WO1993004003A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten von verunreinigten flüssigkeiten - Google Patents

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WO1993004003A1 PCT/EP1991/001539 EP9101539W WO9304003A1 WO 1993004003 A1 WO1993004003 A1 WO 1993004003A1 EP 9101539 W EP9101539 W EP 9101539W WO 9304003 A1 WO9304003 A1 WO 9304003A1
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Kai Konradt
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Iwatech Konradt Gmbh
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    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH

Definitions

  • the invention relates to a method for treating contaminated liquids, in particular pollutants such as heavy metals, oils, fats, hydrocarbons and the like, containing wastewater, gas bubbles being generated in the liquid by electrolytic treatment and adhering to and adhering to them pollutant particles collecting the liquid surface are skimmed off.
  • pollutants such as heavy metals, oils, fats, hydrocarbons and the like
  • the invention also relates to an apparatus for performing this method, with a container for the liquid and an electrolysis device with an anode / cathode arrangement through which the liquid flows.
  • the present invention is therefore based on the object of developing a method of the generic type with which particularly effective and effective treatment of contaminated liquids is possible in a simple and economical manner. Furthermore, a device tion for performing the method can be created, which should be characterized by simple structure and low manufacturing and operating costs.
  • the liquid is placed in a continuous, vertical, bottom-up flow for the duration of the electrolysis treatment.
  • the electrolysis treatment is accordingly carried out, while the liquid in the direction of buoyancy of the electrolytically generated gas bubbles and the pollutant particles (flakes or "Flotate") flows so that the pollutants are carried along on the one hand by the buoyancy of the gas bubbles and on the other hand by the flow of the liquid upwards.
  • the buoyancy of the pollutant particles generated by the gas bubbles is advantageously supported by the liquid flow.
  • the flow in the direction of buoyancy is so slow and practically homogeneous according to the invention that turbulence is avoided.
  • the procedure is characterized by a high effectiveness.
  • the liquid is placed in a continuous, horizontal flow for a flotation phase.
  • the flow velocity of the liquid is also so low that there is an essentially homogeneous, swirl-free flow.
  • the respective flow rate both in the vertical and in the horizontal direction can be changed very simply by adjusting the amount of liquid supplied to match the flow cross sections present.
  • the flotation phase advantageously lasts so long that practically all pollutant particles can collect on the top of the liquid surface. This is the case after about half an hour. Due to the horizontal flow, the pollutants or the floating layer formed by them are also taken horizontally and thus moved to a skimmer, where they are skimmed very carefully and without swirling, i.e. are "stripped" off the liquid surface with a scraper that moves very slowly in the horizontal direction.
  • the pollutant sludge obtained in this way is subsequently dewatered in particular without pressure, that is to say it is poured into a filter container, so that the water still present can drip downward.
  • the pressure-free drainage is advantageous compared to pressure drainage, because this keeps any pollutants, such as oils in particular, from them.
  • the dewatering creates a puncture-proof mass (so-called "mud cake") that dries out almost completely after a further drying time and then one suitable disposal, in particular special waste incineration, can be supplied.
  • the cleaned water can advantageously be introduced directly into the usual sewage system, but - because of the good cleaning - can even be used again, for example for cleaning and / or cooling purposes, for example for street cleaning, toilet flushing and the like.
  • the water drained from the pollutant sludge is preferably returned to the electrolysis treatment.
  • the liquid to be cleaned is subjected to a chemical treatment in particular to precipitate pollutants before the electrolysis treatment.
  • the liquid is first subjected to a pH reduction by adding an acid and then to a pH increase by adding an alkali, or vice versa.
  • the pH is lowered to about 3 and then raised again to about 7 (neutral).
  • This chemical treatment leads to an emulsion splitting, ie to the "breaking up" of the liquid, as a result of which heavy metals in particular, but advantageously also PCB and PAH, are precipitated.
  • the resulting particles can subsequently be separated very effectively by the electrolysis treatment according to the invention.
  • the device according to the invention is characterized in that the electrolysis device is arranged within the liquid container in such a way that the liquid flowing in through an inlet opening flows vertically through the electrolysis device from bottom to top.
  • the container has an elongated, trough-like shape, the inlet opening and the electrolysis device being arranged on a narrow side of the trough-like container and on the opposite side a skimmer for a separating pollutant floating layer and an overflow for the treated liquid.
  • the electrolysis device is completely below the level of the surface of the liquid contained in the container.
  • the liquid continuously supplied via the inlet opening first flows vertically through the electrolysis device, then emerges from it and flows horizontally in the direction of the overflow, as a result of which the separated pollutants are taken along as a layer to the skimming device.
  • a device for chemical precipitation of pollutants which consists of two part containers, is preferably arranged directly upstream of the container, the first part container having an inlet for the liquid to be treated and being connected to the second part container via an overflow, and the lower part of the second partial container has an outlet opening which preferably merges directly into the inlet opening of the container and thus into the electrolysis device.
  • the first part container is equipped with an acid inlet and the second sub-container with an alkali inlet. These inlets have valves which are actuated by a regulating device in order to adjust the acid and / or alkali inlet as a function of actual values of the pH values of the liquid contained in the two partial containers of predetermined pH setpoints.
  • FIG. 2 is a plan view in the direction of arrow II of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a vertical longitudinal section along the line III-III in FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a perspective view of a preferred embodiment of a drainage device
  • FIG. 5 shows a vertical cross section through an electrolysis device according to the invention along the line V-V in FIG. 2 and
  • FIG. 6 shows a side view of the electrolysis device in the direction of arrow VI according to FIG. 5.
  • a device according to the invention for treating (cleaning) waste water containing pollutants in particular consists of a trough-like, elongated container 2 with a bottom 4, two longitudinal side walls 6 and 8 and two end walls 10 and 12.
  • the container 2 is preferably made of a fiber-reinforced plastic (eg GRP) and is therefore chemical-resistant (acid-proof) and corrosion-free.
  • the walls 6 to 12 preferably have stiffening ribs 14.
  • a vertical diving wall 16 parallel to the end wall 10 in the vicinity of the one end wall 10 inside the container 2 there is a vertical diving wall 16 parallel to the end wall 10, the lower edge of which forms an opening 18 above the bottom 4 (see in particular FIG. 3). Furthermore, an intermediate wall 20 parallel to these is arranged approximately in the central region between the end wall 10 and the diving wall 16.
  • a first partial container 22 is formed between the end wall 10 and the intermediate wall 20 and a second partial container 24 is formed between the intermediate wall 20 and the immersion wall 16.
  • An inlet 26 for the contaminated liquid to be processed opens into the first partial container 22 .
  • the two sub-containers 22, 24 are connected to one another by an overflow 28, which can be formed by the upper edge of the intermediate wall 20 which is arranged lower than the upper edge of the walls 6 to 12 and the upper edge of the diving wall 16.
  • the opening 18 simultaneously forms an outlet of the second sub-container 24 and an inlet opening for the actual container interior 30.
  • a mixing device in particular in the form of a tube or pipe fan 32, is arranged within each sub-container 22, 24. This is in comparison to mechanical ones, for example driven by an electric motor Mixing devices are advantageous in that very large pollutant flakes are retained (which would otherwise be destroyed by mechanical agitators), because the larger the flakes are, the better they are subsequently separated.
  • an acid inlet 34 opens into the first partial container 22 and an alkali inlet 36 into the second partial container 24.
  • an electrolysis device 38 is now arranged within the container 2 or the interior 30 such that it flows vertically from bottom to top, i.e. from the liquid flowing in the direction of the arrow 40 (see FIG. 3) through the inlet opening 18. is flowed through in the direction of arrow 42.
  • this electrolysis device 38 including all the necessary connections, is advantageously arranged completely below the level of the liquid in the container 2, as a result of which particularly good explosion protection is achieved by avoiding sparking caused by discharges.
  • the electrolysis device 38 in the preferred embodiment of the invention consists of two electrolysis units 38a, 38b detachably held in the container 2, which are arranged side by side between the side walls 6 and 8 and bear against the baffle 16 (see Fig. 3).
  • each electrolysis unit 38a, b has a housing-like holder 52 for an anode / cathode arrangement 54.
  • the holder 52 has a horizontal, in the state inserted into the container 2 (Fig. 3) approximately at the level of the lower edge of the baffle 16 floor 56 and two vertically extending, mutually parallel, opposite end walls 58, with their edges facing the baffle 16 lie against it, so that the holder 52 is essentially closed in this vertical direction by the baffle 16.
  • a vertical intermediate wall 60 extends centrally between the end walls 58.
  • This intermediate wall 60 forms a holding wall for a cathode 62, which in the preferred embodiment consists of two individual plates 64, which are held on both sides of the holding wall 60, in particular made of stainless steel.
  • An anode 66 is arranged on both sides of this cathode 62, each anode 66 being formed by a plurality of plates 68, which are made of aluminum and are parallel to one another and in vertical planes lying perpendicular to the cathode 62.
  • the bottom 56 of the holder 52 has a slot-shaped inlet opening 70 for the liquid, and in its upper area the holder 52 is preferably designed to be completely open for the liquid to exit.
  • a further wall 71 (FIG.
  • the holder 52 is arranged in the container 2 in such a way that the inlet opening 18 merges into the inlet openings 70.
  • the anodes 66 are expediently held in the holder 52 so as to be adjustable in relation to the cathode 62 in order to adjust the electrode spacing.
  • the plates 68 of each anode 66 are connected to one another in the upper and lower region of their edges facing away from the cathode 62 via connecting rods 72.
  • Threaded rods 74 are fastened to these connecting rods 72, which engage in adjusting nuts 76, which in turn are guided in holding profiles 78 with a U-shaped cross section.
  • These holding profiles 78 extend parallel to the intermediate wall 60 between the end walls 58 of the holder 52.
  • the electrode spacing can be adjusted manually or by means of a motor, not shown, by means of a drive motor.
  • the holder 52 expediently consists of a fiber-reinforced plastic, and the parts 72, 74, 76 and 78 which hold the anodes 66 or their plates 68 adjustably also consist of an insulating material, in particular of PVC.
  • the skimming device 44 has at least one liquid arranged above the container 2 transversely to the longitudinal extent of the container and vertically immersed in the floating layer 46 and preferably slightly in the liquid arranged below it.
  • Appropriate scraper 80 which is movably guided in particular by a motor in the direction of a drainage channel 82 arranged upstream of the liquid overflow 48 for the floating layer 46.
  • two such wipers 80 are fastened to rotating drive elements 84, for example chains, which rotate in the direction of the arrows 86 shown in FIG.
  • transverse walls 92 extend between the side walls 6, 8, each parallel to one another and to the end walls 10, 12 are arranged and are spaced with their upper and lower edges from the upper edge of the side walls 6, 8 and from the bottom 4.
  • These transverse walls 92 serve to calm the liquid flowing inside the container 2, which reduces the flotation, i.e. the separation of the pollutants favors, as well as for the mechanical stiffening of the container 2. It is also expedient if the bottom 4 is divided into several sections, each of which has a gradient to the horizontal in different directions.
  • the container 2 has 4 drain valves 94 at the lowest points of the bottom (FIGS. 1 and 2). This configuration facilitates a complete emptying of the container 2 if it e.g. should be required for cleaning purposes.
  • the electrolysis device already described above 38 in particular directly upstream partial containers 22 and 24 are part of a device 96 for the chemical precipitation of pollutants.
  • This device 96 also includes a pH value regulating device 98 which, according to the invention, depending on the actual values of the pH values of the liquid contained in the two partial containers 22, 24, the acid feed 34 and / or the alkali feed 36 regulated by corresponding, not shown valves for setting predetermined pH setpoints.
  • Each partial container 22, 24 is equipped with a corresponding sensor or sensor for recording the actual pH values. The detection of the actual values and the active actuation of the valves of the inlets 34, 36 are indicated in FIG. 3 by dashed lines.
  • a final pH value control device 100 which, in the event of deviations in the actual value of the pH value of the processed liquid which runs off via the overflow 48, from a predetermined pH setpoint range, in particular 6 to 9, or in the event of deviations from a specific target value, in particular the neutral value 7, triggers an alarm message and / or switches off the entire device.
  • This drainage device 102 consists of a filter container 104, the bottom 106 and walls 108 of which consist of a filter material 110 (indicated by hatching in FIG. 4), in particular a filter fabric.
  • a support or frame construction that is not recognizable in FIG. 4 is expediently covered with the filter material 110.
  • a plurality of tubular or shaft-like filter inserts 112 are arranged in a vertical arrangement on the floor 106 within the filter container 104. The walls of these filter inserts 112 are also formed from the filter material 110.
  • the horizontal distance A of the filter inserts 112 from one another and from the walls 108 of the filter container 104 is a maximum of 50 to 60 cm. This is advantageous in that the skimmed pollutant has a so-called "drainage radius" of only approx. 30 cm. This means that water can only get out of the mud over a distance of about 30 cm.
  • the filter inserts 112 advantageously achieve that the sludge can be completely dewatered and aerated even in large quantities of up to several, for example 1 to 2 cubic meters. For emptying, it is advantageous to fasten the filter container 104 to a holder via a pivot bearing 114 so that it can be pivoted in such a way that the container 104 can be tipped out in a simple manner.
  • the liquid to be cleaned which is contaminated with pollutants, in particular wastewater from industrial plants or from scrapyards, is collected in a collecting basin (not shown) and from here by means of a pump (also not shown) via the inlet 26 into the first partial container 22 of the device 96 promoted for chemical treatment.
  • the pH of the wastewater is reduced to about 3 by adding, in particular, sulfuric acid via the acid feed 34.
  • the fluid with the acid is swirled intensively by the tube or tube fan 32.
  • the liquid then passes via the overflow 28 into the second partial container, in which the pH is raised again to 7 (neutral) by adding, in particular, sodium hydroxide solution via the alkali inlet 36.
  • the pH value is regulated via the regulating device 98, which controls the corresponding metering valves for the acid and alkali supply.
  • the regulating device 98 controls the corresponding metering valves for the acid and alkali supply.
  • the waste water flows through the opening 18 into the electrolysis device 38 and in it in the direction of arrows 42 vertically from the bottom up.
  • gas bubbles are generated electrolytically, on which the pollutant particles accumulate and are thus transported upwards.
  • the pollutant particles are indicated by dots in FIG. 3. In this way, the skimmable floating layer 46 is formed on the liquid surface.
  • a final pH value check is carried out via the device 100, which detects the respective actual pH value and, in the event of deviations from a desired value, in particular the neutral value 7, or from a desired value range, in particular 6 to 9 Triggers alarm and / or switches off the entire device. This prevents wastewater with an incorrect pH value from entering the sewage system or being reused.
  • the skimmed pollutant is then filled into the dewatering device 102 (see FIG. 4). Extensive dewatering of the sludge is achieved here through the filter material 110. Depending on the duration of the storage, almost complete drying out can be achieved. This produces a dry substance which, owing to its heavy metal and hydrocarbon content, is expediently burned in a hazardous waste incineration plant.
  • the water dripped from the filter container 104 or the dewatering device 102 is preferably fed again to the first sub-container 22.
  • the invention provides an extremely effective preparation (cleaning) of liquids, in particular of Wastewater achieved, and for the first time it has also been possible to effectively separate PCB and PAH components. Due to the dewatering of the pollutant sludge, the amount of pollutant to be disposed of as special waste (combustion) is advantageously only about 2 ° / 00 (2 per mille) of the liquid originally obtained, so that the costs to be paid for the special waste disposal are just ⁇ if significantly lower.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufbereiten von verunreinigten Flüssigkeiten, insbesondere von Schadstoffe enthaltendem Abwasser, wobei durch eine Elektrolysebehandlung in der Flüssigkeit Gasbläschen erzeugt und an diesen anhaftende und sich dadurch an der Flüssigkeitsoberfläche sammelnde Schadstoff-Teilchen abgeschöpft werden. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter (2) für die Flüssigkeit sowie eine von der Flüssigkeit durchströmte Elektrolyseeinrichtung (38) mit einer Anoden-/Kathoden-Anordnung (54), wobei die Elektrolyseeinrichtung (38) derart innerhalb des Behälters (2) angeordnet ist, daß die durch eine Zulauföffnung (18) einströmende Flüssigkeit die Elektrolyseeinrichtung (38) vertikal von unten nach oben, d.h. in Auftriebsrichtung der entstehenden Gasbläschen, durchströmt. Hierdurch wird eine besonders hohe Effektivität bei der Aufbereitung erreicht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von verunreinigten Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigten Flüssigkeiten, insbesondere von Schadstoffe, wie Schwermetalle, Öle, Fette, Kohlenwasserstoffe und der¬ gleichen, enthaltendem Abwasser, wobei durch eine Elektro¬ lysebehandlung in der Flüssigkeit Gasbläschen erzeugt und an diesen anhaftende und sich dadurch an der Flüssigkeitsober¬ fläche sammelnde Schadstoff-Teilchen abgeschöpft werden.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens, mit einem Behälter für die Flüssigkeit sowie einer von der Flüssigkeit durchströmten Elektrolyseeinrichtung mit einer Anoden-/Kathoden-Anordnung.
Aus der DE-OS 2552486 sind ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung der gattungsgemäßen Art bekannt, womit vor allem Öl enthaltendes Wasser gereinigt werden soll. Dabei wird die zu reinigende Flüssigkeit strömend zwischen mit verhältnis¬ mäßig geringem Abstand oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, von dem die Schmutzflocken abgeschöpft werden, angeordnete Elektroden geleitet. Dies bedeutet, daß hier die zu reini¬ gende Flüssigkeit "frei" zwischen Anode und Kathode einer außerhalb eines Auffangbehälters und der hierin aufgefange¬ nen Flüssigkeit angeordneten Elektrolyseeinrichtung strömt, und zwar in horizontaler Richtung oder vertikal von oben nach unten. Nachfolgend tropfen dann Wasser und an Gas¬ bläschen haftende Schadstoff-Flocken von der Kathode nach unten in den Auffangbehälter, wobei die Flocken auf der Flüssigkeitsoberfläche bleiben sollen, damit sie z.B. mit¬ tels einer Pumpe abgepumpt werden können. Dabei ist aber von Nachteil, daß durch das Heruntertropfen des Wassers und der Schadstoffe sicherlich eine erneute Vermischung und Verwirbelung erfolgt, so daß insgesamt gesehen nur eine unzureichende Trennung der Schadstoffe von der Flüssigkeit erreicht wird. Bei der bevorzugten Anwendung zum Reinigen von ölhaltigem Abwasser kann das so aufbereitete Wasser da¬ her wohl nicht unmittelbar in einen Abwasserkanal eingelei¬ tet werden. Zudem fallen heute - beispielsweise im Bereich von Kfz-Schrottplätzen und in sonstigen Industrieanlagen - in zunehmendem Maße auch solche Abwässer an, die nicht nur Öle und Fette, sondern auch bestimmte Schwermetalle und Kohlenwasserstoffe, insbesondere PAK (polyzyklische, aroma¬ tische Kohlenwasserstoffe) und PCB (polychlorierte Biphe- nyle), enthalten, die zumindest im Verdacht stehen, krebs¬ erregende Wirkungen zu besitzen. Bei derartigem Abwasser müssen bestimmte Grenzwerte eingehalten werden, um das gereinigte Wasser unmittelbar in die "normale" Abwasser- Kanalisation einleiten zu dürfen. Dies ist bislang nur sehr schwer und allenfalls mit sehr hohem Aufwand erreichbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun¬ de, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise eine besonders wirkungsvolle und effektive Aufbereitung von verunreinigten Flüssigkeiten möglich ist. Ferner soll auch eine Vorrich- tung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden, die sich durch einfachen Aufbau sowie günstige Herstellungs- und Betriebskosten auszeichnen soll.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin¬ dung sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen enthal¬ ten.
Demnach wird erfindungsgemäß die Flüssigkeit für die Dauer der Elektrolysebehandlung in eine kontinuierliche, vertikal von unten nach oben verlaufende Strömung versetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem es sich um ein soge¬ nanntes "Elektro-Flotationsverfahren" handelt, wird demnach die Elektrolysebehandlung durchgeführt, während die Flüs¬ sigkeit in Auftriebsrichtung der elektrolytisch erzeugten Gasbläschen und der sich an diesen anlagernden Schadstoff- Teilchen (Flocken oder "Flotat" ) strömt, so daß die Schad¬ stoffe einerseits von dem Auftrieb der Gasbläschen, ande¬ rerseits aber auch von der Strömung der Flüssigkeit nach oben mitgenommen werden. Dies bedeutet, daß der durch die Gasbläschen erzeugte Auftrieb der Schadstoff-Teilchen vor¬ teilhafterweise durch die Flüssigkeitsströmung unterstützt wird. Die Strömung in Auftriebsrichtung ist dabei erfin¬ dungsgemäß derart langsam und praktisch homogen, daß Ver- wirbelungen vermieden werden. Dadurch wird eine sehr gute und effektive Trennung der Schadstoffe von der Flüssigkeit erreicht, indem sich diese praktisch zu 100% an der Flüs¬ sigkeitsoberfläche ansammeln können. Dabei hat sich zudem gezeigt, daß die in Auftriebsrichtung durchgeführte Elek¬ trolysebehandlung auch zu einer Vergrößerung der Schad¬ stoff-Teilchen führen kann, was die Bildung einer abschöpf¬ baren Schadstoff-Schwimmschicht begünstigt. Das erfindungs- gemäße Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Effektivität aus.
Es ist vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit nach der Elektro¬ lysebehandlung für eine Flotationsphase in eine kontinuier¬ liche, horizontale Strömung versetzt wird. Während dieser Flotationsphase ist die Strömungsgeschwindigkeit der Flüs¬ sigkeit ebenfalls derart gering, daß eine im wesentlichen homogene, verwirbelungsfreie Strömung vorhanden ist. Die jeweilige Strömungsgeschwindigkeit sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung kann dabei sehr ein¬ fach durch Einstellen der Zulaufmenge der Flüssigkeit in Anpassung an die jeweils vorhandenen Strömungsquerschnitte verändert werden. Die Flotationsphase dauert vorteilhaf¬ terweise derart lang, daß praktisch alle Schadstoff-Teil¬ chen sich oben an der Flüssigkeitsoberfläche ansammeln können. Dies ist nach etwa einer halben Stunde der Fall. Durch die horizontale Strömung werden die Schadstoffe bzw. die von diesen gebildete Schwimmschicht zudem horizontal mitgenommen und so zu einer Abschöpfeinrichtung bewegt, wo sie sehr vorsichtig und verwirbelungsfrei abgeschöpft, d.h. mit einem sehr langsam in horizontaler Richtung bewegten Abstreifer von der Flüssigkeitsoberflache "abgestreift" werden.
Der so erhaltene Schadstoff-Schlamm wird nachfolgend insbe¬ sondere drucklos entwässert, d.h. in einen Filterbehälter eingefüllt, so daß das noch enthaltene Wasser nach unten austropfen kann. Die drucklose Entwässerung ist gegenüber einer Druckentwässerung von Vorteil, weil hierdurch jegli¬ che Schadstoffe, wie insbesondere Öle, zurückgehalten wer¬ den. Durch die Entwässerung entsteht eine stichfeste Masse (sogenannter "Schlammkuchen"), die nach einer weiteren Trocknungszeit fast vollständig austrocknet und dann einer geeigneten Entsorgung, insbesondere einer Sondermüll-Ver¬ brennung, zugeführt werden kann. Das gereinigte Wasser kann vorteilhafterweise unmittelbar in die übliche Abwasser- Kanalisation eingeleitet, aber - wegen der guten Reinigung - durchaus sogar auch wieder verwendet werden, so bei¬ spielsweise zu Reinigungs- und/oder Kühlzwecken, z.B. zur Straßenreinigung, Toilettenspülung und dergleichen. Demge¬ genüber wird das aus dem Schadstoff-Schlamm abgetropfte Wasser vorzugsweise erneut der Elektrolysebehandlung zuge¬ führt.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfin¬ dung wird die zu reinigende Flüssigkeit vor der Elektroly¬ sebehandlung einer insbesondere chemischen Behandlung zum Ausfällen von Schadstoffen unterzogen. Hierzu wird die Flüssigkeit zunächst durch Zugabe einer Säure einer pH- Wert-Absenkung und anschließend durch Zugabe einer Lauge einer pH-Wert-Anhebung unterzogen oder umgekehrt. Insbe¬ sondere wird der pH-Wert auf ca. 3 abgesenkt und dann wie¬ der auf ca. 7 (neutral) angehoben. Diese chemische Behand¬ lung führt zu einer Emulsionsspaltung, d.h. zum "Aufbrechen" der Flüssigkeit, wodurch insbesondere Schwermetalle, vor¬ teilhafterweise aber auch PCB und PAK, ausgefällt werden. Die hierdurch entstehenden Teilchen können nachfolgend sehr effektiv durch die erfindungsgemäße Elektrolysebehandlung abgeschieden werden. Es hat sich gezeigt, daß gerade durch die Kombination der erfindungsgemäßen Elektrolysebehandlung mit der vorausgehenden chemischen Behandlung eine derart effektive Reinigung erreicht werden kann, daß die gereinig¬ te Flüssigkeit hinsichtlich der noch vorhandenen Restschad¬ stoffe, und zwar insbesondere der PAK- und PCB-Anteile, weit unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte bleibt. Im Falle die¬ ser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dann zweckmäßigerweise das durch die Entwässerung erhaltene Was¬ ser nicht nur der Elektrolysebehandlung, sondern auch der vorausgehenden chemischen Behandlung erneut zugeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Elektrolyseeinrichtung derart innerhalb des Flüs¬ sigkeits-Behälters angeordnet ist, daß die durch eine Zu¬ lauföffnung einströmende Flüssigkeit die Elektrolyseein¬ richtung vertikal von unten nach oben durchströmt. Der Behälter weist eine langgestreckte, wannenartige Form auf, wobei die Zulauföffnung und die Elektrolyseeinrichtung an einer Schmalseite des wannenartigen Behälters und an der gegenüberliegenden Seite eine Abschöpfeinrichtung für eine sich abscheidende Schadstoff-Schwimmschicht sowie ein Über¬ lauf für die aufbereitete Flüssigkeit angeordnet sind. Die Elektrolyseeinrichtung befindet sich vollständig unterhalb des Niveaus der Oberfläche der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit. Hierdurch strömt die kontinuierlich über die Zulauföffnung zugeführte Flüssigkeit zunächst vertikal durch die Elektrolyseeinrichtung, tritt dann aus dieser aus und strömt horizontal in Richtung des Überlaufs, wodurch die abgeschiedenen Schadstoffe als Schicht zu der Abschöpf¬ einrichtung mitgenommen werden.
Vorzugsweise ist dem Behälter eine Einrichtung zum chemi¬ schen Ausfällen von Schadstoffen unmittelbar vorgeordnet, die aus zwei Teilbehältern besteht, wobei der erste Teilbe¬ hälter einen Zulauf für die aufzubereitende Flüssigkeit auf¬ weist und mit dem zweiten Teilbehälter über einen Über-lauf verbunden ist, und wobei der zweite Teilbehälter in seinem unteren Bereich eine vorzugsweise unmittelbar in die Zulauf¬ öffnung des Behälters und damit in die Elektrolyseeinrich¬ tung übergehende AblaufÖffnung aufweist. Der erste Teilbe- hälter ist mit einem Säure-Zulauf und der zweite Teilbehäl¬ ter mit einem Lauge-Zulauf ausgestattet. Diese Zuläufe be¬ sitzen Ventile, die von einer Reguliereinrichtung betätigt werden, um in Abhängigkeit von über Sensoren erfaßten Ist¬ werten der pH-Werte der in den beiden Teilbehältern enthal¬ tenen Flüssigkeit den Säure- und/oder Lauge-Zulauf zum Ein¬ stellen von vorbestimmten pH-Sollwerten zu regulieren.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei¬ spiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung soll im folgen¬ den die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung,
Fig. 2 eine Draufsicht in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt längs der Linie III- III in Fig. 2,
Fig. 4 eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform einer Entwässerungsvorrichtung,
Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungs- gemäße Elektrolyseeinrichtung längs der Linie V-V in Fig. 2 und
Fig. 6 eine Seitenansicht der Elektrolyseeinrichtung in Pfeilrichtung VI gemäß Fig. 5.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. gleich wirkende Teile und Komponenten stets mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Wie den Fig. 1, 2 und 3 zu entnehmen ist, besteht eine er¬ findungsgemäße Vorrichtung zum Aufbereiten (Reinigen) ins¬ besondere von Schadstoffe enthaltendem Abwasser aus einem wannenartigen, langgestreckten Behälter 2 mit einem Boden 4, zwei Längs-Seitenwänden 6 und 8 sowie zwei Stirnwänden 10 und 12. Der Behälter 2 besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff (z.B. GFK) und ist daher chemi¬ kalienbeständig (säurefest) und korrosionsfrei. Die Wände 6 bis 12 besitzen vorzugsweise Versteifungsrippen 14.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist in der Nähe der einen Stirnwand 10 innerhalb des Behälters 2 eine vertikale Tauchwand 16 parallel zur Stirnwand 10 ange¬ ordnet, deren untere Kante eine Öffnung 18 bildend oberhalb des Bodens 4 endet (siehe insbesondere Fig. 3). Weiterhin ist etwa im mittigen Bereich zwischen der Stirnwand 10 und der Tauchwand 16 eine zu diesen parallele Zwischenwand 20 angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ist zwischen der Stirnwand 10 und der Zwischenwand 20 ein erster Teilbehäl¬ ter 22 gebildet und zwischen der Zwischenwand 20 und der Tauchwand 16 ein zweiter Teilbehälter 24. In den ersten Teilbehälter 22 mündet ein Zulauf 26 für die aufzubereiten¬ de, verunreinigte Flüssigkeit. Die beiden Teilbehälter 22, 24 sind miteinander durch einen Überlauf 28 verbunden, der durch die gegenüber der Oberkante der Wände 6 bis 12 sowie der Oberkante der Tauchwand 16 tiefer angeordnete Oberkante der Zwischenwand 20 gebildet sein kann. Die Öffnung 18 bil¬ det gleichzeitig einen Auslaß des zweiten Teilbehälters 24 und eine ZulaufÖffnung für den eigentlichen Behälter-Innen¬ raum 30. Innerhalb jedes Teilbehälters 22, 24 ist eine ins¬ besondere als Schlauch- oder Rohrlüfter 32 ausgebildete Mischeinrichtung angeordnet. Dies ist im Vergleich zu mecha¬ nischen, beispielsweise elektromotorisch angetriebenen Mischeinrichtungen insofern von Vorteil, als hierdurch sehr große Schadstoff-Flocken erhalten bleiben (die ansonsten durch mechanische Rührwerke zerstört würden), denn je größer die Flocken sind, desto besser werden diese nachfolgend ab¬ geschieden. Außerdem kann mit den Schlauch- oder Rohrlüftern 32 sehr viel leichter ein Ex-Schutz gewährleistet werden. In den ersten Teilbehälter 22 mündet zudem ein Säure-Zulauf 34 und in den zweiten Teilbehälter 24 ein Lauge-Zulauf 36. Der Zweck dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird im fol¬ genden noch näher erläutert werden.
Erfindungsgemäß ist nun innerhalb des Behälters 2 bzw. des Innenraums 30 eine Elektrolyseeinrichtung 38 derart ange¬ ordnet, daß diese von der in Pfeilrichtung 40 (siehe Fig. 3) durch die ZulaufÖffnung 18 einströmenden Flüssigkeit vertikal von unten nach oben, d.h. in Pfeilrichtung 42, durchströmt wird. Zudem ist diese Elektrolyseeinrichtung 38 vorteilhafterweise einschließlich aller erforderlichen Anschlüsse vollständig unterhalb des Niveaus der in dem Behälter 2 befindlichen Flüssigkeit angeordnet, wodurch ein besonders guter Ex-Schutz erreicht wird, indem durch Ent¬ ladungen hervorgerufene Funkenbildungen vermieden werden.
Im Bereich der gegenüberliegenden Stirnwand 12 ist einer¬ seits eine Abschöpfeinrichtung 44 für eine sich auf der Flüssigkeitsoberfläche abscheidende Schadstoff-Schwimm¬ schicht 46 angeordnet sowie andererseits ein Überlauf 48 für die aufbereitete Flüssigkeit gebildet. Hierdurch strömt die kontinuierlich über die ZulaufÖffnung 18 zugeführte und aus der Elektrolyseeinrichtung 38 ausströmende Flüssigkeit nachfolgend horizontal in Richtung der Abschöpfeinrichtung 44 und des Überlaufs 48, d.h. in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile 50. Wie sich insbesondere den Fig. 2, 5 und 6 entnehmen läßt, besteht die Elektrolyseeinrichtung 38 im bevorzugten Aus- führungsbeispiel der Erfindung aus zwei lösbar in dem Be¬ hälter 2 gehalterten Elektrolyseeinheiten 38a, 38b, die nebeneinander zwischen den Seitenwänden 6 und 8 angeordnet sind und dabei an der Tauchwand 16 anliegen (siehe Fig. 3). Gemäß Fig. 5 und 6 weist jede Elektrolyseeinheit 38a, b eine gehäuseartige Halterung 52 für eine Anoden-/Kathoden-Anord¬ nung 54 auf. Die Halterung 52 besitzt einen horizontalen, im in den Behälter 2 eingesetzten Zustand (Fig. 3) etwa auf dem Niveau der unteren Kante der Tauchwand 16 liegenden Boden 56 und zwei sich von diesem vertikal erstreckende, zueinander parallele, gegenüberliegende Stirnwandungen 58, die mit ihren der Tauchwand 16 zugekehrten Kanten an dieser anlie¬ gen, so daß die Halterung 52 in dieser vertikalen Richtung durch die Tauchwand 16 im wesentlichen verschlossen ist. Zwischen den Stirnwandungen 58 erstreckt sich mittig eine vertikale Zwischenwandung 60. Diese Zwischenwandung 60 bildet eine Haltewandung für eine Kathode 62, die im bevor¬ zugten Ausführungsbeispiel aus zwei einzelnen, auf beiden Seiten der Haltewandung 60 gehalterten Platten 64 insbeson¬ dere aus Edelstahl besteht. Auf beiden Seiten dieser Kathode 62 ist jeweils eine Anode 66 angeordnet, wobei jede Anode 66 von einer Vielzahl von zueinander parallel sowie in vertika¬ len, zu der Kathode 62 senkrechten Ebenen liegenden, insbe¬ sondere aus Aluminium bestehenden Platten 68 gebildet ist. Im Bereich zwischen der Kathode 62 und den Anoden 66 besitzt der Boden 56 der Halterung 52 jeweils eine schlitzförmige Eintrittsöffnung 70 für die Flüssigkeit, und in ihrem oberen Bereich ist die Halterung 52 zum Austritt der Flüssigkeit vorzugsweise vollständig offen ausgebildet. Auf der der Tauchwand 16 gegenüberliegenden Seite kann innerhalb des Behälters 2 eine weitere Wandung 71 (Fig. 3) angeordnet sein, die sich parallel zur Tauchwand 16 vom Behälter-Boden 4 bis zum oberen Abschluß der Elektrolyseeinrichtung 38 erstreckt, so daß auch in dieser vertikalen Richtung die Halterung 52 geschlossen und daher nur nach oben hin sowie unten über die Eintrittsöffnungen 70 des Bodens 56 offen ist. Die Halterung 52 ist derart in dem Behälter 2 ange¬ ordnet, daß die ZulaufÖffnung 18 in die Eintrittsöffnungen 70 übergeht.
Zweckmäßigerweise sind die Anoden 66 zum Verstellen des Elektrodenabstandes relativ zu der Kathode 62 verstellbar in der Halterung 52 gehaltert. Hierzu sind die Platten 68 jeder Anode 66 im oberen und unteren Bereich ihrer der Kathode 62 abgekehrten Kanten über Verbindungsstangen 72 miteinander verbunden. An diesen Verbindungsstangen 72 sind Gewindestangen 74 befestigt, die in Einstellmuttern 76 ein¬ greifen, die ihrerseits in im Querschnitt U-förmigen Halte¬ profilen 78 geführt sind. Diese Halteprofile 78 erstrecken sich parallel zu der Zwischenwandung 60 zwischen den Stirn¬ wandungen 58 der Halterung 52. Die Verstellung des Elektro¬ denabstandes kann manuell oder aber motorisch mittels eines nicht dargestellten Antriebsmotors erfolgen.
Die Halterung 52 besteht zweckmäßigerweise aus einem faser¬ verstärkten Kunststoff, und auch die die Anoden 66 bzw. de¬ ren Platten 68 verstellbar halternden Teile 72,74,76 und 78 bestehen aus einem Isolierwerkstoff, insbesondere aus PVC.
Wie weiterhin insbesondere in Fig. 3 zu erkennen ist, weist die Abschöpfeinrichtung 44 mindestens einen oberhalb des Behälters 2 quer zur Behälter-LängserStreckung angeordneten und vertikal in die Schwimmschicht 46 sowie vorzugsweise geringfügig in die darunter angeordnete Flüssigkeit eintau- chenden Abstreifer 80 auf, der insbesondere motorisch in Richtung einer dem Flüssigkeits-Überlauf 48 vorgeordneten Ablaufrinne 82 für die Schwimmschicht 46 beweglich geführt ist. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei derartige Abstreifer 80 an umlaufenden Antriebselementen 84, z.B. Ketten, befestigt, die derart in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile 86 umlaufen, daß sich die Abstreifer 80 in ihrer unteren,in die Schwimm¬ schicht 46 eintauchenden Lage in Pfeilrichtung 88 in Rich¬ tung der Ablaufrinne 82 bewegen. Die Schwimmschicht 46 ge¬ langt hierdurch über eine von einer Tauchwand 90 gebildeten Überlaufkante in die Ablaufrinne 82.
Weiterhin ist der Fig. 3 zu entnehmen, daß sich im Bereich zwischen der Elektrolyseeinrichtung 38 und der Ablaufrinne 82 bzw. der Tauchwand 90 zwischen den Seitenwänden 6, 8 meh¬ rere Querwände 92 erstrecken, die jeweils zueinander sowie zu den Stirnwänden 10, 12 parallel angeordnet sind und mit ihren oberen und unteren Kanten jeweils von der Oberkante der Seitenwände 6, 8 sowie vom Boden 4 beabstandet sind. Diese Querwände 92 dienen zur Beruhigung der innerhalb des Behälters 2 strömenden Flüssigkeit, was die Flotation, d.h. das Abscheiden der Schadstoffe, begünstigt, sowie zur mecha¬ nischen Versteifung des Behälters 2. Es ist ferner zweckmä¬ ßig, wenn der Boden 4 in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die jeweils in unterschiedlichen Richtungen ein Gefälle zur Horizontalen aufweisen. Dabei weist der Behälter 2 jeweils an den tiefsten Stellen des Bodens 4 Ablaufventile 94 auf (Fig. 1 und 2). Diese Ausgestaltung erleichtert eine voll¬ ständige Entleerung des Behälters 2, falls diese z.B. zu Reinigungszwecken erforderlich sein sollte.
Die oben bereits beschriebenen, der Elektrolyseeinrichtung 38 insbesondere unmittelbar vorgeordneten Teilbehälter 22 und 24 sind Bestandteil einer Einrichtung 96 zum chemischen Ausfällen von Schadstoffen. Zu dieser Einrichtung 96 gehört des weiteren auch eine pH-Wert-Reguliereinrichtung 98, die erfindungsgemäß in Abhängigkeit von Istwerten der pH-Werte der in den beiden Teilbehältern 22, 24 enthaltenen Flüssig¬ keit den Säure-Zulauf 34 und/oder den Lauge-Zulauf 36 durch entsprechende, nicht dargestellte Ventile zum Einstellen von vorbestimmten pH-Sollwerten reguliert. Zum Erfassen der pH- Istwerte ist jeder Teilbehälter 22, 24 mit einem entspre¬ chenden Fühler bzw. Sensor ausgestattet. Die Erfassung der Ist-Werte sowie die Wirkbetätigung der Ventile der Zuläufe 34, 36 sind in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine pH-Wert-Endkontrollein¬ richtung 100 vorgesehen,die bei Abweichungen des Ist-Wertes des pH-Wertes der aufbereiteten, über den Überlauf 48 ablau¬ fenden Flüssigkeit von einem vorbestimmten pH-Sollwertbe¬ reich, insbesondere 6 bis 9, oder bei Abweichungen von einem bestimmten Sollwert, insbesondere dem Neutralwert 7, eine Alarmmeldung auslöst und/oder die gesamte Vorrichtung ab¬ schaltet.
Über die Ablaufrinne 82 gelangen die als Schlamm abgeschöpf¬ ten Schadstoffe (Schwimmschicht 46) in eine Entwässerungs- vorrichtung 102, wie sie in Fig. 4 in einer besonders vor¬ teilhaften Ausführungsform dargestellt ist. Diese Entwässe¬ rungsvorrichtung 102 besteht aus einem Filterbehälter 104, dessen Boden 106 und Wandungen 108 aus einem Filtermaterial 110 (in Fig. 4 durch Schraffierungen angedeutet), insbeson¬ dere einem Filtergewebe, bestehen. Zweckmäßigerweise ist eine in Fig. 4 nicht erkennbare Trag- bzw. Rahmenkonstruk¬ tion mit dem Filtermaterial 110 bezogen. Besonders vorteil- haft ist es, wenn innerhalb des Filterbehälters 104 mehrere röhr- oder schachtartige Filtereinsätze 112 in vertikaler Anordnung auf dem Boden 106 stehend angeordnet sind. Dabei sind die Wandungen dieser Filtereinsätze 112 ebenfalls aus dem Filtermaterial 110 gebildet. Der horizontale Abstand A der Filtereinsätze 112 voneinander sowie von den Wandungen 108 des Filterbehälters 104 beträgt dabei maximal 50 bis 60 cm. Dies ist insofern von Vorteil, als der abgeschöpfte Schadstoff-Schlamm einen sogenannten "Entwässerungsradius" von nur ca. 30 cm besitzt. Dies bedeutet, daß Wasser aus dem Schlamm nur über eine Entfernung von etwa 30 cm nach außen gelangen kann. Durch die Filtereinsätze 112 wird da¬ her vorteilhafterweise erreicht, daß der Schlamm auch in großen Mengen von bis zu mehreren, z.B. 1 bis 2 Kubikmetern vollständig entwässert sowie belüftet werden kann. Zur Ent¬ leerung ist es vorteilhaft, den Filterbehälter 104 über eine Schwenklagerung 114 derart schwenkbeweglich an einer Halte¬ rung zu befestigen, daß der Behälter 104 auf einfache Weise ausgekippt werden kann.
Im folgenden soll nun noch kurz die Funktion der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung bzw. der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden.
Die zu reinigende, mit Schadstoffen belastete Flüssigkeit, insbesondere Abwasser aus Industrieanlagen oder von Schrott¬ plätzen, wird in einem nicht dargestellten Sammelbecken an¬ gesammelt und von hier mittels einer ebenfalls nicht darge¬ stellten Pumpe über den Zulauf 26 in den ersten Teilbehälter 22 der Einrichtung 96 zur chemischen Behandlung befördert. Hier wird durch Zugabe insbesondere von Schwefelsäure über den Säure-Zulauf 34 der pH-Wert des Abwassers auf etwa 3 abgesenkt. Innerhalb des ersten Teilbehälters wird dabei die Flüssigkeit mit der Säure durch den Schlauch- oder Rohr¬ lüfter 32 intensiv verwirbelt. Die Flüssigkeit gelangt dann über den Überlauf 28 in den zweiten Teilbehälter, in dem der pH-Wert durch Zugabe insbesondere von Natronlauge über den Lauge-Zulauf 36 wieder insbesondere auf 7 (neutral) angeho¬ ben wird. Die pH-Wert-Regelung erfolgt über die Regulier¬ einrichtung 98, die entsprechende Dosierventile für den Säure- und Lauge-Zulauf ansteuert. Bei der sich an die pH- Wert-Absenkung anschließenden pH-Wert-Erhöhung kann ein ge¬ gebenenfalls auftretendes Überschreiten des neutralen pH- Wertes "7" vorteilhafterweise durch erneutes, dosiertes Zu¬ führen einer entsprechenden Menge von Säure wieder ausgegli¬ chen werden, so daß der Wert "7" auch tatsächlich erreicht wird.
Nach dieser chemischen Vorbehandlung, durch die Schadstof¬ fe, und zwar insbesondere Schwermetalle und - überraschen¬ derweise - auch PAK und PCB, als Teilchen (Flocken) ausge¬ fällt werden, strömt das Abwasser durch die Öffnung 18 in die Elektrolyseeinrichtung 38 und in dieser in Richtung der Pfeile 42 vertikal von unten nach oben. Hierdurch werden auf elektrolytischem Wege Gasbläschen erzeugt, an denen sich die Schadstoff-Teilchen anlagern und so nach oben transpor¬ tiert werden. Die Schadstoff-Teilchen sind in Fig. 3 durch Punkte angedeutet. Es bildet sich auf diese Weise an der Flüssigkeitsoberfläche die abschöpfbare Schwimmschicht 46.
Nachdem die Flüssigkeit oben aus der Elektrolyseeinrichtung 38 ausgetreten ist, strömt sie nachfolgend in horizontaler Richtung weiter durch den Behälter 2 in Richtung des Über¬ laufs 48, d.h. in Pfeilrichtung 50, wodurch die schwimmen¬ den Schadstoff-Teilchen mitgenommen werden. Auch während dieser Strömung bewegen sich noch Schadstoff-Teilchen ver- tikal nach oben, so daß in diesem Bereich eine Flotations- phase stattfindet, die vorzugsweise mindestens eine halbe Stunde dauert. Diese Flotationsphase ist abgeschlossen, wenn die Schwimmschicht 46 in den Bereich der Abschöpfeinrichtung 44 gelangt. Hier wird die Schwimmschicht 46 (Flotatschlamm) mit dem kontinuierlich umlaufenden Abstreifer 80 in die Ab¬ laufrinne 82 von der Flüssigkeitsoberfläche abgestreift bzw. abgeschöpft. Das so gereinigte Abwasser gelangt unter der Tauchwand 90 hindurch und über den Überlauf 48 in einen Ab¬ wasserkanal oder zu einer Wiederverwendung. Im Bereich des Überlaufs 48 erfolgt noch eine pH-Wert-Endkontrolle über die Einrichtung 100, die den jeweiligen pH-Istwert erfaßt und bei Abweichungen von einem Sollwert, insbesondere dem Neu¬ tralwert 7, oder von einem Sollwertbereich, insbesondere 6 bis 9, eine Alaππmeldung auslöst und/oder die gesamte Vor¬ richtung abschaltet. Hierdurch wird verhindert, daß ein Ab¬ wasser mit einem falschen pH-Wert in die Kanalisation oder zur Wiederverwendung gelangt.
Der abgeschöpfte Schadstoffschlamm wird nachfolgend in die Entwässerungsvorrichtung 102 (siehe Fig. 4) eingefüllt. Hier wird durch das Filtermaterial 110 hindurch eine weitgehende Entwässerung des Schlammes erreicht. Je nach Dauer der Lage¬ rung kann eine nahezu vollständige Austrocknung erreicht werden. Es entsteht hierdurch eine Trockensubstanz, die auf¬ grund ihrer Schwermetall- und Kohlenwasserstoff-Anteile zweckmäßigerweise in einer Sondermüll-Verbrennungsanlage verbrannt wird. Das aus dem Filterbehälter 104 bzw. der Ent¬ wässerungsvorrichtung 102 abgetropfte Wasser wird vorzugs¬ weise erneut dem ersten Teilbehälter 22 zugeführt.
Durch die Erfindung wird eine außerordentlich effektive Auf¬ bereitung (Reinigung) von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwasser, erreicht, wobei es erstmalig gelungen ist, auch PCB- und PAK-Anteile wirksam abzuscheiden. Aufgrund der Entwässerung des Schadstoffschlammes beträgt die einer Son¬ dermüll-Entsorgung (Verbrennung) zuzuführende Schadstoff- Menge vorteilhafterweise nur noch etwa 2°/00 ( 2 pro mille) der ursprünglich angefallenen Flüssigkeit, so daß die für die Sondermüll-Entsorgung aufzuwendenden Kosten sich eben¬ falls erheblich senken lassen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschrie¬ bene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.

Claims

HAnsprüche
1. Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigten Flüssig¬ keiten, insbesondere von Schadstoffe, wie Schwer¬ metalle, Öle, Fette, Kohlenwasserstoffe und derglei¬ chen, enthaltendem Abwasser, wobei durch eine Elektrolysebehandlung in der Flüssig¬ keit Gasbläschen erzeugt und an diesen anhaftende und sich dadurch an der Flüssigkeitsoberfläche sammelnde Schadstoff-Teilchen abgeschöpft werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit für die Dauer der Elektrolysebehandlung in eine kontinuierliche, vertikal von unten nach oben verlaufende Strömung versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit nach der Elektrolysebehandlung für eine Flotationsphase in eine kontinuierliche, horizontale Strömung versetzt wird, wodurch die aufsteigenden Schadstoff-Teilchen, eine Schwimmschicht bildend, in horizontaler Richtung mitgenommen und nachfolgend ab¬ geschöpft werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strömungsgeschwindigkeit in der vertikalen Strömung der Flüssigkeit derart gering vorgegeben wird, daß während der Elektrolysebehandlung eine im wesentlichen homoge¬ ne, verwirbelungsfreie Strömung vorhanden ist. - A3 -
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strömungsgeschwindigkeit in der horizontalen Strömung der Flüssigkeit derart gering vorgegeben wird, daß während der Flotationsphase eine zumindest in einem Grenzbereich zwischen der Flüssigkeit und der Schad¬ stoff-Schwimmschicht im wesentlichen homogene, verwir- belungsfreie Strömung vorhanden ist und die Verweil¬ dauer der Flüssigkeit in der Flotationsphase vorzugs¬ weise mindestens 0,5 h beträgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schadstoff-Schwimmschicht im Anschluß an die Flota¬ tionsphase im wesentlichen verwirbelungsfrei abge¬ schöpft, dann insbesondere drucklos entwässert sowie anschließend entsorgt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit vor der Elektrolysebehandlung einer insbe¬ sondere chemischen Behandlung zum Ausfällen von Schad¬ stoffen unterzogen wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit vor der Elektrolysebehandlung zunächst durch Zugabe einer Säure, insbesondere Schwefelsäure, einer pH-Wert-Absenkung und anschließend durch Zugabe einer Lauge, insbesondere Natronlauge, einer pH-Wert- Anhebung unterzogen wird. lO -
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der pH-Wert auf ca. 3 abgesenkt und wieder auf ca. 7 ange¬ hoben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit während der Säure- und Laugen-Zugabe je¬ weils insbesondere durch Luftzuführung verwirbelt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beim Entwässern erhaltene Flüssigkeit erneut der Elek¬ trolysebehandlung oder auch der vorausgehenden chemi¬ schen Behandlung zugeführt wird.
11. Vorrichtung zum Aufbereiten von verunreinigten Flüs¬ sigkeiten, insbesondere zur Durchführung des Verfah¬ rens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Behälter für die Flüssigkeit sowie einer von der Flüssigkeit durchströmten Elektrolyseeinrichtung mit einer Anoden-/Kathoden-Anordnung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrolyseeinrichtung (38) derart innerhalb des Behäl¬ ters (2) angeordnet ist, daß die durch eine ZulaufÖff¬ nung (18) einströmende Flüssigkeit die Elektrolyseein¬ richtung (38) vertikal von unten nach oben durchströmt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Behälter (2) eine langgestreckte, wannenartige Form aufweist, wobei die ZulaufÖffnung (18) und die Elektro¬ lyseeinrichtung (38) an einem Ende des wannenartigen - V -
Behälters (2) und am anderen Ende eine Abschöpfein- richtung (44) für eine sich abscheidende Schadstoff Schwimmschicht (46) sowie ein Überlauf (48) für die aufbereitete Flüssigkeit angeordnet sind, so daß die kontinuierlich über die ZulaufÖffnung (18) zugeführte und aus der Elektrolyseeinrichtung (38) ausströmende Flüssigkeit horizontal in Richtung der Abschöpfein¬ richtung (44) und des Überlaufs (48) strömt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrolyseeinrichtung (38) aus mindestens einer lös¬ bar in dem Behälter (2) gehalterten Elektrolyseeinheit (38a, b) besteht, die eine gehäuseartige Halterung (52) für die Anoden-/Kathoden-Anordnung (54) aufweist, wobei die Elektrolyseeinheit (38a,b) in ihrem unteren Bereich eine mit der Behälter-ZulaufÖffnung (18) verbundene Eintrittsöffnung (70) für die Flüssigkeit aufweist und in ihrem oberen Bereich zum Austritt der Flüssigkeit vorzugsweise vollständig offen ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anoden-/Kathoden-Anordnung (54) aus einer plattenför- migen, in einer vertikalen Ebene liegenden, insbeson¬ dere aus Stahl bestehenden Kathode (62) und einer von einer Vielzahl von zueinander parallel sowie in verti¬ kalen, zu der Kathode (62) senkrechten Ebenen liegen¬ den, insbesondere aus Aluminium bestehenden Platten (68) gebildeten Anode (66) besteht, wobei die Ein¬ trittsöffnung (70) schlitzförmig ausgebildet und im zwischen der Kathode (62) und der Anode (66) liegenden Bereich angeordnet ist. - n -
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beid- seitig der vorzugsweise aus zwei einzelnen, an einer vertikalen Haltewandung (60) gehalterten Platten (64) bestehenden Kathode (62) jeweils eine Anode (66) ange¬ ordnet ist, wobei die Elektrolyseeinheit (38a, b) zwei parallele, schlitzförmige Eintrittsöffnungen (70) auf¬ weist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anode (66) zum Verstellen des Elektrodenabstandes rela¬ tiv zu der Kathode ( 62) verstellbar in der Halterung (52) gehaltert ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abschöpfeinrichtung (44) mindestens einen oberhalb des Behälters (2) quer zur Behälter-Längserstreckung ange¬ ordneten und vertikal in die Schwimmschicht (46) sowie vorzugsweise geringfügig in die darunter angeordnete Flüssigkeit eintauchenden Abstreifer (80) aufweist, der insbesondere motorisch in Richtung einer dem Flüssig¬ keits-Überlauf (48) vorgeordneten Ablaufrinne (82) für die Schwimmschicht (46) beweglich geführt ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Behälter (2) einen Boden (4) und zwei Seitenwände (6, 8) aufweist, wobei sich zwischen den Seitenwänden (6, 8) im Bereich zwischen der Elektrolyseeinrichtung (38) und der Ablaufrinne (82) jeweils vom Boden (4) und von - II -
der Oberkante der Seitenwände (6,8) beabstandete Quer¬ wände (92) erstrecken, und wobei der Boden (4) vor¬ zugsweise in mehrere, in unterschiedlichen Richtungen ein Gefälle zur Horizontalen aufweisende Abschnitte un¬ terteilt ist und der Behälter (2) jeweils an den tief¬ sten Stellen des Bodens (4) Ablaufventile (94) auf¬ weist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Behälter (2) bzw. der Elektrolyseeinrichtung (38) eine Einrichtung (96) zum chemischen Ausfällen von Schad¬ stoffen vorgeordnet ist, die zwei Teilbehälter (22, 24) aufweist, wobei der erste Teilbehälter (22) einen Zu¬ lauf (26) für die aufzubereitende Flüssigkeit aufweist und mit dem zweiten Teilbehälter (24) über einen Über¬ lauf (28) verbunden ist, wobei der zweite Teilbehälter (24) in seinem unteren Bereich eine vorzugsweise unmit¬ telbar in die ZulaufÖffnung (18) des Behälters (2) übergehende AblaufÖffnung aufweist, und wobei der erste Teilbehälter (22) einen Säure-Zulauf (34) und der zwei¬ te Teilbehälter (24) einen Lauge-Zulauf (36) besitzen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine pH-Wert- Reguliereinrichtung (98), die in Abhängigkeit von Ist¬ werten der pH-Werte der in den beiden Teilbehältern (22, 24) enthaltenen Flüssigkeit den Säure-Zulauf (34) und/oder den Lauge-Zulauf (36) zum Einstellen von vor¬ bestimmten pH-Sollwerten reguliert.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß je - In ¬
der Teilbehälter (22, 24) eine insbesondere als Schlauch- oder Rohrlüfter (32) ausgebildete Mischein¬ richtung aufweist.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 21, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine pH-Wert- Endkontrolleinrichtung ( 100) , die bei Abweichungen des Istwertes des pH-Wertes der aufbereiteten Flüssigkeit von einem vorbestimmten pH-Sollwert oder einem Soll¬ wertbereich eine Alarmmeldung auslöst und/oder die Vor¬ richtung abschaltet.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 22, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Entwässe¬ rungsvorrichtung ( 102) zur Aufnahme der abgeschöpften Schadstoffe (46) , bestehend aus einem Filterbehälter (104), dessen Boden (106) und Wandungen (108) aus einem Filtermaterial (110) bestehen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in¬ nerhalb des Filterbehälters (104) mehrere röhr- oder schachtartige, Wandungen aus Filtermaterial (110) auf¬ weisende Filtereinsätze (112) in vertikaler Anordnung auf dem Boden (106) stehend angeordnet sind, wobei der horizontale Abstand der Filtereinsätze (112) voneinan¬ der sowie von den Wandungen (108) des Filterbehälters (104) maximal ca. 50 bis 60 cm beträgt.
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