PL108040B1 - Method of purifying sewage and apparatus for electsposob oczyszczania sciekow i urzadzen do elektrolrolytically purifying sewage itycznego oczyszczania sciekow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób elektroli¬ tycznego oczyszczania scieków zawierajacych drob¬ ne, rozpuszczone i. zemulgowane zawiesiny albo zawieszone organiczne albo nieorganiczne zanie¬ czyszczenia. 5 • Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do elektrolitycznego oczyszczania scieków zawiera¬ jacych drobne rozpuszczone i zemulgowane zawie¬ siny albo zawieszone organiczne albo nieorganiczne zanieczyszczenia. 10 Znany jest sposób elektrolitycznego oczyszczania scieków miejskich i przemyslowych zanieczysz¬ czonych substancjami organicznymi i/albo nieorga¬ nicznymi, w którym zanieczyszczenia zostaja w przewazajacej czesci oddzielone elektroforetycznie u na elektrodach i uniesione ku górnej powierzchni wody razem z pecherzykami gazu powstajacymi na elektrodach, skad moga byc sciagniete. Oddzie¬ lenie zanieczyszczen od scieków w tych znanych sposobach moze byc przyspieszone przez dodanie 20 do scieków chemikalii, na przyklad substancji pod¬ wyzszajacych przewodnosc scieków i/albo ustala¬ jacych na zadana wielkosc wskaznik ilosci jonów wodorowych. Te znane sposoby w zasadzie róznia sie wlasciwosciami pola elektrycznego, geometria ^ e.ektrod, materialem, z którego sa wykonane elek¬ trody oraz sposobem napelniania sciekami wanien elektrolitycznych.

Znany jest równiez sposób w procesie oczysz¬ czania scieków i odwadniania szlamów polegajacy M na poddawaniu scieków wzglednie szlamów, dzia¬ laniu filtru dzwieków o niskiej czestotliwosci w celu przyspieszenia koagulacji cial stalych w scie¬ kach, wzglednie w szlamach, i przez to ulatwienie oddzielenia cial stalych od wody. Wada ich jest to, ze ultradzwieki o niskiej czestotliwosci rozpra¬ szaja ciala stale w wodzie i nie powoduja koagu¬ lacji i dlatego niewskazane jest stosowanie ich przy oczyszczaniu scieków i odwadnianiu szlamów.

Zastosowanie jednego z elektrolitycznych sposo¬ bów oczyszczania scieków moze ulatwic oddzielenie niepozadanych substancji jezeli scieki, które maja byc elektrolitycznie oczyszczane, zostana przed elektroliza poddane dzialaniu ultradzwieków.

Znany jest z opisu patentowego Austrii nr 305 914 sposób oczyszczania scieków w którym scieki za¬ wierajace drobne albo bardzo drobne zawiesiny wzglednie rozpuszczone emulgowane albo zawie¬ szone zanieczyszczenia organiczne i/albo nieorga¬ niczne uwolnione sa od grubszych zanieczyszczen przez wstepne oczyszczanie za pomoca elektrolizy, w obecnosci substancji pianotwórczych. Wytwo¬ rzony tu szlam jest odciagany w polu elektrycz¬ nym prawie poziomo, a scieki sa prowadzone we wspólpradzie z unoszacymi sie do góry pecherzy¬ kami gazu.

W sposobie oczyszczania wody znanym z opisu patentowego RFN, D-OS 2131878 wode przeprowa¬ dza sie przez wanne elektrolityczna zasilana pradem stalym lub przemiennym, posiadajaca jedna anode, 108 040108 040 3 jedna katode oraz przepone umieszczona pomiedzy anoda i katoda. W czasie przeplywu wody lub po¬ wietrza przez wanne elektrolityczna zostaje ona poddana dzialaniu ultradzwieków. Ten znany .spo¬ sób nie nadaje sie do oczyszczania scieków zawie¬ rajacych organiczne i/jalbo nieorganiczne zanie¬ czyszczenia. Przy zastosowaniu tego sposobu wToxia jest poddana jedynie dzialaniu tlenu powstajacego na anodzie i z powodu przewidzianej przepony, nie moze przedostaje sie do^ przestrzeni katody, wobec czego -nje%. moga< byc wydzielone substancje, które maja byc wydzielone kataforetycznie. jPwiacUó energia ultradzwiekowa w przestrzeni elektrodo¬ wej wanny elektrolitycznej dziala tam w calej pelni, *na. skutek: c^ego wydzielone na anodzie za¬ nieczyszczenia zostaja ponownie rozproszone w wodzie. Na skutek tego- ten znaiyy r sppspb nadaje owania wody pitnej albo wody ^Iw^pielowych do^ntajacego byc pózniej przeprowadzonego oczyszczania.

W innym znanym sposobie -z. opisu patentowego RFN D-OS 2131.879 proponuje sie oczyszczanie wTody przez wymieszanie z drozdzami zanieczysz¬ czen nieorganicznych i organicznych, przy czym istniejacym naturalnym drozdzom i bakteriom do¬ starcza _sie^.jt^eji „w,;,czasie.przebiegu procesu przez napowietrzenie, wody/ poddanie wody anodowemu utlenianiu i dzialaniu^^lt^adzwiel^c^w lub drganiem o wysokiej czestotliwosci przed i/albo w czacie przebiegu wymieszania z drozdzami. Poniewaz wy¬ mieszanie z drozdzami zanieczyszczen nieorganicz¬ nych i organicznych wymaga dosc dlugiego czasu, dlategor, zachodzi przy.zastosowaniu tego - sposób a potrzeba, stalego, poruszania wody, a w szczegól¬ nosci kierowania jej do-przestrzeni .pomiedzy -ano¬ dami : i katodami wanny- elektrolitycznej.-.'Równiki wówczas, nie ,ma, .mozliwosci wydzielania -pr-zez elektrolize: znajdujacych¦ &ia w sciek-aeh zanieczysz¬ czen, jezelL scieki zostaly poddane dzialaniu ultra¬ dzwieków przed wejsciem do wanny elektrolitycz¬ nej. .

Celem .,wynalazku • jest usuniecie, wystepujacyeh waci znanych sposobów oczyszczania scieków i kon¬ strukcja;'urzadzenia do elektrolitycznego oczyszcza¬ nia , scieków zawierajacych drobne, rozpuszczane albo zemulgowane zawiesiny ^posiadajace wanny z pionowo zamontowanymi- elektrodami* Cci ten zostaj,-osiagniety .przez to,- ze scieki przed wejsciem -do, wanny- elektrolitycznej poddaje sie dzialaniu -ultradzwieków, przy czym ¦ korzystac -j-est poddawanie -scieków, dzialaniu ultradzwieków rów¬ niez- podczas przeplywu przez obszar wTanny elek¬ trolitycznej, w.., której':.»sa ; umieszczone elektrody,- jednak, z- mniejsza gestoscia energii dzwiekowej¦'niz w obszarze^przed wejsciem scieków do wanny elek¬ trolitycznej.-/- .-. ?,- .•..-' .-,..:.-...^. ,.....- Scieki poddaje, isie przed, ich-wejsciem do-wa-nny elektrolitycznej dzialaniu ultradzwieków o czestotli¬ wosci nie mniejszej, od- 30- kHz. Scieki zostaja w duzym-,,stopniu - rozdrobnione, tak ze zawiesiny, otrzymuja, ladunki elektryczne- potrzebne dla maja¬ cego: nastapic., oddzielenia zanieczyszczen na elek¬ trodach wanny.

Przyklad wykonania- I. Elektrolityczny sposób oczyszczania scieków w rzezni. 10 15 25 30 35 40 45 50 55 Przyklad wyko n'a n i a II. Elektrolityczny sposób oczyszczania scieków z rzezni przy utrzy- ^nju_wydat^u^jednostkowego jak w przykladzie .wykonania .1. ale przy pomocy dodatkowego pola ultradzwiekowego, r, ' Uklad sonotrody na wejsciu do komory elektro* "frzy.- - ¦ . ? -v;-anb i^: Wydatek energii pola promieniowsnfei.fal; a) w obszarzeotwocu wlewowego #: 0,1—$,3 W/cm* b) w obszarze elektrod, (przecietnie 0,2 W/cm» Dane dotyczace przebiegu pracy: Przyklad l II Odleglosc miedzy elektrodami n\m 10/ 10 kapiecie, elektrolityczne -.^ . 2,75 19,0 Wydatek pradu A/djm2 l,b - 1,5 Czas trwTania obróbki h 0,1 0,1 Material na elektrody: . *' » Anoda . . AL 99,3 Katoda AL 09,3 blacha blacha stalowa stalowa Efekty obróbki: wody ?,6 18,0 1,422 1,036 u I 8,2 26,0 114 230 7r0 II 8,1 23,0 95 190 8,5 / ¦ - po obróbce Odprowadzenie Przyklad wody PH .....,_ temperatura °C zuzycie K MnO^mg/J calkowite resztki mg/l opad szlamu w % doplywu Poniewaz w sposobie wedlug wynalazku scieki sa prowadzone we wspólpradzie z pecherzykami gazu, unoszacymi sie ku górze- na--elektrodach, zanie¬ czyszczenia oddzielane sa zarówno na katodzie jak -i--na'anodzie i--sa-szybko--'doprowadzane na górna powierzchnie'wody -znajdujacej -sie w wannie elek¬ trolitycznej. Jezeli scieki w czasie przeplywu przez wanne elektrolityczna zostana poddatfie dzialaniu ultradzwieków z mniejsza gestoscia fal dzwieko¬ wych .-niz przed- wejseiem do wanny elektrolitycz¬ nej, to moze stac sie celowe nastawienie gestosci energii dzwiekowej na taka odleglosc, która bedzie dostateczna na oddzielenie od elektrod zanieczysz¬ czen; Dzieki temu powstaje mozliwosc zamonto¬ wania -w wannie elektrolitycznej, o okreslonych wymiarach, wiekszej ilosei elektrod- w mniejszych niz • * dotychcz-as- -odleglosciach miedzy nimi.- Przez to: mozna 'powaznie zmniejszyc zapotrzebowanie na miejsce.dla urzadzenia oraz obnizyc napiecie pradu podlaczonego do elektrod sposobem wedlug wyna¬ lazku. ."¦'¦¦" Urzadzenie do elektrolitycznego oczyszczania scie¬ ków zawierajacych drobne; rozpuszczone i zemul¬ gowane zawiesiny albo zawieszone organiczne i/albo nieorganiczne zanieczyszczenia, posiadajace wanny z pionowo zamontowanymi' elektrodami i u dolu otwór doplywowy" dla scieków, a na drugim koncu u góry otwór doplywowy dla scieków i urzadzenie do odciagania szlamu, oraz komore odplywowa dla oczyszczonych scieków, charakteryzuje sie tym, z» w obrebie otwpra- doplywowego posiada zamonto¬ wany -przynajmniej jeden nadajnik dzwieku, który ma skierowana swoja powierzchnie wysylania dzwieków w kierunku doprowadzonych sciekowi p:-zy czym posiada zamontowany przynajmniej5 108 040 6 jeden dodatkowy nadajnik dzwieku z boku elek¬ trod w wannie elektrolitycznej.

W danym przypadku jest to zamontowany do¬ datkowo drugi nadajnik dzwieku, z boku elektrod warany elektrolitycznej, z powierzchnia wysylania dzwieków ustawiona zasadniczo prostopadle do po¬ wierzchni elektrod. Celowym jest umieszczenie w takim urzadzeniu elektroakustycznych, korzystnie piezoelektrycznych, nadajników dzwieku. Korzyst¬ nie jest równiez zamontowanie przynajmniej jed¬ nego nadajnika dzwieku na dnie wanny elektroli¬ tycznej, pod elektrodami, poniewaz w ten sposób zamontowane nadajniki dzwieku • sa w stanie do¬ prowadzic do doplywajacych scieków; energie po¬ trzebna do rozdrobnienia substancji stalych oraz utrzymywac w obrebie elektrod odpowiednia ge¬ stosc energii dzwieku, która bedzie- wystarczajaca do uzupelniania elektrod z wydzielonych substancji stalych.

Konieczne jest wykonanie w urzadzeniu wedlug wynalazku elektrod z metalu albo ze stopu metali rozpuszczajacych sie na anodzie, poniewaz oder¬ wane od takich elektrod metaliczne tlenki wodoru ulatwiaja wydzielanie sie zanieczyszczen, które maja byc oddzielone, w postaci platków. Takie elektrody moga byc na przyklad wykonane z glinu, miedzi, cynku albo zelaza albo równiez ze stopów tych metali.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym-fig. 1 przedstawia urzadzenie do oczyszczania scieków schematycznie w przekroju pionowym, a fig. 2 w przekroju wzdluz linii II—II z fig. 1. ; Scieki wplywaja otworem doplywowym 1 do ko¬ mory obróbki i zostaja przede wszystkim poddane dzialaniu pola ultradzwiekowego na powierzchni 2a wysylania dzwieków nadanych przez nadajnik dzwiekowy 2. Pole dzwiekowe posiada w obrebie S duza gestosc energii i przez rozdrobnienie grub¬ szych zanieczyszczen powoduje daleko idace ujed- iiorodnienie scieku. W dalszym ciagu scieki prze¬ plywaja ku górze przez wanne elektrolityczna 4 posiadajaca elektrody, a mianowicie katody 4* i anody 4", a wiec w kierunku unoszacych- sie ku górze, wzdluz elektrod, pecherzyków gazu. Pod dzialaniem prawie poziomego pola elektrycznego wydzielaja sie w sciekach zawieszone i rozpro¬ szone zanieczyszczenia.

Te platki, powstajace za pomoca metalicznych tlenków wodoru, które uzyskuje sie przez utle¬ nienie niestalych anod 4" zostaja ustabilizowane i przeniesione na powierzchnie wody przez peche¬ rzyki gazu powstajace na elektrodach gdzie wy¬ dzielaja sie w postaci plywajacej warstwy 5 szlamu. Oddzielanie sie pecherzyków gazu i meta¬ licznych tlenków wodoru od powierzchni elektrod zostaje przyspieszone dzialanie pola ultradzwieko¬ wego, które w obrebie wanny elektrolitycznej ma niniejsza gestosc energii. Nastepnie scieki przeply¬ waja przez zbiornik osadowy 6, przechodza wzdluz ochronnej sciany 7 zanurzeniowej do szybu odply¬ wowego 8. Wydzielony szlam zostaje mechanicznie odprowadzony do zbiorczego szybu szlamu.

W przypadku, gdyby energia dzialania nadana przez nadajnik 2 ultradzwieku miala za mala gestosc energii dzwiekowej w obrebie pomfCdzy elektrodami V i 4" dla oddzielenia substancji sta¬ lych od elektrod, to moga byc przewidziane w obrebie scian bocznych tej czesci urzadzenia, która 5 posiada elektrody 4* i 41' dodatkowe nadajniki dzwieku 2' które, jak pokazano na fig. 1, posiadaja swoje powierzchnie wysylania dzwieku ustawione w zasadzie prostopadle do powierzchni elektrod 4* / i 4", azeby prawidlowo przekazywac dzwieki do 10 przestrzeni miedzy elektrodami.

Za s trz^ez-enia patentowe 1. Sposób oczyszczania scieków, zawierajacych drobne rozpuszczone i zemulgowane zawiesiny albo zawieszone organiczne i/albo nieorganiczne zanie- 15 czyszczenia, polegajacy na wstepnym oczyszczeniu scieków od grubych zanieczyszczen za pomoca elektrolizy w obecnosci czynników pianotwórczych, przy czym wytworzony szlam zostaje odciagniety w polu elektrycznym, w przyblizeniu poziomym, 20 a oczyszczanie prowadzi sie we wspólpradzie z uno¬ szacymi sie kii górze pecherzykami gazu, znamien¬ ny tym, ze scieki przed wejsciem do wanny elek¬ trolitycznej poddaje sie dzialaniu ultradzwieków, przy czym korzystnie jest poddawanie scieków 25 dzialaniu" ultradzwieków równiez podczas prze¬ plywu przez obszar wanny elektrolitycznej w któ¬ rej sa umieszczone elektrody, jednak z mniejsza gestoscia energii dzwiekowej, niz w obszarze przed wejsciem scieków do wanny elektrolitycznej. 30 %. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze scieki poddaje sie przed ich wejsciem do wanny elektrolitycznej dzialaniu ultradzwieków o czesto¬ tliwosci nie mniejszej od 30 kHz. ¦ 3. - Urzadzenie do elektrolitycznego oczyszczania 35 scieków zawierajacych drobne, rozpuszczone i ze¬ mulgowane izawiesiny albo zawieszone organiczne v i/albo nieorganiczne zanieczyszczenia, posiadajace wanny TT pionowo zamontowanymi elektrodami i u d#lu otwór doplywowy dla scieków a na drugim ... koncu u góry otwór odplywowy dla scieków i urza¬ dzenie do odciagania szlamu oraz komore odply¬ wowa dla oczyszczonych scieków, znamienne tym, ze w obrebie otworu doplywowego (1) posiada za¬ montowany przynajmniej jeden nadajnik (2) dzwie¬ ku, który ma skierowana swoja powierzchnie (2a) wysylania dzwieków w kierunku doprowadzonych scieków, przy czym posiada zamontowany przynaj¬ mniej jeden dodatkowy nadajnik (2') dzwieku z boku elektrod w wannie elektrolitycznej, z po- 50 wierzchnia wysylania dzwieków ustawiona prosto¬ padle do powierzchni elektrod. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym. ze posiada elektroakustyczne, korzystnie piezoelek¬ tryczne, nadajniki dzwieku. 55 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ma przynajmniej jeden nadajnik (2) dzwieków zamontowany na dnie wanny elektrolitycznej pod elektrodami, przy czym korzystnie powierzchnia (2a) wysylania dzwieków tego nadajnika dzwieku m (2) jest zamiantowana w pozycji nachylonej i skie¬ rowana w kierunku otworu doplywowego (1) dla scieków, które maja byc oczyszczone. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, • * ze' elektrody (4' 4") sa z metalu lub stopu metali 65 rozpuszczalnych na anodach.10S 040 *^-W E 2 S *>¦ i ^r> ,1 J^- Fig.f £ *' Fig.2 4_ / XQ \ 4" 1 1 V 7\ 6 OZGraf. Z.P. Dz-wo, z. 548 (110+20) 12.80 Cena 45 zl