DE2125741A1

DE2125741A1 - Verfahren zur Reinigung von Abwässern

Info

Publication number: DE2125741A1
Application number: DE19712125741
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl.-Ing. Leoben-Seegraben; Joven Wilfried Dipl.-Ing. Trofaiach; Janusch (Österreich). C02c 1-00
Original assignee: Alpine Montan AG
Current assignee: Alpine Montan AG
Priority date: 1970-06-02
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1971-12-09
Also published as: HU165292B; DE2125741B2; AT305914B; YU34866B; DE2125741C3; CS175419B2; CH519444A; YU139871A

Description

Verfahren zur Reinigung von Abwässern Die Reinigung von Abwässern bezweckt die im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen, die für den Vorfluter schädlich sind, zu entfernen oder zu unschädlichen Stoffen abzubauen. Solche Abwässer werden, nachdem gegebenenfalls grobe Verunreinigungen durch Rechen, Sandfänge und in Absetzbecken mechanisch entfernt wurden, üblicherweise einer Reinigung durch biologischen Abbau in Tropfkörpern oder Belebtschlammbecken unterworfen, wobei die fäulnisfähigen Stoffe durch Bakterien unter Sauerstoffaufnahme zu Kohlendioxyd, wasser, Nitraten, Sulfaten und Phosphaten abgebaut werden.
Bei dieser bekannten Art der Reinigung sind gewisse chemische Verunreinigungen, wie Detergentien u.a.
nur teilweise abbaubar und verbleiben im fertig gereinigten Abwasser, wodurch eine Belastung des Vorfluters eintritt. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Abwässer unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes durch Elektrolyse zu reinigen. Bei diesem Verfahren ist das elektrische Feld senkrecht gerichtet und bewirkt durch Flockung der im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen eine Vergrößerung der Sinkgeschwindigkeit. Der Effekt eines solchen elektrischen Feldes verstärkt den Effekt eines Absetzbeckens.
Die gegenständliche Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern, welche feine oder feinste Schwebestoffe bzw. gelöste, emulgierte oder suspendierte organische und/oder anorganische Verunreinigungen enthalten und welche gegebenenfalls durch eine Vorreinigung von groben Verunreinigungen befreit sind, durch Einwirkung eines elektrischen Feldes und besteht im wesentlichen darin, daß das Abwasser in Gegenwart von Schaumbildern einer Elektrolyse in einem ungefähr horizontalen elektrischen Peld unterworfen wird.
Auf diese Weise scheiden sich die Verunreinigungen an der Grenzschicht Blektrolyt-Luft in Schaum gebunden ab, der sodann abgezogen wird.
Hiebei wirkt das Abwasser selbst als Elektrolyt, wobei sich an der Kathode naszierender Wasserstoff und an der Anode naszierender Sauerstoff bildet. Der chemisch hoch wirksame Sauerstoff gelangt hiebei in feinster Verteilung in das Abwasser und bewirkt eine intensive Oxydation zumindest eines Teiles der organischen Verunreinigungen. Die insbesondere an der Kathode entstehende starke Gasbildung bewirkt infolge der Gegenwart von Schaumbildnern eine intensive Schaumentwicklung. Unter der ,wirkung des elektrischen Feldes tritt ein elektrophoretischer Effekt auf, durch den die im Abwasser gelösten, emulgierten oder suspendierten Teilchen zufolge Aufladungsunterschieden geflockt und durch die Gasblasen an die Oberfläche gefördert und dort als Schaum abgeschieden werden.
Wesentlich hiebei ist die ungefahr horizontale Lage des elektrischen Feldes. Die Flockung wird ferner von den bei der Elektrolyse durch langsame Auflösung der Elektroden in den Elektrolyt gehenden Metallionen unterstützt.. Diese wilden im Elektrolyt Salze oder Basen, die eine chemische Plockung bewirken.
Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge der rasch aufsteigenden Gasblasen ein schneller Reinigungseffekt erzielt. Es wirkt somit die durch die Elektrophorese und durch die aus den Elektroden gebildeten Salze oder Basen bewirkte Ausflockung mit dem mechanischen Hochreißen der @locken durch die aufsteigenden Gasblasen im Sinne einer schnellen und wirksamen Reinigung zusammen. Die eriindungsgemalse Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch wenigstens eine Elektrolysezelle mit senkrecht angeordneten Elektroden, was den Vorteil hat, daß das Aufsteigen der Gasblasen entlang der Elektroden erfolgen kann.
Als Schaumbildner können die in den Abwässern enthaltenen Verunreinigungen selbst dienen. Sie unterstützen die Abwasserreinigung im Sinne der Erfindung. Gegebenenfalls können dem Abwasser auch unschädliche insbesondere biologisch abbaubare Schaumbildner in einer menge von 0,1 bis 1 mg/l zugesetzt werden.
Zweckmäßig wird gemäß der Erfindung das Abwasser kontinuierlich durch das elektrische Peld hindurchgeführt, wobei der Schaum kontinuierlich abgezogen wird. Hiebei kann die Reinigung so erfolgen, daß das Abwasser durch ein oder mehrere in der Strönungsrichtunffl parallel angeordnete elektrische Felder hindurchgeführt wird. Der sich über den Elektrolysezellen bildende Schaum wird kontinuierlich so abgezogen, daß auf dem Elektrolyt ständig eine Mindestschaumschicht vorhanden ist. Durch Wahl der Anzahl der elektrisch und im Strömungsweg des Abwassers parallel geschalteten Elektrolysezellen kann die Reinigung des Abwassers bis zur Erreichung des gewünschten Reinigungsgrades getrieben werden.
Der abgezogene, die Verunreinigung enthaltende Schaum wird am zweckmäßigsten verascht.
Die Intensität der Reinigung wird weitgehend von der elektrischen Feldstärke bzw. von der Stromdichte sowie dem Elektrodenmaterial beeinflußt. Abhängig von den Verunreinigungen haben die Abwässer verschiedene Leitfähigkeiten und sind damit im verschiedenen Maße als Elektrolyte geeignet. Es kann daher für jedes Abwasser empirisch eine optimale Stromdichte sowie ein optimaltes Elektrodenmaterial gewählt werden und es steht auch wieder die erforderliche Behandlungszeit des Abwassers in direktem Zusammenhang mit der angewandten Feldstärke. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Leitfähigkeit des Abwassers durch chemische Zusätze in einem dem Verfahren günstigen Sinne zu beeinflussen, in der Regel durch Zusatz von Salzen im gewünschten Ausmaß zu erhöhen.
Die Erfindung ermöglicht eine wesentlich schnellere Reinigung von Abwässern und für gewisse Abwasserarten eine wesentlich weitgehendere und schnellere Reinigung als dies bei den bekannten biologi#schen Reinigungsverfahren der Fall ist.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgema3en Verfahrens gegenüber biologischen Reinigungsverfahren liegt darin, daß damit auch biologisch schwer oder nicht zu reinigende Abwässer gereinigt werden können, Eine 7 errichtung zur Durchführung des erfindflngsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Das durch Rechen 1, Sandfang 2 und Verklärbecken 3 von groben Verunreinigungen befreite Abwasser wird mittels der Pumpe 4 den Elektrolyse zellen 5 zugeführt. Die Elektrolyse des Abwassers erfolgt mit steigendem Gehalt des Abwassers an organischen Stoffen in einer größeren Anzahl von Elektrolysezellen 5, wobei das Abwasser jeder Elektrolysenzelle 5 gesondert zugeführt wird. Damit eine gleichmäßige Aufwärtsströmung gewährleistet wird, ist der Boden jeder Elektrolysenzelle 5 mit verschleißfesten, über den ganzen Querschnitt verteilten Düsen 6 ausgestattet. Jede Zelle besitzt eine mit + bezeichnete Anode und eine mit - bezeichnete Kathode. Die erforderliche Einwirkzeit wird durch eine entsprechende Strömungsgeschwindigkeit bzw. eine entsprechende Höhe der Elektrolysenzelle 5 erreicht.
Der sich in den Elektrolysezellen 5 und der Abflußkammer 7 abscheidende Schaum wird durch einen Schaumabstreifer 8 laufend in den Schaumtrichter 9 abgezogen.
Das elektrolytisch gereinigte Abwasser fließt aus der Abflußkammer 7 in ein Absetzbecken 10, in dem eine Nachreinigung erfolgt. Hier wird auch ein Teil der bei der Elektrolyse in das Abwasser gelangten und nicht verbrauchten geflockten Metallsalze abgeschieden. Sowohl die abgesetzten Verunreinigungen als auch die Metallsalze werden über eine Leitung 11 dem Vorklärbecken 3 zugeführt.
Die Metallsalze werden damit bereits vor der Elektrolyse für eine Flockung nutzbar gemacht.
Vom Absetzbecken 10 läuft das elektrolytisch geklärte Abwasser über einen Syphon 12 in den Vorfluter 13. Der Syphon 12 verhindert das Entweichen der bei der Elektrolyse entstehenden brennbaren Gase (02, H2) aus dem geschlossenen System.
Der in den Schaumtrichter 9 abgezogene Schaum wird der Schaumverbrennung 14 zugeführt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Schaum im Faulbecken 14 weiterzubehandeln, in welchem der im Vorklärbecken 3 anfallende Klärschlamm unschädlich gemacht wird.
Das sich über den Elektrolysezellen 5 der Abflußtammer 7 und dem Schaumtrichter sammelnde, vorwiegend aus 02 und H2 bestehende Gas wird laufend abgesaugt und für die Schaumverurennung verwendet. Zur Vermeidung einer Druckdifferenz zwischen dem Gasraum üt)er den Elektrolysezellen 5 und dem Absetzbecken 10 ist eine Druckausgleichsleitung t5 vorgesehen.
Batentansprüche:

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e : 9 Verfahren zur Reinigung von Abwässern, welche feine oder feinste Schwebestoffe bzw. gelöste, emulgierte oder suspendierte organische und/oder anorganische Verunreinigungen enthalten und welche gegebenenfalls durch eine Vorreinigung von groben Verunreinigungen befreit sind, durch Einwirkung eines elektrischen Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser in Gegenwart von Schaumbildnern einer Elektrolyse in einem ungeS~ahr horizontalen elektrischen Feld unterworfen und der Schaum abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungenügendem Gehalt des Abwassers an Schaumbildnern dem Abwasser vorzugsweise biologisch abbaubare Netzmittel zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei einem Gehalt des Abwassers an Schaumbildner von wenigstens 0,1 mg/l, vorzugsweise bis 1,0 mg/l, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser kontinuierlich durch das elektrische Feld hindurchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser durch mehrere in der Strömungsrichtung parallel angeordnete elektrische Felder mit gleicher oder verschiedener Feldstärke hindurchgeführt wird, wobei am Ende der Behandlung in einem gesonderten Schaumabscheider der Schaum abgezogen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mehrstufig durchgeführt wird, indem das Abwasser durch mehrere in der Strömungsrichtung hintereinander angeordnete elektrische Felder hindurchgeführt wird, wobei in jeder Stufe der Schaum abgezogen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Schaum verascht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Elektrolyse anfallende Gas für die Verbrennung des Schaumes nutzbar gemacht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfahigkeit des Abwassers durch chemische Zusätze eingestellt wird.
10. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dUrch vzenigstens eine Elektrolysezelle (5) mit senkrecht angeordneten L"lektroden.