NL7906328A

NL7906328A - Inrichting voor het zuiveren van verontreinigd water en werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke inrichting.

Info

Publication number: NL7906328A
Application number: NL7906328A
Authority: NL
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1980-02-26
Also published as: BE878346A; CH631951A5; GB2028298A; GB2028298B; US4278522A; DE2838502A1

Description

1 t

N/29.059-Fa/vdM

* BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. te Baden,

Zwitserland.

Inrichting voor het zuiveren van verontreinigd water en werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren van verontreinigd water door middel van elektroflotatie, waarbij de kathodenelektroden boven de anodenelektroden zijn opgesteld. De onderhavige uitvinding 5 heeft verder betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke inrichting.

Inrichtingen voor het zuiveren van verontreinigd water door middel van elektroflotatie zijn bijv. bekend uit het Noorse octrooischrift 92.995. Bij deze bekende inrich-10 tingen zijn de anoden- en kathodenelektroden opgesteld aan de bodem van de flotatiecel. De bij de elektrolyse van het water ontstaande gasbellen - hoofdzakelijk waterstof - blijven hangen aan de zich in het water bevindende zwevende stoffen, maken deze soortelijk lichter dan water en dragen 15 ze naar de oppervlakte. Daar wordt het drijvende slib afge- · schept.

Bij deze bekende inrichtingen moeten de elektroden, in het bijzonder de kathodenelektroden, ongeveer elke 2 weken worden gereinigd. Want omdat het afvalwater bijna al-20 tijd kalkhoudend is, komt het tot sterke kalkafzettingen aan de kathodenelektroden. Daardoor neemt het energieverbruik gestadig toe. De spanning moet doorlopend verhoogd worden om een constante stroom te garanderen. Voor de reiniging moeten dan bij de bekende flotatiecellen deze cellen worden geleegd 25 en moeten de elektroden eruit worden genomen.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een inrichting te verschaffen van de hiervoor genoemde soort waarbij de elektroden zichzelf reinigen, d.w.z. waarbij voor de reiniging van de kathodenelektroden de flotatiecel niet 790 63 28 * 2 Λ behoeft te worden geleegd en waarbij ook de elektroden niet eruit genomen behoeven te worden. Verder is het een doel van de uitvinding een werkwijze aan te geven voor het bedrijven van een dergelijke inrichting.

5 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door de kenmerken van de kenmerkende delen van de conclusies 1 en 5. Verdere doelmatige vormgevingen van de kenmerken van deze conclusies bevatten de onderconclusies 2-4 en 6.

Verdere voordelen van de onderhavige uitvinding 10 worden in het volgende toegelicht aan de hand van uitvoe-ringsvoorbeelden en in samenhang met de tekeningen.

Figuur 1 toont schematisch een zij-aanzicht van meerdere anoden- en kathodenelektroden met de overeenkomstige elektrische verbindingen; en 15 figuur 2 toont een bovenaanzicht op een rooster vormige opstelling van meerdere staafvormige kathodenelec-troden.

In figuur 1 is schematisch de opstelling weergegeven van anoden- en kathodenelektroden van een flotatiecel. 20 Elke anodenelektrode 1 behoort bij twee kathodenelektroden 2, 2'. De gemiddelde afstand D tussen de anoden- en kathodenelektroden bedraagt bijv. 10 mm. Er moet op worden gelet dat met toenemende afstand D ook de tussen de anoden- en kathodenelektroden liggende spanning moet toenemen om een voor de 25 elektrolyse nodige stroomdichtheid (gebruikelijk 1-1/5 A/ 2 dm ) in stand te houden.

Een voor het elektrolyseproces voordelige veld-verdeling verkrijgt men wanneer de elektrodenstaven 1, 2, 2' een cylindervormige gestalte hebben. De diameter van de 30 # elektroden dient men met voordeel zo te kiezen, dat het op pervlak van de anodenelektroden tenminste gelijk is, bij voorkeur echter dubbel zo groot is, als het oppervlak van de kathodenelektroden. Bijzonder goed gebleken zijn anodenelek-troden met een diameter van ca. 8-10 mm en een wederzijdse 35 afstand van eveneens ca. 5-10 mm, alsmede kathodenelektroden 790 6 3 28 3 met een diameter van ca. 3-4 mm.

Als anodemateriaal is titaan bijzonder geschikt, dat bekleed is met een looddioxidelaag. Dergelijke elektroden bezitten het voordeel, dat ze bij de elektrolyse niet 5 zelf oplossen.

Elke tweede kathode-elektrode 2, 2' is verbonden met een gemeenschappelijke contactrail 3, resp. 3' (verg. ook figuur 2). Volgens de uitvinding ligt steeds slechts aan één van de beide contactrails een negatieve potentiaal, ter-10 wijl steeds de andere contactrail ofwel aan een nul-poten-tiaal ligt, ofwel een zwak positieve potentiaal vertoont.

Na een bepaalde tijdsduur worden dan de potentialen aan de beide contactrails omgewisseld door middel van een schakel-inrichting 4. De omschakeling van de kathodenpotentialen kan 15 ofwel plaatsvinden in vaste intervallen met behulp van een tijdschakelaar, of men kan bijv. stroomstabiliserende inrichtingen gebruiken, waarbij de omschakeling ingeleid wordt doordat bij een vooraf vastgestelde spanningsstijging (en daarmee een bepaalde verontreiniging van de kathode-elektro-20 de) een signaal U t automatisch het omschakelrelais 5 stuurt (op overeenkomstige wijze kan bij spanningsstabiliserende inrichtingen ook de optredende stroomdaling de omschakeling tot stand brengen).

De vervuilde elektroden, die niet met de span-25 ningsbron verbonden zijn, worden nu gereinigd doordat de afzettingen in oplossing gaan door het in het water opgeloste koolzuur als waterstofcarbonaten ({CaCO^} + H2C03^Ca++ + 2 HCO^). Het koolzuur is praktisch altijd aanwezig in water of het ontstaat gedurende de elektrolyse aan de anode door 30 ontleding van waterstofcarbonaat. In de omgeving van de anode ontstane protonen hebben bij niet te grote afstand tot het stilgelegde kathodedeel eveneens een oplossende werking op het neerslag ({CaC03> + 2H+-J-Ca++ +H20 + C02) .

Bij een flotatiecel met 17 liter actieve celin-35 houd, die een kathoderooster gebruikte overeenkomstig figuur 790 63 28 * 4 k.

2, kreeg men voor water met een totale hardheid van 22 d en een carbonaathardheid van 18 d bij een waterdoorstroming van 60 1/h aan de uitloop een carbonaathardheid, die verlaagd was tot op 17 d. Aanzienlijke hoeveelheden calciumcarbonaat 5 bladderden van de tijdelijk potentiaalvrije kathodenstaven af en vielen op de bodem. Het oplossen van het calciumcarbonaat verliep bij stroomdoorgang door de tijdelijk andere kathodenelektrode essentieel sneller dan slechts in stromend water (zonder elektrolyse) alleen. Bij een stroomdichtheid 2 10 van 1,2 A/dm en 21,5 V daalde de stroom bij constante spanning gedurende een tijdsduur van ca. 120 uur niet. De omschakeling van de potentialen heeft alle 30 minuten plaats. Werd daarentegen de inrichting op bekende wijze bedreven (aan alle kathodestaven 2, 2' lag dezelfde negatieve poten-15 tiaal), dan daalde de stroom van aanvankelijk 10 A tot op 6 A reeds na 24 uur.

20 790 63 28

Claims

1. Inrichting voor het zuiveren van verontreinigd water door elektrofdotatie, waarbij de kathodenelektroden boven de anodenelektroden zijn opgesteld, met het 5 kenmerk, dat bij elke anode-elektrode (1) twee kathodenelektroden (2, 2') behoren.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting een aantal anoden- en kathodenelektroden (1; 2, 2') bevat, dat de afzon- 10 derlijke elektroden cylindervormig zijn uitgevoerd, dat zowel de anoden- als ook de kathodenelektroden elk een roostervormig raster vormen en dat elke tweede kathode-elektrode (2, 2') is verbonden met een gemeenschappelijke contactrail (3, 3 1).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de anodenelektroden (1) uit titaan of roestvrij staal bestaan en voorzien zijn van een bekleding van looddioxide.

4. Inrichting volgens conclusies 1-3, met 20 het kenmerk, dat het oppervlak van de anodenelektroden (1) tenminste gelijk is aan, doch bij voorkeur dubbel zo groot is, als het oppervlak van de kathodenelektroden (2, 21) .

5. Werkwijze voor het bedrijven van de inrich-25 ting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk , dat steeds slechts aan êén van de beide kathodenelektroden (2, 2') een negatieve potentiaal wordt aangelegd en de andere kathode-elektrode zich dan steeds op een nul-potentiaal bevindt, en dat na bepaalde tijdsduren de 30 potentialen aan de kathodenelektroden (2, 2') worden omgewisseld.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk , dat de omschakeling van de kathodepotentia-len wordt uitgevoerd door middel van een tijdschakelaar in 35 vaste vooraf bepaalde tijdsafstanden, of dat een stroomsta- 790 6 3 28 - 6 biliserende inrichting wordt gebruikt, waarbij een vooraf bepaalde spanningsstijging een omschakelsignaal opwekt, of dat een spanningsstabiliserende inrichting wordt gebruikt, waarbij een vooraf bepaalde stroomdaling een omschakelsig-5 naai opwekt. 1 790 6 3 28