NO753865L

NO753865L -

Info

Publication number: NO753865L
Application number: NO753865A
Authority: NO
Inventors: T M Halmo; O A Hagen; E Rockova
Original assignee: Sintef
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1977-05-20
Also published as: DE2652444A1

Description

og væskeand liquid

Fremgangsmåte for behandling av aktivkull/i renseanlegg for væsken, samt apparat for gjennomføring av denne fremgangsmåte. Procedure for treating activated carbon/in treatment plants for the liquid, as well as apparatus for carrying out this procedure.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for.behandling av aktivkull og væske i renseanlegg for væsken, som fortrinnsvis er avløpsvann, hvor det gjennomføres en oksydasjon. Den omfatter dessuten et apparat for gjennomføring av denne fremgangsmåte. The present invention relates to a method for treating activated carbon and liquid in a treatment plant for the liquid, which is preferably waste water, where an oxidation is carried out. It also includes an apparatus for carrying out this method.

For en rekke formål, benyttes det filter av aktivert kull eller "aktivkull". Aktivkull har en stor overflate på grunn av den porøse struktur. Det er derfor godt egnet til å adsorbere molekyler av en viss karakter og størrelse, særlig i kolonner. Adsorbsjonsevnen vil imidlertid avta etter hvert som overflaten dekkes. På grunn av den høye prisen på aktivkull er det derfor ønskelig å foreta regenre-ring. For a number of purposes, filters of activated carbon or "active carbon" are used. Activated charcoal has a large surface due to its porous structure. It is therefore well suited to adsorb molecules of a certain character and size, particularly in columns. However, the adsorption capacity will decrease as the surface is covered. Due to the high price of activated carbon, it is therefore desirable to carry out regeneration.

Aktivkull kan regenereres termisk, kjemisk, biologisk og ved Activated carbon can be regenerated thermally, chemically, biologically and with wood

elektrokjemisk behandling. Termisk og kjemisk regenerering har begge en rekke ulemper, enten av økonomiske eller praktisk karakter. Biologisk regenerering er enda for lite utviklet til å kunne benyttes for de aktuelle formål. electrochemical treatment. Thermal and chemical regeneration both have a number of disadvantages, either of an economic or practical nature. Biological regeneration is still too little developed to be used for the relevant purposes.

Ved rensing av forskjellige arter avløpsvann forekommer det stoffer som er dårlig adsorberbare på aktivkullet. Disse stoffene vil føres When cleaning different types of waste water, there are substances that are poorly adsorbable on the activated carbon. These substances will be carried

ut out

/med avløpsvannet ved de fremgangsmåter og apparat som hittil er blitt brukt, noe som er uheldig. / with the waste water by the methods and equipment that have been used up to now, which is unfortunate.

Hensikten med oppfinnelsen er å komme frem til en genrelt anvendbar fremgangsmåte for behandling av aktivkull og avløpsvann, samt et apparat for gjennomføring av denne fremgangsmåte, som gjør det mulig å oppnå tilfredsstillende renseeffektivitet for væsken og samtidig redusere driftsomkostningene. The purpose of the invention is to arrive at a generally applicable method for treating activated carbon and waste water, as well as an apparatus for carrying out this method, which makes it possible to achieve satisfactory cleaning efficiency for the liquid and at the same time reduce operating costs.

x x

Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved hjelp av den fremgangsmåte som er beskrevet i patentkrav 1, henholdsvis med det apparat som er beskrevet i patentkrav 2. According to the invention, this can be achieved using the method described in patent claim 1, respectively with the apparatus described in patent claim 2.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av underkravene.Further features of the invention will appear from the subclaims.

Det er riktignok kjent å påtrykke spenning på kullanoden for å endre dens polaritet og derved frastøte partikler ved at adsorb-sjonsavnen endres. En slik spenningspåtrykking ved meget lave strømstyrker, forårsaker imidlertid ingen elektrokjemisk reaksjon i væsken. It is admittedly known to apply voltage to the carbon anode in order to change its polarity and thereby repel particles by changing the adsorption capacity. However, such voltage application at very low currents does not cause any electrochemical reaction in the liquid.

Ved; fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir det mulig å regenerere aktivkullet på en effektiv og økonomisk måt ejb am tidig som væsken, det vil i praksis si, avløpsvannet, renses for stoffer som ikke adsorberes av aktivkull. De oksyderte forurensningsstoffer kan slippes ut sammen med avløpsvannet,, idet de i de fleste tilfeller - kan godtas sammen med dette, eller samles opp i en egen tank. By; the method according to the invention makes it possible to regenerate the activated carbon in an efficient and economical manner at the same time as the liquid, that is to say, in practice, the waste water, is cleaned of substances that are not adsorbed by activated carbon. The oxidized pollutants can be released together with the waste water, since in most cases - they can be accepted together with this, or collected in a separate tank.

En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, erA further advantage of the method according to the invention is

at regffrereringen av aktivkullet. i de fleste tilfeller kan gjennom-føres samtidig som aktivkullet utfører sin renseeffekt. that the regfreration of the active coal. in most cases can be carried out at the same time as the activated carbon performs its cleaning effect.

Ved den elektrokjemiske reaksjon ifølge oppfinnelsen er det nødven-dig at væsken har en viss ledningsevne. Dette kan eventuelt oppnås ved tilsetning av et egnet salt. In the electrochemical reaction according to the invention, it is necessary that the liquid has a certain conductivity. This can possibly be achieved by adding a suitable salt.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes for en rekke rense-formål, iførste rekke for industrielt avløpsvann og avløpsvann fra sanitæranlegg. The method according to the invention can be used for a number of cleaning purposes, primarily for industrial waste water and waste water from sanitary facilities.

Oppfinnelsen er nedenfor, beskrevet nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et noe.skjematisert aksialsnitt gjennom en kolonne utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen, mens fig. 2 viser et snitt etter linjen 2-2 i fig. 1. The invention is described below, in more detail with reference to the drawing, where fig. 1 shows a somewhat schematic axial section through a column designed in accordance with the invention, while fig. 2 shows a section along line 2-2 in fig. 1.

Renseenheten i tegningen omfatter en sylinderformet kolonne 11 med et lokk 12, som er plassert med vertikal akse. Det finnes et aksialt innløpsrør 13 ved beholderens bunn 14 og et radialt utløpsrør 15 litt under lokket 12. Sentralt i kolonnen er det plassert en stav-<f>ormet katode 16, f.eks. av syrefast' stål, som under drift påtrykkes spenning over en ledning 17. Katoden 16 er omgitt av en membran 18, f.eks. av tereftalat-materiale, så som "Terylene", limt på et plast-rør, fortrinnsvis av metylmetakrylat, så som "Plexiglas". Membranen 18 vil skille katoden 16 fra en filtermasse 19 av aktivkull, som omgir katodesammenstillingen fra bunnen og opp til et stykke under utløpsrøret 15. Filtermassen 19 fyller ut tomrommet i kolonnen og er isatt et strømfordelingsorgan bestående av åtte grafittstaver 20, med sirkelformet tverrsnitt. The cleaning unit in the drawing comprises a cylindrical column 11 with a lid 12, which is positioned with a vertical axis. There is an axial inlet pipe 13 at the bottom 14 of the container and a radial outlet pipe 15 slightly below the lid 12. Centrally in the column is a rod-shaped cathode 16, e.g. of acid-resistant steel, which during operation is energized via a wire 17. The cathode 16 is surrounded by a membrane 18, e.g. of terephthalate material, such as "Terylene", glued to a plastic tube, preferably of methyl methacrylate, such as "Plexiglas". The membrane 18 will separate the cathode 16 from a filter mass 19 of activated carbon, which surrounds the cathode assembly from the bottom up to a distance below the outlet pipe 15. The filter mass 19 fills the void in the column and is inserted a current distribution device consisting of eight graphite rods 20, with a circular cross-section.

Grafittstavene 20 er forbundet elektrisk med en ledning 21 til den elektriske energikilde. Filtermassen 19 sammen med grafittstavene 20 danner derved anode i den elektrolytiske celle hvor staven 16 The graphite rods 20 are connected electrically with a line 21 to the electrical energy source. The filter mass 19 together with the graphite rods 20 thereby form the anode in the electrolytic cell where the rod 16

er katode. Katodestaven 16, filtermassen 19 og grafittstavene. 20 hviler på glass-sinter 22 ved bunnen 14 av beholderen 11 og grafittmassen kan derved gjennomstrømmes av. væske som kommer inn gjennom innløpsrøret 13. is cathode. The cathode rod 16, the filter mass 19 and the graphite rods. 20 rests on glass sinter 22 at the bottom 14 of the container 11 and the graphite mass can thereby flow through. liquid entering through the inlet pipe 13.

Grafittstavene 20 holdes mekanisk og elektrisk forbundet med en ring 23 av kobbertråd ved den øverste, ende og en ring 24 av nikkel-tråd ved den nederste ende. The graphite rods 20 are held mechanically and electrically connected by a ring 23 of copper wire at the upper end and a ring 24 of nickel wire at the lower end.

Som det fremgår av fig. 2, har katodestaven 16 stjerneformet tverrsnitt slik at det dannes langsløpende kanaler 25. As can be seen from fig. 2, the cathode rod 16 has a star-shaped cross-section so that longitudinal channels 25 are formed.

I lokket 12 er det anordnet en innføringsåpning 26 for ledningen 21 til grafittstavene 20, en utløpsåpning 27 for overskudds oksygen-gass som utvikles ved anoden, samt en aksial åpning 28 for gjennom-førsel av katodestaven 16 med membranen 18. På lokket 12. er det plassert en hette 29 med et utløpsrør 30 for gass som utvikles ved katodestaven, nemlig hydrogen. Kolonnen 11 med lokket 12 kan være fremstilt av glass eller et annet hensiktsmessig materiale. In the lid 12 there is an insertion opening 26 for the wire 21 to the graphite rods 20, an outlet opening 27 for excess oxygen gas that is developed at the anode, and an axial opening 28 for the passage of the cathode rod 16 with the membrane 18. On the lid 12 is a cap 29 is placed with an outlet pipe 30 for gas which is developed at the cathode rod, namely hydrogen. The column 11 with the lid 12 can be made of glass or another suitable material.

Ved påtrykking av spenning over katodestaven 16 og aktivkull-anoden 19, vil det skje en regenerering av aktivkullet ved at de adsorberte stoffer oksyderes med reaktivt oksygen som utvikles ved en elektrokjemisk reaksjon. Dessuten vil det skje en oksydering av de stoffer som er dårlig adsorberbare på aktivkullet. I denne delen av pro-sessen vil aktivkullet virke som en katalysator på oksydasjons-reaksjonen, noe som begunstiges av aktivkullets store overflate. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen byr på en rekke fordeler. Den er generelt anvendbar og kan gfnVomføres in situ. Det siste betyr at ulempene med brekasje og kulltap under transport, som man har hatt ved f.eks. termisk regenerering, blir unngått. When voltage is applied across the cathode rod 16 and the activated carbon anode 19, a regeneration of the activated carbon will occur in that the adsorbed substances are oxidized with reactive oxygen which is developed by an electrochemical reaction. In addition, there will be an oxidation of the substances that are poorly adsorbable on the activated carbon. In this part of the process, the activated carbon will act as a catalyst for the oxidation reaction, which is favored by the activated carbon's large surface area. The method according to the invention offers a number of advantages. It is generally applicable and can be applied in situ. The latter means that the disadvantages of breakage and loss of coal during transport, which have been experienced with e.g. thermal regeneration is avoided.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan benyttes i en rekke, forskjellige sammenstillinger, for eksempel med to. eller flere apparater sammen-koblet i parallell eller i serie og med forbiløp. De oksyderte stoffer kan slippes' ut sammen med avløpsvannet eller samles opp i en egen tank og skilles ut,, for eksempel, ved avskumming. Driften kan skje kontinuerlig slik at aktivkullet renser og regenereres samtidig, eller det kan. foretas periodevis utkobling av de enkelte apparater i en sammenstilling,, for gjennomføring av regenerering alene. The device according to the invention can be used in a number of different combinations, for example with two. or several devices connected in parallel or in series and with bypass. The oxidized substances can be discharged together with the wastewater or collected in a separate tank and separated, for example, by skimming. The operation can take place continuously so that the activated carbon cleans and regenerates at the same time, or it can. periodic disconnection of the individual devices in an assembly, for carrying out regeneration alone.

Spennings- og ■strømstyrkene som skal benyttes ved et slik apparat vil avhenge av størrelsesforhold, arten av væske og forskjellige faktorer. Dessuten vil strømstyrken være avhengig av den oksyda-sjonsgrad §m ønskes. The voltage and current strengths to be used in such a device will depend on the size ratio, the nature of the liquid and various factors. Furthermore, the amperage will depend on the degree of oxidation §m desired.

Claims

1. Procedure: for the treatment of activated carbon and liquid in a treatment plant for the liquid, in particular for waste water, where an oxidation is carried out, characterized in that the oxidation is carried out with the help of reactive oxygen which is developed by an electro chemical reaction in the liquid, which is induced by applying an electric voltage to the activated carbon in relation to a cathode so that a current is caused to pass through the liquid, as hydrogen gas formed at the cathode is led away. .

2. Apparatus for carrying out. method according to claim 1, which comprises a container, for activated carbon (19) with supply opening (13) and outlet opening (15), for the liquid, so that the liquid is passed through the activated carbon, characterized in that it is provided with a known cathode (16) and that this cathode and the activated carbon (19) are connected to the respective poles of an electrical energy source so that the activated carbon becomes the anode, the apparatus being arranged to provide an electric current passage through the liquid, which causes the formation of reactive oxygen.

3. Apparatus in accordance with claim 2, characterized in that at least one rod-shaped cathode (16) is used which is placed in the mass of activated carbon: (19) with an enclosing membrane (18} which prevents direct contact with the activated carbon.

4. Apparatus in accordance with claim: 3, characterized in that a coating of terephthalate material is used as a membrane on a corrosion-resistant, tubular carrier (18).

5. Apparatus in accordance with claim 3 or 4, characterized in that the cathode (16) is provided with at least one longitudinal channel (2 5) for the removal of hydrogen gas.

6. Apparatus in accordance with one of claims 2 to 5, characterized in that the activated carbon (19). is provided with a current distributor (20) made of electrically conductive material.

(20) of electrically conductive material. -

7. Apparatus in accordance with claim 6, characterized in that the current distributor comprises a number of axially extending and symmetrically arranged rods (20) placed in the activated carbon (19).