WO2015000462A1 - Verfahren zur abwasserbehandlung und einrichtung zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

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    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/026—Fenton's reagent

Definitions

  • Wastewater treatment method and apparatus for carrying out this method are
  • the invention relates to a method for wastewater treatment and to a device for carrying out this method. Both find
  • Procedures and equipment can also be used for raw material recovery
  • phosphates and ammonium compounds should be selectively removed from the wastewater.
  • AOP Advanced Oxidation Process
  • Oxidizing agents such as ozone or hydrogen peroxide, for the decomposition of organic and inorganic substances in the wastewater by oxidation (Wikipedia, keyword “Advanced Oxidation Process”) .
  • This AOP process sometimes does not ensure their complete purification in the treatment of heavily polluted waste water, so that a direct feed into It is also not possible because of the poor efficiency of high-voltage ozone generation.
  • Electrolytic processes have proven to be more favorable in terms of energy, with inorganic (ion-forming)
  • Cleaning process can be supplied. Another aspect of this task is the recovery of raw materials from agricultural and municipal wastewater or those from biogas plants.
  • the inventive method and the inventive device for wastewater treatment are used in particular for the removal of organic pollutants, suspension separation, removal of biological contamination and heavy and non-ferrous metals in wastewater, according to the invention a module for performing a fort as an AEOP (advanced electrochemical oxidation process) designated method is used.
  • AEOP advanced electrochemical oxidation process
  • an anode cage made of the materials platinum, titanium, niobium, palladium, ruthenium or placed titanium is used.
  • Anodenhimfig is dimensionally stable and preferably made of expanded metal. We then put the sacrificial metal into this anode cage. Therefore, it is called a sacrificial anode. Since this anode cage can be filled mixed with metals, this also fulfills the function of a mixing electrode that does not exist in this form. It is also possible to add metals such as magnesium and calcium to this mixing electrode. This leads to the elimination of ammonium and phosphate in the wastewater. The removal takes place in this case as Magnesium ammonium phosphate (struvite). When using iridium oxide or tantalum oxide or mixtures thereof, a disinfection of water at a salinity of> 0.2% by mass is carried out by nascent chorus.
  • iron, aluminum, carbon, magnesium and calcium is used as sacrificial material according to the invention. These materials can also be mixed in the anode cage.
  • the above method can also be combined with membrane technologies. This has the advantage that biofouling can be avoided.
  • the waste water treatment is carried out for removal of particulate pollutants (for example suspension separation), organic ingredients, heavy metals or toxic metals in general and of pharmaceuticals.
  • This purification method is preferably used in the form of oxidative precipitation using iron, aluminum; Calcium or magnesium applied. It can be used for many applications, such as oils and fats, small and finest dirt particles, heavy and toxic metals. As a result, the heavy metal content can be reduced up to the detection limit and the organic load by up to 75%.
  • the combination of the AEOP process with at least one other known process ensures excellent quality of the purified wastewater.
  • the process is optimally conducted at current densities between 40 and 120 mA / cm 2 .
  • the voltage is 2 to 12 V and pH is preferably in the range between 5 and 9, that is to say comprises a range from acidic to neutral to basic. Since the present electrolytic conductivity depends on the ion concentration, the Current density on the voltage adjustable, with a lower limit of the electrode spacing and thus the required electrical power is given by the fact that the formed ions both signs again recombine at too small a distance. This
  • Minimum distance is in the case of organically polluted municipal sewage relatively low conductivity about 1 to 3 cm, but must be made mostly larger for reasons of flow resistance and to avoid blockages.
  • membrane techniques mentioned in claim 5 serve to separate the insoluble precipitates of pollutants due to their inclusion in or chemical bonding to the anodically dissolved sacrificial materials. It can also be other separation methods than those listed
  • dangerous ingredients such as heavy metal compounds
  • the task according to the task can be done as a fertilizer.
  • Fig. 4 a schematic representation of a tubular reactor in
  • Fig. 5 a schematic representation of a tubular reactor in
  • FIG. 1 shows an AEOP precipitation reactor 1 followed by a filter unit 2, which is a
  • Chamber filter press or can act on an automatic filter.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of the AEOP reactor 1 according to the invention. It generally has the shape of a tube 3 closed at both ends by a closure cover 7, which accommodates the anode cage 4, which is only indicated here but shown in detail in FIG. Any other geometric shape may be chosen for the AEOP reactor.
  • a closure cover 7 which accommodates the anode cage 4, which is only indicated here but shown in detail in FIG. Any other geometric shape may be chosen for the AEOP reactor.
  • the wastewater to be purified is introduced and the effluent treated at an outflow 6 is withdrawn.
  • the tube 3 is in its entirety with the exception of the end-side closure lid 7 on cathode potential, the
  • Cathode terminal 8 is connected. Therefore, it is to be ensured by not shown insulating spacers that no metalic contact between the tube 3 and the anode cage 4 occurs inside the tube 3, so that the intervening wastewater is subjected to the electrolytic treatment essential to the invention.
  • Fig. 3 shows the dimensionally stable anode cage 4 in side view. It can also any, but to the shape of the reactor vessel
  • Expanded metal consists, as described above, of platinum, titanium, Niobium, palladium, ruthenium or placed titanium. Inside the anode cage 4 is not specifically highlighted here, sacrificial material described in detail above.
  • anode cage 4 can be seen as it is electrically insulating
  • Spacers 9 centered is held therein. In the longitudinal direction it extends, as indicated in Fig. 5, over the entire length of
  • Tube reactor 9 except for the cut right end of the same.
  • the wall 11 of the tube reactor 9 is either itself at cathode potential or it is designed to be electrically insulating and internally coated with the cathode material.
  • the wastewater to be treated flows, of course, as intended for anodic
  • Pipe reactor 10 may now be at an upper outlet 13 according to purified wastewater and at a lower outlet 14 enriched precipitates are each taken to further treatment.
  • the outflow of these enriched in the lower part of the tubular reactor 10 precipitations can be promoted by a knocking or vibration device 15 mounted there externally.
  • Initial value Ni End value Treatment duration
  • Current density 0 mg / l 0.02 mg / l 10 sec 40 mA / cm2 .0 mg / l ⁇ detection limit 10 sec 60 mA / cm2 .0 mg / l ⁇ detection limit 10 sec 80 mA / cm2

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu schaffen, welche die Entfernung von Verunreinigungen aus Abwässern mit gutem energetischem Wirkungsgrade zuverlässig garantiert, wodurch das gereinigte Wasser als Direkteinleiter eingespeist werden kann oder in speziellen Fällen einem weiteren Reinigungsprozess zugeführt werden kann. Ein weiterer Aspekt dieser Aufgabe ist die Rückgewinnung von Rohstoffen aus landwirtschaftlichen und kommunalen Abwässern bzw. solchen aus Biogasanlagen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das eine elektrolytische Behandlung des Abwassers umfasst unter Verwendung einer Anode, welche sowohl der Elektrolyse widerstehende Materialien als auch bei der Elektrolyse in Lösung gehende, sogenannte Opfermaterialien enthält, die beide gleichzeitig dem Abwasser ausgesetzt werden. Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist als der der Elektrolyse widerstehenden Teil der Anode einen formstabilen Anodenkäfig (4) aus Platin, Titan, Niob, Palladium, Ruthenium oder platiniertem Titan auf, der mit Aluminium, Eisen, Magnesium, Calcium oder mit Gemischen dieser Metalle als Opfermaterial bestückt ist. Die Erfindung ist zur Abwasserbehandlung anwendbar.

Description

Verfahren zur Abwasserbehandlung und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserbehandlung sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Beide finden
insbesondere zur Entfernung von festen Partikeln, Suspensionen und gelösten biologischen Kontaminationen sowie von Verbindungen der Schwer- und Buntmetalle aus dem Abwasser Anwendung. Verfahren und Einrichtung können auch zur Rohstoffrückgewinnung aus
landwirtschaftlichen und kommunalen Abwässern genutzt werden. Dabei sollen beispielsweise Phosphate und Ammoniumverbindungen selektiv aus dem Abwasser entfernt werden.
Ein als„Advanced Oxidation Process" (abgekürzt„AOP"), im Deutschen auch als erweiterte Oxidation bezeichnetes Verfahren nutzt starke
Oxidationsmittel, wie Ozon oder Wasserstoffperoxid zum Abbau organischer und anorganischer Stoffe im Abwasser durch Oxidation (Wikipedia, Stichwort„Advanced Oxidation Process"). Dieses AOP- Verfahren gewährleistet jedoch bei der Behandlung stark verschmutzter Abwässer manchmal nicht deren vollständige Reinigung, so dass eine Direkteinspeisung in Gwässer nicht möglich ist. Auch ist es wegen des schlechten Wirkungsgrades der Ozonerzeugung mittels Hochspannung recht teuer.
Als günstiger haben sich in energetischer Beziehung elektrolytische Verfahren erwiesen, wobei bei anorganischen (ionenbildenden)
Verunreinigungen deren elektrische Leitfähigkeit sowieso ausreicht. Es hat sich jedoch erwiesen, dass auch stark verunreinigte, überwiegend organisch belastete Kommunalabwässer eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zur Anwendung elektrolytischer Verfahren aufweisen.
So ist es bekannt, organische Schadstoffe, Schwermetalle und Pharmaka durch eine Kombination eines elektrochemischen AOP-Verfahren, einer oxidativen Reinigung durch ein Eletrolyseverfahren sowie einer Oxidation durch Ozon aus dem Abwasser zu entfernen (Deutsches
Gebrauchsmuster Nr. 20 2009 012 539 U1 ). Hier erfolgt zwingend die zusätzliche Anwendung von Ozon mit den oben geschilderten ökonomischen Nachteilen. Der Aspekt der Wertstoff-Rückgewinnung findet bei dieser technischen Lösung keine Beachtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Mängel des Standes der Technik zu beheben und ein Verfahren sowie eine Einrichtung zu schaffen, welche die Entfernung von Verunreinigungen aus Abwässern mit gutem energetischem Wirkungsgrad zuverlässig
garantiert, wodurch das gereinigte Wasser direkt in Gewässer
eingespeist werden oder in speziellen Fällen einem weiteren
Reinigungsprozess zugeführt werden kann. Ein weiterer Aspekt dieser Aufgabe ist die Rückgewinnung von Rohstoffen aus landwirtschaftlichen und kommunalen Abwässern bzw. solchen aus Biogasanlagen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der angefügten Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung zur Abwasserbehandlung dienen insbesondere zur Entfernung von organischen Schadstoffen, Suspensionstrennung, Entfernung der biologischen Kontamination sowie von Schwer- und Buntmetallen im Abwasser, wobei erfindungsgemäß ein Modul zur Durchführung eines hinfort als AEOP- Verfahren (advanced electrochemical oxidation process) bezeichneten Verfahrens eingesetzt wird.
Dabei wird ein Anodenkäfig aus den Materialien Platin, Titan, Niob, Palladium, Ruthenium oder platziertem Titan verwendet. Dieser
Anodenkäfig ist formstabil und vorzugsweise aus Streckmetall hergestellt. In diesen Anodenkäfig wir dann das zu opfernde Metall gegeben. Daher bezeichnet man es als Opferanode. Da dieser Anodenkäfig auch mit Metallen gemischt befüllt werden kann, erfüllt dieser auch die Funktion einer Mischelektrode, die es in dieser Form noch nicht gibt. In diese Mischelektrode können auch Metalle wie Magnesium und Calcium gegeben werde. Dabei kommt es zur Eliminierung von Ammonium und Phosphat im Abwasser. Die Entfernung erfolgt in diesem Falle als Magnesiumammoniumphosphat (Struvit). Bei Verwendung von Iridiumoxid bzw. Tantaloxid oder deren Mischungen erfolgt eine Desinfektion von Wasser bei einen Kochsalzgehalt von > 0,2 Masse-% durch naszierendes Chor.
Als zu opferndes Material wird erfindungsgemäß Eisen, Aluminium, Kohlenstoff, Magnesium und Calcium verwendet. Diese Materialien können auch gemischt in den Anodenkäfig gegeben werden.
Das oben geschilderte Verfahren kann auch mit Membrantechnologien kombiniert werden. Dies hat den Vorteil, dass das Biofouling vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß erfolgt die Abwasserbehandlung zur Entfernung von partikulären Schadstoffen (z.B. Suspensionstrennung), organischen Inhaltsstoffen, Schwermetallen bzw. giftigen Metallen im Allgemeinen sowie von Pharmaka. Dieses Reinigungsverfahren wird bevorzugt in Form der oxidativen Fällung unter Verwendung von Eisen, Aluminium; Calcium bzw. Magnesium angewendet. Dabei kann es für viele Anwendungsfälle, wie Öle und Fette, kleine und feinste Schmutzpartikel, Schwer- und giftige Metalle eingesetzt werden. Dadurch können die Gehalte an Schwermetallen bis zur Nachweisgrenze und die organische Belastung um bis zu 75% gesenkt werden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird durch die Kombination des AEOP-Verfahrens mit wenigstens einer weiteren bekannten Verfahren eine hervorragende Qualität des gereinigten Abwassers gewährleistet.
Im Anschluss werden die vorteilhaften Auswirkungen der Erfindung in Verbindung mit möglichen Anwendungsfällen deselben in der Reihenfolge der Ansprüche beispielhaft dargestellt.
Das Verfahren wird optimal bei Stromdichten zwischen 40 und 120 mA/cm2 duchgeführt. Die Spannung beträgt dabei 2 bis 12 V und pH-Wert liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 9, umfasst also einen Bereich von sauer über neutral bis basisch. Da die hier vorliegende elektrolytische Leitfähigkeit von der lonenkonzentration abhängt, ist die Stromdichte über die Spannung einstellbar, wobei eine untere Grenze des Elektrodenabstandes und damit der benötigten elektrischen Leistung dadurch gegeben ist, dass sich die gebildten Ionen beiderlei Vorzeichen bei zu geringem Abstand gleich wieder rekombinieren. Dieser
Mindestabstand beträgt im Falle organisch belasteten kommunalen Abwassers relativ geringer Leitfähigkeit etwa 1 bis 3 cm, muß aber zumeist aus Gründen des Strömungswiderstandes und zur Vermeidung von Verstopfungen größer gewählt werden.
Durch einen Kochsalzzusatz über 0,2 Masse-% zum Abwasser wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Desinfektion durch naszierendes Chlor erreicht. Dies lässt sich in Küstennähe besonders kostensparend durch einen entsprechenden Zusatz von Meerwasser erreichen. Die verbleibenden Natriumionen werden im Hinblick auf eine weitere
Aufbereitung zu Trinkwasser gegenüber Kochsalz sowie gegenüber Kalziumionen zwar als das kleinere Übel angesehen, aber der o.g. Zusatz liegt etwa um den Faktor 4 über den nach der Trinkwasserverordnung zulässigen 200 mg/l Natriumionen, so dass über ein weniger aufendiges Verfahren zur Entfernung dieser Natriumionen nachgedacht werden muss, als die bisher bekannte Methode kombinierter Ionenaustauscher, welche regelmäßig getrennt regeneriert werden müssen.
Überraschend wurde erfindungsgemäß gefunden, dass insbesondere bei der Behandlung überwiegend organisch belasteter Abwässer mit ihrer gegenüber anorganisch belasteten Abwässen relativ geringen
elektrischen Leitfähigkeit eine bevorzugte Steuerung auf vergleichbare endliche Werte des Reinigungseffektes über die Behandlungsdauer hinsichtlich des Gesamt-Energieaufwandes günstiger ist als eine bevorzugte Steuerung über die Stromdichte. Dazu wird auf die zweite der unten angefügte Tabellen (Organisch belastetes Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie) verwiesen. Ein Vergleich der 3. Zeile (20 s bei 40 mA/cm2) mit der 4. Zeile (10s bei 60 mA/cm2) zeigt, dass ein 12,5 % höherer Gesamt-Energieaufwand nur eine knapp 1 % höhere
Reinigungsleistung ergibt.
Die in Anspruch 5 erwähnten Membrantechniken dienen der Abtrennung der unlöslichen Ausfällungen von Schadstoffen infolge deren Einschluss in bzw. chemische Bindung an die anodisch gelösten Opfermaterialien. Es können dazu auch andere Trennverfahren als die aufgeführten
angewandt werden. Nachdem eine stoffliche Untersuchung auf
gefährliche Inhaltsstoffe, wie Schwermetallverbindungen,
Unbedenklichkeit ergeben hat, kann die aufgabengemäße Verwendung als Düngemittel erfolgen.
Bei der erwähnten Fenton-Reaktion wird die Wirkung der an den der Elektrolyse widerstehenden Materialien gebildeten OH-Radikale auf organische Verunreinigungen durch Eisenverbindungen katalytisch verstärkt, d.h. dies funktioniert nur bei Eisen als Opfermaterial.
Als Opfermaterial sind Magnesium und Calcium besonderen Anwendungsfällen vorgesehen, nämlich bei der Struvitfällung, wobei bei dem sehr„unedlen" Calcium durch Caiciumphosphat dafür Sorge zu tragen ist, dass bei Kontakt mit Wasser keine spontane Reaktion ohne jegliche Stromzufuhr einsetzt.
Zur Behandlung der o.g Gruppe organisch belasteter Abwässer hat sich die Zugabe elektrisch leitfähiger, in Bezug auf die stattfindenden
Eletrolyseprozesse inerter Kohlenstoffteilchen zum Opfermaterial im Anodenkäfig als vorteilhaft erwiesen. Sie bewirken eine räumlich gleichmäßigere Stromverteilung und damit eine gleichmäßigere
Beteiligung des Inhaltes des Anodenkäfig an den erwünschten
Ausfällungen von Verunreinigungen. Um diese Wirkung entfalten zu können dürfen die Kohlenstoffteilchen nicht wesentlich kleiner,
vorzugsweise im mittleren Durchmesser nicht kleiner als etwa ein Viertel desjenigen der Teilchen der Opfermaterialien sein.
Die energiesparende Betriebsweise nach Anspruch 4 erfordert
einrichtungsseitig ein längeres Verweilen der jeweiligen Abwassermenge im Elektrolyseraum. Dies wäre durch extrem geringe
Strömungsgeschwindigkeiten erreichbar, welche aber den Nachteil einer Verstopfungsgefahr bzw. des Festsetzens der Ausfällungen innerhalb des Opfermaterials aufweisen. Hier schafft der langgestreckte Rohrreaktor nach den Ansprüchen 11 bis 13 Abhilfe, dessen Länge in Abhängigkeit von gewünschter Durchflußmenge und Strömungsgeschwindigkeit in weiten Grenzen variert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : ein Verfahrensschema,
Fig. 2: einen AEOP-Reaktor,
Fig. 3: einen Anodenkäfig in Seitenansicht,
Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Rohrreaktors im
Querschnitt und
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines Rohrreaktors in
teilweise geschnittener Längsansicht.
Das Verfahrensschema gemäß Fig. 1 zeigt einen AEOP-Fällungsreaktor 1 gefolgt von einer Filtereinheit 2, wobei es sich um eine
Kammerfilterpresse oder um ein automatisches Filter handeln kann.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen AEOP- Reaktors 1. Er hat allgemein die Form eines an beiden Enden durch Verschlussdeckel 7 geschlossenen Rohres 3, welches, den hier nur angedeuteten, jedoch in Fig. 3 detailliert dargestellten Anodenkäfig 4 aufnimmt. Es kann auch jede andere geometrische Form für den AEOP- Reaktor gewählt werden. Bei einem Zufluss 5 wird das zu reinigende Abwasser eingeleitet und bei einem Abfluss 6 das behandelte Abwasser entnommen. Das Rohr 3 liegt in seiner Gesamtheit mit Ausnahme der stirnseitigen Verschlussdeckel 7 auf Kathodenpotential, das am
Kathodenanschluß 8 angeschlossen ist. Daher ist durch nicht dargestellte isolierende Abstandshalter dafür Sorge zu tragen, dass kein metalischer Kontakt zwischen dem Rohr 3 und dem Anodenkäfig 4 im Inneren des Rohres 3 auftritt, so dass das dazwischen strömende Abwasser der erfindungswesentlichen elektrolytischen Behandlung unterworfen wird.
Fig. 3 zeigt den formstabilen Anodenkäfig 4 in Seitenansicht. Dabei kann auch jede beliebige, jedoch an die Form des Reaktorbehälters
angepasste geometrische Form gewählt werden. Das verwendete
Streckmetall besteht dabei, wie oben beschrieben, aus Platin, Titan, Niob, Palladium, Ruthenium oder platziertem Titan. Im Inneren des Anodenkäfigs 4 befindet sich das hier nicht gesondert hervorgehobene, oben detailliert beschrieben Opfermaterial.
In der am Ende dieser Beschreibung angefügten Tabelle ist die
Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens durch
Versuchsmeßwerte belegt, wobei sich eine direkte Abhängigkeit des Reinigungseffektes von der Stromdichte sowie von der
Behandlungsdauer ergibt, was, insoweit auch plausibel ist.
Weitergehende Überlegungen führten dann zur technischen Lehre des Anspruchs 4.
In den Fig. 4 und 5 ist ein Rohrreaktor 9 dargestellt, welcher
insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Realisierung der o.g.
technischen Lehre des Anspruchs 4 dient. Im Querschnitt der Fig. 4 ist der Anodenkäfig 4 zu erkennen, wie er von elektrisch isolierenden
Abstandshaltern 9 zentriert darin gehalten wird. In Längsrichtung erstreckt er sich, wie in Fig. 5 angedeutet, über die gesamte Länge des
Rohrreaktors 9 mit Ausnahme des geschnitten dargestellten rechten Ende desselben. Die Wandung 11 des Rohrreaktors 9 liegt entweder selbst auf Kathodenpotential oder sie ist elektrisch isolierend ausgeführt und innen mit dem Kathodenmaterial beschichtet. Im Zwischenraum zwischen dem Anodenkäfig 4 und und der Wandung 11 strömt das zu behandelnde Abwasser, das natürlich auch, wie vorgesehen zur anodischen
Behandlung in den Anodenkäfig 4 eindringt. Es versteht sich, dass die Abstandshalter 9 strömungsgünstig auszubilden sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun die weitere Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung beschrieben. In den im vorliegenden Falle um 9 ° gegenüber der Waagerrechten geneigten Rohrreaktor 10 wird von links zu behandelndes Abwasser eingeleitet und in der oben beschriebene Weise elektrolytisch behandelt, wobei sich bei entsprechend gewählter
Strtömungsgeschwindigkeit im unteren Teil die Aufällungen von gelöstem Opferanodenmaterial, an welches Verschmutzungsteile bzw. -Stoffe gebunden sind, konzentrieren. Am rechten Ausflussende 12 des
Rohrreaktors 10 kann nun an einem oberen Auslass 13 entsprechend gereinigtes Abwasser und an einem unteren Auslass 14 können angereicherte Ausfällungen jeweils zu weiteren Behandlung entnommen werden. Das Abfließen dieser im unteren Bereich des Rohrreaktors 10 angereichterten Ausfällungen kann durch eine dort außen angebrachte Klopf- oder Schwingungseinrichtung 15 gefördert werden.
1. Organisch belastetes Abwasser (kommunales Abwasser)
Figure imgf000011_0001
rganisch belastetes Abwasser (Nahrungsmittelindustrie)
Figure imgf000011_0002
3. Anorganisch belastetes Abwasser (Blei-Industrie)
Figure imgf000011_0003
4. Anorganisch belastetes Abwasser (Arsen)
Figure imgf000011_0004
5. Anorganisch belastetes Abwasser (Nickel)
nfangswert Ni Endwert Behandl.-dauer Stromdichte .0 mg/l 0.02 mg/l 10 sec 40 mA/cm2 .0 mg/l < Nachweisgrenze 10 sec 60 mA/cm2 .0 mg/l < Nachweisgrenze 10 sec 80 mA/cm2
2.0 mg/l < Nachweisgrenze 10 sec 100 mA/ Aufstellung der verwendeten Bezuaszahlen
1 AEOP-Fällungsreaktor
2 Filtereinheit
3 Rohr
4 Anodenkäfig
5 Zufluß
6 Abfluss
7 Verschlussdeckel
8 Kathodenanschluß
9 Abstandshalter
10 Rohrreaktor
11 Wandung
12 Ausflussende
13 oberer Auslass
14 unterer Auslass
15 Klopf- der Schwingungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Abwasserbehandlung, insbesondere zur Entfernung von Schwermetallen, organischen Schadstoffen und Pharmaka aus Abwasser, gekennzeichnet durch eine elektrolytische Behandlung des Abwassers unter Verwendung einer Anode, welche sowohl der Elektrolyse
widerstehende Materialien als auch bei der Elektrolyse in Lösung gehende, sogenannte Opfermaterialien enthält, die beide gleichzeitig dem Abwasser ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytische Behandlung in einem pH-Wert-Bereich des Abwassers von 5 bis 9 bei einer Spannung kleiner als 12 V erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem über 0,2 Masse-% eingestellten Kochsalzgehalt des Abwassers zugleich eine Desinfektion desselben durch naszierendes Chlor
vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere zur
Behandlung von Abwässern mit hohen Gehalten an organischen
Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass im Kennlinienfeld der relativen Änderung des CSB-Wertes als Funktion der Behandlungsdauer und der Stromdichte zu Beginn und/oder im Verlauf der Behandlung eine Übergewichtung der Behandlungsdauer eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mit Membrantechniken wie Mikrofiltration, Ultrafiltration oder Nanofiltration kombiniert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer UV-Abwasserbehandlung unter Ausnutzung der Fenton- Reaktion kombiniert wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der der Elektrolyse widerstehende Teil der Anode ein formstabiler Anodenkäfig (4) aus Platin, Titan, Niob, Palladium, Ruthenium oder platiniertem Titan ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenkäfig (4) aus Streckmetall besteht.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenkäfig (4) mit Aluminium, Eisen, Magnesium, Calcium oder im Falle einer Mischanode mit Gemischen dieser Metalle als Opfermaterial bestückt ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Anodenkäfig (4) weiterhin Kohlenstoffteilchen als elektrisch leitfähige Phase enthält.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenkäfig (4) mittels Abstandshaltern (9) in der Mittelachse eines Rohrreaktors (10) angeordnet ist, dessen Wandung (9) die Kathode ist oder innen mit dieser ausgekleidet ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrreaktor (10 ) in Durchflußrichtung in der Größenordnung bis etwa 20 Winkelgrad zur Waagerechten nach unten geneigt ist und an seinem unteren Ausflussende (12) einen oberen Auslass (13) für flüssige
Bestandteile des behandelten Abwassers sowie einen unteren Auslass (14) für die Ausfällungen von gelösten Opfermaterialien mit daran gebunden Verschmutzungsteilchen bzw. -Stoffen aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass außen am Rohrreaktor (10) eine Klopf- oder Schwingungseinrichtung (15) zur Unterstützung des Transportes der Ausfällungen zum unteren Auslass (14) angebracht ist.
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