SE455193B - PROCEDURE AND DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF SEAWATER-WASTEWATER - Google Patents
PROCEDURE AND DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF SEAWATER-WASTEWATERInfo
- Publication number
- SE455193B SE455193B SE8301801A SE8301801A SE455193B SE 455193 B SE455193 B SE 455193B SE 8301801 A SE8301801 A SE 8301801A SE 8301801 A SE8301801 A SE 8301801A SE 455193 B SE455193 B SE 455193B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electrodes
- soluble
- insoluble
- wastewater
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 127
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 25
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 21
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 26
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 22
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 18
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 17
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 5
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 241001124532 Bubalus depressicornis Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- PSGAAPLEWMOORI-PEINSRQWSA-N medroxyprogesterone acetate Chemical compound C([C@@]12C)CC(=O)C=C1[C@@H](C)C[C@@H]1[C@@H]2CC[C@]2(C)[C@@](OC(C)=O)(C(C)=O)CC[C@H]21 PSGAAPLEWMOORI-PEINSRQWSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Description
455 193 2 en membranelektrolyscell, varefter en magnesiumhaltig återstod eller fällning avskiljes och behandlas i en anodkammare i membranelektro- lyscellen, under det att en magnesiumhaltig vätska från anodkamma- ren inmatas i katodkammaren. å vid genomförande av detta kända förfarande kan man undvika av- sevärda saltavsättningar på elektroderna, men härvid uppstår föl- jande svårigheter, vilka gör det omöjligt att tämligen effektivt och funktionssäkert rena avloppsvatten som innehåller havsvatten. (a) Vid upprepad behandling av fällningen i anodkammaren med efterföljande inmatning av den magnesiumhaltiga vätskan i katodkam- maren ökar koncentrationen av magnesiumjoner i det avsloppsvatten som skall behandlas, vilket medför dels att magnesiumsalter utfäl- les, när lösningen mättas, och dels att det renade avsloppsvattnet blir förorenat av dessa salter, varför reningseffektiviteten minskar. (b) När avloppsvatten endast behandlas i katodkammaren.i elektrolyscellen, är elkraftförbrukníngen hög, eftersom hälften av elkraften icke användes direkt för avloppsvattenrening utan för- brukas för upplösning av den magnesiumhaltiga fällningen. (c) När fällningen behandlas i anodkammaren i elektrolys- s cellen, måste anodrummet få avsevärd volym för att icke igensättas av fällningen, varför avståndet mellan anoden och katoden blir stort, och följaktligen blir spänningen över membranelektrolyscellen hög på grund av ohmska förluster i elektrolyten, vilket resulterar i en ökning av elkraftförbrukningen för avloppsvattenrening. (d) För avskiljande av den magnesiumhaltiga fällningen erford- ras extra behâllare, vilket i hög grad ökar ytterdimensionerna hos anläggningen för avloppsvattenrening, under det att reningseffekti- viteten minskar avsevärt under fartygsförhâllanden, där krängning, rullning och vibration uppträder. 455 193 2 a membrane electrolysis cell, after which a magnesium-containing residue or precipitate is separated and treated in an anode chamber in the membrane electrolysis cell, while a magnesium-containing liquid from the anode chamber is fed into the cathode chamber. In carrying out this known method, considerable salt deposits on the electrodes can be avoided, but the following difficulties arise, which make it impossible to clean wastewater containing seawater fairly efficiently and functionally. (a) Repeated treatment of the precipitate in the anode chamber with subsequent introduction of the magnesium-containing liquid into the cathode chamber increases the concentration of magnesium ions in the waste water to be treated, which means that magnesium salts precipitate when the solution is saturated and that it purified the wastewater becomes polluted by these salts, so that the purification efficiency decreases. (b) When wastewater is treated only in the cathode chamber of the electrolytic cell, the electricity consumption is high, since half of the electricity is not used directly for wastewater treatment but is consumed to dissolve the magnesium-containing precipitate. (c) When the precipitate is treated in the anode chamber of the electrolysis cell, the anode space must have a considerable volume in order not to be clogged by the precipitate, so that the distance between the anode and the cathode becomes large, and consequently the voltage across the membrane electrolysis cell becomes high due to ohmic losses in the electrolyte. which results in an increase in electricity consumption for wastewater treatment. (d) The separation of the magnesium-containing precipitate requires additional containers, which greatly increases the external dimensions of the wastewater treatment plant, while the cleaning efficiency decreases significantly under ship conditions, where heeling, rolling and vibration occur.
Ett bättre förfarande och en bättre anordning för behandling av vätskor är kända genom den amerikanska patentskriften 4 188 278 (int. klassz COZB 1/82). Detta kända förfarande grundar sig på att den vätska som skall behandlas får strömma genom ett område med variabel potential (växelpotential) i en elektrolyscell.A better method and apparatus for treating liquids is known from U.S. Pat. No. 4,188,278 (int. Class COZB 1/82). This known method is based on the fact that the liquid to be treated is allowed to flow through an area of variable potential (switching potential) in an electrolytic cell.
Växelpotentialens riktning (polaritet) omkastas, varvid vätskan under strömningen utsättes för accelerations- och retardations- krafter, varigenom intensiv turbulens (virvelbildning) åstadkommes J mellan enskilda vätskeskikt. Detta kända förfarande kan genomföras medelst nämnda kända anordning, som innefattar ett par av huvud- , x 455 193 3 elektroder och ett antal mellan huvudelektroderna anordnade hjälp- elektroder, varvid varje huvudelektrod innefattar ett antal elekt- riskt hopkopplade, i samma plan liggande stavar, medan varje hjälp- elektrod innefattar från varandra elektriskt isolerade stavar.The direction (polarity) of the gear potential is reversed, whereby the liquid is subjected to acceleration and deceleration forces during the flow, whereby intense turbulence (vortex formation) is produced J between individual liquid layers. This known method can be carried out by means of said known device, which comprises a pair of main electrodes and a number of auxiliary electrodes arranged between the main electrodes, each main electrode comprising a number of electrically interconnected rods lying in the same plane, while each auxiliary electrode comprises electrically insulated rods spaced apart.
Huvudelektroderna är avsedda att bilda ett omrâde med variabel potential (växelpotential) däremellan, genom vilket vätskan ström- mar, varvid gasbubblor som avges från elektroderna avlägsnas medelst ultraljud.The main electrodes are intended to form an area of variable potential (switching potential) therebetween, through which the liquid flows, whereby gas bubbles emitted from the electrodes are removed by means of ultrasound.
Elkraftförbrukningen för genomförande av detta kända för- farande är mycket hög till följd av att anordningen för genomförande av förfarandet innefattar en ultraljudgenerator för förhindrande av att salter utfälles på elektrodernas katodyta.The electricity consumption for carrying out this known method is very high due to the fact that the device for carrying out the method comprises an ultrasonic generator for preventing salts from precipitating on the cathode surface of the electrodes.
När elektroderna är anbragta tvärs vätskeströmningen, kan dessutom fiberföroreningar fastna vid elektroderna. Dessa förore- ningar kan icke avlägsnas medelst ultraljud, eftersom fiberförore- ningarnas densitet är lika med densiteten hos den vätska som skall behandlas. Intensiva turbulenta zoner efter elektroderna sönder- delar dessutom flockar av koagulerade kolloidföroreningar, vilket försämrar avloppsvattenreningens kvalitet. Dessutom förorsakar turbulensen av den avloppsvattenström som skall behandlas en inten- siv omblandning av de i närheten av elektroderna liggande vätske- skikten, varför dessa skikts pH-värde minskar och följaktligen saltavsättningar bildas vid elektrodytan. Genom att anordningen för genomförande av detta kända förfarande är försedd med ett nät för uppdelning av den avloppsvattenström som skall behandlas, får anordningen komplicerad konstruktiv utformning samtidigt som dess funktionssäkerhet blir sämre genom eventuell igensättning av nätet.In addition, when the electrodes are placed across the liquid flow, fiber impurities can adhere to the electrodes. These contaminants cannot be removed by ultrasound, since the density of the fiber contaminants is equal to the density of the liquid to be treated. Intense turbulent zones after the electrodes also disintegrate flocks of coagulated colloid contaminants, which impairs the quality of wastewater treatment. In addition, the turbulence of the wastewater stream to be treated causes an intense mixing of the liquid layers adjacent to the electrodes, so that the pH value of these layers decreases and consequently salt deposits are formed at the electrode surface. Because the device for carrying out this known method is provided with a network for dividing the waste water stream to be treated, the device gets a complicated constructive design at the same time as its operational safety is impaired by possible clogging of the network.
För att elektroderna skall kunna fästas vid elektrolyscellens väggar på sådant sätt att de är elektriskt isolerade från dessa väggar, måste isolerlister anbringas mellan elektroderna och väggarna, eller alternativt måste dessa väggar framställas av elektriskt iso- lerande material, varigenom elektrolyscellens konstruktion kompli- ceras avsevärt.In order for the electrodes to be attached to the walls of the electrolytic cell in such a way that they are electrically insulated from these walls, insulating strips must be fitted between the electrodes and the walls, or alternatively these walls must be made of electrically insulating material, thereby complicating the electrolytic cell construction considerably.
Ett avsevärt effektivare förfarande för behandling av vätskor samt en anordning för genomförande av detta förfarande är kända genom den sovietryska patentskriften nr 912664 (int. klass3 002 1/46). ViddeUz.kända förfarande inmatas det avloppsvatten som skall behandlas i ett anodrum och ett katodrum i en membranelektro- lyscell med olösliga elektroder. I katodrummet alkaliseras avlopps- 455 193 4 vattnet elektrokemiskt, medan det surgöres i anodrummet, varefter den sura anolyten inmatas i en elektrisk koaguleringsanordning, där krom reduceras med tvåvärda järnjoner, vilka bildas när den elektriska koaguleringsanordningens_lösliga järnanoder löses. Från koaguleringsanordningen införes anolyten i en flotationsanordning, som även matas med den alkaliska katolyten, vilken ledes från membranelektrolyscellens katodrum, varefter den fasta fasen och vätskefasen separeras från varandra medelst flotationsanordningen och ett filter.A considerably more efficient method of treating liquids and a device for carrying out this method are known from Soviet Patent Specification No. 912664 (int. Class 3002 1/46). In the known method, the waste water to be treated in an anode compartment and a cathode compartment is fed into a membrane electrolysis cell with insoluble electrodes. In the cathode compartment, the wastewater is alkalized electrochemically, while it is acidified in the anode compartment, after which the acidic anolyte is fed into an electrical coagulator, where chromium is reduced with divalent iron ions, which are formed when the soluble iron anodes of the electrical coagulator are dissolved. From the coagulation device, the anolyte is introduced into a flotation device, which is also fed with the alkaline catholyte, which is passed from the cathode space of the membrane electrolysis cell, after which the solid phase and the liquid phase are separated from each other by means of the flotation device and a filter.
Fastän detta kända förfarande är tämligen effektivt, ger det dock dålig funktionssäkerhet, eftersom en under fartygsförhållanden ofrânkomlig ändring av salthalten i avloppsvattnet medför en änd- ring av den elektriska, genom membranelektrolyscellens elektroder gående strömmen, vilket i sin tur förorsakar en ändring av det från membranelektrolyscellen utströmmande avloppsvattnets pH-värde samt en ändring av upplösningshastigheten för elektroderna i den elektriska koaguleringsanordningen. Koncentrationen av koagule- ringsmedel i det avloppsvatten som behandlas ändras därför samtidigt som en återstod av magnesiumhydroxid utfälles i katodrummet i membran- elektrolyscellen till följd av att avloppsvattnet innehåller magne- siumjoner. Denna återstod blockerar (sätter igen) elektroderna, vilket minskar reningseffektiviteten för fartygsavloppsvatten.Although this known method is quite efficient, it provides poor operational reliability, since an unavoidable change in the salinity of the wastewater under ship conditions causes a change in the electric current passing through the electrodes of the membrane electrolysis cell, which in turn causes a change in the electrolyte from the membrane electrolyte. the pH value of the effluent effluent and a change in the dissolution rate of the electrodes in the electrical coagulation device. The concentration of coagulant in the treated wastewater is therefore changed at the same time as a residue of magnesium hydroxide precipitates in the cathode chamber of the membrane electrolysis cell due to the fact that the wastewater contains magnesium ions. This residue blocks (clogs) the electrodes, which reduces the purification efficiency of ship wastewater.
Icke heller kan man vid ett dylikt förfarande för behandling av fartygsavloppsvatten i praktiken avlägsna magnesiumhydroxid från de olösliga elektrodernas yta genom polaritetsväxling, eftersom den elektriska koaguleringsananordningen vid omkastning av polariteten kommer att matas med det alkaliska avloppsvattnet, vilket passiverar de lösliga järnelektroderna. För mekanisk rening av dessa elektro- der erfordras komplicerade reningsanordningar, eller alternativt måste anordningen avställas periodiskt för att järnelektroderna skall kunna renas eller bytas ut. Även ett annat förfarande och en annan anordning för vätske- behandling är kända (jämför exempelvis den sovjetryska patentskrif- ten nr 874653, int. klass3 C02 F 1/46). Detta kända förfarande, som kan genomföras medelst en koaguleringsanordning, är baserat på att den vätska som skall behandlas inmatas i ett anodrum med olösliga elektroder, varifrån vätskan fritt strömmar in i ett anod- rum med lösliga elektroder. Från anodrummet med lösliga elektroder matas vätskeströmmen in i ett katodrum med lösliga elektroder och il' 455 193 5 därefter in i ett katodrum med olösliga elektroder, varifrån renat vatten bortledes.Nor can such a process for treating ship wastewater in practice remove magnesium hydroxide from the surface of the insoluble electrodes by polarity change, since the electrical coagulation device will be fed with the alkaline waste water by reversing the polarity, which passivates the soluble iron electrodes. For mechanical cleaning of these electrodes, complicated cleaning devices are required, or alternatively the device must be stopped periodically in order for the iron electrodes to be cleaned or replaced. Another method and another device for liquid treatment are also known (compare, for example, Soviet Patent Specification No. 874653, int. Class 3 CO2 F 1/46). This known method, which can be carried out by means of a coagulation device, is based on the liquid to be treated being fed into an anode compartment with insoluble electrodes, from which the liquid flows freely into an anode compartment with soluble electrodes. From the anode chamber with soluble electrodes, the liquid stream is fed into a cathode chamber with soluble electrodes and then into a cathode chamber with insoluble electrodes, from which purified water is drained.
Avloppsvattenrening medelst denna kända anordning sker genom att elektrisk ström får passera genom såväl de olösliga elektroderna som de lösliga elektroderna, varvid koncentrationen av det koagule- ringsmedel som bildas i utrymmet mellan elektroderna är beroende av salthalten i avloppsvattnet ifråga. Vid variation av salthalten ändras koncentrationen av koaguleringsmedel på grund av att lösning- ens elektriska ledningsförmåga och följaktligen den genom elektro- derna gående strömmen ändras.Wastewater purification by means of this known device takes place by allowing electric current to pass through both the insoluble electrodes and the soluble electrodes, the concentration of the coagulant formed in the space between the electrodes depending on the salinity of the wastewater in question. When the salinity varies, the concentration of coagulant changes due to a change in the electrical conductivity of the solution and consequently the current flowing through the electrodes.
Eftersom den elektriska strömmen från en elektrisk strömkälla får passera direkt genom de lösliga elektroderna och koagulerings- medelskoncentrationen i utrymmet mellan elektroderna ändras, blir förbrukningen av det lösliga elektrodmaterialet mycket hög, när avloppsvatten med hög havssalthalt skall behandlas.Since the electric current from an electric current source is allowed to pass directly through the soluble electrodes and the coagulant concentration in the space between the electrodes changes, the consumption of the soluble electrode material becomes very high when wastewater with a high sea salt content is to be treated.
Genom att vätskan från anodrummet strömmar in i katodrummet bildas dessutom en fällning vid den lösliga katodens yta, eftersom vätejoner, vilka bildas vid anoden, löser upp metallhydroxiden pâ den lösliga anoden i stället för att lösa den metallhydroxid, som bildas vid katoden genom kemisk reaktion mellan metallen (exempel- vis aluminium) och vatten till följd av att katoden vid katodpola- risering saknar en skyddsoxidfilm (koncentrationen av de vätejoner, som inkommer från anodrummet med den lösliga elektroden, är icke tillräcklig för att den vid den lösliga katoden bildade hydroxiden skall kunna lösas).In addition, by flowing the liquid from the anode space into the cathode chamber, a precipitate forms at the surface of the soluble cathode, since hydrogen ions formed at the anode dissolve the metal hydroxide on the soluble anode instead of dissolving the metal hydroxide formed at the cathode by chemical reaction between the metal (for example aluminum) and water due to the cathode during cathode polarization lacking a protective oxide film (the concentration of the hydrogen ions entering from the anode space with the soluble electrode is not sufficient for the hydroxide formed at the soluble cathode to be able to solved).
Hydroxyljoner, vilka bildas vid den olösliga katoden, rör sig dessutom tillsammans med vätgasbubblor i riktning mot den lösliga katodens yta, varför pH-värdet i närheten av katodytan icke är tillräckligt för att lösliga föreningar av metall, exempelvis alu- minium, skall kunna bildas.In addition, hydroxyl ions formed at the insoluble cathode move together with hydrogen bubbles towards the surface of the soluble cathode, so that the pH value in the vicinity of the cathode surface is not sufficient for soluble compounds of metal, for example aluminum, to be formed.
Genom att den avloppsvattenström som skall behandlas från anod- rummet inmatas i katodrummet kan magnesiumhydroxid, som också är ett godtagbart koaguleringsmedel, icke bildas i katodrummet, eftersom avloppsvattnet, som vid inloppet i anordningen har neutral reaktion, kommer att surgöras vid anoden och därefter alkaliseras i katodrum- met till pH-värdet i utgângsvätskan, under det att magnesiumhydroxid När ett dylikt processchema för avloppsvattenströmmar samt ett stort antal elektrod- endast kan bildas om pH-värdet är högre än 8,9. par användes, får dessutom anordningen komplicerad konstruktiv ut- formning, eftersom den måste vara försedd med lämpliga organ för 455 193 styrning i sicksack av de vätskeströmmar som skall behandlas.By feeding the wastewater stream to be treated from the anode space into the cathode chamber, magnesium hydroxide, which is also an acceptable coagulant, cannot be formed in the cathode chamber, since the waste water, which has a neutral reaction at the inlet of the device, will be acidified at the anode and then alkalized in the cathode chamber to the pH value in the starting liquid, while magnesium hydroxide When such a process scheme for wastewater streams and a large number of electrodes- can only be formed if the pH value is higher than 8.9. In addition, if the device is used, the device will have a complicated design, as it must be provided with suitable means for zigzagging the liquid streams to be treated.
På grund av att avståndet mellan de olösliga elektroderna och de lösliga elektroderna är stort, när havsvattenhalten är låg i det avloppsvatten som skall behandlas, inverkar det elektriska, av de olösliga elektroderna alstrade fältet mycket obetydligt på de lösliga elektroderna samtidigt som detta fält icke inverkar på halten av det koaguleringsmedel som bildas i utrymmet mellan de lösliga elektroderna.Because the distance between the insoluble electrodes and the soluble electrodes is large, when the seawater content is low in the wastewater to be treated, the electric field generated by the insoluble electrodes has a very insignificant effect on the soluble electrodes while this field does not affect the content of the coagulant formed in the space between the soluble electrodes.
Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att säkerställa rening av havsvattenhaltígt avloppsvatten med varieran- de salthalt medelst ett elektrokemiskt förfarande, vid vilket de lösliga elektrodernas potential förskjutes in i det aktiva om- rådet.The main object of the present invention is to ensure purification of seawater-containing wastewater with varying salinity by means of an electrochemical method, in which the potential of the soluble electrodes is displaced into the active area.
Detta uppnås enligt uppfinningen medelst ett förfarande för elektrokemisk behandling av havsvattenhaltigt avloppsvatten, vid vilket förfarande man bildar ett koaguleringsmedel i ett ut- rymme mellan olösliga elektroder och mellan lösliga elektroder under tillförsel av avloppsvatten till anodrum och katodrum i en elektrolyscell och därefter bortleder renat vatten, varvid de olösliga och de lösliga elektroderna är anordnade parvis och axiellt i förhållande till varandra med den olösliga elektroden uppströms den lösliga elektroden, och varvid elektroderna i varje par är skilda åt medelst ett dielektriskt mellanlägg. Detta för- farande kännetecknas av att separata strömmar av avloppsvattnet inmatas parallellt i anodrummet respektive katodrummet, att elektrisk ström får passera genom de olösliga elektroderna, var- vid koaguleringsmedel erhålles i utrymmen mellan såväl de olös- liga elektroderna som de lösliga, från de olösliga elektroderna elektriskt isolerade elektroderna, att förhållandet mellan ström- styrkan och volymflödet av det avloppsvatten som skall behandlas A h í?ÉT- , att de olösliga elektroderna matas med ler är minst 0,01 icke-stabiliserad likström, att pH-värdet i anodrummet hålles inom intervallet 2-3,6, att pH-värdet i katodrummet hålles inom intervallet 10,5-12,5, och att de i katod- och anodrummen behand- lade, utströmmande avloppsvattenströmmarna blandas med varandra.This is achieved according to the invention by means of a method for electrochemical treatment of seawater-containing wastewater, in which method a coagulant is formed in a space between insoluble electrodes and between soluble electrodes during supply of wastewater to anode compartment and cathode compartment in an electrolytic cell and then drains purified water. the insoluble and the soluble electrodes being arranged in pairs and axially relative to each other with the insoluble electrode upstream of the soluble electrode, and the electrodes in each pair being separated by a dielectric liner. This method is characterized in that separate currents of the waste water are fed in parallel into the anode space and the cathode space, respectively, that electric current is allowed to pass through the insoluble electrodes, whereby coagulants are obtained in spaces between both the insoluble electrodes and the soluble electrodes. electrically insulated electrodes, that the ratio between the current and the volume flow of the waste water to be treated is that the insoluble electrodes are fed with clay is at least 0.01 non-stabilized direct current, that the pH value in the anode space is kept within the range 2-3.6, that the pH value in the cathode compartment is kept within the range 10.5-12.5, and that the effluent water streams treated in the cathode and anode compartments are mixed with each other.
Genom försök har man kunnat konstatera, att den tekniska, enligt föreliggande uppfinning föreslagna lösningen bidrar till att den elektriska strömmen, vilken får flyta endast genom de 455 193 7 olösliga, från de lösliga elektroderna elektriskt isolerade elektro- derna, sprider sig och läcker ut i vätskeströmningsriktningen (av- loppsvattenströmningsriktningen) från de olösliga elektroderna till de lösliga elektroderna, varför de lösliga elektrodernas potential förskjutes in i ett område för aktiv upplösning av de lösliga elektroderna, vilket resulterar i att de lösliga elektro- derna av exempelvis aluminium upplöses.Experiments have shown that the technical solution proposed according to the present invention contributes to the electric current, which is allowed to flow only through the insoluble electrodes electrically isolated from the soluble electrodes, spreading and leaking into the liquid flow direction (wastewater flow direction) from the insoluble electrodes to the soluble electrodes, so that the potential of the soluble electrodes is displaced into an area for active dissolution of the soluble electrodes, which results in the soluble electrodes of, for example, aluminum dissolving.
Genom att förfarandet för elektrokemisk avloppsvattenbehand- ling genomföres på det ovan beskrivna sättet kan man rena havsvat- tenhaltigt avloppsvatten med varierande salthalt. När avloppsvat- ten med lâg halt av havssalt får strömma genom en membranelektro- lyscell, uppvisar avloppsvattnet låg elektrisk ledningsförmåga.By carrying out the process for electrochemical wastewater treatment in the manner described above, it is possible to purify seawater-containing wastewater with varying salinity. When wastewater with a low content of sea salt is allowed to flow through a membrane electrolysis cell, the wastewater exhibits low electrical conductivity.
Om man i detta fall låter elektrisk ström flyta genom de olösliga elektroderna, ökar avloppsvattnets spridningsförmâga, vilket resul- terar i en ökning av det av de olösliga elektroderna alstrade elekt- riska fältets inverkan på de lösliga elektroderna. De lösliga elektrodernas potential förskjutes i högre grad in i det aktiva upplösningsområdet för elektroderna, vilket bidrar till att öka de lösliga elektrodernas upplösningshastighet. I det avloppsvat- ten som behandlas ökar härvid koncentrationen av joner av den lös- liga metallen, som bringar kolloidala föroreningar i avloppsvattnet att koagulera. Halten magnesiumjoner är emellertid låg på grund av att avloppsvattnets salthalt är låg, varigenom en förhållandevis liten mängd magnesiumhydroxid bildas i utrymmet mellan de olösliga elektroderna. Om avloppsvatten med hög halt av havssalt får ström- ma genom membranelektrolyscellen, minskar spridningsförmågan hos avloppsvattnet, varför det elektriska fält som alstras av de olös- liga elektroderna, vilka genomflytes av den elektriska strömmen, får en svagare inverkan på de lösliga elektroderna. Förskjutning- en av de lösliga elektrodernas potential minskar, varför de lös- liga elektroderna upplöses endast obetydligt. I detta fall utgöres koaguleringsmedlet av den magnesiumhydroxid som bildas vid elektro- lysen, när avloppsvattnet i katodutrymmet mellan de olösliga elektroderna alkaliseras.If, in this case, electric current is allowed to flow through the insoluble electrodes, the dispersibility of the waste water increases, which results in an increase in the effect of the electric field generated by the insoluble electrodes on the soluble electrodes. The potential of the soluble electrodes is displaced to a greater extent into the active dissolution range of the electrodes, which contributes to increasing the dissolution rate of the soluble electrodes. In the wastewater that is treated, the concentration of ions of the soluble metal, which causes colloidal impurities in the wastewater to coagulate, increases. However, the content of magnesium ions is low due to the low salinity of the wastewater, whereby a relatively small amount of magnesium hydroxide is formed in the space between the insoluble electrodes. If wastewater with a high content of sea salt is allowed to flow through the membrane electrolysis cell, the dispersibility of the wastewater decreases, so that the electric field generated by the insoluble electrodes, which are flowed through by the electric current, has a weaker effect on the soluble electrodes. The displacement of the soluble electrodes' potential decreases, so the soluble electrodes dissolve only insignificantly. In this case, the coagulant is the magnesium hydroxide formed during the electrolysis, when the waste water in the cathode space between the insoluble electrodes is alkalized.
Dessutom har man genom försök kunnat konstatera, att förhållan- det mellan strömstyrkan och volymflödet av det avloppsvatten som skall behandlas (dvs. den volymmässiga elmängden eller elmängden A h . Detta värde liter är tillräckligt för att de lösliga elektrodernas potential skall per volymenhet) skall vara lika med minst 0,0j kunna förskjutas in i det aktiva upplösningsområdet för de lösliga 455 193 elektroderna, och värdet gör det möjligt att hålla summa-koncentra- tionen av koaguleringsmedel konstant i utrymmet mellan elektroderna.In addition, experiments have shown that the ratio between the current and the volume flow of the waste water to be treated (ie the volumetric amount of electricity or the amount of electricity A h. This value liter is sufficient for the potential of the soluble electrodes to be per unit volume) equal to at least 0.0j can be displaced into the active resolution range of the soluble electrodes, and the value makes it possible to keep the sum concentration of coagulant constant in the space between the electrodes.
När salthalten ändras i det avloppsvatten som skall behandlas, är den mängd aluminium som upplöses beroende av salthalten i av- loppsvattnet, varvid mängden ökar, när salthalten minskar, och minskar, när salthalten ökar. Härvid förblir summa-koncentrationen av koaguleringsmedel konstant, varför avloppsvattenreningsförloppet reglerar sig självt och förbrukningen av aluminiumelektroder blir 2-4 gånger lägre.When the salinity changes in the wastewater to be treated, the amount of aluminum that dissolves depends on the salinity of the wastewater, the amount increasing as the salinity decreases, and decreasing as the salinity increases. In this case, the total concentration of coagulant remains constant, so that the wastewater treatment process regulates itself and the consumption of aluminum electrodes becomes 2-4 times lower.
Det avloppsvatten som skall behandlas strömmar först mellan de olösliga elektroderna och därefter mellan de lösliga elektroderna, varvid det först surgöres och alkaliseras i närheten av de olösliga elektroderna. Härvid bildas lösliga produkter, dvs aluminium- och aluminatjoner, vid elektrokemisk upplösning av aluminiumelektro- derna, vilket resulterar i att bildning av saltavsättningar på de lösliga elektroderna förhindras.The wastewater to be treated flows first between the insoluble electrodes and then between the soluble electrodes, first acidifying and alkalizing in the vicinity of the insoluble electrodes. In this case, soluble products, ie aluminum and aluminate ions, are formed upon electrochemical dissolution of the aluminum electrodes, which results in the formation of salt deposits on the soluble electrodes.
Icke-stabiliserad likström matas till de olösliga elektro- derna. Härigenom kan de lösliga elektrodernas potential förskju- tas i högre grad inii det aktiva upplösningsomràdet för de lösliga elektroderna än när de olösliga elektroderna matas med stabiliserad likström med samma strömstyrka.Non-stabilized direct current is supplied to the insoluble electrodes. As a result, the potential of the soluble electrodes can be shifted to a greater extent within the active resolution range of the soluble electrodes than when the insoluble electrodes are fed with stabilized direct current with the same current.
Förloppet genomföres samtidigt som pH-värdet i anodrummet respektive katodrummet är mellan 2 och 3,6 respektive mellan 10,5 och 12,5.The process is carried out at the same time as the pH value in the anode chamber and the cathode chamber, respectively, is between 2 and 3.6 and between 10.5 and 12.5, respectively.
När förfarandet enligt uppfinningen genomföres under dylika processförhàllanden, inaktiveras patogena mikroorganismer i av- loppsvattnet fullständigt, eftersom dessa mikroorganismer dör i elektrolyscellens katod- och anodrum under inverkan av en bas och en syra, som bildas enligt reaktionsschemat: 2 H o+2 e=H + 2 on' (vid katoden) 2 2+ _ H20 - 2 e = 2H + å 02 (vid anoden).When the process according to the invention is carried out under such process conditions, pathogenic microorganisms in the waste water are completely inactivated, since these microorganisms die in the cathode and anode space of the electrolytic cell under the action of a base and an acid formed according to the reaction scheme: 2 H o + 2 e = H + 2 on '(at the cathode) 2 2+ _ H 2 O - 2 e = 2H + å 02 (at the anode).
De i katod- och anodrummen behandlade, utströmmande av- loppsvattenströmmarna blandas med varandra, vilket bidrar till att avloppsvattnet neutraliseras enligt reaktionsschemat: 2 H O + 2 e = H + 2 OH- (vid katoden) 2 2+ H20 - 2 e = 2H + å 02 (vid anoden). 3 H20 = H2 + å 02 + 2 H2 455 193 Förfarandet enligt uppfinningen för elektrokemisk avlopps- vattenbehandling kan genomföras medelst en anordning innefattande en membranelektrolyscell med minst två elektrodpar, där varje par består av en olöslig elektrod och en med denna axiell löslig elektrod. Anordningen kännetecknas enligt uppfinningen av att den olösliga elektroden i varje elektrodpar är skild från den lösliga elektroden medelst ett dielektriskt mellanlägg, vars kontur sam- manfaller med den ändyta av den olösliga elektroden som är vänd mot den lösliga elektroden, att elektrodparen är anordnade om- växlande i anodrum och katodrum, och att längdförhàllandet mellan den lösliga och den olösliga elektroden är högst 1:2. Genom att elektroderna är anordnade axiellt i förhållande till varandra àstadkommes bästa möjliga driftförhállanden för elektroderna, eftersom det utefter elektrodernas yta strömmande avloppsvattnet bidrar till att skapa optimala betingelser för inverkan av det elektriska fält som alstras av de olösliga elektroderna, vilka genomflytes av elektrisk ström, pà de lösliga elektroderna, vilka icke genomföres av elektrisk ström.The effluent streams treated in the cathode and anode compartments are mixed with each other, which contributes to the wastewater being neutralized according to the reaction scheme: 2 HO + 2 e = H + 2 OH- (at the cathode) 2 2+ H 2 O - 2 e = 2H + å 02 (at the anode). The process according to the invention for electrochemical wastewater treatment can be carried out by means of a device comprising a membrane electrolysis cell with at least two electrode pairs, each pair consisting of an insoluble electrode and one with this axially soluble electrode. The device is characterized according to the invention in that the insoluble electrode in each electrode pair is separated from the soluble electrode by means of a dielectric liner, the contour of which coincides with the end surface of the insoluble electrode facing the soluble electrode, that the electrode pairs are arranged alternately in anode space and cathode space, and that the aspect ratio of the soluble to the insoluble electrode is not more than 1: 2. By arranging the electrodes axially relative to each other, the best possible operating conditions for the electrodes are achieved, since the wastewater flowing along the surface of the electrodes contributes to creating optimal conditions for the action of the electric field generated by the insoluble electrodes flowing by electric current on the soluble electrodes, which are not conducted by electric current.
Genom att det dielektriska mellanlägget är anordnat mellan de olösliga elektroderna och de lösliga elektroderna förhindrar man dels att elektroderna är i elektrisk kontakt med varandra och dels att de lösliga elektroderna får den på de olösliga elektroderna uppträdande potentialen, varför man kan eliminera eventuell passi- vering av de lösliga elektroderna och minska den alltför stora för- brukningen av de lösliga elektroderna, när salthalten i det av- loppsvatten som skall behandlas är hög. Genom att det dielektriska mellanläggets kontur sammanfaller med den ändyta av den olösliga elektroden som är vänd mot den lösliga elektroden inverkar det elektriska, av de olösliga elektroderna alstrade fältet maximalt på de lösliga elektroderna, samtidigt som de i närheten av elektroder- na befintliga skikten av det avloppsvatten som behandlas icke blan- das med den kvarvarande strömmen av avloppsvattnet, varigenom bild- ning av saltavsättningar vid de lösliga elektrodernas yta undvikes.By arranging the dielectric liner between the insoluble electrodes and the soluble electrodes, it is prevented that the electrodes are in electrical contact with each other and that the soluble electrodes have the potential appearing on the insoluble electrodes, so that any passivation of the soluble electrodes and reduce the excessive consumption of the soluble electrodes when the salinity of the wastewater to be treated is high. Because the contour of the dielectric liner coincides with the end surface of the insoluble electrode facing the soluble electrode, the electric field generated by the insoluble electrodes has a maximum effect on the soluble electrodes, while the layers of the insoluble electrode in the vicinity of the electrodes wastewater that is treated is not mixed with the remaining stream of the wastewater, thus avoiding the formation of salt deposits at the surface of the soluble electrodes.
När elektrisk ström får passera genom de olösliga elektroderna, ändras pH-värdet maximalt i närheten av elektroderna, varvid det är av stor betydelse att vätskeströmmen i närheten av elektroderna icke hinner blandas med den kvarvarande strömmen av den vätska som behandlas, varför utrymmet i närheten av de lösliga elektroder- na får hög alkali- och syrahalt, vilket bidrar till att eliminera 455 195 10 bildning av olösliga saltavsättningar, när de lösliga elektroderna av exempelvis aluminium-upplöses.When electric current is allowed to pass through the insoluble electrodes, the pH value changes maximally in the vicinity of the electrodes, it being of great importance that the liquid current in the vicinity of the electrodes does not have time to mix with the remaining current of the liquid being treated. the soluble electrodes have a high alkali and acid content, which helps to eliminate the formation of insoluble salt deposits, when the soluble electrodes of, for example, aluminum dissolve.
Genom att det ena elektrodparet, som består av en olöslig elektrod och en löslig elektrod, vilka är skilda från varandra medelst ett dielektriskt mellanlägg, är anordnat i anodrummet och det andra paret av liknande elektroder är anordnat i katodrummet bil- das lösliga elektrolysprodukter i såväl katodrummet som anodrummet av elektrolyscellen, när de avloppsvattenströmmar som behandlas får strömma parallellt.Because one electrode pair, which consists of an insoluble electrode and a soluble electrode, which are separated from each other by means of a dielectric liner, is arranged in the anode space and the other pair of similar electrodes is arranged in the cathode space, soluble electrolysis products are formed in both the cathode space as the anode space of the electrolytic cell, when the treated wastewater streams are allowed to flow in parallel.
När de olösliga elektrodernas polaritet omkastas, kan man dess- utom förhindra att magnesiumhydroxid utfälles på de olösliga elektro- dernas yta, varjämte de lösliga elektroderna aktiveras ytterligare.In addition, when the polarity of the insoluble electrodes is reversed, magnesium hydroxide can be prevented from precipitating on the surface of the insoluble electrodes, and the soluble electrodes are further activated.
När längdförhållandet mellan de lösliga elektroderna och de olösliga elektroderna är högst 1:2, förskjutes de lösliga elektrodernas po- tential in i det aktiva upplösningsområdet för de lösliga elektro- derna över hela längden av de lösliga elektroderna. Om längdförhål- landet är större än 1:2, kommer kraftlinjerna hos det elektriska fält som alstras av den olösliga elektroden, vilken genomflytes av den elektriska strömmen, icke att träffa den lösliga elektrodens mest avlägsna del.When the length ratio of the soluble electrodes to the insoluble electrodes is at most 1: 2, the potential of the soluble electrodes is shifted into the active dissolution range of the soluble electrodes over the entire length of the soluble electrodes. If the aspect ratio is greater than 1: 2, the lines of force of the electric field generated by the insoluble electrode, which is flowed through by the electric current, will not hit the most remote part of the soluble electrode.
Det är lämpligt att de lösliga elektroderna har större tjock- lek än de olösliga elektroderna.It is suitable that the soluble electrodes have a greater thickness than the insoluble electrodes.
Detta bidrar till att intensifiera inverkan av det elektriska fält som alstras av de olösliga elektroderna, vilka genomflytes av den elektriska strömmen, på de lösliga elektroderna, vilka icke genomflytes av strömmen. Härigenom ökar de lösliga elektrodernas potentialförskjutning in i det aktiva upplösningsområdet för de lösliga elektroderna. Ju större de lösliga elektrodernas tjocklek är, desto kraftigare inverkar det elektriska, av de olösliga elektro- derna alstrade fältet på de lösliga elektroderna.This helps to intensify the effect of the electric field generated by the insoluble electrodes, which are flowed through by the electric current, on the soluble electrodes, which are not flowed through by the current. This increases the potential displacement of the soluble electrodes into the active resolution range of the soluble electrodes. The greater the thickness of the soluble electrodes, the stronger the electric field generated by the insoluble electrodes on the soluble electrodes.
Det är vidare lämpligt att de olösliga elektroderna är utforma- de så, att deras mot de lösliga elektroderna vända ändar uppvisar avtagande tvärsnittsyta.It is furthermore suitable that the insoluble electrodes are designed so that their ends facing the soluble electrodes have a decreasing cross-sectional area.
Detta gör det möjligt att intensifiera inverkan av det elekt- riska fält som alstras av de olösliga elektroderna, vilka genomfly- tes av den elektriska strömmen, eftersom kraftlinjerna hos det elektriska fältet från godtyckliga punkter, till och med från punk- 455 193 11 ter som ligger på lutande delar av den olösliga elektrodens över- yta, är vinkelräta mot den lösliga elektrodens yta och verksama över en avsevärd höjd.This makes it possible to intensify the influence of the electric field generated by the insoluble electrodes which are traversed by the electric current, since the lines of force of the electric field from arbitrary points, even from points 455 193 11 lies on inclined parts of the upper surface of the insoluble electrode, is perpendicular to the surface of the soluble electrode and acts over a considerable height.
Det är lämpligt att elektrolyscellens membran skjuter utanför de lösliga elektrodernas ändyta en sträcka av minst 5 mm.It is suitable for the membrane of the electrolytic cell to project beyond the end surface of the soluble electrodes a distance of at least 5 mm.
När anordningen enligt uppfinningen användes för rening av av- loppsvatten med låg halt av havssalt, medför denna utföringsform av membranet att det aluminium som bildas vid upplösning av de lösliga elektroderna av exempelvis aluminium föreligger i löst tillstànd i det avloppsvatten som behandlas på grund av att pH-vär- det är minst 8 eller högst 4, varför hydrooxidgel endast bildas när anolyten blandas med katolyten. En dylik utformning av membranet bidrar till att förhindra hydrooxidbildning vid de lösliga elektro- dernas överkant och befrämjar hydroxidbildning i den vätskevolym, som är skild från de lösliga elektroderna, vilket gör det möjligt att eliminera bildning av en fällning på de lösliga elektroderna och att rena havsvattenhaltigt avloppsvatten med varierande salthalt.When the device according to the invention is used for purifying waste water with a low content of sea salt, this embodiment of the membrane means that the aluminum formed when dissolving the soluble electrodes of, for example, aluminum is present in a dissolved state in the waste water which is treated due to the pH the value is at least 8 or at most 4, so that hydroxide gel is only formed when the anolyte is mixed with the catholyte. Such a design of the membrane helps to prevent hydroxide formation at the upper edge of the soluble electrodes and promotes hydroxide formation in the liquid volume separate from the soluble electrodes, which makes it possible to eliminate the formation of a precipitate on the soluble electrodes and to purify seawater. wastewater with varying salinity.
Det är lämpligt att det dielektriska mellanlägget är uppbyggt av enskilda plåtar. Härigenom kan man uppnå den önskade effekten, dvs. elektriskt isoleraden olösliga elektroden från den lösliga, intensifiera det elektriska fältets inverkan på de lösliga elektro- derna och samtidigt spara elektriskt isolerande material.It is suitable that the dielectric liner is built up of individual plates. In this way you can achieve the desired effect, ie. electrically insulated insoluble electrode from the soluble, intensify the effect of the electric field on the soluble electrodes and at the same time save electrically insulating material.
Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritning, på vilken fig. 1 visar en anodpolarisationskurva för en aluminiumelektrod i en lösning av havssalt; fig. 2 grafiskt visar ändring av pH-värdet i en vätskevolym på olika avstånd mellan elektrodytan och membranet; fig. 3 visar en kurva över sambandet mellan den elmängd per volymenhet, som skall överföras över de olös- liga elektroderna, och (den varierande) koncentrationen av havsvat- ten i det avloppsvatten som skall behandlas, varvid koncentrationen av koaguleringsmedel i avloppsvattnet är konstant; fig. 4 visar en kurva över sambandet mellan pH-värdet hos avloppsvatten i ett surt och ett alkaliskt medium och avloppsvattnets volymflöde; fig. 5 schematiskt visar ett längdsnitt genom anordningen enligt uppfinning- en för genomförande av förfarandet för elektrokemisk behandling av fartygsavloppsvatten; fig. 6 visar en andra utföringsform av anordningen enligt uppfinningen; fig. 7 visar en tredje utförings- form av anordningen enligt uppfinningen; fig. 8 visar ännu en ut- 455 193 12 föringsform av anordningen; fig. 9 visar ytterligare en utförings- form av anordningen enligt uppfinningen;och fig. 10 grafiskt visar sambandet mellan de lösliga elektrodernas potentialförskjutning och avståndet mellan de lösliga elektroderna och de olösliga elektroderna.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an anode polarization curve for an aluminum electrode in a solution of sea salt; Fig. 2 graphically shows the change of the pH value in a volume of liquid at different distances between the electrode surface and the membrane; Fig. 3 shows a graph of the relationship between the amount of electricity per unit volume to be transferred over the insoluble electrodes and the (varying) concentration of seawater in the wastewater to be treated, the concentration of coagulant in the wastewater being constant; Fig. 4 shows a graph of the relationship between the pH of wastewater in an acidic and an alkaline medium and the volume flow of the wastewater; Fig. 5 schematically shows a longitudinal section through the device according to the invention for carrying out the method for electrochemical treatment of ship wastewater; Fig. 6 shows a second embodiment of the device according to the invention; Fig. 7 shows a third embodiment of the device according to the invention; Fig. 8 shows yet another embodiment of the device; Fig. 9 shows a further embodiment of the device according to the invention, and Fig. 10 graphically shows the relationship between the potential displacement of the soluble electrodes and the distance between the soluble electrodes and the insoluble electrodes.
Förfarandet enligt uppfinningen genomföres på följande sätt.The process according to the invention is carried out in the following manner.
Det avloppsvatten som skall behandlas inmatas i ett utrymme mellan olösliga elektrcder av exempelvis grafit och får strömma utefter dessa samt utefter lösliga elektroder av exempelvis aluminium. Sam- tidigt får stabiliserad eller ostabiliserad likström flyta genom grafitelektroderna (med ostabiliserad likström förstås här och fortsättningsvis likström, som erhålles genom likriktning utan glättning av strömpulsationer).The wastewater to be treated is fed into a space between insoluble electrodes of, for example, graphite and is allowed to flow along these and along soluble electrodes of, for example, aluminum. At the same time, stabilized or unstabilized direct current may flow through the graphite electrodes (by unstabilized direct current is meant here and henceforth direct current, which is obtained by rectification without smoothing of current pulsations).
När likströmmen flyter genom elektroderna, sker elektrolys av vattnet i katod- och anodrummet enligt reaktionsschemat: 2 H20 + 2 e ='H2 +2OH_ (vid katoden) (1) H20 - 2 e = 2H+ + Q 02 (vid anoden) (2) Under inverkan av alkali och syra, som bildas enligt reaktio- nerna (1) och (2) i elektrolyscellens katod- respektive anodrum, dör patogena mikroorganismer samtidigt som avloppsvattnet oskadlig- göres.When the direct current flows through the electrodes, electrolysis of the water in the cathode and anode space takes place according to the reaction scheme: 2 H 2 O + 2 e = 'H 2 + 2OH_ (at the cathode) (1) H 2 O - 2 e = 2H + + Q 02 (at the anode) (2 ) Under the influence of alkali and acid, which are formed according to reactions (1) and (2) in the cathode and anode compartments of the electrolytic cell, pathogenic micro-organisms die at the same time as the wastewater is rendered harmless.
När de avloppsvattenströmmar som lämnar katod- respektive anodrummet blandas med varandra, neutraliseras avloppsvattnet enligt följande reaktionsschema: 2 H20 + 2 e = H2 + zon' (vid katoaen) H20 - 2 e = 2H+_+ § 02 (vid anoden) 3 H20 = H2 + Q 02 + 2H2O Elmängden per volymenhet regleras i beroende av salthalten i det avloppsvatten som skall behandlas på ett sådant sätt, att sum- ma-koncentrationen av koaguleringsmedel, dvs. magnesiumhydroxid och aluminium, i utrymmena mellan de olösliga elektroderna och mellan de lösliga elektroderna förblir konstant samtidigt som salthalten ändras. Om man i fartygsburna s.k. sanitetstekniska anordningar använder överbordvatten, kan saltkoncentrationen i det avloppsvat- ten som skall renas variera mellan 0,1 g/liter (i floder) och 35 g/liter (i oceaner) beroende på var fartyget befinner sig. 13 455 195 Om avloppsvatten med låg salthalt behandlas, förskjuter det elektriska, av de olösliga elektroderna alstrade fältet de lösliga elektrodernas potential in i det aktiva upplösningsområdet för de lösliga elektroderna. Härvid förskjutes potentialen hos den lös- liga elektroden i anodrummet ât det negativa hållet, samtidigt som potentialen hos den lösliga elektroden i katodrummet förskjutes åt det positiva hållet.When the wastewater streams leaving the cathode and anode compartments are mixed with each other, the wastewater is neutralized according to the following reaction scheme: 2 H 2 O + 2 e = H 2 + zone '(at the cathode) H 2 O - 2 e = 2H + _ + § 02 (at the anode) 3 H 2 O = H2 + Q 02 + 2H2O The amount of electricity per unit volume is regulated depending on the salinity of the wastewater to be treated in such a way that the sum concentration of coagulant, ie. magnesium hydroxide and aluminum, in the spaces between the insoluble electrodes and between the soluble electrodes remain constant while the salinity changes. If in ship-borne so-called sanitary equipment uses surface water, the salt concentration in the waste water to be treated may vary between 0.1 g / liter (in rivers) and 35 g / liter (in oceans) depending on the location of the vessel. 13 455 195 If low salinity wastewater is treated, the electric field generated by the insoluble electrodes shifts the potential of the soluble electrodes into the active dissolution range of the soluble electrodes. In this case, the potential of the soluble electrode in the anode space is displaced in the negative direction, at the same time as the potential of the soluble electrode in the cathode space is displaced in the positive direction.
I nedanstående tabell 1 anges sambandet mellan de lösliga elektrodernas potential och den elmängd per volymenhet, som skall överföras över de olösliga elektroderna, när havssaltkoncentratio- nen i det avloppsvatten som skall behandlas är 0,2 g/liter.Table 1 below shows the relationship between the potential of the soluble electrodes and the amount of electricity per unit volume to be transferred over the insoluble electrodes when the sea salt concentration in the wastewater to be treated is 0.2 g / liter.
Tabell 1 Elmängd per volymenhet, 3 0,02 0,03 0,033 0,04 I An/iiter Q Anoapotential, va, v -1,2 -1,4 -1,s -1,7 Katodpotential, wfk, v 0,8 2,3 2,4 2,5 Jämförelse av de potentialvärden, som alstras på de lösliga elektroderna när varierande elmängder per volymenhet överföres över de olösliga elektroderna och som anges i tabell 1, med den i fig. 1 visade anodpolarisationskurvan visar, att ett potentialomrâ- de från 1,2 V till 0,5 V motsvarar aluminiums passiva tillstånd, under det att potentialer som är mer negativa än 1,2 V respektive mer positiva än 0,5 V motsvarar det aktiva upplösningsomrâdet för aluminium.Table 1 Amount of electricity per unit volume, 3 0.02 0.03 0.033 0.04 I An / iiter Q Anoa potential, va, v -1.2 -1.4 -1, s -1.7 Cathode potential, wfk, v 0, 2.3 2.3 2.4 2.5 Comparison of the potential values generated on the soluble electrodes when varying amounts of electricity per unit volume are transmitted over the insoluble electrodes and given in Table 1, with the anode polarization curve shown in Fig. 1 shows that a potential ranges from 1.2 V to 0.5 V correspond to the passive state of aluminum, while potentials that are more negative than 1.2 V and more positive than 0.5 V, respectively, correspond to the active resolution range for aluminum.
För att man skall kunna alstra potentialer, vilka motsvarar det aktiva upplösningsomrâdet för aluminium, regleras den ström- styrka som matas till de olösliga elektroderna inom intervallet 20-60 A, eller alternativt regleras volymflödet av den vätska som behandlas inom intervallet 120-1200 liter/h vid en och samma ström- styrka.In order to be able to generate potentials which correspond to the active resolution range for aluminum, the current supplied to the insoluble electrodes is regulated in the range 20-60 A, or alternatively the volume flow of the liquid treated in the range 120-1200 liters / h at one and the same current.
Sedan avloppsvattnet behandlats medelst de olösliga grafit- elektroderna, inmatas det under minsta möjliga omblandning i utrym- met mellan elektroderna utefter de olösliga elektroderna och de lösliga aluminiumelektroderna; I utrymmet mellan elektroderna löses aluminiumelektroderna under inverkan av det elektriska, av 455 193 14 grafitelektroderna alstrade fältet. Samtidigt som aluminiumelekt- roderna löses, införes joner av den lösliga metallen i avloppsvatt- net, varvid kolloidala föroreningar koagulerar. Huvudkoagulerings- medlet i lösningen av det avloppsvatten som behandlas utgöres i detta fall av aluminium (eller järn, om järnelektroder användes), såsom framgår av tabell 2, vilken visar sambandet mellan summa- 3+ och den elmängd per volynenhet, koncentrationen av Mg(OH)2 och Al som överföres över de olösliga elektroderna, vid en havssaltkoncent- ration av 0,2 g/liter.After the wastewater has been treated by means of the insoluble graphite electrodes, it is fed with the least possible mixing into the space between the electrodes along the insoluble electrodes and the soluble aluminum electrodes; In the space between the electrodes, the aluminum electrodes are dissolved under the influence of the electric field generated by the graphite electrodes. At the same time as the aluminum electrodes dissolve, ions of the soluble metal are introduced into the wastewater, whereby colloidal impurities coagulate. The main coagulant in the solution of the waste water treated is in this case aluminum (or iron, if iron electrodes are used), as shown in Table 2, which shows the relationship between total 3+ and the amount of electricity per unit volume, the concentration of Mg (OH ) 2 and Al which is transferred across the insoluble electrodes, at a sea salt concentration of 0,2 g / liter.
Tabell 2 zunsnga per volymf gp Ah 0,02 0,03 0,033 0,047 0,06 Eznet ' Q ' ïïïëš mmmnfinmavmar ¶@æm2,n¶unu oss 0,7 omv 1A3 2 nesüxfiydroxfld centration av 9A13+, /liter 2,5 3,1 3,9 5 5,7 ahmdmnmümæm 4' Snumrkonoannænion çÉg(OH)2 v'magnesimflqfihoxhd ¿_c 3+ h aluiniumjoner Al , mg/liter . 3,04 3,8 4,2 6,4 7,7 Det avloppsvatten, som inmatas i anod- och katodrummen med de lösliga elektroderna, får genom att det elektrolyseras medelst de olösliga elektroderna ett pH-värde, som motsvarar ett existensområde för lösliga föreningar av den metall, exempelvis aluminium, som de olösliga elektroderna är framställda av.Table 2 zunsnga per volume gp Ah 0.02 0.03 0.033 0.047 0.06 Eznet 'Q' ïïïëš mmmn fi nmavmar ¶ @ æm2, n¶unu us 0.7 conv 1A3 2 nesüx fi ydrox fl d concentration of 9A13 +, / liter 2.5 3, 1 3,9 5 5,7 ahmdmnmümæm 4 'Snumrkonoannænion çÉg (OH) 2 v'magnesim fl q fi hoxhd ¿_c 3+ h aluinium ion Al, mg / liter. 3.04 3.8 4.2 6.4 7.7 The waste water which is fed into the anode and cathode drums with the soluble electrodes is obtained by electrolyzing by means of the insoluble electrodes a pH value which corresponds to an area of existence for soluble electrodes. compounds of the metal, for example aluminum, from which the insoluble electrodes are made.
Sambandet mellan pH-värdet hos det avloppsvatten, som behand- las i anod- och katodrummen medelst de lösliga elektroderna, och elmängden per volymenhet vid en havssaltkoncentration av 0,2 g/li- ter avloppsvatten anges i nedanstående tabell 3.The relationship between the pH value of the wastewater treated in the anode and cathode chambers by means of the soluble electrodes, and the amount of electricity per unit volume at a sea salt concentration of 0.2 g / liter of wastewater is given in Table 3 below.
Tabell 3 , lâægr 0,02 0,03 0,04 0.053 0,06 Ehüàmfl.per vohpæmhet IOIH áteindex för anoden 3,4 2,9 2,6 2:5 2,5 11 11,1 11,3 11,3 11,4 š= .Så áteürkx fià'kmxfien 455 193 15 Samtidigt som det avloppsvatten som behandlas strömmar utefter de olösliga och lösliga elektroderna, blandas de i närheten av elektroderna befintliga avloppsvattenskikten endast obetydligt med varandra, såsom framgår av fig. 2, där kurvorna a och b för grafit- elektroderna samt kurvorna c och d för aluminiumelektroderna repre- senterar sambandet mellan pH-värdet hos det i närheten av elektro- derna liggande avloppsvattenskiktet och avståndet till membranet i katod- och anodrummen för elektroderna.Table 3, low 0.02 0.03 0.04 0.053 0.06 Ehüàm fl. Per vohpæmhet IOIH áteindex för anoden 3,4 2,9 2,6 2: 5 2,5 11 11,1 11,3 11,3 11.4 š = .So áteürkx fi à'kmx fi en 455 193 15 At the same time as the wastewater being treated flows along the insoluble and soluble electrodes, the wastewater layers present in the vicinity of the electrodes mix only insignificantly with each other, as shown in Fig. 2, where the curves a and b for the graphite electrodes and curves c and d for the aluminum electrodes represent the relationship between the pH value of the wastewater layer adjacent to the electrodes and the distance to the membrane in the cathode and anode spaces of the electrodes.
Vid behandling av avloppsvatten med hög halt av havsvatten in- verkar det elektriska, av de olösliga elektroderna alstrade fältet mycket svagt på de lösliga elektroderna, varför potentialen hos de lösliga elektroderna i anod- och katodrummen ändras i obetydlig grad och befinner sig inom ett potentialområde, som motsvarar de lösliga elektrodernas passiva tillstånd.In the treatment of wastewater with a high content of seawater, the electric field generated by the insoluble electrodes has a very weak effect on the soluble electrodes, so that the potential of the soluble electrodes in the anode and cathode chambers changes insignificantly and is within a potential range. which corresponds to the passive state of the soluble electrodes.
Sambandet mellan de lösliga elektrodernas potential och den el- mängd per volymenhet, som skall överföras över de olösliga elektro- derna, vid en havssaltkoncentration av 35 g/liter visas i nedanstå- ende tabell 4.The relationship between the potential of the soluble electrodes and the amount of electricity per unit volume to be transferred over the insoluble electrodes at a sea salt concentration of 35 g / liter is shown in Table 4 below.
Tabell 4- âlåwïga per vøiyfn- ä, åå- 0,01 0,02 0.033 0,04 0,053 Anoapotenuai s0a,v -0,s2 -o,0s -o,e2 -o,e4 -0,6s xatoapotentialfk, v -0,o10 -1,06 -1,os -1,1 -1,14 Jämförelse av de i tabell 4 angivna potentialvärdena med den i fig. 1 visade anodpolarisationskurvan visar, att de lösliga elektrodernas potential i detta fall ligger inom ett potentialområ- de, som motsvarar de lösliga elektrodernas passiva tillstånd. Här- vid löses aluminiumet endast i obetydlig grad, medan föroreningarna bringas att koagulera medelst magnesiumhydroxid härrörande från havsvattnet, såsom framgår av nedanstående tabell 5, :om visar sam- bandet mellan summa-koncentrationen av Mg(OH)2 och Al -joner och den elmängd per volymenhet, som överföres över de olösliga elektro- derna, vid en havssaltkoncentration av 35 g/liter. 455 193 16 Tabell 5 man 5 lll volymïrär 0' nte: 0,01 0,02 0,03 0,04 0,047 0,053 0,06 Kmnæmtnnáon cMgKH)2, fixlgïæsdlm* :rg/liter 5,35 6,6210,2 10,7 15,9 19,36 21,8 Kbnuannænion çAl3+, . âgèmmum* mg/near 0,09 0,93 0,75 0,03 0,65 0,77 0,7 ämnerkomuanr-cÉg(OH)2+ nämmiavnag-+c 3+' mæumdwdnmud Al_ qchalmmnimn-ng/iiter 6,24 7,55 10,94 11,53 16,55 20,13 22,5 Juær Magnesiumhydroxid bildas genom alkalisering av avloppsvattnet i de skikt som ligger i närheten av de olösliga elektroderna, genom vilka elektrisk ström får flyta, när pH-värdet blir lika med 8,9.Table 4- âlåwïga per vøiyfn- ä, åå- 0.01 0.02 0.033 0.04 0.053 Anoapotenuai s0a, v -0, s2 -o, 0s -o, e2 -o, e4 -0.6s xatoapotentialfk, v - 0.10 -1.06 -1, os -1.1 -1.14 Comparison of the potential values given in Table 4 with the anode polarization curve shown in Fig. 1 shows that the potential of the soluble electrodes in this case is within a potential range. those corresponding to the passive state of the soluble electrodes. In this case, the aluminum dissolves only insignificantly, while the impurities are caused to coagulate by means of magnesium hydroxide originating from the seawater, as can be seen from Table 5 below: if the relationship between the sum concentration of Mg (OH) 2 and Al amount of electricity per unit volume, which is transferred over the insoluble electrodes, at a sea salt concentration of 35 g / liter. 455 193 16 Table 5 man 5 lll volymïrär 0 'nte: 0.01 0,02 0,03 0,04 0,047 0,053 0,06 Kmnæmtnnáon cMgKH) 2, fi xlgïæsdlm *: rg / liter 5,35 6,6210,2 10 , 7 15.9 19.36 21.8 Kbnuannænion çAl3 +,. âgèmmum * mg / near 0,09 0,93 0,75 0,03 0,65 0,77 0,7 nämnerkomuanr-cÉg (OH) 2+ nämmiavnag- + c 3+ 'mæumdwdnmud Al_ qchalmmnimn-ng / iiter 6, 24 7.55 10.94 11.53 16.55 20.13 22.5 Juær Magnesium hydroxide is formed by alkalizing the wastewater in the layers located near the insoluble electrodes, through which electric current is allowed to flow, when the pH value becomes equal to 8.9.
Sambandet mellan pH-värdet hos avloppsvattnet i katodrummet med de olösliga elektroderna och elmängden per volymenhet vid en havssalt- koncentration av 35 g/liter visas i nedanstående tabell 6.The relationship between the pH value of the wastewater in the cathode chamber with the insoluble electrodes and the amount of electricity per unit volume at a sea salt concentration of 35 g / liter is shown in Table 6 below.
Tabell 6 Ehüügfi per E A.h vol It Q, inte: 0,01 0,02 0,03 0,033 0,04 0,047 0,53 0,06 væeinaex f" - å, °r pnk 9,9 10,3 10,3 10,4 10,4 10,4 10,4 10,5 Genom att vid konstant volymflöde av det avloppsvatten som re- nas reglera elmängden per volymenhet i beroende av salthalten i av- loppsvattnet kan man hålla summa-koncentrationen av koaguleringsmedel konstant. Strömstyrkan måste i beroende av salthalten ändras enligt det samband som visas i fig. 3, där kurvorna a, b och c motsvarar en konstant halt av koaguleringsmedel av 6-7, 7-8 respektive 10-11 mg per liter av det avloppsvatten som skall behandlas. En dylik änd- ring av strömstyrkan i beroende av salthalten kan genomföras medelst en automatisk parametrisk anordning för omvandling av elektrisk spän- ning till elektrisk ström eller medelst en mikroprocessor.Table 6 Ehüüg fi per E Ah vol It Q, inte: 0.01 0.02 0.03 0.033 0.04 0.047 0.53 0.06 væeinaex f "- å, ° r pnk 9.9 10.3 10.3 10.4 10.4 10.4 10.4 10.5 By regulating the amount of electricity per unit volume at a constant volume flow of the waste water that is purified, depending on the salinity of the wastewater, the total concentration of coagulant can be kept constant. depending on the salinity must be changed according to the relationship shown in Fig. 3, where curves a, b and c correspond to a constant content of coagulants of 6-7, 7-8 and 10-11 mg per liter of the waste water to be treated Such a change of the current intensity depending on the salinity can be carried out by means of an automatic parametric device for converting electrical voltage to electrical current or by means of a microprocessor.
Qi 455 193 Det framgår av fig. 3, att den elmängd per volymenhet, som skall överföras över de olösliga elektroderna, ökar samtidigt som summa- koncentrationen av koaguleringsmedel i avloppsvattnet hålles konstant och salthalten i avloppsvattnet blir lägre.It can be seen from Fig. 3 that the amount of electricity per unit volume to be transferred across the insoluble electrodes increases while the total concentration of coagulant in the wastewater is kept constant and the salinity of the wastewater becomes lower.
När ostabiliserad likström får passera genom de olösliga elekt- roderna, förskjutes dessas potential i avsevärt högre grad, vari- genom man vid samma elmängd per volymenhet kan erhålla en högre koncentration av löst aluminium i lösningen.When unstabilized direct current is allowed to pass through the insoluble electrodes, their potential is displaced to a considerably greater degree, whereby a higher concentration of dissolved aluminum in the solution can be obtained at the same amount of electricity per unit volume.
Genom försök har man kunnat finna detcnninala avståndet mellan de olösliga och de lösliga elektroderna. Sambandet mellan de lös- liga elektrodernas potentialförskjutning och avståndet mellan de olösliga och de lösliga elektroderna vid en havssaltkoncentration av 0,2 g/liter visas i nedanstående tabell 7.Experiments have made it possible to find the terminal distance between the insoluble and the soluble electrodes. The relationship between the potential displacement of the soluble electrodes and the distance between the insoluble and the soluble electrodes at a sea salt concentration of 0.2 g / liter is shown in Table 7 below.
Tabell 7 U I A.h smanga per volyrranhet -Q , --- 0,047 0,053 0,06 liüu Anodpocential (stabili- 60A , v -1 -1,1 -1,3 aazdliksüih) Anoapotential (ostabi- PA v -1,4 -1,e -1,9 lismæfi Lüstfiifl ' Katodpotential (sta- (fK , V +1,55 +1,6 +1,65 biliserad lflefinfim Katodpotential (osta- YR , V +1,89 +2,1 +2,2 biliserad likstrüfi) Koaguleringsmedels- çAl3+, mg/liter 7,6 8,4 10,8 kamamamum(AÛÜ Oberoende av den hastighet med vilken avloppsvatten inmatas i elektrolyscellens anod- och katodrum uppvisar avloppsvattenströmmar- na neutral reaktion vid elektrolyscellens utlopp, eftersom sönder- delningen av vatten vid elektrolysen enligt reaktionerna (1) och (2) under bildning av hydroxyljoner och vätejoner sker i ekvivalen- ta mängder.Table 7 UI Ah smanga per volyrranhet -Q, --- 0.047 0.053 0.06 liüu Anodpocential (stabili- 60A, v -1 -1.1 -1.3 aazdliksüih) Anoapotential (ostabi- PA v -1.4 -1 , e -1.9 lismæ fi Lüst fi i fl 'Cathode potential (sta- (fK, V +1.55 +1.6 +1.65 biliserad l fl e fi n fi m Cathode potential (osta- YR, V +1.89 +2.1 +2.2 bilized direct current fi) Coagulant çAl3 +, mg / liter 7.6 8.4 10.8 kamamamum (AÛÜ Irrespective of the rate at which wastewater is fed into the anode and cathode compartments of the electrolytic cell, the wastewater currents show a neutral reaction at the outlet of the electrolytic cell, as of water in the electrolysis according to reactions (1) and (2) to form hydroxyl ions and hydrogen ions takes place in equivalent amounts.
I fig. 4 visas grafiskt sambandet mellan pH-värdet hos avlopps- vattnet i anod- och katodrummen och strömstyrkan vid varierande 455 193 18 volymflöde hos avloppsvattnet. Genom försök har man kunnat konsta- tera, att avloppsvatten oskadliggöres (avgiftas) mest effektivt, när pH-värdet i anod- och katodkammaren är mellan 2 och 3,6 respekti- ve mellan 10,5 och 12,5.Fig. 4 graphically shows the relationship between the pH value of the waste water in the anode and cathode drums and the current at varying volume flow of the waste water. Experiments have shown that wastewater is neutralized (detoxified) most effectively when the pH value in the anode and cathode chambers is between 2 and 3.6 and between 10.5 and 12.5, respectively.
Uppfinningen belyses närmare nedan medelst följande konkreta utföringsexempel.The invention is further elucidated below by means of the following concrete embodiments.
Exempel 1. Avloppsvatten med en havssaltkoncentration av 0,2- 0,5 g/liter inmatas i ett utrymme mellan olösliga elektroder av grafit och får strömma utefter dessa samt utefter lösliga, från de olösliga elektroderna elektriskt isolerade elektroder av aluminium.Example 1. Wastewater with a sea salt concentration of 0.2-0.5 g / liter is fed into a space between insoluble graphite electrodes and allowed to flow along them and along soluble aluminum electrodes electrically isolated from the insoluble electrodes.
Samtidigt får stabiliserad likström flyta genom grafitelektroderna, varvid strömstyrkan är så vald, att elmängden per volymenhet är mellan 0,06 och 0,1 Ah/liter. Härvid bestämmer man koncentrationen av suspenderade ämnen, den biokemiska syreförbrukningen under en tid av 5 dygn (BS5), halten koli-bakterier och salthalten, dels i utgångsavloppsvattnet och dels i det renade avloppsvattnet.At the same time, stabilized direct current is allowed to flow through the graphite electrodes, the current being so selected that the amount of electricity per unit volume is between 0.06 and 0.1 Ah / liter. In this case, the concentration of suspended solids, the biochemical oxygen demand for a period of 5 days (BS5), the content of coliform bacteria and the salinity, partly in the starting wastewater and partly in the purified wastewater, are determined.
Provningen genomföres i en anläggning med en kapacitet av 18 m3 avloppsvatten per dygn. Provningsresultaten redovisas i nedanståen- de tabell 8. æabell 8 Ubfiügsæfloppsnflien Rauw,awk$psmmfiæn Suspende- BS5 Koli-index Salt Suspenderade BS5 Koliindex rade ämmr halt ämnen ng/liter ng/li- st./100 mg glli- mg/liter mgfli- st./100 ng ter ter ter 1 2 3 4 5 6 7 890 400 2x109 0,2 30 28 100 730 300 2x109 0,20 14 16 100 900 420 1,5x109 0,3 12 18 25 500 100 ax108 0,5 28 20 30 620 215 5x108 0,51 36 30 25 690 240 4x109 0,4 41 43 20 Tabell 8 visar, att den uppnådda renhetsgraden motsvarar inter- nationella normer.The test is carried out in a facility with a capacity of 18 m3 of wastewater per day. The test results are reported in Table 8 below. Table 8 Ub fi ügsæ fl oppsn fl ien Rauw, awk $ psmm fi æn Suspended- BS5 Koli-index Salt Suspended BS5 Koliindex rade ömr content substances ng / liter ng / list / 100 mg glli- mg / liter st./100 ng ter ter ter 1 2 3 4 5 6 7 890 400 2x109 0.2 30 28 100 730 300 2x109 0.20 14 16 100 900 420 1.5x109 0.3 12 18 25 500 100 ax108 0.5 28 20 30 620 215 5x108 0.51 36 30 25 690 240 4x109 0.4 41 43 20 Table 8 shows that the degree of purity achieved corresponds to international standards.
Exempel 2. Avloppsvatten med en havssaltkoncentration av 8-15 g/liter inmatas i utrymmet mellan olösliga elektroder av grafit och får strömma utefter dessa och utefter lösliga, från de olösliga 455 193 19 elektroderna elektriskt isolerade aluminiumelektroder. Samtidigt får stabiliserad likström flyta genom grafitelektroderna, varvid strömstyrkan är så vald, att elmängden per volymenhet är mellan 0,03 och 0,06 Ah/liter. Man bestämmer koncentrationen av suspende- rade ämnen, den biokemiska syreförbrukningen under en tid av 5 dygn (BS5), halten koli-bakterier och salthalten, dels i utgângsavlopps- vattnet och dels i det renade avloppsvattnet. ” Provningen genomföres i en anläggning med en kapacitet av 15 cm3 avloppsvatten per dygn vid en krängningsvinkel av 150 i två inbördes vinkelräta plan. Provningsresultaten redovisas i nedanstående ta- bell 9.Example 2. Wastewater with a sea salt concentration of 8-15 g / liter is fed into the space between insoluble graphite electrodes and is allowed to flow along these and along soluble, electrically insulated aluminum electrodes from the insoluble electrodes. At the same time, stabilized direct current is allowed to flow through the graphite electrodes, the current being so chosen that the amount of electricity per unit volume is between 0.03 and 0.06 Ah / liter. The concentration of suspended solids, the biochemical oxygen demand for a period of 5 days (BS5), the content of coliform bacteria and the salinity are determined, partly in the starting wastewater and partly in the purified wastewater. “The test is carried out in a plant with a capacity of 15 cm3 of wastewater per day at an heeling angle of 150 in two mutually perpendicular planes. The test results are reported in Table 9 below.
Tabell 9 Nr Utgångsavloppsvatten Renat vatten Suspene- BS Koliindex Salt- Suspende- BS Koliindex 5 5 rade ämnen halt rade ämnen ng/liter mg/11- st/100 mg g/1i- mg/liter 00/11- st/100 ng ter ter ter 1 2 3 4 5 6 7 17 636 312 2x108 12,6 17 6 10 18 305 192 4x108 12,6 14 - 6 10 19 1070 100 3x108 12,6 14 6 10 20 1050 56 3x108 12,6 21 13 10 5 759 489 109 11 15 27 10 6 2294 981 109 12 17 27 10 7 2162 800 109 9.2 23 12 10 8 3282 929 109 8 21 28 10 9 1266 724 2x107 14,6 54 43 10 10 2464 1100 2x107 14 33 28 10 11 2485 1100,4 6x107 10,8 47,5 22 10 Tabell 9 visar, att den uppnådda reningsgraden motsvarar inter- nationella normer.Table 9 No. Starting effluent Purified water Suspene- BS Koliindex Salt- Suspende- BS Koliindex 5 5 substances Contained substances ng / liter mg / 11- pcs / 100 mg g / 1- mg / liter 00 / 11- pcs / 100 ng ter ter ter 1 2 3 4 5 6 7 17 636 312 2x108 12.6 17 6 10 18 305 192 4x108 12.6 14 - 6 10 19 1070 100 3x108 12.6 14 6 10 20 1050 56 3x108 12.6 21 13 10 5 759 489 109 11 15 27 10 6 2294 981 109 12 17 27 10 7 2162 800 109 9.2 23 12 10 8 3282 929 109 8 21 28 10 9 1266 724 2x107 14.6 54 43 10 10 2464 1100 2x107 14 33 28 10 11 2485 1100.4 6x107 10.8 47.5 22 10 Table 9 shows that the degree of purification achieved corresponds to international standards.
Exempel 3. Avloppsvatten med en salthalt av 26-35 g/liter in- matas i utrymmet mellan olösliga elektroder av grafit och får ström- ma utefter dessa samt utefter lösliga, från de olösliga elektroder- na elektriskt isolerade aluminiumelektroder, samtidigt som grafit- elektroderna genomflytes av en stabiliserad likström, vars ström- 455 193 20 styrka är så vald; att elmängden per volymenhet är mellan 0,01 och 0,03 Ah/liter.Example 3. Wastewater with a salinity of 26-35 g / liter is fed into the space between insoluble graphite electrodes and may flow along these and along soluble, electrically insulated aluminum electrodes from the insoluble electrodes, at the same time as the graphite electrodes is traversed by a stabilized direct current, the current of which is so selected; that the amount of electricity per unit volume is between 0.01 and 0.03 Ah / liter.
Man bestämmer koncentrationen av suspenderade ämnen, den bio- kemiska syreförbrukningen under en tid av 5 dygn (B85), halten kolí-bakterier och salthalten, dels i utgângsavloppsvattnet och dels i det renade avloppsvattnet.The concentration of suspended solids, the biochemical oxygen consumption over a period of 5 days (B85), the content of coliform bacteria and the salinity are determined, partly in the starting wastewater and partly in the purified wastewater.
Provningen genomföras i en anläggning med en kapacitet av 18 m3 avloppsvatten per dygn. Provningsresultaten anges i nedanståen- de tabell 10.The test is carried out in a facility with a capacity of 18 m3 of wastewater per day. The test results are given in Table 10 below.
Tabell 10 Nr Utgângsavlopswmáæn Renat avhqxnufifiien Suspende- B55 Koliindex Salt- Suspende- BS5 Koliindex rade ämnen halt rade ämnen ng/liter mg/li- st/100 ml gfli- mg/liter mglli- st/100 nu ter ter ter 1 _ 2 3 4 s 6 7 < 1 1030 153 3x106 27 19 34 10 2 1490 100,8 4x106 25 20 30 10 3 1165 163,2 3x105 30 21 26 10 4 745 146 3x106 33 16 26 10 s 909 128 2,5x109 26 31 27 110 6 1574 220 2x1o9 26 22 24 65 7 1200 170 2x109 26 21 26 63 8 1719 125 3x109 26 13 25 10 Såsom framgår av tabell 10 motsvarar den uppnådda reningsgraden internationella krav.Table 10 Nr Utgångsavlopswmáæn Renat avhqxnu fifi ien Suspende- B55 Koliindex Salt- Suspende- BS5 Koliindex rade substances content substances ng / liter mg / list / 100 ml gfli- mg / liter mgllist / 100 nu ter ter ter 1 _ 2 3 4 s 6 7 <1 1030 153 3x106 27 19 34 10 2 1490 100.8 4x106 25 20 30 10 3 1165 163.2 3x105 30 21 26 10 4 745 146 3x106 33 16 26 10 s 909 128 2.5x109 26 31 27 110 6 1574 220 2x1o9 26 22 24 65 7 1200 170 2x109 26 21 26 63 8 1719 125 3x109 26 13 25 10 As can be seen from Table 10, the degree of purification achieved corresponds to international requirements.
Exempel 4. Avloppsvatten med en havssaltkoncentration av 0,5- 3 g/liter inmatas i utrymmet mellan olösliga grafitelektroder och får strömma utefter dessa elektroder och utefter lösliga, från de olösliga elektroderna elektriskt isolerade elektroder av aluminium.Example 4. Wastewater with a sea salt concentration of 0.5-3 g / liter is fed into the space between insoluble graphite electrodes and allowed to flow along these electrodes and along soluble, electrically insulated aluminum electrodes from the insoluble electrodes.
Samtidigt får icke-stabiliserad likström flyta genom grafitelektro- derna. Man bestämmer koncentrationen av suspenderade ämnen, den biokemiska syreförbrukningen under en tid av 5 dygn (B85), halten koli-bakterier och salthalten,dels i utgångsavloppsvattnet och dels i det renade avloppsvattnet., Provningen genomföres i en anläggning med en kapacitet av 18 m3 avloppsvatten per dygn. m ._ 455 193 Provningsresultaten redovisas i nedanstående tabell 11.At the same time, non-stabilized direct current may flow through the graphite electrodes. The concentration of suspended solids, the biochemical oxygen demand for a period of 5 days (B85), the content of coliform bacteria and the salinity, partly in the starting wastewater and partly in the treated wastewater, are determined. The test is carried out in a plant with a capacity of 18 m3 wastewater per day. m ._ 455 193 The test results are reported in Table 11 below.
"Tabe11'11 Nr Utgångsavloppsvatten Renat avloppsvatten Suspende- B55 Koliindex Salt- Suspende- B55 Koliindex rade annen halt rade amen mg/liter 12:11- st/100 ml gáli- ng/liter mgšli- st/100 na 1 _ 2 - 3 ¿ 4 5 6 7 1 395 206 42109 0,5 11 0 15 2 311 251 62109 0,5 14 21 30(** 3 525 396 42109 0,5 24 22 30 4 500 351 32109 0,6 13 17 60 5 1795 400 g3x108 0,0 7 29 10 6 1740 772 42108 2,1 24 33 40 7 1021 760 22108 0,93 21 34 40 0 490 279 32107 2,7 20 30,9 10 9 215 ' 139,6 42107 2 10 29 10 10 126 93 32107 - 2,7 11 24,9 10 11 560 339,6 42107 2,3 16 32 10 12 1167 740 52107 2,9 10,5 19 10 13 655 420,4 22106 2 7 26 30 14 1500 1112,2 52109 2,7 11 36 45 15 1265 616 92109 1,0 12,5 21 45 (*) Slampapper inmatades i anläggningen."Tabe11'11 Nr Output wastewater Purified wastewater Suspense- B55 Carbon index Salt- Suspense- B55 Carbon index rade other content rade amen mg / liter 12: 11- pcs / 100 ml gáli- ng / liter mgšli- st / 100 na 1 _ 2 - 3 ¿4 5 6 7 1 395 206 42109 0.5 11 0 15 2 311 251 62109 0.5 14 21 30 (** 3 525 396 42109 0.5 24 22 30 4 500 351 32109 0.6 13 17 60 5 1795 400 g3x108 0.0 7 29 10 6 1740 772 42108 2.1 24 33 40 7 1021 760 22108 0.93 21 34 40 0 490 279 32107 2.7 20 30.9 10 9 215 '139.6 42107 2 10 29 10 10 126 93 32107 - 2.7 11 24.9 10 11 560 339.6 42107 2.3 16 32 10 12 1167 740 52107 2.9 10.5 19 10 13 655 420.4 22106 2 7 26 30 14 1500 1112.2 52109 2.7 11 36 45 15 1265 616 92109 1.0 12.5 21 45 (*) Sludge paper was fed into the plant.
Det framgår av tabell 11, att den uppnådda reningsgraden mot- svarar internationella krav.It can be seen from Table 11 that the degree of purification achieved corresponds to international requirements.
Anordningen för genomförande av förfarandet enligt uppfinning- en innefattar ett hus 1 (fig. 5), vari är anordnade olösliga elekt- roder 2 och lösliga elektroder 3, vilka är fästade på valfritt, känt, lämpligt sätt, exempelvis medelst på ritningen icke visade skruvar av plastmaterial. Mellan elektroderna är anbragt ett di- elektriskt mellanlägg 4 framställt av en plastfilm. Detta mellan- lägg 4 är limmat vid den ändyta av den olösliga elektroden 2 som är vänd mot den lösliga elektroden 3. Den olösliga elektroden 2 och den lösliga elektroden 3, som är skild från elektroden 2 medelst det dielektriska mellanlägget 4 avsett att avgränsa da1olösliga 455 193 22 elektrodens 2 ändytkontur, är anordnade att bilda ett par av elekt- roder, varvid de båda elektroderna är anordnade axiellt i förhål- lande till varandra i samma riktning som den medelst pilar angivna strömningsriktningen för det avloppsvatten som skall behandlas.The device for carrying out the method according to the invention comprises a housing 1 (Fig. 5), in which are arranged insoluble electrodes 2 and soluble electrodes 3, which are fastened in any, known, suitable manner, for example by means of screws not shown in the drawing. of plastic material. Between the electrodes is arranged a dielectric liner 4 made of a plastic film. This liner 4 is glued to the end surface of the insoluble electrode 2 facing the soluble electrode 3. The insoluble electrode 2 and the soluble electrode 3, which is separated from the electrode 2 by the dielectric liner 4, are intended to define insoluble 455. 193 22 the end surface contour of the electrode 2, are arranged to form a pair of electrodes, the two electrodes being arranged axially in relation to each other in the same direction as the direction of flow indicated by arrows for the waste water to be treated.
Varje elektrodpar är skilt från det andra elektrodparet medelst ett membran 5, som är framställt av glastyg eller annat syra- och alkali- beständigt tyg. Identiska elektrodpar är.anordnade i ett anodrum 6 och ett katodrum 7, varvid förhållandet mellan de lösliga elektro- dernas längd och de olösliga elektrodernas längd är högst 1:2.Each electrode pair is separated from the other electrode pair by a membrane 5, which is made of glass fabric or other acid- and alkali-resistant fabric. Identical electrode pairs are arranged in an anode space 6 and a cathode space 7, the ratio between the length of the soluble electrodes and the length of the insoluble electrodes being at most 1: 2.
Härigenom kan man vid de lösliga elektrodernas yta alstra en poten- tial, som motsvarar ett område för aktiv upplösning av de lösliga elektroderna. De olösliga elektroderna 2 är avsedda att matas med elektrisk ström från en elektrisk, på ritningen icke visad ström- källa genom anslutningsledare 8 och 9. De olösliga elektroderna 2 är parallellkopplade med varandra (fig. 6).In this way, a potential corresponding to an area for active dissolution of the soluble electrodes can be generated at the surface of the soluble electrodes. The insoluble electrodes 2 are intended to be supplied with electric current from an electric current source, not shown in the drawing, through connection conductors 8 and 9. The insoluble electrodes 2 are connected in parallel with each other (Fig. 6).
Enligt en andra utföringsform av anordningen enligt uppfinning- en är de ändar av de olösliga elektroderna 2 som är vända mot de lösliga elektroderna 3 utformade med ett avtagande tvärsnitt, som är symmetriskt i förhållande till elektrodens centrumlinje (fig. 6), vilket gör det möjligt att maximalt utnyttja inverkan av det elekt- riska, av de olösliga elektroderna alstrade fältet på de lösliga elektroderna.According to a second embodiment of the device according to the invention, the ends of the insoluble electrodes 2 facing the soluble electrodes 3 are formed with a decreasing cross section which is symmetrical with respect to the center line of the electrode (Fig. 6), which makes it possible to make maximum use of the effect of the electric field generated by the insoluble electrodes on the soluble electrodes.
Enligt ännu en utföringsform av anordningen enligt uppfinning- en är de lösliga elektrodernas 3 tjocklek större än de olösliga elektrodernas 2 tjocklek (fig. 7). När de lösliga elektrodernas 3 tjocklek ökar, intensifieras inverkan av det elektriska fält som alstras av de olösliga elektroderna 2, vilka matas med elektrisk ström.According to yet another embodiment of the device according to the invention, the thickness of the soluble electrodes 3 is greater than the thickness of the insoluble electrodes 2 (Fig. 7). As the thickness of the soluble electrodes 3 increases, the influence of the electric field generated by the insoluble electrodes 2, which are supplied with electric current, is intensified.
Enligt ytterligare en utföringsform av anordningen enligt upp- finningen skjuter membranet 5 utanför de lösliga elektrodernas 3 ändyta en sträcka av minst 5 mm (fig. 8).According to a further embodiment of the device according to the invention, the membrane 5 projects a distance of at least 5 mm outside the end surface of the soluble electrodes 3 (Fig. 8).
Detta befrämjar bildning av aluminiumhydroxid i den vätskevo- lym som befinner sig i utrymmet ovanför elektroderna, vilket för- hindrar utfällning på de lösliga elektroderna av aluminium.This promotes the formation of aluminum hydroxide in the liquid volume located in the space above the electrodes, which prevents precipitation on the soluble aluminum electrodes.
Enligt ännu en möjlig utföringsform av anordningen enligt upp- finningen är det dielektriska mellanlägget 4 uppbyggt av enskilda plåtar (fig. 9), vilket gör det möjligt att uppnå den önskade ef- fekten, dvs. elektrisk isolering av den olösliga elektroden från den lösliga elektroden och samtidig besparing av elektriskt iso- lerande material. 455 193 23 Anordningen enligt uppfinningen fungerar på följande sätt.According to another possible embodiment of the device according to the invention, the dielectric liner 4 is built up of individual plates (Fig. 9), which makes it possible to achieve the desired effect, ie. electrical insulation of the insoluble electrode from the soluble electrode and simultaneous saving of electrically insulating material. The device according to the invention operates in the following manner.
Det avloppsvatten som skall behandlas inmatas i membranelektro- lyscellens (fig. 5) anodrum 6 och katodrum 7, vilka är skilda från varandra medelst membranet 5, med konstant flödeshastighet (volym- flöde). De olösliga elektroderna 2 matas med elektrisk ström från en strömkälla genom anslutningsledarna 8 och 9. De lösliga elektro- derna 3 är icke anslutna till den elektriska strömkällan. Genom elektrolys av avloppsvattnet i den vätskeström som behandlas ökar koncentrationen av OH--joner och H+-joner i katodrummet 7 respekti- ve i anodrummet 6. Tack vare att anordningen är försedd med membra- net 5 och elektroderna är anordnade i samma riktning som ström- ningsriktningen för det avloppsvatten som behandlas, blandas den vid anoden erhållna sura lösningen icke med den alkaliska lösning som erhålles vid katoden. De olösliga elektroderna 2 i elektrolys- cellen matas med den elektriska strömmen, vilken ändras i beroende av salthalten i det avloppsvatten som skall renas och vilken har parametrar som möjliggör genomförande av förfarandet enligt uppfin- ningen.The wastewater to be treated is fed into the anode space 6 and cathode space 7 of the membrane electrolysis cell (Fig. 5), which are separated from each other by the membrane 5, at a constant flow rate (volume flow). The insoluble electrodes 2 are supplied with electric current from a current source through the connection conductors 8 and 9. The soluble electrodes 3 are not connected to the electric current source. By electrolysis of the waste water in the liquid stream being treated, the concentration of OH - ions and H + ions increases in the cathode space 7 and in the anode space 6, respectively. Thanks to the fact that the device is provided with the membrane 5 and the electrodes are arranged in the same direction as current direction of the waste water being treated, the acidic solution obtained at the anode is not mixed with the alkaline solution obtained at the cathode. The insoluble electrodes 2 in the electrolysis cell are fed with the electric current, which changes depending on the salinity of the waste water to be purified and which has parameters which enable the process according to the invention to be carried out.
Avloppsvattnet som strömmar utefter de olösliga elektrodernas 2 yta, strömmar vidare utefter de lösliga, från de olösliga elekt- roderna 2 elektriskt isolerade elektroderna 3, vilket resulterar i att de lösliga elektrodernas 3 potential förskjutes in i det aktiva upplösningsområdet för de lösliga elektroderna 3 genom att det strömmande avloppsvattnet uppvisar spridningsförmåga. De lösliga elektroderna 3 löses därför under bildande av aluminiumjoner (vid låg salthalt i det avloppsvatten som skall renas). Dessa joner bringar föroreningsämnena att koagulera. Genom att avloppsvattnet strömmar först utefter de olösliga elektrodernas 2 yta och därefter utefter de lösliga elektroderna 3 kommer det fram till de lösliga elektroderna 3 under minsta möjliga omblandning till följd av att det surgöres i anodrummet och alkaliseras i katodrummet. Härigenom kan man i närheten av de lösliga elektrodernas 3 yta förinställa ett pH-värde, som är tillräckligt för att bildning av olösliga före- ningar vid de lösliga elektrodernas 3 yta skall kunna förhindras.The waste water flowing along the surface of the insoluble electrodes 2 further flows along the soluble electrodes 3 electrically isolated from the insoluble electrodes 2, which results in the potential of the soluble electrodes 3 being displaced into the active dissolution range of the soluble electrodes 3 by the flowing wastewater exhibits dispersibility. The soluble electrodes 3 are therefore dissolved to form aluminum ions (at low salinity in the waste water to be purified). These ions cause the pollutants to coagulate. By the wastewater flowing first along the surface of the insoluble electrodes 2 and then along the soluble electrodes 3, it reaches the soluble electrodes 3 with the least possible mixing due to it being acidified in the anode space and alkalized in the cathode space. In this way, a pH value which is sufficient for the formation of insoluble compounds at the surface of the soluble electrodes 3 can be preset in the vicinity of the surface of the soluble electrodes 3.
Om de lösliga elektrodernas 3 tjocklek är störreän de olösli- ga elektrodernas 2 tjocklek (fig. 7), fungerar anordningen på sam- ma sätt, men det elektriska, av de olösliga elektroderna 2 alstra- de fältet inverkar intensivare på de lösliga elektroderna 3.If the thickness of the soluble electrodes 3 is greater than the thickness of the insoluble electrodes 2 (Fig. 7), the device works in the same way, but the electric field generated by the insoluble electrodes 2 has a more intense effect on the soluble electrodes 3.
Den utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, vari de ändar av de olösliga elektroderna 2 som är vända mot de lösliga 455 .193 24 elektroderna 3 har trapetsformat tvärsnitt (fig. 6), arbetar på samma sätt som den utföringsform av anordningen, vari de ändar av de olösliga elektroderna 2 som är vända mot de lösliga elektroderna 3 har annan form. Det trapetsformade tvärsnittet gör det emellertid möjligt att i ännu högre grad intensifiera inverkan av det elektris- ka, av de olösliga elektroderna 2 alstrade fältet på de lösliga elektroderna 3.The embodiment of the device according to the invention, in which the ends of the insoluble electrodes 2 facing the soluble electrodes 3 have a trapezoidal cross-section (Fig. 6), operates in the same way as the embodiment of the device in which the ends of the insoluble electrodes 2 facing the soluble electrodes 3 have a different shape. However, the trapezoidal cross-section makes it possible to further intensify the effect of the electric field generated by the insoluble electrodes 2 on the soluble electrodes 3.
Om membranet 5 i anordningen skjuter ovanför den lösliga elekt- roden 3 en sträcka som är större än 5 mm (fig. 8), arbetar anord- ningen på samma sätt som den utföringsform, där membranet är anbragt i jämnhöjd med den lösliga elektroden, men i detta fall bildas icke någon fällning på de lösliga elektrodernas 3 överkant genom att ano- lyten icke blandas med katolyten.If the membrane 5 in the device projects above the soluble electrode 3 a distance greater than 5 mm (Fig. 8), the device operates in the same way as the embodiment in which the membrane is arranged flush with the soluble electrode, but in this case no precipitate is formed on the upper edge of the soluble electrodes 3 by not mixing the anolyte with the catholyte.
Den utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, vari det dielektriska mellanlägget 4 placerat mellan den olösliga elektroden 2 och den lösliga elektroden 3 är uppbyggt av enskilda (separata) plåtar (fig. 9), arbetar på samma sätt som den utföringsform av an- ordningen, vari ett dielektriskt, i ett stycke utformat mellanlägg är anordnat mellan elektroderna. I den i fig. 9 visade utförings- formen förbättras emellertid polariseringen av de lösliga elektro- derna.The embodiment of the device according to the invention, in which the dielectric liner 4 placed between the insoluble electrode 2 and the soluble electrode 3 is built up of individual (separate) plates (Fig. 9), operates in the same way as the embodiment of the device, in which a dielectric, integral spacer is disposed between the electrodes. However, in the embodiment shown in Fig. 9, the polarization of the soluble electrodes is improved.
När elektroderna får arbeta under en tid av 1000 timmar vid varierande salthalt i avloppsvattnet (exempelvis under en tid av 200 timmar vid en salthalt av 0,2 g/liter, 200 timmar vid en salt- halt av 5 g/liter, 200 timmar vid en salthalt av 35 g/liter och 200 timmar vid en salthalt av 20 g/liter), utgör summaförbrukningen av elektroder 2 g per m3 avloppsvatten. Om man endast använder de lösliga elektroderna och leder elektrisk ström genom dessa, utgör elektrodförbrukningen minst 15 g per m3.When the electrodes are allowed to operate for a period of 1000 hours at varying salinity in the wastewater (for example for a period of 200 hours at a salinity of 0.2 g / liter, 200 hours at a salinity of 5 g / liter, 200 hours at a salinity of 35 g / liter and 200 hours at a salinity of 20 g / liter), the total consumption of electrodes is 2 g per m3 of wastewater. If only the soluble electrodes are used and electric current is passed through them, the electrode consumption is at least 15 g per m3.
Vid genomförande av det ovan beskrivna förfarandet medelst an- ordningen enligt uppfinningen bildas alltså icke några saltavsätt- ningar på de lösliga elektroderna, vilket gör det möjligt att i hög grad öka elektrodernas livslängd och minska elektrodförbruk- ningen, om fartygsavloppsvatten med hög haltav havssalt måste renas, eftersom föroreningsämnen i avloppsvattnet koaguleras medelst mag- nesiumhydroxid. Om havssaltkoncentrationen är låg i det avlopps- vatten som skall behandlas, uppnås koagulering genom upplösning av elektroderna. Förbrukningen av lösliga elektroder är 5-10 gånger lägre än i elektrolysceller med lösliga elektroder, vilka genomfly-Thus, when carrying out the method described above by means of the device according to the invention, no salt deposits are formed on the soluble electrodes, which makes it possible to greatly increase the life of the electrodes and reduce the electrode consumption, if ship wastewater with high levels of sea salt must be purified. , because pollutants in the wastewater are coagulated by magnesium hydroxide. If the sea salt concentration is low in the wastewater to be treated, coagulation is achieved by dissolving the electrodes. The consumption of soluble electrodes is 5-10 times lower than in electrolytic cells with soluble electrodes, which
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823483551A SU1535839A1 (en) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | Device for purifying ship waste water |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8301801D0 SE8301801D0 (en) | 1983-03-30 |
| SE8301801L SE8301801L (en) | 1984-03-08 |
| SE455193B true SE455193B (en) | 1988-06-27 |
Family
ID=21026657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8301801A SE455193B (en) | 1982-09-07 | 1983-03-30 | PROCEDURE AND DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF SEAWATER-WASTEWATER |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949892A (en) |
| DE (1) | DE3312241A1 (en) |
| FI (1) | FI74692C (en) |
| SE (1) | SE455193B (en) |
| SU (1) | SU1535839A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4235833C2 (en) * | 1992-10-23 | 1997-01-30 | Baeumer Michael | Device and method for water purification |
| RU2148030C1 (en) * | 1999-03-24 | 2000-04-27 | Ярославский государственный технический университет | Method of treatment of sewage containing emulsified organic matters |
| RU2182120C1 (en) * | 2000-08-28 | 2002-05-10 | Нижегородский государственный технический университет | Apparatus for electrochemical purification of sewage |
| CN104445761A (en) * | 2014-10-21 | 2015-03-25 | 苏州富奇诺水治理设备有限公司 | Energy-saving seawater purification equipment |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU874653A1 (en) * | 1978-03-09 | 1981-10-23 | Институт коллоидной химии и химии воды АН УССР | Apparatus for coagulant production |
| US4188291A (en) * | 1978-04-06 | 1980-02-12 | Anderson Donald R | Treatment of industrial waste water |
| SU912664A1 (en) * | 1980-01-07 | 1982-03-15 | Украинский Институт Инженеров Водного Хозяйства | Apparatus for purifying chromium bearing effluents |
| DE3031773C2 (en) * | 1980-09-05 | 1983-06-30 | Char'kovskij motorostroitel'nyj zavod "Serp i Molot", Char'kov | System for electrochemical wastewater treatment |
-
1982
- 1982-09-07 SU SU823483551A patent/SU1535839A1/en active
-
1983
- 1983-03-09 FI FI830788A patent/FI74692C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-30 SE SE8301801A patent/SE455193B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-04-05 DE DE19833312241 patent/DE3312241A1/en active Granted
- 1983-04-06 JP JP5939583A patent/JPS5949892A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI830788L (en) | 1984-03-08 |
| FI830788A0 (en) | 1983-03-09 |
| SE8301801L (en) | 1984-03-08 |
| FI74692C (en) | 1988-03-10 |
| DE3312241A1 (en) | 1984-03-08 |
| JPS5949892A (en) | 1984-03-22 |
| SE8301801D0 (en) | 1983-03-30 |
| JPS637118B2 (en) | 1988-02-15 |
| DE3312241C2 (en) | 1987-06-11 |
| FI74692B (en) | 1987-11-30 |
| SU1535839A1 (en) | 1990-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4321125A (en) | Apparatus for electrochemical purification of contaminated liquids | |
| US3975269A (en) | Purification of industrial waste waters by flotation | |
| US8287702B2 (en) | Electrolytic activation of water | |
| BRPI0713084A2 (en) | integral water treatment method and system for cooling towers and processes that require the elimination of water silica | |
| CN107758941B (en) | A green energy-saving desulfurization wastewater treatment system | |
| KR100319022B1 (en) | Wastewater Treatment System Using Electrolytic Injury Method | |
| RU2031855C1 (en) | Method and device for purification of industrial drainage water | |
| FI72708C (en) | FOERFARANDE FOER ELEKTROKEMISK BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN. | |
| RU2043308C1 (en) | Method for electrochemical purification of drinkable water | |
| CN217498942U (en) | Desulfurization waste water resourceful treatment device | |
| Sandbank et al. | Improved electroflotation for the removal of suspended solids from algal pond effluents | |
| JP3657698B2 (en) | Polluted water purification equipment by electrolytic treatment | |
| CN211284003U (en) | A compound integrated equipment of electric flocculation dissolved air flotation for waste water preliminary treatment | |
| JPH022830A (en) | Electric dialysis device | |
| RU2120412C1 (en) | Method of producing drinking water and method and automated installation for treating industrial drains | |
| PL87011B1 (en) | ||
| FI74692C (en) | FARING EQUIPMENT FOR ELECTRICAL EQUIPMENT BEARING AV AVERAGE. | |
| EP4324796A1 (en) | A flotation column and a system for treatment of wastewater containing said flotation column | |
| US3384568A (en) | Electrodialysis apparatus having chord electrodes | |
| Paul | Electrolytic treatment of turbid water in package plant | |
| CN106045143A (en) | Ternary water, polymeric water or fracturing water treatment equipment and technological method | |
| KR101568169B1 (en) | Electrolytic type wastewater treatment apparatus and Ship ballaster water purification system comprising electrolytic type wastewater treatment apparatus | |
| JPH09323029A (en) | Water desalination method and apparatus therefor | |
| KR100466280B1 (en) | Suspended solid removing method of wastewater by electrofloatation and sedimentation | |
| JP2005262003A (en) | Discoloring method and discoloring apparatus for waste water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8301801-0 Effective date: 19921005 Format of ref document f/p: F |