CH615894A5

CH615894A5 -

Info

Publication number: CH615894A5
Application number: CH990976A
Authority: CH
Inventors: Marinus Alfenaar
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1980-02-29
Also published as: US4202767A; BE844655A; GB1544494A; DE2635517A1; FR2320269A1; SE7608773L; JPS5220666A; ES450495A1; NL7509342A; IT1066138B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von emulgierten oder suspendierten Stoffen aus Abwasser mittels Elektroflotation, wobei das Abwasser durch horizontal in einem Abstand voneinander angeordnete Elektroden aus perforiertem Material strömt und der Schaum mit flotierten Stoffen oberhalb der oberen Elektrode entfernt wird.

Das Flotationsprinzip findet in vielen Sparten der Technik Anwendung, unter anderem bei der Abwasserreinigung. Die Erzeugung einer grossen Menge winziger Gasbläschen zu diesem Zweck mittels Elektrolyse ist ebenfalls bekannt und wird z. B. in der deutschen Patentschrift 1 203 702 beschrieben. Die äusserst geringen Abmessungen der mittels Elektrolyse erzeugten Gasbläschen ermöglicht es, die Flotationstechnik auf wässrige Emulsionen, Dispersionen und kolloidale Lösungen anzuwenden, für die die Flotationstechnik bisher keine Lösung bot. Für einen optimalen Verlauf dieser Flotation, die hauptsächlich in der Flüssigkeitskolonne über der unteren, relativ grobmaschigen Elektrode stattfindet, werden sowohl Chemikalien wie eine ständige Energiezufuhr benötigt. Ausserdem ist die Behandlungszeit mit 10 bis 15 Minuten relativ lang.

Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind nunmehr eine wesentliche Verkürzung der Behandlungszeit bei der Elektroflotation von Emulsionen, Dispersionen oder kolloidalen Lösungen, eine beachtliche Einsparung an Energiekosten und eine Abschaffung des Gebrauchs von Flotationschemikalien. Eine weitere Aufgabe ist eine Verkleinerung der erforderlichen Vorrichtung bei gleichbleibender Flotationskapazität.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird dies erreicht durch ein Verfahren zur Abtrennung von emulgierten oder suspendierten Stoffen aus Abwasser mittels Elektroflotation, wobei das Abwasser durch horizontal in einem Abstand voneinander angeordnete Elektroden aus perforiertem Material strömt und der Schaum mit flotierten Stoffen oberhalb der oberen Elektrode entfernt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine untere Elektrode verwendet, deren Perforationen einen Durchmesser von maximal 5 mm aufweisen.

Der Durchmesser der Öffnungen in der unteren Elektrode beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 mm. Nach dem bekannten Stand der Technik hat man nicht erkannt, dass die Grösse der Öffnungen der unteren Elektrode von entscheidender Bedeutung für einen guten Wirkungsgrad der Vorrichtung ist.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren verbinden sich suspendierte oder emulgierte Partikeln an den Elektroden mit den Gasbläschen, sobald diese sich bilden. Das Wesen der Erfindung beruht nun darauf, dass diese Haftung zwischen Bläschen und Partikeln in diesem Fall bedeutend schneller zustande kommt. Die Behandlungszeit wird dadurch beträchtlich kürzer, während der Energieverbrauch niedriger ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es von entscheidender Bedeutung, dass der Durchmesser der Öffnungen der unteren Elektrode nicht grösser als 5 mm ist. Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren brauchen keine Flockungschemikalien zugesetzt zu werden.

Bei einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird man die untere Elektrode vorzugsweise als Kathode arbeiten lassen. Wenn die untere Elektrode als Anode dient, tritt ebenfalls Flotation auf, obwohl die Bedingungen dann nicht optimal sind. Dadurch können die Elektroden umgeschaltet werden, ohne die Flotation zu stören. Dies kann bei der Reinigung der Elektroden von Bedeutung sein, an denen sich während der Flotation im Wasser gelöste Salze absetzen können. Dies könnte die Entwicklung von Gasbläschen an den Elektroden ungünstig beeinflussen. Abhängig von der Konzen-zentration der im Wasser befindlichen Salze ist eine automatisch gesteuerte kurzfristige Umpolung der Elektroden möglich. Weiter wird die Strömungsrichtung des Wassers, vorzugsweise der Bewegungsrichtung der Gasbläschen, entgegengesetzt sein. Bei Abwässern, deren verunreinigte Bestandteile keinen Anlass zu Verstopfung der perforierten Elektroden geben können, können die Strömungsrichtungen von Abwasser und Gasbläschen auch übereinstimmen.

Das vorliegende Verfahren eignet sich besonders gut zur Abscheidung von übelriechenden, emulgierten ölartigen Bestandteilen aus dem Abwasser von Naphthacrackanlagen und in biologischen Abwasserreinigungsanlagen, z. B. lässt sich der biologische Schlamm auf sehr effektive Weise entfernen. Überraschenderweise hat sich weiterhin gezeigt, dass durch Zusatz von emulgiertem Öl an das Abwasser von Naphthacrackanlagen die Geruchszahl weiter herabgesetzt werden kann als ohne diesen Zusatz.

Für die Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens können bekannte Vorrichtungen, z. B. gemäss der deutschen Patentschrift 1 203 702, unter Anwendung von Elektroden gemäss der Beschreibung der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Dank der grösseren Flotationskapazität kann mit derselben Vorrichtung ein grösserer Durchsatz erreicht werden. Auf Wunsch kann man die Flüssigkeitskolonne über den Elektroden kleiner machen.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche im wesentlichen aus einem Gefäss mit einer Zufuhrleitung für das Abwasser, mit einer Abfuhrleitung für behandeltes Wasser und mit einem Ablass für den Schaum mit flotierten Stoffen besteht, welches Gefäss mit zwei übereinanderliegenden Elektroden aus perforiertem Material mit Anschlüssen für eine anzulegende Spannung versehen ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Elektrode Perforationen mit einem Durchmesser von maximal 5 mm aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der nachstehenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

In einer Elektroflotations-Versuchsanlage mit austauschbaren Elektroden und einer einstellbaren Höhe der Flüssig5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

615 894

keitskolonne über den Elektroden wird eine zu diesem Zweck hergestellte Emulsion von Bohröl in Wasser auf verschiedene

Weise behandelt, wie angegeben in unten stehender Tabelle I; vor und nach der Behandlung wird der Ölgehalt bestimmt.

Tabelle I

Versuch Nr.

d .

mm

Q

l/dm2-h h

mm t

min.

i

A/dm2

C

mg/1 vorher nachher

1

8

0

250

15

2

305

300

2

8

10

250

15

2

290

3

0,5

0

21

1,25

2

295

260

4

0,5

10

21

1,25

2

300

34

Darin bezeichnet d Q h t i

C

die Maschenweite der Kathode in mm;

die durch die Elektroden strömende Flüssigkeitsmenge in Liter je dm2 je Stunde;

die Höhe der Flüssigkeitskolonne über der oberen Elektrode in mm;

die Vervveilzeit der Emulsion in der Anlage in Minuten;

die elektrische Stromdichte zwischen den Elektroden in Ampere je dm2;

die Ölkonzentration vor und nach der Behandlung in mg je Liter.

Bei den Versuchen 1 und 3 steht die Flüssigkeit in der Zelle still. Wie man sieht (Versuch Nr. 4) tritt eine wesentliche Verringerung des Ölgehalts nur dann auf, wenn die Flüssigkeit durch die Elektroden strömt und die Maschenweite der Kathode gering ist.

Beispiel 2

In einer ähnlichen Anlage wie die in Beispiel 1 beschriebene wird trübes Abwasser einer Naphthacrackanlage, das

übelriechende ölartige Stoffe enthält, auf verschiedene Weise behandelt. Die Behandlungen und die damit erzielten Ergeb-25 nisse werden in der unten stehenden Tabelle II dargestellt. Für die Bedeutung der Abkürzungen im Kopf der Tabelle sei auf Tabelle I verwiesen.

Tabelle II

Versuch d

Q

h t

i

Effekt der Behandlung

Nr.

mm l/dm2-h mm min.

A/dm2

Trübe

Geruch

5

8

10

250

15

1,2

kein Effekt kein Effekt

6

8

10

250

15

6

kein Effekt kein Effekt

7

4

0

250

15

2

geringer Effekt; es lässt sich eine geringe Öl-abtrennung beobachten geringe Verbesserung

8

4

10

250

15

2

deutlich wahrnehmbares Verschwinden der Trübe deutliche Verbesserung

9

4

10

83

5

2

idem idem

10

4

10

83

5

6

idem idem

11

1

10

33

2

es lässt sich keine Trübe mehr beobachten es lässt sich nur noch ein leichter, nichtstören-der Ölgeruch beobachten

12

1

40

133

2

idem idem

Auch hier sieht man wieder, dass ein deutlicher Effekt nur dann zu beobachten ist, wenn die Flüssigkeit durch die Elektroden strömt, und dass der Effekt um so grösser ist, desto geringer die Maschenweite der Elektroden, insbesondere die der Kathode, ist. Eine lange Verweilzeit gibt keinen merklich besseren Effekt, wie die Versuche Nr. 11 und 12 zeigen; der Einfluss der Stromdichte (i) ist gering.

Beispiel 3

Das Abwasser einer Naphthacrackanlage hat eine Geruchszahl von 4600. Nach der Behandlung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ist die Geruchszahl nur noch 2000. Demselben Wasser wird nun zunächst Kühlöl zugesetzt. Dadurch steigt die Geruchszahl auf 21 000 an. Nach der Behandlung beträgt die Geruchszahl nur noch 600.

s

Claims

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1. Verfahren zur Abtrennung von emulgierten oder suspendierten Stoffen aus Abwasser mittels Elektroflotation, wobei das Abwasser durch horizontal in einem Abstand voneinander angeordnete Elektroden aus perforiertem Material strömt und der Schaum mit flotierten Stoffen oberhalb der oberen Elektrode entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man eine untere Elektrode verwendet, deren Perforationen einen Durchmesser von maximal 5 mm aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine untere Elektrode verwendet, deren Perforationen einen Durchmesser von V2 bis 3 mm aufweisen.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche im wesentlichen aus einem Gefäss mit einer Zufuhrleitung für das Abwasser, mit einer Abfuhrleitung für behandeltes Wasser und mit einem Ablass für den Schaum mit flotierten Stoffen besteht, welches Gefäss mit zwei übereinanderliegenden Elektroden aus perforiertem Material mit Anschlüssen für eine anzulegende Spannung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Elektrode Perforationen mit einem Durchmesser von maximal 5 mm aufweist.

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Behandlung von aus Naphthacrackanlagen stammendem Abwasser mit übelriechenden, emulgierten ölartigen Bestandteilen.

5. Anwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Behandlung im Abwasser Öl emulgiert wird.