DE2329629A1 - Verfahren und einrichtung zur entkeimung von fluessigkeiten durch anodische oxydation mit ionenanreicherung im kathodenraum - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur entkeimung von fluessigkeiten durch anodische oxydation mit ionenanreicherung im kathodenraum

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Description

SACHS SYSTEMTECHNIK QMBH - 8720 SCHWEINFURT PATENT- UND QEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNQ
Verfahren und Einrichtung sur Entkeimung von Flüssigkeiten duroh anodisehe Oxydation mit Ionenanreioherung im Kathodenraum
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung sur Entkeimung von Flüssigkeiten, insbesondere wasserhaltigen Flüssigkeiten, durch anodisohe Oxydation, bei dem die su reinigende Flüssigkeit in einer aus Kathode und Anode bestehenden elektrolytisehen Zelle i» Anodenraum der Wirkung eines elektrischen Stromes ausgesetst wird, wobei Kathoden- und Anodenraum durch ein Diaphragma getrennt sind.
Die Entkeimung von Flüssigkeiten duroh anodisohe Oxydation ist an sich bekannt* Mit den bekannten Verfahren und Einrichtungen wird aber eine nur ungenügende Wirkung ersielt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirkung des Entkeimungseffektes su verstarken, ohne daß die Investitionskosten für die apparative Einrichtung su hooh werden und ohne daß dem Wasser Fremdstoffe sugesetst werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemAß dadurch gelöst, daß die Ionensahl im Kathodenraum gegenüber dem Anodenraum angereichert und das Diaphragma vorsugswelse für Anionen durchlässig ist. Duroh die Ionenanreioherung, und swar vorzugsweise mit bestimmten Ionen, wird die Wirksamkeit der anodisohen Oxydation für die Entkeimung sprunghaft erhöht. Dadurch gelingt es, bei hoher Wirksamkeit die apparative Einrichtung klein und einfach su halten.
Für die Durchführung des Erfindungsgedankens ergeben sieh eine Reihe von LOsungsmOgliehkeiten.
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Als eine dieser Möglichkeiten schlägt die Erfindung vor, daß die Ionensahl dadurch angereichert wird, daß die wässerige Lösung eines in Ionen dissoiilerenden Stoffes in den Kathodenraum eingebracht wird. Diese Realisierung ist sehr einfach, wobei vorzugsweise eine sohwachprosentige Salzlösung für die Einfüllung in den Kathodenraum vorgesehen werden kann. In der praktischen Durchführung besonders einfach ist die Verwendung einer nach Gewicht 0,05-0,5prosentigen NaCl-Lösung. In diesem Zusammenhang ist es auoh möglich, in den Kathodenraum salzhaltiges Seewasser als Füllmedium einzubringen.
Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, daß das Verfahren mit einer HgO^-Lösung im Kathodenraum arbeitet. Vorzugsweise wird dabei eine etwa einprosentlge H2O2-LOtUnS vorgesehen.
Bei der Ausgestaltung der Einrichtung für das Verfahren ist es besonders vorteilhaft, das Diaphragma der elektrolytisohen Zelle so zu wählen, daß es nur anionendurehlässig und kationenundurchlässig ist. Dadurch wird eine sehr günstige Wirkung bei geringst möglichen Konzentrationen der Lösung im Kathodenraum erzielt.
Vorteilhaft ist es, den Kathodenraum mit einer verschließbaren NaohfüHoffnung für die darin befindliche Lösung auszustatten.
In der nachfolgenden Besehreibung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung für die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert und auch das Verfahren selbst noch näher beschrieben.
In der Zeichnung ist eine elektrolytisohe Zelle dargestellt, bei der das Oehäuse mit 1, die Anodenplatte mit 2, die Kathodenplatte mit 4 und die Stromzuleitung zur Anode mit 3 sowie die Stromzuleitung zur Kathode mit 5 bezeichnet ist. Das Gehäuse 1 wird durch ein Diaphragma 8 im Innern in zwei Räume aufgeteilt, und zwar einen Anodenrau» 7 und einen Kathodenraum 6. Mit 9 ist
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der Wasserzufluß und mit 10 der Wasserabfluß des Anodenraumes 7 bezeichnet. Die im Kathodenrauro 6 vorhandene wässerige Lösung eines in Ionen dissoziierenden Stoffes 1st dort durch die Punkte sohematisQh angedeutet. Das Diaphragma 8 ist anionendurchlässig und bietet Kationen zumindest einen größeren Widerstand, vorzugsweise ist es kationenundurchlässig. Der Kathodenraum 6 hat zweckmäßigerweise eine Füllöffnung, die verschließbar ist, die aber bei der sohematisehen Darstellung der Figur nicht dargestellt wurde.
Die grundsätzliche Wirkungsweise ist so, daß der zu reinigende Flüssigkeitsstrom (beim Ausführungsbeispiel und bei den Versuchen wurde Trinkwasser zugrunde gelegt) durch die Leitung 9 zu- und die Leitung 10 vom Anodenraum 7 abgeführt wird und die Entkeimung bei Stromfluß zwischen Anodenplatte 2 und Kathodenplatte 4 während des Durchflusses durch den Anodenraum 7 erfolgt. Dabei werden Keime und sonstige Fremdstoffe (z. 6. Gift- oder Schadstoffe) oxydiert, und zwar durch Elektronenentzug, wobei an die Reste Sauerstoff angelagert wird. Die oxydative Eigenschaft ist im Anodenraum 7 bei Stromfluß sehr stark und wird durch die aus dem Kathodenraum 6 in den Anodenraum 7 durch das Diaphragma 8 diffundierenden Anionen noch verstärkt.
Versuche haben ergeben, daß der Kathodenraum 6 ι. B. mit einer 0,05-0,5prozentigen NaCl-Lösung gefüllt werden kann, wobei dann während des Entkeimungevorganges Anionen, d. h. Chlorionen, aus der wässerigen Lösung im Kathodenraum 6 in den Anodenraum 7 durch das Diaphragma 8 hindurchdiffundieren. Dieser sehr geringe Zusatz an Chlorionen im Anodenraum 7, der praktisch die Wassergüte überhaupt nicht beeinflußt und subjektiv gar nicht feststellbar ist, bewirkt eine erheblich gesteigerte anodische Oxydation.
7 8 Bei Versuchen mit der Ausgangsbasis von etwa 10'- bis 10 -KoIikeimen pro Milliliter ergab eich nach Durchlaufzeiten von etwa 20-150 Sekunden eine vollständige Abtötung und Keimfreiheit. Die verwendeten Spannungen lagen dabei in der Größenordnung von 4-7 Volt, die Stromstärken bei 100 Milliamper. Demgegenüber ist
- 4 409884/1188
mit der anodisehen Oxydation ohne Anreicherung von Ionen im Kathodenraum und Anordnung einer anionendurehlässigen Membrane auch nach mehr als der doppelten Zeit bei Umlaufverβuohen noch keine Keimfreiheit zu erzielen gewesen.
Bei Versuchen mit einer einprozentigen H2O2-Lesung im Kathodenraum ergaben sich «war nicht so günstige Werte wie bei Verwendung einer NaCl-Lösung, trot«dem war aber eine sprunghafte Verbesserung gegenüber der anodisehen Oxydation ohne Ionenanreieherung im Kathodenraum feststellbar. Bei Kreislaufversuohen, ausgehend von den im Zusammenhang mit der NaCl-Lösung dargestellten Bedingungen, ergab sich nach etwa 5 Minuten eine Reduktion der Keimsahlen auf 0,02 %, während - wie schon erläutert - bei der anodischen Oxydation ohne Ionenanreicherung eine Konzentrationsherabeet zung innerhalb dieses Zeitraumes «war gelingt, die Abtötungekurve im Zeit-Konsentrations-Diagramm anschließend aber etwa horizontal verläuft und unzulässig große Mengen an Keimen übrig bleiben.
Duroh die Ionenanreicherung im Kathodenraum wird also eine sprunghafte Wirkungsverbesserung der anodisehen Oxydation als Entkeimungsnittel ersielt.
6. 6. 1973
TIP Pa/Mü
NB.: Im übrigen können auch andere Stoffe sur lonenanreieherung benutst werden, s. B. kann eine sohwaohprosentige HCl-Lösung im Kathodenraum 6 benutst werden, wobei in diesem Fall über eine automatische Leitwertmessung eine Funktionsanzeige bsw. selbsttätige Naohfülleinriohtung gesteuert werden kann. In Jedem Fall ist aber dafür Sorge su tragen, daß die notwendige Konsentration des in den Kathodenraua 6 eingebrachten Stoffes in etwa eingehalten wird. Die Ansi
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lung von Rückständen im Kathodenraum 6 sollte entweder durch eine Iieufüllung mit Entfernung des Restes in regelmäßigen Abständen erfolgen oder durch einen speziellen Kathodenraumkreislauf, der gegebenenfalls auch entsprechend mit dem Hauptkreislauf kommunizieren kann.
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Claims (7)

1. Verfahren zur Entkeimung von Flüssigkeiten, insbesondere wasserhaltigen Flüssigkeiten, durch anodische Oxydation, bei dem die zu reinigende Flüssigkeit in einer aus Kathode und Anode bestehenden elektrolytischen Zelle im Anodenraum der Wirkung eines elektrischen Stromes ausgesetzt wird, wobei Kathoden- und Anodenraum duroh ein Diaphragma getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenzahl im Kathodenraum gegenüber dem Anodenraum angereichert ist und das Diaphragma vorsugsweise für Anionen durchlässig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ioneneahl dadurch angereichert wird, daß die wässerige Lösung eines in Ionen dissoziierenden Stoffes in den Kathodenraum (6) eingebracht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine sehwaohprozentige Salzlösung in den Kathodenraum (6) eingebracht wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach Gewicht 0,05-0,5prozentige NaCl-Lusung in den Kathodenraum (6) eingebracht wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine HgO^-Lösung in den Kathodenraum (6) eingebracht wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma (8) der elektrolytisohen Zelle ausschließlich anionendurchlässig ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenraum (6) mit einer verschließbaren Nachfülleffnung für die darin befindliche Lösung ausgestattet ist.
6. 6. 1973 409884/1188
TIP Pa/Mü
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