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 kathodenraumInfo
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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
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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