WO2006092125A1 - System zur desinfektion von flüssigkeiten mit einer geringen leitfähigkeit - Google Patents

System zur desinfektion von flüssigkeiten mit einer geringen leitfähigkeit Download PDF

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WO2006092125A1
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solid electrolyte
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Matthias Fryda
Thorsten Matthee
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Condias Gmbh
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    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
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    • C02F2201/46195—Cells containing solid electrolyte

Definitions

  • the invention relates to a system for the disinfection of liquids with a low conductivity, in particular water, with an electrochemical cell in which electrodes are flushed or lapped by the liquid and in which are generated by applying current oxidant from the liquid.
  • a disinfection can be done for example by a metered addition of chemicals, which must be filtered out after exercising the disinfecting effect of the water stream.
  • a disinfection by UV lamps can be done and lead to an undesirable heating of the water, but this requires a high energy expenditure.
  • the disinfecting effect depends on the turbidity and particle load of the water.
  • pure oxygen can be used for disinfection, which, however, is complicated in the handling and procurement of the gases.
  • electrolytic ozonizers with Pb ⁇ 2 electrodes there is a risk of lead contamination of the water; Likewise, a large apparatusiver and mechanical effort to operate.
  • the object of the present invention is to provide a system which can work as an independent treatment plant even with small amounts of liquid.
  • the inventive system provides that the electrochemical cell is followed by a mixing unit in the flow direction in which the oxidizing agent produced in the electrodes are mixed with the liquid.
  • a maximum of the oxidizing agent preferably ozone or hydroxyl radicals, is dissolved in the liquid, which leads to rapid and complete disinfection or decontermination of the liquid, in particular water.
  • safe sterilization is associated with considerable outlay on equipment.
  • the disinfection unit according to the invention can be designed as an independent system in which a thorough mixing of the liquid with the oxidizing agent and thereby improved sterilization takes place. This is especially true when using electrochemical cells with electrodes, between which a polymer solid electrolyte in membrane technology is arranged.
  • the use of electrode arrangements makes possible the disinfection of rainwater, the disinfection of ultrapure water circuits in the semiconductor and pharmaceutical industry or the elimination of organic loads in rinsing waters, the treatment of water for the food industry and the cosmetics industry, with which algae or prevent bacterial growth or achieved at high levels of contamination degradation become.
  • the germs are oxidized by the oxidants and thus killed and inactivated. Also, a cleaning of a germinated system is possible by retrofitting a disinfection unit.
  • a development of the invention provides that the mixing unit is followed by a reaction space with an enlarged compared to the electrochemical cell or the mixing unit flow cross-section in the flow direction in order to increase the contact time of the oxidizing agent and to eliminate bacterial contamination better.
  • the formation of the reaction space as a separate space has the advantage that the flow rate is reduced and a separate aftertreatment of the mixture of liquid and oxidant can take place.
  • the mixing unit or the reaction chamber is followed by a separation unit for removing the oxidant from the liquid in the flow direction, which is particularly advantageous in the use of drinking water disinfection to ensure that no more oxidants are present within the drinking water ,
  • UV lamps can be arranged, which radiate through the mixture of liquid and oxidant.
  • inexpensive UV lamps can be used with a radiation maximum at 254 nm, which have a relatively low power consumption and work effectively.
  • one or more activated carbon filter units can be arranged in the separation unit, which reduce the resulting ozone or other substances, for example hypochlorite, to the legally prescribed value.
  • the activated carbon filter is constructed with at least two stages with different porosity, the mixing of the oxidizing agent with the liquid and then its removal can first be carried out in the activated carbon filter itself. Starting with a coarse-grained activated carbon in Flow direction is first made a mixing, then the oxidant is removed with fine-grained activated carbon. In the case of an activated carbon filter with a grain size which increases in the direction of flow, the increase in the stages or continuously can take place.
  • the activated carbon filter can be designed as a replaceable filter cartridge, which supports a modular design of the system.
  • a catalyst is present in the separation unit, on which the oxidizing agent (s) are converted.
  • Conceivable is the use of a catalytic platinum sponge.
  • the entire system is advantageously made of an ozone-resistant plastic, wherein each component, so the electrochemical cell, the mixing unit, the reaction chamber or the separation unit are provided with corresponding fittings.
  • a one-piece housing for receiving the components is preferably made of an injection molded part, which has production engineering and cost advantages. The components are inserted into the housing.
  • a cooling unit which cools the liquid or the system components.
  • an advantageous development of the invention provides that the electrodes are assigned a reversible power supply unit in order to blast lime from the electrodes by means of a regular polarity reversal and thus to maintain the effectiveness of the electrodes. Since the solubility of the ozone also increases with increasing pressure, it is provided in a development of the invention that at the outlet of the electrochemical cell a throttle having a narrowed flow cross section is provided. is ordered to increase the pressure within the electrochemical cell. The throttle or taper directly behind the electrochemical cell also has the advantage that there takes place a first mixing.
  • a vertical arrangement of all components and a flow guidance of the liquid from bottom to top has the advantage that the mixing of the liquid with the oxidizing agent, in particular ozone, is supported by the tendency of the gas bubbles to rise from bottom to top.
  • the electrical potential of one electrode is brought very close to the other electrode, wherein between the surface of the polymer solid electrolyte and the immediately adjacent electrode is a water film, which is thus exposed to high current densities.
  • An advantageous electrode arrangement provides a polymeric solid electrolyte between the electrodes, wherein the electrodes are pressed against one another by means of a pressure device and are designed such that they can be flowed through by the liquid, wherein the pressure device is supported on the electrodes.
  • Such an electrode arrangement thus does not require a special housing arrangement with complicated connection for the pressure of the electrodes against the polymeric solid electrolyte used between the electrodes. pressure plates, but only a pressure device which is directly connected to the electrodes and relates the pressure force from the rather relatively low mechanical stability of the electrodes.
  • the invention is based on the finding that an effective electrode arrangement-in contrast to the idea of the expert world that has existed for decades-can also be realized without a very high contact force of the electrodes against the polymer solid electrolyte.
  • an expanded metal grid as the carrier material of an electrode, which is coated, for example, with a doped diamond layer.
  • a plastic screw can be inserted through until the head of the plastic screw rests against the electrode.
  • the tensioning of the two electrodes in the direction of the polymer solid electrolyte can then take place by screwing a nut onto the screw bolt which projects through the two electrodes and the solid electrolyte lying between them.
  • the polymeric solid electrolyte preferably in the form of a membrane, also has flow openings. It is also possible to ensure the flow through the gap between the electrodes in that the polymeric solid electrolyte is arranged in spaced-apart strips in the space between the electrodes.
  • the polymeric solid electrolyte can also be used in area pieces which are spaced apart on all sides Interspace be arranged so that a flowability of the gap is ensured in different directions.
  • the polymeric solid electrolyte can be inserted in the form of a membrane between the electrodes.
  • the polymeric solid electrolyte it will be expedient for the polymeric solid electrolyte to be applied to one of the electrodes as a surface layer.
  • the electrode arrangement according to the invention requires no complicated contact pressure generation, it is readily possible to construct a stack with the electrode arrangement, which enables an effective electrolysis device also for higher flow rates. Since the pressure device is supported on the electrodes themselves, it is readily possible to arrange numerous electrodes with a arranged between them polymeric solid electrolyte to a stack. It is particularly expedient if the electrodes are provided with the help of over their common surface protruding contact lugs for e- lectric contacting. In this case, the contact lugs of the anodes in the stack on the one hand and the cathodes in the stack on the other hand, be aligned with each other to facilitate a common contact, for example by a through contact openings inserted through contact rod.
  • the electrode arrangement according to the invention also allows, in a surprisingly simple manner, the departure from the usual flat electrodes.
  • the strip can in each case be wrapped around the two electrodes in the form of an eight, wherein the wrapping takes place with a certain prestress in order to achieve intimate contact guarantee.
  • the pressing of the two electrodes against the strip portions of the polymer solid electrolyte located between the electrodes can be effected for example by means of a wire-shaped material wound around the electrodes with ends twisted together to produce the pressure.
  • the wire-shaped material may preferably be an insulating material or be applied to the electrodes via an insulating layer.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the system structure
  • Figure 2 is an overall view of a disinfecting unit
  • Figure 3 is a schematic representation of two electrodes and a membrane arranged therebetween made of a solid electrolyte
  • Figure 4 - a stack formed with the arrangement of Figure 3;
  • Figure 5 - a perspective view of the stack according to Figure 4;
  • FIG. 6 shows a further embodiment of two electrodes with a solid electrolyte in the form of strips arranged parallel to one another;
  • Figure 7 is a plan view of a stack formed with the arrangement of Figure 1, in which each electrode is contacted;
  • Figure 8 - a stack formed with the arrangement of Figure 6 with a contacting only the outer electrodes
  • FIG. 9 shows a variant of the arrangement according to FIG. 6, in which the electrode plates are provided with slot-shaped passage openings;
  • FIG. 10 shows a stack formed with the arrangement according to FIG. 9;
  • Figure 11 an arrangement of two electrodes, one of which applied on its surface facing the other electrode with Surface portions of the polymer solid electrolyte is coated;
  • FIG. 12 shows a stack formed with the arrangement according to FIG. 11;
  • FIG. 13 shows a perspective view similar to FIG. 5 with contact lugs on the differently poled electrodes
  • FIG. 14 shows a schematic representation of a treatment cell charged with an electrode stack
  • FIG. 15 shows a view of an electrode arrangement with two rod-shaped electrodes.
  • FIG. 1 shows a basic system structure of a disinfection unit 10 with an inlet 1, through which the liquid to be disinfected, preferably water, is introduced into an electrode receiving space 2.
  • the electrode receiving space 2 has an end face a sealing surface 3 for receiving an electrode cap 3a, as shown in Figure 2.
  • FIG. 2 shows the disinfection unit 10 from the outside in an overall view.
  • sockets 3b are provided for the electrical connection from the outside.
  • Bores 3c in the one-piece housing 10 ' preferably made of ozone-resistant plastic, are provided for a support of the overall system 10 at the intended location.
  • This ozone is passed in connection with the liquid introduced through a throttle point 4 in the form of a cross-sectional taper in a mixing unit 5, whereby a first mixing takes place.
  • the increased flow velocity in the mixing unit 5 has the advantage that the ozone dissolves better in the water.
  • the lowering of the flow velocity in the residence and reaction space 6 offers the oxidizing agent the possibility of becoming effective within the liquid and of killing off germs or eliminating counter-terminations.
  • a receiving space 7 for a separation unit Downstream of the dwell and reaction space 6 is a receiving space 7 for a separation unit, in which the supplied and dissolved in the liquid oxidant is removed from the liquid.
  • This can be done for example by activated carbon filter, UV irradiation or catalytic elements or a combination thereof.
  • a sealing surface 8 is formed for a cover.
  • an outlet 9 is formed, through which the disinfected liquid, preferably water, can be drained.
  • the components 2, 4, 5, 6, 7 can, as required, be arranged in the housing 10 'and combined to form a compact disinfection unit 10.
  • the following figures show the specific structure of the electrodes used.
  • FIG. 3 shows two electrodes 11, 12 in the form of expanded metal grids 111, 121.
  • a first electrode 11 serves as a cathode, while the second electrode 12 acts as an anode. Both electrodes 11, 12 are flat with a rectangular
  • a polymeric solid electrolyte 1 ' 3 in the form of a membrane 131, whose surface corresponds to the surface of the electrodes 11, 12.
  • the membrane 131 is provided in its four corner regions, each with a through opening 14.
  • the membrane has, for example, a thickness between 0.4 and 0.8 mm.
  • the electrodes 11, 12 are provided outside the rectangular surface of the expanded metal mesh 111, 121, each with a protruding from the surface contact lug 15, 16. Both contact lugs have a passage opening 17, 18.
  • FIG. 4 illustrates that the electrodes 11, 12 formed by the expanded metal meshes 111, 121 are pressed against one another by means of a tensioning device 19, each with a solid electrolyte 13 therebetween, the tensioning device 19 extending over four electrode assemblies 11, 12, 13 joined to form a stack , The clamping takes place by means of nuts 110, which are clamped on the threaded bolt 19 against the electrodes 11, 12.
  • four threaded bolts 19 are provided, which are inserted through intermediate spaces of the expanded metal grids 11, 21 and through the passage openings 4 of the polymer solid electrolyte 13.
  • FIG. 5 illustrates in a perspective view that the electrodes 11, 12 are each connected to different poles of the supply voltages.
  • the electrodes 11, 12 are formed in the embodiment shown in Figures 3 to 5 with a support in the form of an expanded metal mesh 111, 121 and coated with a doped diamond layer. It is also possible to apply differently sized supply voltages to the electrodes 11, 12.
  • FIG. 6 shows a modified embodiment in which the electrodes 11, 12 are formed with metal plates 112, 122 which are doped with a doped diamond plate. coated layer.
  • the electrodes have passage openings 141 in their corner regions, through which threaded bolts 19 can be pushed in the manner described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the polymeric electrolyte 13 is formed in this embodiment by vertically standing, parallel spaced strips 132.
  • the top view of FIG. 7 illustrates that the electrode arrangements in the stack formed can be flowed through perpendicularly to the drawing plane due to the strips 132.
  • the stack arrangement shown in FIG. 8 consists of four identical electrodes 11 which are separated from each other by a solid electrolyte 13, here in the form of strips 132.
  • the contacting takes place here with different polarities only at the two outer electrodes 11, whereby the middle electrodes occupy correspondingly stepped potentials.
  • Such an arrangement, in which the central electrodes act both as an anode (to one side) and as a cathode, is also referred to as a bipolar arrangement.
  • FIG. 9 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 6 only in that it uses as carriers of the electrodes 11, 12 with metallic plates 113, 123 which are provided with horizontal slit-shaped passage openings 142, which pass through the electrodes 11, 12 allow. Accordingly, the arrows in Figure 10 show that in addition to the vertical flow (perpendicular to the plane), a flow through the electrode assemblies in the stacking direction is possible.
  • the polymer solid electrolyte 13 is applied in the form of circular surface portions 133 to the surface of the second electrode 12, which faces the first electrode 11.
  • the polymeric electrolyte 13 is thus directly on the electrode 12 auflami- ned.
  • the plan view of a multiple electrode arrangement in FIG. 12 shows that the gap between the electrodes 11, 12 can be flowed through horizontally and vertically, since the surface sections 133 are spaced from each other on all sides, whereby flow-through regions occur at the spacings.
  • FIG. 13 shows, in an enlarged schematic representation, the contacting of the electrodes 11, 12 with the aid of the contact lugs 15, 16 and the passage openings 17, 18 located therein.
  • the contact lugs 15, 16 of the respectively identically polarized electrodes 11, 12 are connected to each other aligned in alignment (in Figure 13 are contact lugs 15, 16 shown only for the two rear electrodes 11, 12 of the stack).
  • the contact lugs 15 of the first electrodes 11 are connectable to each other by a contact pin (not shown) inserted through the mutually aligned through openings 17, and can therefore be connected to the supply voltage together with one pole.
  • the contacting of the other electrodes 12 takes place via the contact lugs 16 and the mutually aligned through openings 18.
  • FIG. 14 illustrates the structure of a treatment cell 1100, wherein for the sake of clarity only the anodes 12 of the electrode arrangements are shown, which are contacted via their mutually aligned contact lugs 15.
  • the cell 1100 has a housing 1101 having an inlet opening 1102 for the water to be purified.
  • the water to be purified flows in the housing 1101 from bottom to top in the region of the electrodes 12 and exits from the region of the electrodes 12 laterally to exit via the outlet openings 1103, the housing 1101 in a purified form.
  • Figure 15 shows a different arrangement of the electrodes 11, 12, which are formed in this embodiment as rod-shaped electrodes 114, 124.
  • the solid electrolyte 13 which in the form of a long strip 34 in meandering form the shape of an "eight" around which the electrodes 11, 12 are wound with a bias voltage, so that the strip 134, the electrodes 11 12.
  • the pressing of the electrodes against one another or against the sections of the solid electrolyte 13 between them is effected by two loops 191 of a wire-shaped, insulating material laid around the electrodes 11, 12, which can be contracted by means of twisted ends to pull the electrodes 11, 12 against each other.
  • the contacting of the electrodes 11, 12 takes place at the front ends with contact pieces 151, 161.
  • Such a configuration of the electrode arrangement is particularly suitable for water purification in pipe systems.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Desinfektion von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit, insbesondere Wasser, mit einer elektrochemischen Zelle, in der Elektroden von der Flüssigkeit durchspült oder umspült angeordnet sind und in der durch Anlegen von Strom Oxydationsmittel aus der Flüssigkeit erzeugt werden, wobei der elektrochemischen Zelle (2) eine Mischeinheit (5) in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, in der die Oxydationsmittel mit der Flüssigkeit durchmischt werden.

Description

System zur Desinfektion von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit
Die Erfindung betrifft ein System zur Desinfektion von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit, insbesondere Wasser, mit einer elektrochemischen Zelle, in der Elektroden von der Flüssigkeit durchspült oder umspült angeordnet sind und in der durch Anlegen von Strom Oxydationsmittel aus der Flüssigkeit erzeugt werden.
Zur Desinfektion von geringen Flüssigkeitsmengen, also Mengen von kleiner als 1000 l/h, gibt es vielfältige Verfahren. Diese Verfahren werden insbesondere für die Trinkwasseraufbereitung, Reinstwassererzeugung oder Bereitstellung von Prozesswassern angewendet. Eine Desinfektion kann beispielsweise durch eine Zudosierung von Chemikalien erfolgen, die jedoch nach Ausübung der Desinfektionswirkung aus dem Wasserstrom herausgefiltert werden müssen.
Alternativ dazu kann eine Desinfektion durch UV-Lampen erfolgen und zu einer unerwünschten Erhitzung der Wassers führen, was jedoch einen hohen energetischen Aufwand erfordert. Darüber hinaus ist die Desinfektionswirkung von der Trübung und Partikelfracht des Wassers abhängig.
Bei einem Einsatz von Ozongeneratoren mit stiller Entladung ist es notwendig, die eingesetzte Luft zu entfeuchten, ebenso besteht die Gefahr von Stickoxydbildung.
Alternativ zum Einsatz von Luft kann reiner Sauerstoff zur Desinfektion verwen- det werden, was jedoch aufwendig bei der Handhabung und Beschaffung der Gase ist. Bei elektrolytischen Ozonisatoren mit Pbθ2-Eletroden besteht die Gefahr einer Bleiverunreinigung des Wassers; ebenso ist ein großer aparativer und mechanischer Aufwand zu betreiben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das als eigenständige Aufbereitungsanlage auch bei geringen Flüssigkeitsmengen arbeiten kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Das erfindungsgemäße System sieht vor, dass der elektrochemischen Zelle eine Mischeinheit in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, in der die in den Elektroden erzeugten Oxydationsmittel mit der Flüssigkeit durchmischt werden. Dadurch wird ein Maximum der Oxydationsmittel, vorzugsweise Ozon oder Hydroxylradikale, in der Flüssigkeit gelöst, was zu einer schnellen und vollständigen Desinfizierung oder Dekonterminie- rung der Flüssigkeit, insbesondere Wasser führt. Bei kleinen elektrochemischen Zellen mit einer Durchsatzmenge von weniger als 1000 l/h ist eine sichere Ent- keimung mit einem erheblichen apparativen Aufwand verbunden. Die erfindungsgemäße Desinfektionseinheit kann als eigenständiges System ausgebildet sein, in der eine Durchmischung der Flüssigkeit mit dem Oxidationsmittel und dadurch eine verbesserte Entkeimung stattfindet. Dies gilt besonders bei der Verwendung von elektrochemischen Zellen mit Elektroden, zwischen denen ein polymerer Festelektrolyt in Membrantechnologie angeordnet ist. Durch den Einsatz von Elektrodenanordnungen ist die Desinfektion von Regenwasser, die Desinfektion von Reinstwasserkreisläufen in der Halbleiter- und Pharmaindustrie oder bei der Beseitigung organischer Belastungen in Spülwässern, bei der Aufbereitung von Wasser für die Lebensmittelindustrie und Kosmetikindustrie möglich, mit denen über die erzeugten Oxydationsmittel Algen- oder Bakterienwachstum verhindert oder bei hohen Kontaminationen einen Abbau erreicht werden. Die Keime werden durch die Oxydationsmittel oxydiert und damit abgetötet und inaktiviert. Auch eine Reinigung eines verkeimten Systems ist durch nachträglichen Einbau einer Desinfektionseinheit möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Mischeinheit ein Reaktionsraum mit gegenüber der elektrochemischen Zelle oder der Mischeinheit vergrößerten Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, um die Einwirkzeit der Oxydationsmittel zu vergrößern und Verkeimungen besser beseitigen zu können. Die Ausbildung des Reaktionsraumes als ein separater Raum hat den Vorteil, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit verringert und eine separate Nachbehandlung des Gemisches aus Flüssigkeit und Oxydationsmittel stattfinden kann.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass der Mischeinheit oder auch dem Reaktionsraum eine Trenneinheit zur Entfernung des Oxydationsmittels aus der Flüssigkeit in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, was insbesondere bei dem Einsatz von Trinkwasserdesinfektion vorteilhaft ist, um sicherzustellen, dass keine Oxydationsmittel mehr innerhalb des Trinkwassers vorhanden sind.
In der Trenneinheit können UV-Lampen angeordnet sein, die das Gemisch aus Flüssigkeit und Oxydationsmittel durchstrahlen. Hier können auch preisgünstige UV-Lampen mit einem Strahlungsmaximum bei 254 nm eingesetzt werden, die eine relativ geringe Leistungsaufnahme aufweisen und effektiv arbeiten.
Alternativ oder ergänzend können eine oder mehrere Aktivkohlefiltereinheiten in der Trenneinheit angeordnet sein, die das entstandene Ozon oder andere Stoffe, beispielsweise Hypochlorid, auf den gesetzlich vorgeschriebenen Wert reduzieren. Sofern der Aktivkohlefilter zumindest zweistufig mit unterschiedlicher Porosität aufgebaut ist, kann in dem Aktivkohlefilter selbst zunächst die Durch- mischung der Oxydationsmittel mit der Flüssigkeit und anschließend deren Entfernung vorgenommen werden. Beginnend mit einer grobkörnigen Aktivkohle in Flussrichtung wird zunächst eine Durchmischung vorgenommen, anschließend wird das Oxydationsmittel mit feinkörniger Aktivkohle entfernt. Bei einem Aktivkohlefilter mit einer in Strömungsrichtung zunehmenden, also feineren Körnung, kann die Zunahme in den Stufen oder kontinuierlich erfolgen.
Die Aktivkohlefilter können als auswechselbare Filterpatrone ausgebildet sein, was einen modularen Aufbau des Systems unterstützt.
Ebenfalls ist es möglich, dass in der Trenneinheit ein Katalysator vorhanden ist, an dem das oder die Oxydationsmittel umgewandelt werden. Denkbar ist der Einsatz eines katalytisch wirkenden Platinschwammes.
Das gesamte System ist vorteilhafterweise aus einem Ozon-beständigen Kunststoff gefertigt, wobei jede Komponente, also die elektrochemische Zelle, die Mischeinheit, der Reaktionsraum oder die Trenneinheit mit entsprechenden Anschlussstücken versehen sind. Ein einteiliges Gehäuse zur Aufnahme der Komponenten ist bevorzugt aus einem Spritzgussteil hergestellt, was produktionstechnische und Kostenvorteile hat. Die Komponenten werden in das Gehäuse eingesetzt.
Da bei sinkenden Temperaturen in Wasser die Löslichkeit von Ozon vergrößert ist, ist ein Kühlaggregat vorgesehen, dass die Flüssigkeit oder die Systemkomponenten kühlt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass den Elektroden ein umpolbares Netzgerät zugeordnet ist, um durch eine regelmäßige Umpolung Kalk von den Elektroden abzusprengen und damit die Wirksamkeit der Elektroden aufrechtzuerhalten. Da sich die Löslichkeit des Ozons auch bei steigendem Druck erhöht, ist in ei- ner Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass am Ausgang der elektrochemischen Zelle eine Drossel mit einem verengtem Strömungsquerschnitt an- geordnet ist, um den Druck innerhalb der elektrochemischen Zelle zu erhöhen. Die Drossel oder Verjüngung direkt hinter der elektrochemischen Zelle hat darüber hinaus den Vorteil, dass dort eine erste Durchmischung stattfindet.
Eine vertikale Anordnung sämtlicher Komponenten und eine Strömungsführung der Flüssigkeit von unten nach oben hat den Vorteil, dass die Durchmischung der Flüssigkeit mit dem Oxydationsmittel, insbesondere Ozon, durch das Bestreben der Gasblasen unterstützt wird, von unten nach oben aufzusteigen.
Für die Behandlung von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit, beispielsweise Reinstwasser, ist es erforderlich, aufgrund des hohen Widerstands des Wassers hohe Spannungen einsetzen zu müssen, um die benötigten Stromdichten für die Produktion der Oxidationsmittel zu erzeugen. Eine Teillösung dieses Problems gelingt durch die Verwendung von polymeren Festelekt- rolyten, die, vorzugsweise in Form einer Membran, mit einer Stärke von einigen Zehntel Millimetern bis zu einigen Millimetern, den Abstand zwischen den Elektroden aufgrund ihrer lonenleitfähigkeit überbrücken und als Zwischenlage zwischen den Elektroden zur Vermeidung eines Kurzschlusses geeignet sind. Aufgrund der relativ guten lonenleitfähigkeit des polymeren Festelektrolyten wird das elektrische Potential der einen Elektrode sehr nahe an die andere Elektrode herangeführt, wobei sich zwischen der Oberfläche des polymeren Festelektrolyten und der unmittelbar benachbarten Elektrode ein Wasserfilm befindet, der somit hohen Stromdichten ausgesetzt ist.
Eine vorteilhafte Elektrodenanordnung sieht zwischen den Elektroden ein poly- meres Festelektrolyt vor, wobei die Elektroden mittels einer Andruckeinrichtung gegeneinander gepresst werden und so ausgebildet sind, dass sie von der Flüssigkeit durchströmbar sind, wobei sich die Andruckeinrichtung auf den E- lektroden abstützt. Eine solche Elektrodenanordnung benötigt somit für den An- druck der Elektroden gegen den zwischen den Elektroden eingesetzten polymeren Festelektrolyten keine besondere Gehäuseanordnung mit aufwendigen An- druckplatten, sondern lediglich eine Andruckeinrichtung, die mit den Elektroden unmittelbar verbunden ist und die Andruckkraft aus der eher relativ geringen mechanischen Stabilität der Elektroden bezieht. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine effektive Elektrodenanordnung - im Gegensatz zu der seit Jahrzehnten bestehenden Vorstellung der Fachwelt - auch ohne eine sehr hohe Anpresskraft der Elektroden gegen den polymeren Festelektrolyten realisierbar ist. Für geeignete Elektroden ist es ausreichend, wenn nur eine gewisse, relativ niedrige Andruckkraft der Elektroden auf den polymeren Festelektrolyten ausgeübt wird, sodass die entsprechende Andruckkraft nicht aufwändig mit speziell konstruierten Gehäuseteilen erzeugt werden muss, sondern in einfacher Weise unmittelbar an den Elektroden selbst ausgeübt werden kann.
So ist es beispielsweise möglich, als Trägermaterial einer Elektrode ein Streckmetallgitter zu verwenden, das beispielsweise mit einer dotierten Diamantschicht beschichtet ist. Durch die Gitteröffnungen des Streckmetallgitters kann eine Kunststoffschraube hindurch gesteckt werden, bis der Kopf der Kunststoffschraube an der Elektrode anliegt. Die Verspannung der beiden E- lektroden in Richtung auf den polymeren Festelektrolyten kann dann durch Auf- schrauben einer Mutter auf den Schraubenbolzen erfolgen, der durch die beiden Elektroden und den dazwischen liegenden Festelektrolyten hindurch ragt.
Dabei kann eine intensive Durchströmung der Elektrodenanordnung dadurch sichergestellt werden, dass auch der vorzugsweise in Form einer Membran ausgebildete polymere Festelektrolyt Durchströmungsöffnungen aufweist. Möglich ist ferner, die Durchströmung des Zwischenraumes zwischen den Elektroden dadurch zu gewährleisten, dass der polymere Festelektrolyt in voneinander beabstandeten Streifen in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden angeordnet ist. In einer Weiterbildung dieses Gedankens kann der polymere Fest- elektrolyt auch in allseitig voneinander beabstandeten Flächenstücken in dem Zwischenraum angeordnet sein, sodass eine Durchströmbarkeit des Zwischenraums in unterschiedlichen Richtungen gewährleistet ist.
Der polymere Festelektrolyt kann in Form einer Membran zwischen den Elekt- roden eingelegt sein. Insbesondere bei der Ausbildung in Form von allseitig voneinander beabstandeten Flächenstücken wird es jedoch zweckmäßig sein, wenn der polymere Festelektrolyt auf eine der Elektroden als Oberflächenschicht aufgebracht ist.
Da die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung keine aufwändige Anpressdruckerzeugung benötigt, ist es ohne weiteres möglich, mit der Elektrodenanordnung einen Stapel aufzubauen, der eine wirksame Elektrolyseeinrichtung auch für höhere Durchflussraten ermöglicht. Da sich die Andruckeinrichtung an den Elektroden selbst abstützt, ist es ohne weiteres möglich, zahlreiche Elektroden mit einem zwischen ihnen angeordneten polymeren Festelektrolyt zu einem Stapel anzuordnen. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Elektroden mit Hilfe über ihre gemeinsame Fläche hinausragenden Kontaktfahnen zur e- lektrischen Kontaktierung versehen sind. Dabei können die Kontaktfahnen der Anoden in dem Stapel einerseits und der Katoden in dem Stapel andererseits miteinander fluchtend ausgebildet sein, um eine gemeinsame Kontaktierung, beispielsweise durch eine durch Öffnungen der Kontaktfahnen hindurch gesteckten Kontaktstab, zu vereinfachen.
Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung erlaubt in überraschend einfacher Weise auch die Abkehr von den bisher üblichen flächigen Elektroden. So ist es beispielsweise möglich, zwei Elektroden stabförmig auszubilden und den polymeren Festelektrolyten zwischen den Elektroden dadurch zu realisieren, dass der Festelektrolyt in Form eines Streifens unter Vorspannung abwechselnd die Elektroden umschlingt. Der Streifen kann dabei um die beiden Elektroden je- weils in Form einer Acht umschlingend angebracht werden, wobei die Umschlingung mit einer gewissen Vorspannung erfolgt, um den innigen Kontakt zu gewährleisten. Das Andrücken der beiden Elektroden gegen die zwischen den Elektroden befindlichen Streifenabschnitte des polymeren Festelektrolyten kann beispielsweise durch ein um die Elektroden geschlungenes drahtförmiges Material mit zur Erzeugung des Andrucks miteinander verdrillten Enden erfolgen. Das drahtförmige Material kann dabei vorzugsweise ein isolierendes Material sein oder über eine isolierende Schicht an den Elektroden anliegen.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 - eine schematische Darstellung des Systemaufbaus,
Figur 2- eine Gesamtansicht einer Desinfektionseinheit;
Figur 3 - eine schematische Darstellung zweier Elektroden und einer dazwischen angeordneten Membran aus einem Festelektrolyten;
Figur 4 - einen mit der Anordnung gemäß Figur 3 gebildeten Stapel;
Figur 5 - eine perspektivische Darstellung des Stapels gemäß Figur 4;
Figur 6 - eine weitere Ausführungsform zweier Elektroden mit einem Festelektrolyten in Form von parallel zueinander angeordneten Steifen;
Figur 7 - eine Draufsicht auf einen mit der Anordnung gemäß Figur gebildeten Stapel, in dem jede Elektrode kontaktiert ist;
Figur 8 - einen mit der Anordnung gemäß Figur 6 gebildeten Stapel mit einer Kontaktierung nur der äußeren Elektroden;
Figur 9 - eine Variante der Anordnung gemäß Figur 6, bei der die Elektro- denplatten mit schlitzförmigen Durchlassöffnungen versehen sind;
Figur 10 - einen mit der Anordnung gemäß Figur 9 gebildeten Stapel;
Figur 11 - eine Anordnung aus zwei Elektroden, von denen die eine auf ihrer zur anderen Elektrode zeigenden Oberfläche mit aufgebrachten Flächenabschnitten des polymeren Festelektrolyten beschichtet ist;
Figur 12 - einen mit der Anordnung gemäß Figur 11 gebildeten Stapel;
Figur 13 - eine perspektivische Darstellung ähnlich der Figur 5 mit Kontaktfahnen an den unterschiedlich gepolten Elektroden;
Figur 14 - eine schematische Darstellung einer mit einem Elektrodenstapel beschickten Behandlungszelle; sowie
Figur 15 - eine Ansicht einer Elektrodenanordnung mit zwei stabförmigen Elektroden.
Figur 1 zeigt einen prinzipiellen Systemaufbau einer Desinfektionseinheit 10 mit einem Einlass 1 , durch den die zu desinfizierende Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in einen Elektrodenaufnahmeraum 2 eingeleitet wird. Der Elektroden- aufnahmeraum 2 weist stirnseitig eine Dichtfläche 3 zur Aufnahme eines Elektrodensockels 3a auf, wie er in der Figur 2 dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt die Desinfektionseinheit 10 von außen in einer Gesamtansicht. An einem Elektrodensockel 3a sind Buchsen 3b für die elektrische Verbindung von außen vorgesehen. Bohrungen 3c in dem einteilig ausgebildeten Gehäuse 10', vorzugsweise aus ozonbeständigem Kunststoff gefertigt, sind für eine Halterung des Gesamtsystems 10 an dem vorgesehenen Einsatzort vorgesehen.
Die Elektroden innerhalb des in dem Gehäuse 10' ausgebildeten oder angeordneten Elektrodenaufnahmeraumes 2 werden von der Flüssigkeit umspült, und aus der Flüssigkeit wird ein Oxydationsmittel, vorzugsweise Ozon, erzeugt. Dieses Ozon wird in Verbindung mit der eingeleiteten Flüssigkeit durch eine Drosselstelle 4 in Gestalt einer Querschnittsverjüngung in eine Mischeinheit 5 geleitet, wodurch eine erste Vermischung stattfindet. Die Mischeinheit 5, als ein statischer Mischer ausgebildet, dient zur intensiven Durchmischung von dem Oxydationsmittel mit der Flüssigkeit und mündet in einen in Strömungsrichtung nachgeordneten Verweil- oder Reaktionsraum 6, der im Vergleich zur Mischeinheit 5 einen vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit mit dem darin gelösten oder gehaltenen Oxidationsmittel verringert.
Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit in der Mischeinheit 5 hat den Vorteil, dass sich das Ozon im Wasser besser löst. Die Absenkung der Strömungsge- schwindigkeit in dem Verweil- und Reaktionsraum 6 bietet dem Oxydationsmittel die Möglichkeit, innerhalb der Flüssigkeit wirksam zu werden und Keime abzutöten oder Konterminationen zu beseitigen.
Dem Verweil- und Reaktionsraum 6 nachgeordnet ist ein Aufnahmeraum 7 für eine Trenneinheit, in der das zugeführte und in der Flüssigkeit gelöste Oxydationsmittel aus der Flüssigkeit entfernt wird. Dies kann beispielsweise durch Aktivkohlefilter, UV-Bestrahlung oder katalytische Elemente oder eine Kombination davon erfolgen.
An dem stirnseitigen Ende der Trenneinheit 7 ist eine Dichtfläche 8 für einen Deckel ausgebildet. In dem Deckel 8 ist ein Auslass 9 ausgebildet, durch den die desinfizierte Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, abgelassen werden kann. Die Komponenten 2, 4, 5, 6, 7 können je nach Bedarf in dem Gehäuse 10' angeordnet und zu einer kompakten Desinfektionseinheit 10 zusammengestellt wer- den. Die nachfolgenden Figuren zeigen den speziellen Aufbau der verwendeten Elektroden.
Figur 3 zeigt zwei Elektroden 11 , 12 in Form von Streckmetallgittern 111 , 121.
Eine erste Elektrode 11 dient als Katode, während die zweite Elektrode 12 als Anode fungiert. Beide Elektroden 11 , 12 sind flächig mit einem rechteckigen
Querschnitt ausgebildet und weisen die gleiche Flächenform auf. Zwischen den beiden Elektroden 11 , 12 befindet sich ein polymerer Festelektrolyt 1'3 in Form einer Membran 131 , deren Fläche der Fläche der Elektroden 11 , 12 entspricht. Die Membran 131 ist in ihren vier Eckbereichen mit jeweils einer Durchgangsöffnung 14 versehen. Die Membran weist beispielsweise eine Stärke zwischen 0,4 und 0,8 mm auf.
Die Elektroden 11 , 12 sind außerhalb der rechteckigen Fläche der Streckmetallgitter 111 , 121 mit jeweils einer aus der Fläche herausragenden Kontaktfahne 15, 16 versehen. Beide Kontaktfahnen weisen eine Durchgangsöffnung 17, 18 auf.
Figur 4 verdeutlicht, dass die aus den Streckmetallgittern 111 , 121 gebildeten Elektroden 11 , 12 mit jeweils einem dazwischen liegenden Festelektrolyten 13 mittels einer Spanneinrichtung 19 gegeneinander gedrückt werden, wobei die Spanneinrichtung 19 sich über vier zu einem Stapel zusammengefügte Elektrodenanordnungen 11 , 12, 13 erstreckt. Die Verspannung erfolgt mittels Muttern 110, die auf dem Gewindebolzen 19 gegen die Elektroden 11 , 12 spannbar sind. Gemäß Figur 5 sind vier Gewindebolzen 19 vorgesehen, die durch Zwischenräume der Streckmetallgitter 11 , 21 und durch die Durchgangsöffnungen 4 des polymeren Festelektrolyten 13 hindurch gesteckt sind.
Figur 5 verdeutlicht in einer perspektivischen Darstellung, dass die Elektroden 11 , 12 jeweils an unterschiedliche Pole der Versorgungsspannungen angeschlossen werden. Die Elektroden 11, 12 sind bei dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Träger in Form eines Streckmetallgitters 111 , 121 gebildet und mit einer dotierten Diamantschicht beschichtet. Es ist auch möglich, an die Elektroden 11 , 12 unterschiedlich große Versorgungsspannungen anzulegen.
Figur 6 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektroden 11 , 12 mit Metallplatten 112, 122 gebildet sind, die mit einer dotierten Diamant- schicht beschichtet sind. Die Elektroden weisen Durchgangsöffnungen 141 in ihren Eckbereichen auf, durch die Gewindebolzen 19 in der anhand der Figuren 4 und 5 beschriebenen Weise hindurchsteckbar sind.
Der polymere Elektrolyt 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch vertikal stehende, parallel mit Abstand zueinander angeordnete Streifen 132 gebildet. Die Draufsicht der Figur 7 verdeutlicht, dass die Elektrodenanordnungen in dem gebildeten Stapel senkrecht zur Zeichenebene aufgrund der Streifen 132 durchströmbar sind.
Die in Figur 8 dargestellte Stapelanordnung besteht aus vier gleichen Elektroden 11 , die durch jeweils einen Festelektrolyten 13, hier in Form der Streifen 132 voneinander getrennt sind. Die Kontaktierung erfolgt hierbei mit unterschiedlichen Polaritäten lediglich an den beiden äußeren Elektroden 11 , wo- durch die mittleren Elektroden entsprechend abgestufte Potentiale einnehmen. Eine derartige Anordnung, bei der die mittleren Elektroden sowohl als Anode (zu der einen Seite) als auch als Katode wirken, wird auch als bipolare Anordnung bezeichnet.
Das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 nur dadurch, dass als Träger der Elektroden 11 , 12 mit metallische Platten 113, 123 verwendet sind, die mit horizontalen schlitzförmigen Durchgangsöffnungen 142 versehen sind, die ein Durchströmen der Elektroden 11 , 12 ermöglichen. Demgemäß zeigen die Pfeile in Figur 10, dass neben der vertikalen Durchströmung (senkrecht zur Zeichenebene) eine Durchströmung der Elektrodenanordnungen in Stapelrichtung möglich ist.
Bei dem in Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der polymere Festelektrolyt 13 in Form von kreisrunden Flächenabschnitten 133 auf die Oberflä- che der zweiten Elektrode 12 aufgebracht, die zur ersten Elektrode 11 zeigt. Der polymere Elektrolyt 13 ist somit unmittelbar auf die Elektrode 12 auflami- niert. Die Draufsicht einer mehrfachen Elektrodenanordnung in Figur 12 zeigt, dass der Zwischenraum zwischen den Elektroden 11 , 12 horizontal und vertikal durchströmbar ist, da die Flächenabschnitte 133 allseitig voneinander beabstandet sind, wodurch sich Durchströmbereiche in den Abständen erge- ben.
Figur 13 verdeutlicht in einer vergrößerten schematischen Darstellung die Kon- taktierung der Elektroden 11 , 12 mit Hilfe der Kontaktfahnen 15, 16 und der darin befindlichen Durchgangsöffnungen 17, 18. Die Kontaktfahnen 15, 16 der je- weils gleichgepolten Elektroden 11 , 12, sind miteinander fluchtend ausgerichtet (in Figur 13 sind Kontaktfahnen 15, 16 nur für die beiden hinteren Elektroden 11 , 12 des Stapels eingezeichnet). Die Kontaktfahnen 15 der ersten Elektroden 11 sind durch einen durch die miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen 17 hindurch gesteckten (nicht dargestellten) Kontaktbolzen miteinander kontak- tierbar und daher gemeinsam mit einem Pol der Versorgungsspannung verbindbar. In gleicher weise erfolgt die Kontaktierung der anderen Elektroden 12 über die Kontaktfahnen 16 und die darin befindlichen, miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen 18.
Figur 14 verdeutlicht den Aufbau einer Behandlungszelle 1100, wobei der LJ- bersichtlichkeit halber nur die Anoden 12 der Elektrodenanordnungen dargestellt sind, die über ihre miteinander fluchtenden Kontaktfahnen 15 kontaktiert sind. Die Zelle 1100 weist ein Gehäuse 1101 auf, das eine Einlassöffnung 1102 für das zu reinigende Wasser aufweist. Das zu reinigende Wasser strömt in dem Gehäuse 1101 von unten nach oben in den Bereich der Elektroden 12 hinein und tritt aus dem Bereich der Elektroden 12 seitlich aus, um über die Auslassöffnungen 1103 das Gehäuse 1101 in gereinigter Form zu verlassen. Im oberen Bereich des Gehäuses 1101 befinden sich Lüftungsschlitze 1104.
Figur 15 zeigt eine andersartige Anordnung der Elektroden 11 , 12, die in diesem Ausführungsbeispiel als stabförmige Elektroden 114, 124 ausgebildet sind. Als Abstandshalter zwischen den Elektroden 11 , 12 dient der Festelektrolyt 13, der in Form eines langen Streifens 34 mäanderförmig die Form einer „Acht" ausbilden, um die Elektroden 11 , 12 mit einer Vorspannung gewickelt ist, so- dass der Streifen 134 die Elektroden 11 , 12 bereits gegeneinander zieht. Das Andrücken der Elektroden gegeneinander bzw. gegen die zwischen ihnen liegenden Abschnitte des Festelektrolyten 13 erfolgt durch zwei um die Elektroden 11 , 12 gelegten Schlingen 191 aus einem drahtförmigen, isolierenden Material, die mittels verdrillter Enden zusammenziehbar sind, um so die Elektroden 11 , 12 gegeneinander zu ziehen.
Die Kontaktierung der Elektroden 11 , 12 erfolgt an stirnseitigen Enden mit Kontaktstücken 151 , 161. Eine derartige Ausbildung der Elektrodenanordnung ist besonders für eine Wasserreinigung in Rohrsystemen geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. System zur Desinfektion von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit, insbesondere Wasser, mit einer elektrochemischen Zelle, in der E- lektroden von der Flüssigkeit durchspült oder umspült angeordnet sind und in der durch Anlegen von Strom Oxydationsmittel aus der Flüssigkeit erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrochemischen Zelle (2) eine Mischeinheit (5) in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, in der die Oxydationsmittel mit der Flüssigkeit durchmischt werden.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mischeinheit (5) ein Reaktionsraum (6) mit einem gegenüber der elektrochemischen Zelle (2) oder der Mischeinheit (5) vergrößerten Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischeinheit (5) oder dem Reaktionsraum (6) eine Trenneinheit (7) zur Trennung des Oxydationsmittels von der Flüssigkeit in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trenneinheit (7) UV-Lampen angeordnet sind, die das Gemisch aus Flüssigkeit und Oxydationsmittel bestrahlen.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trenneinheit (7) zumindest ein Aktivkohlefilter angeordnet ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivkohlefilter zweistufig mit unterschiedlicher Porosität aufgebaut ist.
7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivkohlefilter als auswechselbare Filterpatrone ausgebildet ist.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivkohlefilter als Mischeinheit (2) mit einer in Strömungsrichtung feiner werdenden Körnung ausgebildet ist.
9. System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (7) einen Katalysator aufweist, an dem das Oxyda- tionsmittel umgewandelt wird.
10. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Elektroden (11 , 12) ein umpolbares Netzgerät zugeordnet ist.
11. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlaggregat vorgesehen ist, das die Flüssigkeit und/oder Komponenten (2, 4, 5, 6, 7) des Systems kühlt.
12. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der elektrochemischen Zelle (2) eine Drossel (4) mit verringertem Strömungsquerschnitt im Verhältnis zum Strömungsquerschnitt der elektrochemischen Zelle (2) angeordnet ist.
13. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (2, 4, 5, 6, 7) so angeordnet sind, dass eine vertikale Strömungsrichtung der Flüssigkeit von unten nach oben vorliegt.
14. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden (11 , 12) ein polymerer Fest- elektrolyt (13) angeordnet ist und die Elektroden (11 , 12) mittels einer Andruckeinrichtung (19, 110; 191) gegeneinander gepresst und so ausgebildet sind, dass sie von der Flüssigkeit durchströmbar sind, wobei sich die Andruckeinrichtung (19, 110; 191) auf den Elektroden (11 , 12) abstützt.
15. Elektrodenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (11 , 12) einen mit einer dotierten Diamantschicht beschichteten Träger aufweist.
16. Elektrodenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Metall besteht.
17. Elektrodenanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger durch ein Streckmetallgitter (111 , 121) gebildet ist.
18. Elektrodenanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11 , 12) Durchgangsöffnungen (142) zum polymeren Festelektrolyten (13) aufweisen.
19. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Festelektrolyt (13) Durchgangsöffnungen aufweist.
20. Elektrodenanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Festelektrolyt (13) den Zwischenraum zwischen den
Elektroden (11 , 12) nur teilweise ausfüllt.
21. Elektrodenanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Festelektrolyt (13) in voneinander beabstandeten Streifen in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden (11 , 12) angeordnet ist.
22. Elektrodenanordnung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Festelektrolyt (13) in allseitig voneinander beabstan- deten Flächenstücken (133) in dem Zwischenraum zwischen den Elekt- roden (11 , 12) angeordnet ist.
23. Elektrodenanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Festelektrolyt (13) auf einer der Elektroden (12) als Oberflächenschicht aufgebracht ist.
24. Elektrodenanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Stapel aus mehreren Elektroden (11 , 12) und mehreren zwischen jeweils zwei Elektroden (11 , 12) angeordneten polymeren Festelektrolyten (13) gebildet ist, die gemeinsam durch die Andruckein- richtung (19, 110; 191 ) gegeneinander gedrückt sind.
25. Elektrodenanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aus jeweils zwei Elektroden (11 , 12) und einem polymeren Festelektrolyten (13) gebildete Einzelanordnungen mit der Andruckein- richtung (19, 110; 191 ) zu einem Stapel verbunden sind.
26. Elektrodenanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11 , 12) flächig ausgebildet sind.
27. Elektrodenanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (19, 110; 191) aus mehreren, durch die E- lektroden hindurch geführten Verschraubungen aus isolierendem Material bestehen.
28. Elektrodenanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (191 ) durch um die Elektroden (11 , 12) ge- schlungenes drahtförmiges Material mit zur Erzeugung des Andrucks miteinander verdrillten Enden gebildet ist.
29. Elektrodenanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektroden (11 , 12) stabförmig ausgebildet sind und dass der polymere Festelektrolyt (13) in Form eines Streifens (134) unter Vorspannung abwechselnd die Elektroden (11 , 12) umschlingt.
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