NO132722B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til rensing av vandige væsker som inneholder generende stoffer, ved gjennomføring av elektrisk strøm under anvendelse av oppløselige

-anoder og etterfølgende utskilling av de generende stoffer.

Ved en kjent fremgangsmåte av denne art sørger man for at den væske som skal renses, strømmer gjennom et elektrolytisk kammer og behandles i dette ved gjennomføring av elektrisk strøm, hvoretter den således behandlede væske føres gjennom et filter eller en sedi-mentas jonskum, hvor utskillingen av de generende stoffer finner sted. Ved denne kjente fremgangsmåte kreves der et høyt forbruk av elektrisk energi, og der oppnås bare en liten reduksjon av det biologiske oksygenbehov.

Ved en annen kjent fremgangsmåte foreskrives det å tilsette gelatin eller kasein til avvann som stammer fra papirfabrikker, og som skal renses, deretter å utføre en elektrolytisk behandling og endelig ved flotasjon å utskille de stoffer som skal fjernes. Herunder kreves der et energiforbruk på 633 Wh/m^ av det vann som skal renses,for å fjerne gjennomsnittlig 99% av cellulosefibrene fra vannet.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fremgangsmåte av den ovennevnte art som med et lavt energiforbruk tillater oppnåelse av en meget effektiv rensing av de behandlede væsker, samtidig som der bare kreves en relativt kort behandlingstid.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at behandlingen finner sted satsvis i kumenheter som er lukket for inn-og avløp, at væsken under sin behandling i den lukkede kum omrøres grundig, nv^run^e¥~3et TrdtFérTé"slam" ilgjen trekkes inn i væsken,

og at en del av suspensjonen ved uttapping av væsken fra kummen levnes i denne som tilsetning til den neste sats.

Den ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foreskrevne sats-vise behandling av væsken i lukkede kumenheter hindrer tap av elektrisk energi som følge av elektriske strømmer utenfor behandlingssonen, som kan forekomme ved kontinuerlig gjennomstrømning gjennom behandlings-kamre. Derved fås der en vesentlig reduksjon av energiforbruket. En videre reduksjon av energiforbruket og en betydelig økning av effektiviteten av den elektrolytiske behandling oppnås ved anvendelse av oppløselige anoder ved hvis hjelp ioner føres inn i den væske som skal behandles, hvorved fnokkdannelsen av de stoffer som skal fjernes, fremmes i usedvanlig grad. Spesielt ved begynnelsen av den elektriske behandling av væsken er dette av betydning, og også når det gjelder innføringen av partikler av de oppløselige anoder i væsken under denne fase av behandlingen, viser det seg at mangelen på en bortstrømning, som forekommer ved kontinuerlig gjennomstrømning, er fordelaktig.

Ved den elektriske behandling danner der seg H2 i form av små gass-blærer som samler seg på overflaten av allerede dannede slamfnokker og fører disse til overflaten av væsken. Ved grundig omrøring av væsken i kummen blir disse på overflaten av væsken foreliggende slamfnokker igjen ført inn i denne, hvorunder der på disse slamfnokker også finner sted en tilleiring av stoffer som er mindre villige til fnokkdannelse. Samtidig vil disse slamfnokker også ta med seg partikler som i og for seg-ikke er tilbøyelige til fnokkdannelse. På lignende måte blir begynnelsesfasen av behandlingen effektivt understøttet ved at en del av suspensjonen ved uttapping av væsken fra kummen levnes i denne som tilsetning til den neste sats. Omrøringen utføres fortrinnsvis med opphold.

Ved en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foreskrives det at der for behandlingen anvendes en ved mangefaset likeretting oppnådd likestrøm med en pulsasjon som ligger over nettfrekvensen. Ved mangefaset likeretting er amplituden av pulsasjonen forholdsvis liten i forhold til middelverdien av likestrøm-men, noe som er fordelaktig for innføring av ionene i den væske som skal behandles. Samtidig gir den høye frekvens av pulsasjonen en gunstig virkning på bevegelsen av de partikler som fremmer fnokkdannelsen. Med fordel kan man også under behandlingen av væsken endre pulsasjonen av strømmen. Således er det f.eks. mulig i den første fase av behandlingen å anvende en likestrøm som er oppnådd ved 24-faset likeretting, og som har en pulsasjonsamplitudeP& bare 1, 25%, og dermed utføre ioniseringen av væsken med ioner fra anoden. Deretter kan der f.eks. finne sted en automatisk omkobling til en likestrøm som er oppnådd ved trefaset likeretting, og hvis pulsasjonsamplitude ligger på ca. 25%, samtidig som frekvensen av pulsasjonen fortrinnsvis ligger på ca. 150 Hz. På'denne måte kan man ved endring av fasetallet av likerettingen i strømtilførselsaggregatet endre pulsasjonen vesentlig og periodevis tilføre sterkere pulserende elektrisk energi. Dette er spesielt av betydning i forbindelse med de enkelte partiklers

bevegelsesmengde, som er vesentlig for om disse partikler skal treffe på_ hverandre.._._Virkningen av den pulserende energi kan ytterligere økes ved samtidig kortvarig økning av spenningen, noe som fører til heftige konveksjoner mellom elektrodene, samtidig som man ved tilkobling av hurtigomløpende røreverk kan frembringe en meget høyturbulent strømning i behandlingskummen, hvorved den kjemiske reaksjon i diffusjonsskiktet blir vesentlig påskyndet.

Fra undersøkelser over frekvensavhengigheten av Faraday-impedansen på inhomogene elektrodeoverflater er det blant annet kjent 'at elektrodereaksjonen under bestemte forutsetninger bare finner sted i de aktive overflateområder, men at de her omsatte stoffer tilføres, resp. bortføres, ved diffusjon fra hele den elektrolytt som foreligger foran overflaten. Samtidig er ofte elektrodens oppførsel i avhengighet av dempningen av den konsentrasjonsbølge som vandrer inn i elektrolytten, ansvarlig for den kvalitative reaksjon.

Med økende frekvens blir inntrengningsdybden i elektrolytten mindre, så sant det dreier seg om inhomogene elektrodeoverflater.

Ved homogene elektrodetilstander er oppførselen noe anner-ledes. Den vesentligste forskjell er imidlertid at motstandene pr. geometrisk overflate er så meget større som den resiproke andel av den aktive overflate.

Ved ytterligere omrøring av væsken kan reaksjonen i anodens diffusjonsskikt påvirkes. Dette er spesielt tilfelle for de diffusjons-grensestrømtettheter som ved turbulente strømninger fører til kortvarige endringer i tykkelsen av diffusjonsskiktet, hvorunder der oppstår uregelmessige strømsvingninger.

Por å oppnå et mest mulig kontinuerlig til- og avløp av

væsken anordner man for den elektriske behandling av væsken fortrinnsvis flere kumenheter som fylles og tømmes etter tur.

For føring av den elektriske strøm gjennom væsken anvender

man med fordel dobbeltelektroder med to ytre elektroder som fortrinnsvis er beregnet på å anvendes som katoder, og en indre elektrode som fortrinnsvis er beregnet på å anvendes som anode. Slike dobbeltelektroder kan meget lett settes inn i kumenhetene og hvis det er nødvendig, tas ut av disse, samtidig som faren for kortslutninger i forbindelse med vibrasjoner forårsaket av den intensive omrøring i stor utstrekning er avverget som følge av at elektroder med en og samme polaritet er anordnet på yttersiden av dobbeltelektrodene.

Videre er de indre elektroder av disse dobbeltelektrodeanordninger

godt beskyttet mot mekaniske påvirkninger, slik at de kan anvendes til de er kommet ned i en meget liten tykkelse.

Spesielt når der i den væske som skal renses, er oppløst organiske stoffer, er det fordelaktig ved elektrolyse av væsken å

danne nascerende oksygen, som deretter innvirker på de oppløste organiske stoffer og f.eks. også er effektive til sterilisering eller bakteriedreping. Slikt oksygen kommer særlig effektivt til virkning i forbindelse med en intensiv omrøring. Til frembringelse av nascerende oksygen anvender man fortrinnsvis foruten oppløselige anoder også uoppløselige anoder, idet oksygendannelsen finner sted ved disse. Herunder kan man gå slik-frem at der samtidig tilføres likestrøm til oppløselige anoder og vekselstrøm til uoppløselige anoder. For herunder å gjøre angrepet på de i væsken inneholdte opp-løselige organiske stoffer mest mulig intensiv fører man væsken eller suspensjonen så ofte som mulig forbi anodenes diffusjonsskikt.

Ved en ombytting av polariteten av elektrodene kan man på

enkel måte løsne de avleiringer som oppstår på elektrodene som følge av gjennomføringen av elektrisk strøm gjennom væsken, og så-

ledes rense-eléktrode(ne :for uønskede avleiringer. Styringen av en slik polombytting kan fortrinnsvis utføres i avhengighet av en spen-ningsstyring over en på forhånd innstilt verdi. Så snart spenningen etter polombyttingen er sunket tilstrekkelig meget,..kan man igjen koble tilbake til den opprinnelige kobling av elektrodene.

Styringen av fremgangsmåten finner med fordel sted i av-' hengighet av de fysikalsk-kjemiske egenskaper av den væske som skal "behandles, hvilke egenskaper måles ved hjelp av målesonder. I avhengighet av slike egenskaper kan man f.eks. endre oversvingnings-andelen av behandlingsstrømmen.

På lignende måte kan man med fordel tilsette væsken syrer og/eller baser i avhengighet av fysikalsk-kjemiske egenskaper av den væske som behandles, f.eks. Redox-potensialet, pH-verdien, kon-" duktiviteten o.s.v. En slik tilsetning av syrer og/eller baser kan også være'fordelaktig.etter behandlingen;ved.strømgjennomføring.

Således kan man f.eks. foreskrive en.slik tilsetning når der ved bortføring av væsken fra behandlingskummen som følge av den spesielle konstruksjon av anlegget som fremgangsmåten utføres i, fremdeles foreligger små mengder ubehandlet væske som kan virke forstyrrende på ladningstilstariden av den behandlede væske. Dette kan f.eks. inntre når der"bare anvendes to behandlingskummer og tømmingen av disse utføres ved -fortrengning av den behandlede væske ved tilførsel av ubehandlet væske, f.eks. via såkalte stigeinnløp.

I bestemte"tilfelle.er det også fordelaktig å tilsette svovelsyre, idet der da i løpet av.behandlingen med elektrisk strøm finner sted en dannelse av hydrogenperoksyd.

En tilsetning av klorider, f..eks. natriumklorid, kan tjene

til på den ene side å øke konduktiviteten av den væske som skal behandles, og på den annen side- under strømbehandlingen å danne klor som dreper bakterier og virus i væsken og dermed steriliserer den.

Hvis den væske som skal behandles, har en meget høy konduktivitet, er det ofte fordelaktig å innkoble motstander i tilførsels-ledningene til elektroden.

Det har vist seg at utskillingshastigheten av de i væsken suspenderte stoffer etter den elektriske behandling og renhetsgraden av væsken etter utskillingstrinnet kan forbedres vesentlig ved en intensiv omrøring av den elektrisk behandlede væske sammen med det frembragte fnokkslam under utløpet fra den kum som den elektriske behandling fant sted i. I denne forbindelse fås der en ytterligere forbedring hvis der utføres en grundig omrøring av væsken etter den elektriske behandling før innføringen av væsken i utskillings-anordningen. Dette utføres med fordel i en egen kum. Herunder kan man også tilsette utfelt fnokkslam.

Selve utskillingen kan finne sted f.eks. ved sedimentasjon eller fIotasjon. Med henblikk på en slik fIotasjon kan man med fordel under innføringen av væsken i en flotasjonskum føre trykkyann som inneholder oppløste gasser, inn i væsken.

Til påskyndelse av den elektriske behandling, spesielt dennes begynnelsesfase hvor ionene føres inn i væsken, kan den væske som skal behandles, få tilført utskilt slam fra foregående satser. I dette slam foreligger der positive ladningsbærere fra anodemetallet, og anodeforbruket blir derved redusert.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere belyst under henvisning til tegningen. Fig. 1 og 2 er to diagrammer over tidsrekkefølgen mellom de enkelte operasjoner i et anlegg til behandling av væske ved gjennom-føring av elektrisk strøm, bestående av fire kumenheter. Fig. 3 viser anordningen av en slik kumenhet i grunnriss og i snitt, idet kumenhetene er forsynt med dobbeltelektroder.

Fig. 4 viser dobbeltelektrodene i sideriss og i snitt.

Fig. 5 er en kumenhet med innsatte dobbeltelektroder, samtidig som den strømning av væsken som fås under behandlingen,

er antydet.

Fig. 6 viser i snitt og grunnriss en kumenhet med innsatte elektroder, idet de strømninger som finner sted mellom elektrodene, er vist mere detaljert. Fig. 7 er et snitt gjennom en kumenhet, også med de opptredende strømninger inntegnet under spesiell hensyntagen til det område som ligger umiddelbart under undersiden av slamskiktet.

Fig. 8 er et utsnitt av et snitt gjennom en kumenhet som

er forsynt med et hurtigomløpende røreverk.

Fig. 9 viser et anlegg med fire kumenheter og de tilhørende innretninger for strømtilførsel og styring. Fig. 10 viser en dobbeltelektrode med to innbyrdes isolerte anoder. Fig. 11 viser en elektrode i henhold til fig. 10 forsynt med en koblingsenhet.

Fig. 12 og 13 vis'er fullstendige anlegg til rensing av

væske.

Fig. i 4 viser en med røreverk forsynt behandlingskum for grundig omrøring av den væske som skal renses, etter den behandling som finner sted ved gjennomføring av elektrisk strøm, men foran en utskillingskum hvor de generende stoffer utskilles.

Det på fig. 1 viste diagram uttrykker tidsrekkefølgen mellom fylle-, behandlings- og tømmeoperasjonene i et anlegg med fire kumenheter. Tidsaksen løper fra venstre mot høyre, og de vannrette rader i diagrammet gjelder hver sin kumenhet 1-4. For oppnåelse av en kontinuerlig tilførsel til anlegget blir kummene 1-4 fylt etter tur, og på fig. 1 er de tidsperioder som fyllingen finner sted i, betegnet med 1.1, 2.1, 3.1 og 4.1. På lignende måte finner også den elektriske behandling av væsken i de enkelte kummer sted etter tur i tidsperiodene 1.2, 2.2, 3.2 og 4.2. Også tømmingen finner sted etter tur i tidsperiodene 1.3* 2.3» 3-3 og 4.3» slik at væsken strømmer praktisk talt kontinuerlig bort fra kumenhetene. Hvis behandlingstiden for en væskesats i en kumenhet settes til 7>5 minutter, vil man se at der for en cyklus bestående av fylling, behandling og tømming kreves 30 minutter, slik at der per time i hver kumenhet kan utføres to behandlings-operasjoner. Det er herunder nødvendig med et strømforsyningsaggregat som kan omkobles fra kumenhet til kumenhet.

Forøvrig kan man også med hovedsakelig samme tidsinndeling utstrekke behandlingstiden til 15 minutter hvis man benytter to ad-skilte strømtilførselsaggregater slik det er kommet til uttrykk i diagrammet på fig. 2. På samme måte som på fig. 1 er igjen kumenhetene betegnet med 1 - 4, de tidsperioder hvor fyllingen finner sted, med 1.1 - 4.1, og de tidsperioder hvor tømmingen finner sted, med 1.3 - 4.3. For behandlingen, som finner sted i tidsperiodene 1.2 - 4.2, er der beregnet en dobbelt så lang tid som i eksemplet på fig. 1, men denne tidsperiode behøver ikke å utnyttes fullstendig.

I diagrammet på fig. 2 er de enkelte tidsperioder hvor der skal eller kan foregå en elektrisk behandling, betegnet med A-H. Tallindeksene 1 og 2 til bokstavene A-H betegner herunder det strøm-aggregat som benyttes i den respektive tidsperiode. Herunder kan man f.eks. i de tidsperioder som er representert av feltene C^, D^, E1

og F , behandle væsken elektrisk i de respektive kummer ved hjelp av det angitte strømtilførselsaggregat eller også etter ønske ikke foreta noen behandling i disse tidsperioder.

Fyllingen og tømmingen av de enkelte kumenheter 1-4 finner på samme måte som ifølge skjemaet på fig. 1 sted etter tur, slik at der foreligger et kontinuerlig til- og avløp av den væske som skal behandles.

Fylle- og tømmeoperasjonene styres automatisk via tilsvarende anordnede ventilsystemer som fortrinnsvis både drives og styres elektrisk. Det er i og for seg mulig å anvende systemer som drives med trykkluft eller trykkolje. I betraktning av den tilførsel av elektrisk energi som finner sted på mange steder i anlegget, torde det imidlertid være enklere å anvende elektrisk drevne systemer.

Kontrollen av fylle- og tømmeoperasjonene kan etter valg

finne sted ved hjelp av nivåmålere eller ved mengdemåling, idet måle-dataene kan bringes på impulsform og bearbeides digitalt.

Kumenhetene beregnes.på grunnlag av en maksimalt gjennom-løpende væskemengde per tidsenhet. Styringen av fremgangsmåten finner fortrinnsvis sted ved hjelp av en bearbeiding av måleverdier.

På fig. 3 nederst er der vist fire ved siden av hverandre anordnede kumenheter 1 - 4 hvori der for behandling av væsken ved gjennomføring av elektrisk strøm er anordnet dobbeltelektroder 5-

Med slike dobbeltelektroder 5> hvorav et utførelseseksempel er vist

i oppriss og i snitt på fig. 4, kan store væskemengder under behandlingen underkastes de reaksjoner som frembringes av strømgjennom-gangen. En videre vesentlig fordel ved slike dobbeltelektroder er at de kan henges inn i kumenhetene tett ved siden av hverandre uten at man behøver å frykte kortslutning, og at dobbeltelektrodens indre elektrode 6, som i første rekke er beregnet for drift som anode, er godt beskyttet mot mekaniske krefter av dobbeltelektrodens to ytre elektroder 7 og derfor kan benyttes til den er redusert til en meget liten tykkelse. Ytterligere fordeler fås som " følgé" åv " de" strømnings-forhold som opptrer ved dobbeltelektroder som strekker seg loddrett, noe som vil bli nærmere beskrevet senere.

I den på fig. 4 viste utførelsesform av en dobbeltelektrode

er den midtre elektrode 6, som fortrinnsvis er beregnet for drift som anode, fastholdt ved hjelp av isolerende avstandsholdere 8 og isolerende holdestaver 9 mellom de ytre elektroder 7» som fortrinnsvis er beregnet på å anvendes som katoder. Katodene 7 er ved sin øvre ende 10 U-formig ombøyd og kan rett og slett henges opp på dragere 11.

Disse dragere 11 kan samtidig tjene til strømtilførsel. For strøm-tilførsel til den indre elektrode 6 anordnes der fortrinnsvis en ledning 12 med en klemskrue 13-

Katodene i dobbeltelektrodene er fortrinnsvis fremstilt av antimagnetisk metall, spesielt antimagnetisk stål, hvis potensial av-viker fra potensialet i materialet i anodene på en slik måte at der påtvinges en overspenning i forhold til den Faradayske dissosiasjons-spenning for vann på 1,67 V.

I spesielle tilfelle kan man også anordne en spesiell grunn-elektrode hvor elektrodeavstandene kan endres på enkel måte.

De fortrinnsvis for drift som anoder anordnede indre elektroder 6 av dobbeltelektrodesettene kan meget lett skiftes ut, slik det uten videre vil fremgå av fig. 4. På denne måte er det lett mulig i overensstemmelse med den ønskede behandling å anvende forskjellige anoder, slik at der kan oppnås optimale fnokkdannelses-reaksjoner i væsken eller suspensjonen. Som vist på fig. 5 vil der innenfor dobbeltelektrodene foregå en konveksjon som fører til at store væskemengder omfattes av reaksjonen, samtidig som der allerede i den første fase av behandlingen ved gjennomføring av elektrisk strøm finner sted en transport av ubehandlet væske gjennom reaksjonsrommene i dobbeltelektrodene, en transport som ikke forstyrrer den elektriske nøytralstilling av suspensjonen og ionevandringen.

Mellom de loddrett anordnede elektroder av dobbeltelektrodesettene vil der, slik man også kan iaktta på de oksygenblærer 14 som oppstår ved anoden 6, dannes turbulente oppadrettede strømninger til høyre og venstre for en anode. Disse strømninger er antydet ved piler 15. Herunder blir den væske som befinner seg under elektrodene, ført inn i reaksjonsrommet mellom elektrodene som antydet ved pilene 16, og da elektrodene rager opp over overflaten 17 av væsken 18, vil der i området for overflaten 17 finne sted en horisontal bortføring av væsken fra rommet mellom dobbeltelektrodene 5» slik det er vist ved piler 19 på fig. 6.

Under innflytelse av den elektriske nøytralisering som finner sted som følge av det frembragte elektriske felt, og under innflytelse av metallioner vil stoffer som er inneholdt i væsken, bli koagulert og ved tilleiring av H2 flotteres til overflaten, hvor de delvis vil hindre en diffusjon av H2-gassen gjennom det utskilte slam. Det på denne måte oppstående slamskikt er på fig. 6 betegnet med 20.

Som følge av disse operasjoner- vil der under den nedre

flate 21 av slamskiktet 20 komme til turbulente retningsforandringer i strømningen, slik det er forsøkt vist på fig. 7 ved de i området 22 inntegnede piler. Som følge" av disse turbulente retningsforandringer

vil slamfnokkene til dels bli ført tilbake i reaksjonsrommet mellom dobbeltelektrodene, slik at både væske og fnokker stadig påny føres inn i området for diffusjonsskiktet ved anodene 6. I diffusjonsskiktet ved anodene forekommer der oksygen som er betegnet med 23. Det ved katodene opptredende hydrogen - H2 - er betegnet med 24.

Ved ytterligere omrøring av den i behandlingskummen foreliggende væske kan reaksjonen i anodens diffusjonsskikt påvirkes. Spesielt gjelder dette for diffusjonsgrensestrømtetthetene, idet der ved turbulente strømninger fås kortvarige endringer av tykkelsen av diffusjonsskiktet og uregelmessige strømsvingninger.

En behandlingskum hvori der er anordnet et hurtigomløpende røreverk 25 med en rørevinge 26, er vist på fig. 8. Ved anvendelsen av et slikt røreverk blir den væske som befinner seg i behandlingskummen mellom dobbeltelektrodene, ført kraftig nedover, samtidig som også det flotterte slam 20 som befinner seg på overflaten av væsken, igjen trekkes nedover. Der oppstår på denne måte høyturbulente strømninger i hele badet, men spesielt mellom dobbeltelektrodene. Slike strømninger er antydet ved piler 27 og 28, idet pilene 27

viser strømningene i det område hvor den med slampartikler blandede væske slår an mot bunnen av kummen,, mens pilene 28 viser den ved overflaten av elektrolytten foreliggende turbulente strømning som igjen river de flotterte slampartikler med inn i væsken.

I det på fig. 9 skjematisk viste anlegg er der'til behandling av væsken anordnet fire kumenheter 1, 2, 3 og 4 ved siden av hverandre. Disse kumenheter kan tilkobles et væskeinnløp 35 via innløps-ventiler 31 - 34 og et væskeavløp 40 via avløpsventiler 36 - 39-

Om nødvendig kan man i innløpet og/eller avløpet anordne egnede pumper. En væskeuttagningsledning 41 som eventuelt også kan inneholde egnede ventiler, fører til en transportpumpe 42 som transporterer prøver av den væske som befinner seg i kumenhetene, til et målehus 43, hvori der er anordnet flere målesonder 44. Dette kan være målesonder til bestemmelse av Redox-potensialet, pH-verdien, oksygeninnholdet, fargen, uklarheten, temperaturen eller den elektriske konduktivitet. Fra målesondene 44 fører ledninger 45 til en styringsenhet 46, hvori der er anordnet impulsgeneratorer, analog/digital-omvandlere, måle-verdiindikatorer, måleverdiskrivere, digitale telle- og/eller regneenheter og eventuelt også en prosessregnemaskin med hullkort-styring. Via styreledninger 47 og 48 står styringsenheten 46 i forbindelse med strømforsyningsaggregater 49 og 50 som har form av transformatorlikeretteranordninger med sugedrossel. Aggregatene 49 og 50 blir herunder på en ikke nærmere vist måte styrt fra den spenning og strøm som til enhver tid foreligger i kumenhetene, og som stadig måles via'spesielle sammenligningselektroder og strøm-målere. Fra aggregatene 49 og 50 fører der så høystrømsledninger 51 til elektrodene i kumenhetene 1-4.

Målehuset 43 får stadig tilført væske fra kumenhetene 1-4 ved hjelp av pumpen 42. I bestemte tidsavstander blir målehuset 43 automatisk spylt eller renset.

I den på fig. 10 viste dobbeltelektrode er der anordnet to innbyrdes isolerte indre elektroder 6a og 6b. En slik utførelsesform er spesielt fordelaktig når der i den væske som skal behandles, er oppløst organiske stoffer som skal fjernes fra væsken, og som gjør det nødvendig å føre denne væske eller suspensjon forbi anodens diffusjonsskikt så ofte som mulig for å utsette den for virkningen av det oksygen som her frigjøres. Man kan herunder gå slik frem at man først kobler den ene elektrode 6a, som består av oppløselig materiale, til strømkilden og på denne måte innleder fnokkdannelses-reaksjonen av de i væsken inneholdte stoffer. Når en tilstrekkelig fnokkdannelse er oppnådd, blir ved hjelp av egnede koblingsapparater anoden 6b som består av ikke oppløselig materiale, koblet til strøm-kilden istedenfor den av oppløselig materiale bestående anode 6a, hvorved der ved dissosiasjon av vannet frembringes atomært, elektrisk ladet oksygen, samtidig som der som følge av dette oksygen fås en kald forbrenning av organiske stoffer i anodens diffusjonsskikt under behandlingen. I den utstrekning det dreier seg om partikler, blir deretter oksydasjonsproduktene viderebehandlet i fnokkdannelses-prosessen, mens dannet gass unnviker til atmosfæren.

Oppbygningen av dobbeltelektroden på fig. 10 svarer i stor utstrekning til oppbygningen av utførelsesformen på fig. 4. Også her er de indre elektroder 6a og 6b fastholdt i isolerende avstandsholdere 8 mellom de ytre elektroder 7, og de sistnevnte er oventil U-formig ombøyd for å kunne henges på dragere 11 i en stilling hvor de henger ned i væsken eller kumenheten. I utførelses-formen på fig. 10 er imidlertid de to indre elektroder satt inn i en isolerende ramme 52.

Som allerede nevnt er det for bestemte anvendelser fordelaktig å anvende anoder av forskjellige materialer. Foruten en ut-skiftning av anodeplatene -svarende til den foreliggende anvendelse kan man herunder med fordel også gjøre bruk av en tilkobling eller utkobling av de enkelte elektroder. Koblinger av denne art som også tillater til- og frakobling av begge de indre elektroder i dobbeltelektroder som er utformet i henhold til fig. 10, kan fortrinnsvis utføres ved hjelp av koblingsapparater som er tilordnet de enkelte dobbeltelektroder og danner en konstruksjonsenhet med disse. På en slik måte kan strømtilførslene til kumenheten være enkelt konstruert, samtidig som selve koblingsoperasjonen vesentlig lettes ved de ved en dobbeltelektrode foreliggende strømmer som er lave i forhold til alle elektroder av en kumenhet

En utførelsesform av en dobbeltelektrode som danner en enhet med et dobbeltvirkende elektromagnetisk koblingsapparat, er vist på fig. 11. Tilførselsledningene 56 og 55 for de ytre elektroder 7 og tilførselsledningene 57 og 58 for de indre elektroder 6a og 6b av dobbeltelektrodeanordningen fører her til et dobbeltvirkende elektromagnetisk koblingsapparat 59 som via ledninger 60 og 61 er tilkoblet en vekselstrømkilde og en likestrømkilde. Ved hjelp av koblingsa-pparatet 59 kan de enkelte elektroder av dobbeltelektrodeanordningen etter valg få tilført vekselstrøm eller likestrøm med begge polari-teter.

Som følge av den vertikale anordning av elektrodene oppnås en større overflate, regnet på væskemengden i kumenheten, hvorved der spesielt ved understøttelse av væskeomrøringen ved hjelp av røreverk oppstår en intensiv omsetning av oksygenet ved elektrodene med de i væsken oppløste stoffer.

Ved tilførsel av svovelsyre til den væske som skal behandles, kan der oppnås en vesentlig økning av oksygendannelsen og dermed en ytterligere reduksjon av oppløste stoffer. Herunder dannes der under strømgjennomgangen hydrogenperoksyd, der som oksydasjonsmiddel lett spaltes ved anoden og gir en ytterligere økning av det der foreliggende forråd av atomært oksygen, slik at en ytterligere reduksjon av de generende stoffer som inneholdes i vannet, oppnås.

Man kan også tilsette hydrogenperoksyd til den væske som skal behandles, før eller etter den elektriske behandling, noe som spesielt er fordelaktig ved rensing av sterkt forurenset kloakkvann med høye andeler oppløste inneholdte stoffer.

En slik tilsetning er f.eks. påtenkt i de utførelsesformer av komplette anlegg til rensing av vandige væsker som er vist på fig. 12 og 13.

I det på fig. 12 viste anlegg blir væsken, som tilføres gjennom en ledning 35, ført inn i fire kumenheter 1-4 via sperre-ventiler som ikke er nærmere vist. I kumenhetene 1 - 4 er der anordnet elektroder for gjennomføring av elektrisk strøm gjennom den væske som skal renses. Disse elektroder, som ikke er nærmere vist, står via tilførselsledninger 51 med brytere 62 i forbindelse med et strømforsyningsaggregat 50.

Fra kumenhetene 1-4 fører en ledning 40 til en kum 63,

hvori der er anordnet et hurtigløpende røreverk 64. I denne kum 63 finner der etter den i kumenhetene 1-4 utførte elektriske behandling av væsken sted en grundig omrøring av væske og fnokkslam som befinner seg i væsken. Deretter kommer den på denne måte grundig omrørte væske via en ytre ledning 65 inn i en sedimentasjonskum 66

hvor de generende stoffer i væsken utskilles. Fra denne sedimentasjonskum 66 strømmer deretter den rensede væske ut gjennom avløpet 67.

Bryteren 62 står også i forbindelse med ledninger 68 som

fører til en liten elektrolysecelle 69} hvor middels konsentrert svovelsyre elektrolyseres ved høy strømtetthet, hvorunder der ved anodene dannes peroksy-disvovelsyre (H2S20g). Fra denne blir der så

på kjent måte fremstilt hydrogenperoksyd som via en doseringsledning 70 tilsettes kummen 63 og den væske som befinner seg i denne.

En slik tilsetning av hydrogenperoksyd kan også, slik det

er vist i anlegget på fig. 13, finne sted i den væske som strømmer til kumenhetene 1-4. Forøvrig er anlegget på fig. 13 bygd opp på samme måte som det på fig. 12. Matingen av elektrolysecellen 69

finner sted via bryteren eller omkobleren 62 fra strømforsynings-aggregatet 50 i de tidsperioder hvor der ikke foregår noen strøm-tilførsel til den væske som foreligger i kumenhetene 1-4. Slike pauser i strømtilførselen til den væske som skal behandles, opptrer i de fleste tilfelle mellom de enkelte behandlingsfaser, slik det også er omtalt i forbindelse med fig. 2.

På lignende måte kan man også fra kjemisk utvunnet kalium-magnat fremstille kaliumpermagnat ved elektrolyse eller reaksjon for tilsetning til den væske som skal renses.

En egen reaksjonskum til grundig omrøring av den elektrisk behandlede væske med fnokkslam og eventuelt tilsetningsstoffer som f;eks. hydrogenperoksyd er vist på fig. 14. Denne reaksjonskum 63

har et sentralt anordnet røreverk 64 som drives av en elektromotor 71. Tilførselen av den elektrisk behandlede væske finner sted via

et innløp 72 som munner tangensialt ut i den øvre del av kummen,

mens avløpet av væske finner sted via en utløpsledning 73 som er ført opp til nivået for overflaten 74 av den væske 75 som fore-

ligger i kummen 63.

Yteevnen eller kapasiteten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er meget høy, og de generende stoffer kan i sterk grad utskilles med denne fremgangsmåte selv i vanskelige tilfelle som ved høyt innhold av generende stoffer eller når det gjelder stoffer som byr på vanskeligheter med hensyn til biologisk rensning, f.eks. når den væske som skal renses, inneholder en høy andel gjødselvann eller på annen måte meget ammoniakk eller dihydrogensulfid. Ved en elektrisk behandling som varer ca. 5 - 7 minutter, og en etterfølgende intensiv omrøring og sedimentering kan man således ved kloakkvann av den art som vanligvis foreligger i avløpsledninger fra byer, fjerne de generende stoffer i en slik grad at det biologiske oksygenbehov blir redusert med mer enn 85%, selv når kloakkvannet har et bio-

kjemisk oksygenbehov på 1000 mg/l. Ved en så høy forurensning kan en biologisk rensing som krever en flere timer lang lufting, bare bevirke en reduksjon av det biologiske oksygenbehov på ca. 200 mg/l. Herunder må der i mange tilfelle allerede anvendes en to-trinns biologisk rensing, noe som krever en høy innsats.

Som allerede nevnt kan avleiringer som avsetter seg på elektrodene i kumenhetene, oppløses under drift ved ompoling av elektrodene. Undertiden kan der imidlertid'også forekomme avleiringer som ikke kan fjernes fra elektrodene på denne måte. I dette tilfelle vil der ikke finne sted noen strømovergang til væsken på de steder hvor der sitter slike avleiringer, slik at de soner av elektrodene som ennå er frie for avleiringer, må føre en meget høyere strøm og derfor angripes sterkere. Det har derfor, vist seg .for.delaktig._ved rensing av væsker som inneholder stoffer som er tilbøyelige til å

danne sterke avleiringer på elektrodene, å rense disse på mekanisk vei. I denne forbindelse har en videreutvikling av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vist seg spesielt gunstig. Ifølge denne videreutvikling blir elektrodene under den elektriske behandling spylt med et medium som står under høyt trykk, f.eks. trykkvann eller damp. Selv mens en elektrisk strøm føres gjennom vannet, kan et mellom de enkelte elektroder innført rør føre det under høyt trykk stående medium inn i mellomrommene mellom elektrodene og på denne måte rense elektrodeoverflåtene ved hjelp av de ved utstrømningen dannede høy-trykkstråler.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte til rensebehandling av vandige væsker som inneholder generende stoffer, ved gjennomføring av elektrisk strøm under anvendelse av oppløselige anoder og etterfølgende utskilling av de generende stoffer, f.eks. ved sedimentering, karakterisert ved at behandlingen finner sted satsvis i kumenheter som er lukket for inn- og avløp, at væsken under sin behandling i den lukkede kum om-røres grundig, hvorunder det flotterte slam igjen trekkes inn i væsken, og at en del av suspensjonen ved uttapping av væsken fra kum-men levnes i denne som tilsetning til den neste sats.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at der for behandlingen anvendes en ved mangefaset likeretting oppnådd likestrøm med en pulsasjon hvis frekvens ligger over nettfrekvensen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at behandlingen av væsken finner sted i flere kumenheter som for oppnåelse av et mest mulig kontinuerlig inn- og avløp fylles og tømmes etter tur.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der for føring av den elektriske strøm gjennom væsken anvendes dobbeltelektroder med to ytre elektroder som fortrinnsvis er beregnet på å anvendes som katoder, og en indre elektrode som fortrinnsvis er beregnet på å anvendes som anode.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der i tillegg til en føring av ..elektrisk strøm gjennom væsken ved hjelp av oppløselige anoder også arbeides med uoppløselige anoder og der herunder dannes nascerende oksygen ved elektrolyse.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert ved at der samtidig tilføres likestrøm til oppløselige anoder og vekselstrøm til uoppløselige anoder.

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den behandling som finner sted ved gjennomføring av den elektriske strøm, utføres mellom loddrett stående elektroder.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at pulsasjonen av strømmen endres under behandlingen av væsken med elektrisk strøm, fortrinnsvis ved omkobling av like-rettingens fasetall.

9. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at væsken ved uttømming fra den kum hvor behandlingen med elektrisk strøm har funnet sted, røres intensivt sammen med det frembragte fnokkslam.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at væsken omrøres intensivt etter behandlingstrinnet med elektrisk strøm og før utskillingen av de generende stoffer.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 12,karakterisert ved at omrøringen utføres i en egen kum.

12. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at en del av det ved sedimentasjon eller flotasjon utskilte slam, hvori der befinner seg positive iadningsbærere av anodemetallet, føres tilbake til behandlings-kummene.