saostuma. Tämän saos-25 tuman kvalitatiivinen analyysi infrapunaspektrometrin avulla osoitti, että se muodostui alumiinihydroksidista sekoittuneena magnesiumhydroksidin kanssa. Saostuma tukki käytännöllisesti katsoen täysin 30-40 tunnin käyttöajan jälkeen anodi- ja katodiosastot. Elektrolyysin päätyttyä havaittiin 30 syöpymistä liukenevilla aiumiinielektrodeilla yhdessä saostuman muodostumisen kanssa, joka pääasiassa muodostui alumiinihydroksidista .The pH of the effluent from the anode compartment was 4.3 to 4.5 and the pH of the effluent from the cathode compartment was 9.1 to 9.3. The polarity was always changed after 30 minutes and a crumbly precipitate had formed on the surface of the electrodes. Qualitative analysis of this precipitate-25 nucleus by infrared spectrometry showed that it was formed from aluminum hydroxide mixed with magnesium hydroxide. After 30-40 hours of use, the precipitate practically completely clogged the anode and cathode compartments. At the end of the electrolysis, corrosion was observed on the soluble aluminum electrodes along with the formation of a precipitate consisting mainly of aluminum hydroxide.
Jätevettä syötettiin sitten pelkästään liukenemattomilla elektrodeilla varustetun elektrolyyttisen diafragma-35 kennon kautta (liukenevilla elektrodeilla varustettu elektrolyyttinen diafragmakenno oli kytketty irti) virtatiheyden ollessa 4 mA/cm^, jolloin anodiosastosta poistuvan jäteveden 9 72708 pH-arvo oli 2,9 ja katodiosastosta poistuvan jäteveden pH-arvo oli 11,1 ja valkoinen sakka muodostui katodille. Tämän sakan analyysi osoitti, että se muodostui pääasiassa magnesiumhydroksidista. Vaihdettaessa napaisuus elektrodin 5 pinnalla oleva saostuma liukeni.The effluent was then fed only through an electrolytic diaphragm-35 cell with insoluble electrodes (the electrolytic diaphragm cell with soluble electrodes was disconnected) at a current density of 4 mA / cm 2, the pH of the effluent leaving the anode compartment the value was 11.1 and a white precipitate formed on the cathode. Analysis of this precipitate showed that it consisted mainly of magnesium hydroxide. When the polarity was changed, the precipitate on the surface of the electrode 5 dissolved.
Täten käytettäessä pelkästään liukenevilla elektrodeilla varustettua elektrolyyttistä diafragmakennoa, muodostui alumiinielektrodien pinnalle saostuma ja jäteveden sähkökemiallinen käsittely estyi ja grafiittielektrodien 10 pinnalle oli myös muodostunut saostuma elektrolyysin aikana ilman napaisuuden vaihtoa, mikä saostuma poistui käännettäessä elektrodien napaisuus.Thus, when an electrolytic diaphragm cell with soluble electrodes alone was used, a precipitate formed on the surface of the aluminum electrodes and electrochemical treatment of wastewater was prevented, and a precipitate also formed on the surface of the graphite electrodes 10 during electrolysis without reversing the polarity.
Kuviossa 2 on esitetty tasapainokaavio järjestelmälle Ai - H_0. Vaaka-akseli esittää pH-arvoja ja pystyakseli po- 3 + ]_5 tentiaalia. Viiva 1 vastaa tasapainoa AI ^—* Al-^O^ ‘ 3H2° viiva 2 vastaa tasapainoa AI2O3.3Η·?0<·ΖΙ^Α102 · Tästä kaaviosta seuraa, että pH-arvon ollessa pienempi kuin 4,5 ja suurempi kuin 9,1, ovat termodynaamisesti stabiileja ionit A1J+ ja AlC^-.Figure 2 shows an equilibrium diagram for the system Ai - H_0. The horizontal axis shows pH values and the vertical axis po- 3 +] _5 potential. Line 1 corresponds to the equilibrium AI ^ - * Al- ^ O ^ '3H2 ° line 2 corresponds to the equilibrium AI2O3.3Η ·? 0 <· ΖΙ ^ Α102 · It follows from this diagram that when the pH is less than 4.5 and greater than 9 , 1, are thermodynamically stable ions A1J + and AlCl2 -.
Jos pH-arvot ovat 1 - 1,5 yksikköä pienemmät tai suu-20 remmat hapanta ja alkalista aluetta varten vastaavasti, alumiinihydroksidit on termodynaamisesti epästabiili ja liukenee muodostaen Al^+- ja A1C>2 -ioneja.If the pH values are 1 to 1.5 units lower or greater for the acidic and alkaline range, respectively, the aluminum hydroxides are thermodynamically unstable and dissolve to form Al 2+ and Al 2 O 2 ions.
Esillä olevan keksinnön edellä käsitellystä määrätystä esimerkistä ilmenee selvästi asiantuntijoille, että 25 keksinnön pääkohde voidaan saavuttaa mukaaniiitetyssä patenttivaatimuksessa esitetyssä laajuudessa. On kuitenkin selvästi ilmeistä, että vähäisiä muutoksia voidaan tehdä menettelyihin, joissa toteututetaan ehdotettua menetelmää aluksista saatavan jäteveden sähkökemiallista käsittelyä 30 varten, poikkeamatta keksinnön hengestä. Kaikkien näiden muutosten katsotaan kuuluvan keksinnön henkeen ja alueeseen, jotka on määritelty seuraavassa patenttivaatimuksessa.It will be apparent to those skilled in the art from the foregoing specific example of the present invention that the principal object of the invention may be achieved to the extent set forth in the appended claims. However, it will be apparent that minor changes may be made to the procedures implementing the proposed method for the electrochemical treatment of ship-generated effluent 30 without departing from the spirit of the invention. All such changes are considered to be within the spirit and scope of the invention as defined in the following claim.
Ehdotetun jäteveden käsittelymenetelmän edut tunnettuihin menetelmiin verrattuina ovat seuraavat: 35 - parantunut tehokkuus tuloksena elektrolyysikennon kapasiteetin kasvusta, mikä saavutetaan liukenevan anodi-metallin hydroksidin poistamisesta liukenevien elektrodien pinnalta; 10 72708 - laitteistoa huomattavasti alentunut hinta, jossa ehdotettua menetelmää sovelletaan, koska ei vaadita erikoisvälineitä suodatusta, koagulointia eikä talteenottoa varten.The advantages of the proposed wastewater treatment method compared to the known methods are the following: 35 - improved efficiency as a result of the increase in the capacity of the electrolytic cell, which is achieved by removing the soluble anode metal hydroxide from the surface of the soluble electrodes; 10 72708 - a significantly reduced price for the equipment at which the proposed method is applied, as no special equipment for filtration, coagulation or recovery is required.
5 Lisäksi tämä menetelmä ei aiheuta korroosiota lait teistoon .5 In addition, this method does not cause corrosion to the equipment.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU3414564 | 1982-04-13 | ||
| SU823414564A SU1318535A1 (en) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | Method for electrochemical treatment of waste water |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI831206A0 FI831206A0 (en) | 1983-04-11 |
| FI831206L FI831206L (en) | 1983-10-14 |
| FI72708B FI72708B (en) | 1987-03-31 |
| FI72708C true FI72708C (en) | 1987-07-10 |
Family
ID=21003622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI831206A FI72708C (en) | 1982-04-13 | 1983-04-11 | FOERFARANDE FOER ELEKTROKEMISK BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207989A (en) |
| DE (1) | DE3312744A1 (en) |
| FI (1) | FI72708C (en) |
| SE (1) | SE450249B (en) |
| SU (1) | SU1318535A1 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210096A (en) * | 1986-01-21 | 1987-09-16 | ウイルフレツド・アンソニ−・マ−レル | Method and device for treating water |
| JPH07115017B2 (en) * | 1987-07-21 | 1995-12-13 | 龍夫 岡崎 | Electrolytic unit for generating electrolyzed water |
| DK167870B2 (en) * | 1989-03-28 | 1996-05-20 | Guldager Electrolyse | PROCEDURE FOR CORROSION PROTECTION OF A WATER SYSTEM |
| RU2096337C1 (en) * | 1996-09-05 | 1997-11-20 | Витольд Михайлович Бахир | Installation for electrochemically cleaning water and/or aqueous solutions |
| CN100368261C (en) * | 2005-07-31 | 2008-02-13 | 大连海事大学 | Water electrolytic treatment system of ballast for cruising |
| DE102011016838A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Voith Patent Gmbh | Process for treating liquids and dispersions with metal ions produced electrolytically using a two-chamber electrolysis cell |
| DE102011085967A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the neutralization of negatively charged contaminants in aqueous media |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1177081B (en) * | 1960-04-06 | 1964-08-27 | Guldager Electrolyse | Process for the electrolytic removal of colloidal substances from wastewater containing wetting agents |
| SU739004A1 (en) * | 1976-06-01 | 1980-06-05 | Украинский Институт Инженеров Водного Хозяйства | Method of electrolytic purification of waste water |
| US4188278A (en) * | 1977-09-21 | 1980-02-12 | Institut Fur Biomedizinische Technik | Apparatus for degerminating fluids |
| SU814881A1 (en) * | 1978-06-08 | 1981-03-23 | Filipchuk Viktor L | Electrochemical method of water softening |
| SU808376A1 (en) * | 1978-11-28 | 1981-02-28 | Украинский Институт Инженеровводного Хозяйства | Unit for waste water purification |
-
1982
- 1982-04-13 SU SU823414564A patent/SU1318535A1/en active
-
1983
- 1983-04-08 DE DE19833312744 patent/DE3312744A1/en active Granted
- 1983-04-08 SE SE8301959A patent/SE450249B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-04-11 FI FI831206A patent/FI72708C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-04-12 JP JP6310583A patent/JPS58207989A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3312744A1 (en) | 1983-10-20 |
| FI831206L (en) | 1983-10-14 |
| FI72708B (en) | 1987-03-31 |
| SE8301959D0 (en) | 1983-04-08 |
| SE450249B (en) | 1987-06-15 |
| FI831206A0 (en) | 1983-04-11 |
| SU1318535A1 (en) | 1987-06-23 |
| JPS58207989A (en) | 1983-12-03 |
| SE8301959L (en) | 1983-10-14 |
| DE3312744C2 (en) | 1987-12-03 |
| JPS637119B2 (en) | 1988-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Holt et al. | Electrocoagulation as a wastewater treatment | |
| CN102167463B (en) | Water disposal facility and method | |
| US10214433B2 (en) | Brine treatment scaling control system and method | |
| CN1233231A (en) | Method to reduce or prevent scaling | |
| US3969203A (en) | Waste water treatment | |
| CN1699223A (en) | Method of preparing pure water using metallurgic sewage | |
| JP2980639B2 (en) | Lake water purification method and sewage purification boat | |
| CN112624446A (en) | Organic wastewater zero-discharge treatment process | |
| FI72708C (en) | FOERFARANDE FOER ELEKTROKEMISK BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN. | |
| RU2687416C1 (en) | Method for electrochemical cleaning of domestic, drinking and industrial water | |
| CN118026473A (en) | Sewage zero discharge treatment method and device for filter production line | |
| CN102139169B (en) | Settler, method and the system containing this settler | |
| KR20180005955A (en) | Movable Vehicle Type Desalination Apparatus of Brackish Water and Method of Converting Brackish Water to Agricultural Water Using the Same | |
| CN210855619U (en) | Contain salt organic waste water electrocatalytic oxidation coupling preprocessing device | |
| Devasthali et al. | Fluoride Removal from Water Using Filtration and Chemical Precipitation | |
| CN113443758A (en) | Full-quantitative pretreatment device, treatment system and treatment method for landfill leachate | |
| US20220033284A1 (en) | Current based water treatment process and system | |
| FI74692C (en) | FARING EQUIPMENT FOR ELECTRICAL EQUIPMENT BEARING AV AVERAGE. | |
| CN118221307B (en) | Treatment method and treatment system for recycling phosphate from water-washed phosphate ore concentrate | |
| CN217498942U (en) | Desulfurization waste water resourceful treatment device | |
| KR101612440B1 (en) | Brackish Water Desalination Device Using High Speed Liquid-Solid Separation System | |
| CN215161876U (en) | High-efficient recycling system of passivation waste water | |
| CN209292143U (en) | A kind of circulating water cooling treatment Zero discharging system | |
| SU1675215A1 (en) | Method for sewage purification against ions metals and device for it realization | |
| KR102536237B1 (en) | Water treatment system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: LENINGRADSKY TEKHNOLOGICHESKY INSTITUT |