SE455193B - Forfarande och anordning for elektrokemisk behandling av havsvattenhaltigt avloppsvatten - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Förloppet genomföres samtidigt som pH-värdet i anodrummet respektive katodrummet är mellan 2 och 3,6 respektive mellan 10,5 och 12,5.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Det är lämpligt att de lösliga elektroderna har större tjock- lek än de olösliga elektroderna.

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.

Det är vidare lämpligt att de olösliga elektroderna är utforma- de så, att deras mot de lösliga elektroderna vända ändar uppvisar avtagande tvärsnittsyta.

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.

Det är lämpligt att elektrolyscellens membran skjuter utanför de lösliga elektrodernas ändyta en sträcka av minst 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.

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.

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.

Förfarandet enligt uppfinningen genomföres på följande sätt.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Uppfinningen belyses närmare nedan medelst följande konkreta utföringsexempel.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Provningen genomföras i en anläggning med en kapacitet av 18 m3 avloppsvatten per dygn. Provningsresultaten anges i nedanståen- de tabell 10.

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.

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.

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.

"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.

Det framgår av tabell 11, att den uppnådda reningsgraden mot- svarar internationella krav.

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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-

Claims (6)

455 193 25 tes av elektrisk ström. Det framgår av de bifogade fotona, att man efter drift av elektroderna under en tid av 1000 timmar i en- lighet med förfarandet enligt uppfinningen praktiskt taget icke kan upptäcka nâgra saltavsättningar (foto 1). Om anordningen ar- betar med endast lösliga elektroder, igensättes utrymmet mellan elektroderna fullständigt av avsättningar efter en tid av 30-40 timmar (foto 2). Förfarandet enligt uppfinningen för elektrokemisk avloppsvat- tenbehandling lämpar sig för rening av praktiskt taget varje av- loppsvatten som innehåller havsvatten med varierande salthalt, var- för förfarandet och anordningen för genomförande av detta får ett allsidigt användningsområde och bl.a. kan användas ombord på fartyg med obegränsat fartområde. _ Förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att automati- sera reningen av fartygsavloppsvatten, eftersom man automatiskt kan konstanthålla den önskade koncentrationen av koaguleringsmedel i det avloppsvatten som behandlas genom att reningsförloppet regle- rar sig självt. Utformningen av elektroderna enligt uppfinningen bidrar till att konstanthålla reningsgraden under lång tid oberoende av salt- halten i det fartygsavloppsvatten som skall behandlas. P a t e n t k r a v

1. Förfarande för elektrokemísk behandling av havsvatten- haltigt avloppsvatten, vid vilket förfarande man bildar ett koaguleringsmedel i ett utrymme 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, k ä n n e t e c k n a t a v att separata strömmar av avloppsvattnet inmatas paral- lellt 1 anodrummet respektive katodrummet, att elektrisk ström får passera genom de olösliga elektroderna,- varvid koagu- leringsmedel erhålles i utrymmen mellan såväl de olösliga elektroderna som de lösliga, från de olösliga elektroderna 455 193 26 elektriskt isolerade elektroderna, att förhållandet mellan strömstyrkan och volymflödet av det avloppsvatten som skall behandlas är minst 0,01 'A h , att de olösliga elektroderna fiïé? . matas med icke-stabíliserad likström, att pH-värdet i anod- rummet hålles inom intervallet 2-3,6, att pH-värdet i katod- rummet hàlles inom intervallet 10,5-12,5, och att de i katod- och anodrummen behandlade, utströmmande avloppsvattenströmmarna blandas med varandra.

2. Anordning för genomförande av förfarandet enligt patentkravet 1, vilken innefattar en membranelektrolyscell(1) innehållande minst två elektrodpar, där varje par består av en olöslig elektrod (2) och en löslig elektrod (3), vilka är anordnade axiellt i förhållande till varandra, k ä xx n e - t e c k n a d a v att den olösliga elektroden (2) i varje elektrodpar är skild från den lösliga elektroden (3) medelst ett dielektriskt mellanlägg (4), vars kontur sammanfaller med den ândyta av den olösliga elektroden (2) som är vänd mot den lösliga elektroden (3), att elektrodparen är anordnade om- växlande i anodrum (6) och katodrum (7), och att lângdförhàl- landet mellan den lösliga elektroden (3) och den olösliga elektroden (2) är högst 1:2.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att de ändar av de olösliga elektroderna (2) som är vända mot de lösliga elektroderna (3) uppvisar avtagande tvär- snittsyta.

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att de lösliga elektroderna (3) har större tjocklek än de olösliga elektroderna (2).

5. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att ett membran (5) i elektrolyscellen skjuter utanför de lösliga elektrodernas (3) änöytñ med minst 5 mm för att förhindra att en fällning bildas vid de lösliga elektroder- nas (3) ändyta.

6. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att det dielektriska mellanlägget (4) mellan den olösliga elektroden (2) och den lösliga elektroden (3) är uppbyggt av enskilda plåtar.