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DE19856840A1 - Wastewater treatment process and treatment apparatus therefor - Google Patents

Wastewater treatment process and treatment apparatus therefor

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Publication number
DE19856840A1
DE19856840A1 DE1998156840 DE19856840A DE19856840A1 DE 19856840 A1 DE19856840 A1 DE 19856840A1 DE 1998156840 DE1998156840 DE 1998156840 DE 19856840 A DE19856840 A DE 19856840A DE 19856840 A1 DE19856840 A1 DE 19856840A1
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DE
Germany
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anode
cathode
waste water
space
nitrogen
Prior art date
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Ceased
Application number
DE1998156840
Other languages
German (de)
Inventor
Kenji Fujihata
Shuji Seki
Shinichi Terada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of DE19856840A1 publication Critical patent/DE19856840A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

In einem Abwasserbehandlungs-Verfahren wird eine Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man das Abwasser (7), das Stickstoff-Verbindungen enthält, in den Anoden-Raum (4) eines Elektrolyt-Bades (6) einspeist, in dem ein Diaphragma (3), das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, zwischen Elektroden (1, 2) angeordnet ist, wodurch reduzierte Stickstoff-Verbindungen wie beispielsweise Hydrazin oder Ammonium-Ionen in dem Abwasser (7) durch Sauerstoff, der an der Anode (1) erzeugt wird, zu Stickstoff-Gas oxidiert werden und aus dem Abwasser (7) entfernt werden. Außerdem wird nach Durchführung einer Oxidationsreaktion die zweite Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man nur die oxidierte Flüssigkeit dem Kathoden-Raum (5) zuleitet, wodurch Stickstoffoxide wie beispielsweise Nitrat-Ionen oder Nitrit-Ionen in der Flüssigkeit zu Stickstoff-Gas reduziert werden und aus dem Abwasser (7) entfernt werden können. So können ohne Erzeugung von Sekundär-Abfällen selbst unter normalen Temperaturbedingungen und normalen Druckbedingungen die Stickstoff-Verbindungen wirksam aus dem Abwasser (7) entfernt werden, das in einem Wärmekraftwerk oder dergleichen erzeugt wird.In a wastewater treatment process, electrolysis is carried out in such a way that the wastewater (7) containing nitrogen compounds is fed into the anode space (4) of an electrolyte bath (6) in which a diaphragm (3 ), which has a selective ion permeability, is arranged between electrodes (1, 2), as a result of which reduced nitrogen compounds such as hydrazine or ammonium ions in the waste water (7) by oxygen which is generated at the anode (1) , are oxidized to nitrogen gas and removed from the waste water (7). In addition, after an oxidation reaction has been carried out, the second electrolysis is carried out in such a way that only the oxidized liquid is fed to the cathode compartment (5), as a result of which nitrogen oxides such as nitrate ions or nitrite ions in the liquid are reduced to nitrogen gas and can be removed from the waste water (7). Thus, without generating secondary wastes, even under normal temperature and pressure conditions, the nitrogen compounds can be effectively removed from the wastewater (7) generated in a thermal power plant or the like.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserbehandlung und eine Behandlungsvorrichtung hierfür. Weiter betrifft die Erfindung im Detail ein Verfahren zum Entfernen von Stickstoff-Verbindungen wie beispielsweise Stickstoff-Gas aus dem Ab­ wasser, das die Stickstoff-Verbindungen enthält, z. B. reduzierte Stickstoff-Verbindungen (Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen) wie beispielsweise Hydrazin und das Ammonium- Ion und Stickstoffoxiden wie beispielsweise das Nitrat-Ion und das Nitrit-Ion, durch elektrochemisches Oxidieren oder Reduzieren der Stickstoff-Verbindungen. Nebenbei gesagt schließen im Sinne der vorliegenden Beschreibung die Begriffe "Stickstoff-Ver­ bindungen", "reduzierte Stickstoff-Verbindungen" und "Stickstoffoxide" auch ionische Stufen dieser Verbindungen ein.The present invention relates to a method for wastewater treatment and a Treatment device therefor. The invention further relates in detail to a method for Removal of nitrogen compounds such as nitrogen gas from the waste water containing the nitrogen compounds, e.g. B. reduced nitrogen compounds (Nitrogen-hydrogen compounds) such as hydrazine and the ammonium Ion and nitrogen oxides such as the nitrate ion and the nitrite ion electrochemically oxidizing or reducing the nitrogen compounds. By the way said in the sense of the present description the terms "nitrogen Ver bonds "," reduced nitrogen compounds "and" nitrogen oxides "also ionic Levels of these connections.

Allgemein erfolgen die Desoxidationsbehandlung (zum Verhindern einer Oxidation) und der Korrosionsschutz bei Speisewasser-Systemen oder Kondensations-Systemen von Wärmekraftwerken durch Zusetzen einer reduzierenden flüchtigen Chemikalie wie bei­ spielsweise Hydrazin oder Ammoniak. Daher verbleibt in dem Abwasser, das in solchen Kraftwerken erzeugt wird, das zugesetzte Hydrazin oder Ammoniak (Ammonium-Ionen) im Wasser. Eine Entfernung dieser im Wasser zurückbleibenden Stoffe durch Anwendung irgendeiner Behandlung ist daher erwünscht.Deoxidation treatment (to prevent oxidation) and corrosion protection for feed water systems or condensation systems from Thermal power plants by adding a reducing volatile chemical as in for example hydrazine or ammonia. Therefore remains in the wastewater contained in such Power plants, the added hydrazine or ammonia (ammonium ions) in the water. Removal of these substances remaining in the water by application any treatment is therefore desirable.

Bisher gibt es die folgenden Verfahrensweisen zum Entfernen der Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Hydrazin oder Ammonium-Ionen:
So far there are the following procedures for removing the nitrogen compounds such as. B. hydrazine or ammonium ions:

  • (1) Ein Verfahren zum Oxidieren unter Verwendung eines Oxidationsmittels wie beispielsweise hypochlorige Säure, Wasserstoffperoxid, Sauerstoff oder der­ gleichen; (1) A method of oxidizing using an oxidizing agent such as for example hypochlorous acid, hydrogen peroxide, oxygen or the same;  
  • (2) ein Verfahren zum Oxidieren unter Bedingungen hoher Temperatur und hohen Drucks in Gegenwart von Katalysatoren wie beispielsweise Kupfer, Blei oder dergleichen;(2) a method of oxidizing under high temperature and high conditions Pressure in the presence of catalysts such as copper, lead or the like;
  • (3) ein Verfahren zum Filtrieren unter Druck unter Verwendung einer Umkehros­ mose-Membran;(3) a method of filtering under pressure using a reverse o mose membrane;
  • (4) ein Verfahren der Elektrodialyse unter Anordnen vieler Ionenaustausch-Mem­ branen zwischen Elektroden unter Trennen der Ionen durch Elektrophorese;(4) a method of electrodialysis by arranging many ion exchange memes branches between electrodes separating the ions by electrophoresis;
  • (5) ein Verfahren zum Zersetzen durch Oxidation durch Verwendung von Mi­ kroorganismen, die eine Stickstoff-Komponente verbrauchen.(5) a method of decomposition by oxidation using Mi microorganisms that consume a nitrogen component.

In allen diesen Verfahren gab es jedoch solche Probleme wie dasjenige, daß es Schwierig­ keiten bei der Steuerung der Reaktion gab oder daß von neuem Sekundär-Abfälle oder Nebenprodukte durch Addition eines Oxidationsmittels oder eines Katalysators gebildet wurden, wie im folgenden gezeigt wird.In all of these methods, however, there were problems such as that that it was difficult in the control of the reaction or that of secondary waste or By-products formed by adding an oxidizing agent or a catalyst as shown below.

  • (1) Bei der Oxidationsbehandlung mit einem Oxidationsmittel gibt es nicht nur Schwierigkeiten bei der Handhabung des Oxidationsmittels, sondern es gibt auch ein Problem im Zusammenhang mit dem Auftreten eines Nebenprodukts aufgrund einer übermäßigen Reaktion;(1) Oxidation treatment with an oxidizing agent is not all Difficulty in handling the oxidant, but there are also a problem related to the occurrence of a by-product due to excessive reaction;
  • (2) bei dem Oxidationsverfahren unter Verwendung eines Katalysators gibt es zusätzlich zu der Tatsache, daß der Katalysator selbst ein gefährlicher Sekun­ där-Abfall ist, das Problem, daß die Steuerung der Reaktion schwierig ist;(2) In the oxidation process using a catalyst, there is in addition to the fact that the catalyst itself is a dangerous second där drop is the problem that the control of the reaction is difficult;
  • (3) in dem Verfahren des Filtrierens unter Druck unter Verwendung einer Umkeh­ rosmose-Membran ist zusätzlich zu der Tatsache, daß immer nur eine geringe Menge Wasser verarbeitet werden kann, das Problem, daß das konzentrierte Abwasser weiterbehandelt werden muß;(3) in the process of filtering under pressure using a reverse Rosmose membrane is in addition to the fact that only a small one Lots of water can be processed, the problem being that the concentrated Wastewater must be treated;
  • (4) in dem Elektrodialyse-Verfahren können andere Verbindungen als geladene Ionen nicht verarbeitet werden; darüber hinaus besteht ein Problem dahinge­ hend, daß die konzentrierte Ionen-Komponente eine weitere Nachbehandlung erfordert.(4) In the electrodialysis process, compounds other than charged ones can be used Ions cannot be processed; there is also a problem that the concentrated ion component is a further aftertreatment required.

Daher wird unter den derzeitigen Gegebenheiten das oben mit (5) bezeichnete Verfahren, also ein Verfahren unter Zersetzung durch Oxidation unter Verwendung von Mikroorganis­ men als am wirksamsten angesehen. Jedoch bestehen bei diesem Verfahren Probleme dahingehend, daß die Raumanforderungen für die Anlage enorm sind, außergewöhnlich hohe und trainingsintensive Erfahrung bei der Kultivierung von Mikroorganismen erforder­ lich sind, eine große Menge an organischem Zufuhrmaterial erforderlich ist, die Bedingun­ gen in dem Wassertank schwierig zu steuern sind und darüber hinaus dann, wenn einmal die Zersetzungsreaktion gestört wurde, die Wiedereinstellung der geeigneten Reaktions­ bedingungen eine lange Zeit erfordert.Therefore, under the current circumstances, the method designated with (5) above, that is, a process of decomposition by oxidation using a microorganism most effective. However, there are problems with this method in that the space requirements for the system are enormous, extraordinary high and training-intensive experience in the cultivation of microorganisms required Lich, a large amount of organic feed is required, the conditions conditions in the water tank are difficult to control and moreover once the decomposition reaction has been disturbed, the appropriate reaction is reset conditions takes a long time.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die genannten Probleme zu lö­ sen. Mit anderen Worten: Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Lösung der­ artiger Probleme, ein Abwasserbehandlungs-Verfahren zu schaffen, mit dem unter Bedin­ gungen normaler Temperatur und normalen Drucks ohne Erzeugung von Sekundär-Abfäl­ len Stickstoff-Verbindungen wie beispielsweise Hydrazin, Ammonium-Ionen, Nitrat-Ionen, Nitrit-Ionen oder dergleichen als Stickstoff-Gas aus dem Abwasser entfernt werden kön­ nen, und außerdem eine Behandlungsvorrichtung für ein derartiges Verfahren zu schaffen.The present invention has set itself the task of solving the problems mentioned sen. In other words, it is an object of the present invention to solve the problems to create a wastewater treatment process with the under Bedin conditions of normal temperature and pressure without generating secondary waste len nitrogen compounds such as hydrazine, ammonium ions, nitrate ions, Nitrite ions or the like can be removed from the waste water as nitrogen gas nen, and also to provide a treatment device for such a method.

Das Abwasserbehandlungs-Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß man das Abwasser, das Stickstoff-Verbindungen enthält, wenigstens einem der Räume Anoden- Raum und Kathoden-Raum eines Elektrolyt-Bades zuführt, in dem ein selektive Ionen- Permeabilität aufweisendes Diaphragma zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist und dadurch die Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser zu Stickstoff-Gas oxidiert oder reduziert.The wastewater treatment method according to the first embodiment of the invention is characterized in that electrolysis is carried out in such a way that the waste water, which contains nitrogen compounds, at least one of the anode spaces Space and cathode space of an electrolyte bath in which a selective ion Diaphragm having permeability arranged between the anode and the cathode and thereby oxidizes the nitrogen compounds in the waste water to nitrogen gas or reduced.

Ein Abwasserbehandlungs-Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
A wastewater treatment process according to the second embodiment of the invention is characterized in that it comprises:

  • - einen ersten Elektrolyse-Schritt, in dem die erste Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß man das Stickstoff-Verbindungen enthaltende Abwasser einem Anoden-Raum eines Elektrolyt-Bades zuführt, in dem ein selektive Ionen-Permeabilität aufweisendes Diaphragma zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist und dadurch die Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser zu Stickstoff-Gas oxidiert; und- a first electrolysis step in which the first electrolysis in the way is carried out that the waste water containing nitrogen compounds an anode room of an electrolyte bath in which a selective Diaphragm with ion permeability between the anode and the Is arranged cathode and thereby the nitrogen compounds in the Waste water oxidized to nitrogen gas; and
  • - einen zweiten Elektrolyse-Schritt, in dem die zweite Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß man das in dem ersten Elektrolyse-Schritt oxidierte Ab­ wasser dem Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades zuführt und dadurch Stick­ stoffoxide in dem Abwasser zu Stickstoff-Gas reduziert.- a second electrolysis step in which the second electrolysis in the manner is carried out by oxidizing the Ab in the first electrolysis step water to the cathode compartment of the electrolyte bath and thereby stick Oxides of matter in the wastewater reduced to nitrogen gas.

Eine Abwasserbehandlungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt:
A waste water treatment device according to the present invention comprises:

  • - ein Elektrolyt-Bad, in dem ein selektive Ionen-Permeabilität aufweisendes Diaphragma zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet ist und das durch das Diaphragma in einen Anoden-Raum und einen Kathoden-Raum unterteilt wird;- An electrolyte bath in which a selective ion permeability Diaphragm is arranged between an anode and a cathode and that through the diaphragm into an anode space and a cathode space is divided;
  • - eine Gleichstrom-Energiequelle, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode und der Kathode anlegt;- A DC power source that provides a DC voltage between the Anode and cathode;
  • - eine erste Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung zum Einspeisen einer Elektrolyt- Lösung in den Anoden-Raum des Elektrolyt-Bades;a first liquid supply device for feeding an electrolyte Solution in the anode space of the electrolyte bath;
  • - eine erste Flüssigkeitsablaß-Einrichtung zum Ablassen der Elektrolyt-Lösung aus dem Anoden-Raum des Elektrolyt-Bades;- A first liquid drain device for draining the electrolyte solution from the anode room of the electrolyte bath;
  • - eine zweite Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung zum Einspeisen einer Elektrolyt- Lösung in den Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades;a second liquid supply device for feeding an electrolyte Solution in the cathode space of the electrolyte bath;
  • - eine zweite Flüssigkeitsablaß-Einrichtung zum Ablassen der Elektrolyt-Lösung aus dem Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades; und- A second liquid drain device for draining the electrolyte solution from the cathode compartment of the electrolyte bath; and
  • - eine Gas-Ablaß-Einrichtung zum Ablassen des durch die Elektrolyse erzeugten Gases aus der Gasphase des Anoden-Raums und/oder Kathoden-Raums des Elektrolyt-Bades.- A gas discharge device for discharging the generated by the electrolysis Gas from the gas phase of the anode space and / or cathode space Electrolyte bath.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als Diaphragma, das das Elektrolyt-Bad in einen Anoden-Raum und einen Kathoden-Raum unterteilt, eine Anionaustausch-Membran, eine Kationaustausch-Membran und eine Verbund-Ionenaustausch-Membran verwendet werden, in der eine Anionaustausch-Membran und eine Kationaustausch-Membran zusam­ mengestellt sind. Diese Ionenaustausch-Membranen bestehen aus dem festen Elektrolyten, besitzen eine selektive Permeabilität für eine Ionenspezies und unterbrechen die Bewegung eines speziellen Ions zwischen dem Anoden-Raum und dem Kathoden-Raum. Weiter kön­ nen Membranen aus üblichen festen Elektrolyten wie beispielsweise Silberiodid (α-AgI), Aluminiumoxid (β-Al2O3) oder stabilisiertes Zirkoniumoxid verwendet werden.In the context of the present invention, an anion exchange membrane, a cation exchange membrane and a composite ion exchange membrane in which an anion exchange membrane is used can be used as the diaphragm which divides the electrolyte bath into an anode compartment and a cathode compartment. Membrane and a cation exchange membrane are put together. These ion exchange membranes consist of the solid electrolyte, have a selective permeability for an ion species and interrupt the movement of a special ion between the anode space and the cathode space. Furthermore, membranes made of common solid electrolytes such as silver iodide (α-AgI), aluminum oxide (β-Al 2 O 3 ) or stabilized zirconium oxide can be used.

Außerdem können im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Anode und die Kathode zu Formen, die von einem Stab oder einer Platte, deren Innenseite gefüllt ist, verschieden sind, geformt werden, nämlich beispielsweise zu einer vernetzten Struktur oder einer porösen Struktur. Außerdem können eine derartige Anode und eine derartige Kathode über den Zustand hinaus, in dem sie getrennt voneinander an geeigneten Stellen im Anoden- Raum und Kathoden-Raum, die durch das Diaphragma getrennt sind, angeordnet sein können, derart angeordnet sein, daß sie zwischen sich das Diaphragma angeordnet haben und dabei in engem Kontakt miteinander stehen. Speziell in dem Fall, in dem eine Elek­ trolyse unter Verwendung eines Elektrolyt-Bades durchgeführt wird, in dem eine Anode und eine Kathode mit vernetzter Struktur oder poröser Struktur derart in großer Nähe angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Diaphragma angeordnet ist, findet die elek­ trochemische Reaktion an der Oberfläche der Elektrode statt, da die Kontakt-Grenzfläche zwischen den Elektroden und dem Elektrolytleiter groß ist und die Entfernung zwischen den Elektroden klein ist. Daher wird die Wirksamkeit der Oxidations- oder Reduktions­ behandlung der Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser hoch.In addition, in the context of the present invention, the anode and the cathode Shapes that differ from a rod or plate, the inside of which is filled are shaped, namely, for example, to form a networked structure or porous structure. In addition, such an anode and cathode can the state in which they are separated from one another at suitable locations in the anode Space and cathode space, which are separated by the diaphragm, can be arranged can be arranged such that they have the diaphragm arranged between them and be in close contact with each other. Especially in the case where an elec trolysis is carried out using an electrolyte bath containing an anode and a cathode with cross-linked structure or porous structure in such close proximity are arranged that a diaphragm is arranged between them, finds the elek trochemical reaction takes place on the surface of the electrode because of the contact interface between the electrodes and the electrolyte conductor is large and the distance between the electrodes is small. Therefore, the effectiveness of the oxidation or reduction treatment of nitrogen compounds in the wastewater high.

Die durch eine Elektrolyse gemäß der vorliegenden Erfindung behandelten Stickstoff- Verbindungen sind reduzierte Stickstoff-Verbindungen (Stickstoff-Wasserstoff-Verbindun­ gen) wie beispielsweise Hydrazin oder Ammonium-Ionen und Stickstoffoxide wie beispiels­ weise Nitrat-Ionen oder Nitrit-Ionen. Dabei werden die reduzierten Stickstoff-Verbindun­ gen im Anoden-Raum des Elektrolyt-Bades oxidiert, während die Stickstoffoxide im Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades reduziert werden.The nitrogen treated by electrolysis according to the present invention Compounds are reduced nitrogen compounds (nitrogen-hydrogen compounds gen) such as hydrazine or ammonium ions and nitrogen oxides such as wise nitrate ions or nitrite ions. The reduced nitrogen compounds  oxidized in the anode compartment of the electrolyte bath, while the nitrogen oxides in the Cathode space of the electrolyte bath can be reduced.

Weiter können als Stickstoff-Verbindungen, die in dem Abwasser enthalten sind, folgende Verbindungen genannt werden: Hydroxylamin, Amine, Diamine, Amide, Nitroamide, Tetrazin, Salpetersäure, Stickstoffmonoxid, Distickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Distick­ stofftetraoxid, Distickstoffpentaoxid, Nitride, Azide, Diazo-Verbindungen, Cyanide, Nitro­ syl-Salze und Nitroxyl-Salze. Diese Stickstoff-Verbindungen werden bei der Elektrolyse in dem Anoden-Raum oder Kathoden-Raum auch zu Stickstoff-Gasen oxidiert oder reduziert und können als Stickstoff-Gas entfernt werden.Further, nitrogen compounds contained in the waste water may be the following Compounds are mentioned: hydroxylamine, amines, diamines, amides, nitroamides, Tetrazine, nitric acid, nitric oxide, nitrous oxide, nitrogen dioxide, distick tetraoxide, nitrous oxide, nitrides, azides, diazo compounds, cyanides, nitro syl salts and nitroxyl salts. These nitrogen compounds are used in electrolysis the anode space or cathode space also oxidized or reduced to nitrogen gases and can be removed as nitrogen gas.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird Wasser in dem Abwasser, das dem An­ oden-Raum oder dem Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades zugeführt wird, an der Anode oder an der Kathode oxidiert oder reduziert, wie dies in den folgenden Gleichungen ge­ zeigt wird:
In the first embodiment of the invention, water in the waste water which is supplied to the anode space or the cathode space of the electrolyte bath is oxidized or reduced at the anode or at the cathode, as is shown in the following equations :

An der Anode: 2 H2O - 4 e⁻ → O2 + 4 H⁺
An der Kathode: 2 H2O + 2 e⁻ → H2 + 2 OH⁻.
At the anode: 2 H 2 O - 4 e⁻ → O 2 + 4 H⁺
At the cathode: 2 H 2 O + 2 e⁻ → H 2 + 2 OH⁻.

Dann reagieren die Stickstoff-Verbindungen wie beispielsweise Hydrazin, Ammonium- Ionen, Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen, die im Abwasser enthalten sind, mit Sauerstoff oder Wasserstoff, die durch die Oxidation an der Anode oder die Reduktion an der Kathode im Anoden-Raum bzw. im Kathoden-Raum des Elektrolyt-Bades gebildet werden, wodurch Stickstoff-Gas und Wasser gebildet werden.Then the nitrogen compounds such as hydrazine, ammonium Ions, nitrate ions and nitrite ions contained in the wastewater with oxygen or Hydrogen generated by the oxidation at the anode or the reduction at the cathode in the Anode space or in the cathode space of the electrolyte bath are formed, whereby Nitrogen gas and water are formed.

Mit anderen Worten: Die reduzierten Stickstoff-Verbindungen (z. B. Hydrazin oder Ammonium-Ionen) in dem Abwasser reagieren im Anoden-Raum mit Sauerstoff, der an der Anode erzeugt wird, wie dies in den folgenden Gleichungen gezeigt wird, wodurch Stickstoff-Gas und Wasser gebildet werden:
In other words, the reduced nitrogen compounds (e.g., hydrazine or ammonium ions) in the wastewater react in the anode space with oxygen generated at the anode, as shown in the following equations, whereby nitrogen Gas and water are formed:

N2H4 + O2 → N2 ↑ + 2 H2O
4 NH4⁺ + 3 O2 → 2 N2 ↑ + 4 H⁺ + 6 H2O.
N 2 H 4 + O 2 → N 2 ↑ + 2 H 2 O
4 NH 4 ⁺ + 3 O 2 → 2 N 2 ↑ + 4 H⁺ + 6 H 2 O.

Weiter reagieren Stickstoffoxide (z. B. Nitrat-Ionen oder Nitrit-Ionen) in dem Kathoden- Raum mit dem an der Kathode gebildeten Wasserstoff, wie dies in den folgenden Glei­ chungen gezeigt wird, wodurch Stickstoff-Gas und Wasser gebildet werden:
Furthermore, nitrogen oxides (e.g. nitrate ions or nitrite ions) react in the cathode space with the hydrogen formed on the cathode, as shown in the following equations, whereby nitrogen gas and water are formed:

2 NO3⁻ + 5 H2 → N2 ↑ + 2 OH⁻ + 4 H2O
2 NO2⁻ + 3 H2 → N2 ↑ + 2 OH⁻ + 2 H2O.
2 NO 3 ⁻ + 5 H 2 → N 2 ↑ + 2 OH⁻ + 4 H 2 O
2 NO 2 ⁻ + 3 H 2 → N 2 ↑ + 2 OH⁻ + 2 H 2 O.

Das gebildete Stickstoff-Gas bewegt sich aus der flüssigen Phase in die Gasphase des Elektrolyt-Bades und wird weiter aus der Gasphase abgezogen und entfernt.The nitrogen gas formed moves from the liquid phase into the gas phase of the Electrolyte bath and is further withdrawn from the gas phase and removed.

Im Rahmen der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird das die Stickstoff-Ver­ bindungen enthaltende Abwasser (im ersten Elektrolyse-Schritt) zuerst in dem Anoden- Raum des Elektrolyt-Bades elektrolysiert, wodurch die reduzierten Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser unter Bildung von Stickstoff-Gas und Wasser oxidiert werden. An­ schließend wird das in dem ersten Elektrolyse-Schritt oxidierte Abwasser in den Kathoden- Raum des Elektrolyse-Bades eingespeist und dort (im zweiten Elektrolyse-Schritt) elek­ trolysiert, wodurch die Stickstoffoxide in dem Abwasser unter Bildung von Stickstoff-Gas und Wasser reduziert werden. So werden die reduzierten Stickstoff-Verbindungen und Stickstoffoxide in dem Abwasser jeweils unter Bildung von Stickstoff-Gas elektrolysiert und aus der flüssigen Phase entfernt. Weiter kann beim Elektrolysieren im Kathoden-Raum deswegen, weil zusammen mit der Reduktion der Stickstoffoxide in dem Abwasser Sauerstoff oder dergleichen, der in der Flüssigkeit gelöst ist, ebenfalls zu Wasser reduziert wird, die Menge an gelöstem Sauerstoff gesenkt werden.In the second embodiment of the invention, the nitrogen Ver waste water containing bonds (in the first electrolysis step) first in the anode Electrolyte bath space electrolyzed, reducing the nitrogen compounds are oxidized in the wastewater to form nitrogen gas and water. On finally, the waste water oxidized in the first electrolysis step is fed into the cathode Room of the electrolysis bath fed and there (in the second electrolysis step) elec trolyzes, which releases the nitrogen oxides in the wastewater to form nitrogen gas and water can be reduced. So the reduced nitrogen compounds and Nitrogen oxides in the wastewater each electrolyzed to form nitrogen gas and removed from the liquid phase. Can continue with electrolysis in the cathode space because together with the reduction of nitrogen oxides in the wastewater Oxygen or the like, which is dissolved in the liquid, is also reduced to water the amount of dissolved oxygen will be reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren weiter beschrieben. In den Figuren zeigen im einzelnen: The invention is further described below with reference to the figures. In the figures show in detail:  

Fig. 1 ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration der ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the first guide die From shows the present invention;

Fig. 2 eine Graphik, die die Änderung der Konzentrationen von Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser im Anoden-Raum bei Durchführung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 2 is a graph showing the change in the concentrations of hydrazine and ammonium ions in the waste water in the anode space when carried out according to the first embodiment of the invention;

Fig. 3 ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration der zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 3 is a diagram schematically guide form the configuration of the second one of the present invention;

Fig. 4A und 4B eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explosionszeich­ nung wiedergegebene perspektivische Ansicht, die eine Abwasserbehandlungs- Vorrichtung zeigen, wie sie gemäß der zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung verwendet wird; FIGS. 4A and 4B are a perspective view and an exploded drawing voltage reproduced perspective view showing a wastewater treatment device as used before lying invention according to the second embodiment;

Fig. 5 eine Graphik, die die Änderung der Konzentrationen von Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser im Anoden-Raum gemäß der zweiten Aus­ führungsform zeigt; Fig. 5 is a graph showing the change in the concentrations of hydrazine and ammonium ions in the waste water in the anode space according to the second embodiment;

Fig. 6 eine Graphik, die die Änderung des pH-Werts der Flüssigkeit im Kathoden-Raum gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; Fig. 6 is a graph showing the change in the pH of the liquid in the cathode chamber is according to the second embodiment;

Fig. 7 eine Graphik, die die Änderung des Stroms im Fall des Elektrolysie­ rens von reinem Wasser in einem Elektrolyt-Bad mit einer Anode und einer Kathode mit vernetzter Struktur zeigt; Fig. 7 is a graph showing the change in current in the case of electrolysing pure water in an electrolytic bath having an anode and a cathode with a cross-linked structure;

Fig. 8 ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration der dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 8 is a diagram showing schematically the configuration of the third guide die from the present invention;

Fig. 9A und 9B eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explosions­ zeichnung wiedergegebene perspektivische Ansicht, die eine Abwasserbehand­ lungs-Vorrichtung zeigen, die gemäß der dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung eingesetzt wird; 9A and 9B are a perspective view and a drawing reproduced in exploded perspective view showing a Abwasserbehand lungs apparatus which is used before lying invention according to the third embodiment.

Fig. 10 eine Graphik, die die Änderung der Konzentrationen von Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen im Abwasser im Kathoden-Raum gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform zeigt; Fig. 10 is a graph showing the change in the concentrations of nitrate ions and nitrite ions in the waste water in the cathode space according to the third embodiment;

Fig. 11 ein Diagramm, das die Konfiguration der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention;

Fig. 12 eine Graphik, die die Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser zeigt, das in einem Wärmekraftwerk gemäß der vierten Aus­ führungsform erzeugt wird; FIG. 12 is a graph showing the change in the total nitrogen concentration in the waste water is generated guide die in a heat power plant according to the fourth off;

Fig. 13 eine Graphik, die die Änderung der Konzentrationen von Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen im Abwasser im Kathoden-Raum gemäß der fünften Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; FIG. 13 is a graph showing the fifth embodiment of the present invention approximately shows the change of concentrations of nitrate ions and nitrite ions in the waste water in the cathode space in accordance with;

Fig. 14 eine Graphik, die die Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; FIG. 14 is a graph of the total nitrogen concentration shows the change in the waste water according to the sixth embodiment of the present invention;

Fig. 15 ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration der siebten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; FIG. 15 is a diagram schematically guide die, the configuration of the seventh from the present invention;

Fig. 16A und 16B eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explo­ sionszeichnung wiedergegebene perspektivische Ansicht, die eine Abwasser­ behandlungs-Vorrichtung zeigen, die gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; 16A and 16B are a perspective view and a drawing in Exploring sion reproduced perspective view showing a wastewater treatment device, which is used according to the seventh embodiment of the present invention.

Fig. 17 eine Graphik, die die Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser gemäß der siebten Ausführungsform zeigt; Fig. 17 is a graph showing the change in the total nitrogen concentration in the waste water is according to the seventh embodiment;

Fig. 18 eine Graphik, die die Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser zeigt, das in einem Wärmekraftwerk gemäß der siebten Ausfüh­ rungsform der Erfindung erzeugt wird; FIG. 18 is a graph showing the change in the total nitrogen concentration in the effluent shows that the invention is generated in a thermal power plant in accordance with the approximate shape seventh exporting;

Fig. 19 eine Graphik, die die Änderung des pH-Werts der Flüssigkeiten im Anoden- und Kathoden-Raum im Fall einer Elektrolyse einer wäßrigen Lösung von Natriumsulfat zeigt, die in einem Elektrolyt-Bad durchgeführt wird, das eine Verbund-Ionenaustausch-Membran aufweist; Fig. 19 is a graph showing the change in pH of the liquids in the anode and cathode spaces in the case of electrolysis of an aqueous solution of sodium sulfate which is carried out in an electrolyte bath having a composite ion exchange membrane ;

Fig. 20 eine Graphik, die die Änderung der Menge an zu erzeugendem Wasserstoff-Gas gemäß der elektrochemischen Berechnung in der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und FIG. 20 is a graph showing the change of the amount of to be generated hydrogen gas according to the electrochemical calculation in the eighth embodiment of the present invention; and

Fig. 21 eine Graphik, die die Änderung der Metall-Ionen-Konzentration in der Flüssigkeit des Kathoden-Raums in der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 21 is a graph showing the change in the metal ion concentration in the liquid of the cathode space in the ninth embodiment of the present invention.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.The invention is described in more detail below on the basis of the preferred embodiments described.

Ausführungsform 1Embodiment 1

Fig. 1 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration zur Erklärung der ersten Ausführungsform des Abwasserbehandlungs-Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In der ersten Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, ist zwischen Platten einer Anode 1 und einer Kathode 2 ein Diaphragma 3 angeordnet, das aus Aluminiumoxid besteht, das ein allgemein verwendeter fester Elektrolyt ist. Weiter wird in einem Elek­ trolyt-Bad 6, das durch dieses Diaphragma 3 in einen Anoden-Raum 4 und einen Katho­ den-Raum 5 unterteilt wird, eine Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man Ab­ wasser (eine wäßrige Abwasser-Lösung) 7, das/die wenigstens eine reduzierte Stickstoff- Verbindung wie z. B. Hydrazin oder Ammonium-Ionen enthält, in den Anoden-Raum 4 einspeist und dem Kathoden-Raum 5 reines Wasser 8 zuleitet. Dabei kann als Abwasser 7, das wenigstens eine reduzierte Stickstoff-Verbindung wie z. B. Hydrazin oder Ammonium- Ionen enthält, das Abwasser verwendet werden, das beispielsweise in einem Wärmekraft­ werk erzeugt wird. Fig. 1 is a diagram schematically showing the waste water treatment process shows the configuration for explaining the first embodiment according to the present invention. In the first embodiment, as shown in Fig. 1, between a plate of an anode 1 and a cathode 2, a diaphragm 3 is arranged, which is made of alumina, which is a commonly used solid electrolyte. Next, in an electrolytic bath 6 , which is divided into an anode space 4 and a cathode space 5 by this diaphragm 3 , an electrolysis is carried out in such a way that from water (an aqueous waste water solution) 7 , the / the at least one reduced nitrogen compound such. B. contains hydrazine or ammonium ions, feeds into the anode space 4 and 5 pure water 8 supplies the cathode space. It can be used as waste water 7 , the at least one reduced nitrogen compound such. B. contains hydrazine or ammonium ions, the wastewater used, which is generated for example in a thermal power plant.

Das in dem Abwasser 7, das dem Anoden-Raum 4 zugeleitet wird, enthaltene Wasser, wird an der Anode 1 oxidiert, wie dies durch die folgende Reaktionsgleichung gezeigt wird, wodurch Sauerstoff erzeugt wird:
The water contained in the waste water 7 , which is supplied to the anode space 4 , is oxidized at the anode 1 , as shown by the following reaction equation, whereby oxygen is generated:

2 H2O - 4 e⁻ → O2 + 4 H⁺.2 H 2 O - 4 e⁻ → O 2 + 4 H⁺.

Anschließend werden die reduzierten Stickstoff-Verbindungen (z. B. Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen) jeweils oxidiert, wie dies durch die folgenden Gleichungen gezeigt wird. Die Oxidation erfolgt mit dem an der Anode 1 nach der vorgenannten Reaktions­ gleichung erzeugten Sauerstoff unter Bildung von Stickstoff-Gas. Das erzeugte Stickstoff- Gas bewegt sich aus der flüssigen Phase in die Gasphase und wird aus dem Abwasser 7 entfernt:
The reduced nitrogen compounds (e.g. hydrazine and / or ammonium ions) are then each oxidized, as shown by the following equations. The oxidation takes place with the oxygen generated at the anode 1 according to the aforementioned reaction equation with the formation of nitrogen gas. The nitrogen gas generated moves from the liquid phase into the gas phase and is removed from the waste water 7 :

N2H4 + O2 → N2 ↑ + 2 H2O
4 NH4⁺ + 3 O2 → 2 N2 ↑ + 4 H⁺ + 6 H2O.
N 2 H 4 + O 2 → N 2 ↑ + 2 H 2 O
4 NH 4 ⁺ + 3 O 2 → 2 N 2 ↑ + 4 H⁺ + 6 H 2 O.

Nebenbei gesagt bezeichnet die Bezugsziffer 9 in der Figur die oxidierte Flüssigkeit, die aus dem Anoden-Raum 4 abgelassen wird.Incidentally, reference numeral 9 in the figure denotes the oxidized liquid that is discharged from the anode space 4 .

Fig. 2 ist eine Graphik, die die gemessenen Ergebnisse einer Änderung der Konzentratio­ nen an Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser 7 des Anoden-Raums 4 zeigt, wenn im Rahmen der ersten Ausführungsform eine Elektrolyse unter den Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, einer elektrischen Stromdichte von 5 bis 7 A/dm2, eines Flüssigkeitsvolumens von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C durchgeführt wird. Fig. 2 is a graph showing the measured results of a change of concen NEN of hydrazine and ammonium ions in the waste water 7 shows the anode chamber 4, when in the context of the first embodiment, an electrolysis under the conditions of an electrolysis area of 0 75 dm 2 , an electrical current density of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid volume of 500 ml and liquid temperatures of 25 to 35 ° C.

Aus dieser Figur läßt sich erkennen, daß gemäß der ersten Ausführungsform Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser wirksam entfernt werden können und die Konzentrationen dieser beiden Verbindungen unter die jeweiligen Nachweisgrenzen gedrückt werden kön­ nen.From this figure it can be seen that, according to the first embodiment, hydrazine and Ammonium ions in the wastewater can be effectively removed and the concentrations of these two connections can be pushed below the respective detection limits nen.

Ausführungsform 2Embodiment 2

Fig. 3 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration zum Erläutern der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 3 is a diagram schematically explaining the second embodiment of the present invention showing the configuration.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist - wie in Fig. 3 gezeigt - eine Anion­ austausch-Membran 3a zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 in dem Elektrolyt-Bad 6 angeordnet, das durch diese Anionaustausch-Membran 3a in einen Anoden-Raum 4 und einen Kathoden-Raum 5 unterteilt wird. Eine Elektrolyse wird durchgeführt, wobei Ab­ wasser 7, das reduzierte Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Hydrazin und Ammonium-Ionen enthält, in den Anoden-Raum 4 einspeist wird, während reines Wasser 8 in den Kathoden- Raum 5 gefüllt wird. In diesem Fall hat die Anode 1 eine vernetzte Struktur, in der Platin auf die Oberfläche eines Titan-Basismaterials aufplattiert wird. Die Kathode 2 besteht aus SUS und weist eine Vernetzungsstruktur in gleicher Weise wie die Anode 1 auf. Weiter ist zwischen diesen Elektroden eine Anionaustausch-Membran (stark basische Anionaustausch- Membran) 3a angeordnet, und die Elektroden sind in enger Nähe zu der Anionaustausch- Membran angeordnet.In the second embodiment of the invention - as shown in FIG. 3 - an anion exchange membrane 3 a is arranged between the anode 1 and the cathode 2 in the electrolyte bath 6 , which through this anion exchange membrane 3 a in an anode Room 4 and a cathode room 5 is divided. An electrolysis is carried out, water from 7 , the reduced nitrogen compounds such. B. contains hydrazine and ammonium ions, is fed into the anode space 4 , while pure water 8 is filled in the cathode space 5 . In this case, the anode 1 has a cross-linked structure in which platinum is plated onto the surface of a titanium base material. The cathode 2 consists of SUS and has a cross-linking structure in the same way as the anode 1 . Further, a anion exchange membrane is disposed (strongly basic anion exchange membrane) 3 a between these electrodes, and the electrodes are arranged in close proximity to the anion exchange membrane.

Im Rahmen dieser zweiten Ausführungsform werden die reduzierten Stickstoff-Verbindun­ gen in dem Abwasser 7, das dem Anoden-Raum 4 zugeleitet wird, durch den an der Anode 1 erzeugten Sauerstoff oxidiert und werden so zu Stickstoff-Gas. Das gebildete Stickstoff-Gas bewegt sich aus der flüssigen Phase in die Gasphase und wird so aus dem Abwasser 7 entfernt.In the context of this second embodiment, the reduced nitrogen compounds in the wastewater 7 , which is fed to the anode space 4 , are oxidized by the oxygen generated at the anode 1 and thus become nitrogen gas. The nitrogen gas formed moves from the liquid phase into the gas phase and is thus removed from the waste water 7 .

Die Fig. 4A und 4B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explosionszeich­ nung wiedergegebene perspektivische Ansicht und zeigen Strukturen einer Abwasserbe­ handlungs-Vorrichtung, wie sie im Rahmen der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Diese Behandlungsvorrichtung umfaßt - wie in den Figuren gezeigt ist - ein Elektrolyt-Bad 6, in dem eine Anionaustausch-Membran 3a in enger Nähe und zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 angeordnet ist, die beide eine vernetzte Struktur aufweisen. Das Elektrolyt-Bad wird durch diese Anionaustausch-Membran 3a in den Anoden-Raum und den Kathoden-Raum unterteilt. Die Vorrichtung umfaßt außerdem eine äußere Gleichstrom-Energiequelle 10, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 anlegt, eine erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a, die das die reduzierten Stickstoff-Verbindungen enthaltende Abwasser 7 in den Anoden-Raum des Elektrolyt-Bades 6 einspeist, eine erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a, mit der die oxidierte Flüssigkeit 9 aus dem Anoden-Raum abgelassen wird, eine zweite Flüssigkeitszufuhr- Leitung 11b, die die Flüssigkeit wie beispielsweise reines Wasser 8 in den Kathoden-Raum einspeist, und eine zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b, mit der die Flüssigkeit aus dem Kathoden-Raum 5 abgelassen wird. Die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a und die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a durchdringen jeweils eine den Anoden-Raum bildende Platte 13 und sind im Inneren des Anoden-Raums mit Öffnungen befestigt, und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11b und die zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b durchdringen jeweils eine den Kathoden-Raum bildende Platte 14 und sind innerhalb des Kathoden- Raums mit Öffnungen befestigt. Außerdem sind die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a und die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a über den ersten Flüssigkeits-Reservetank 15a und die erste Flüssigkeits-Umlaufpumpe 16a verbunden, und die zweite Flüssigkeitszufuhr- Leitung 11b und die zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b sind über den zweiten Flüssig­ keits-Reservetank 15b und die zweite Flüssigkeits-Umlaufpumpe 16b verbunden. Darüber hinaus ist auf der Seite des Anoden-Raums des Elektrolyt-Bades 6 eine Gas-Ablaß-Ein­ richtung (in der Figur nicht gezeigt) zum Ablassen des Stickstoff-Gases angebracht, das durch die Elektrolyse gebildet wird. Nebenbei gesagt bezeichnet die Bezugsziffer 17 in der Figur einen Anoden-Trägerkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Anoden-Raums 4 bildet, und die Bezugsziffer 18 bezeichnet einen Kathoden-Trägerkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Kathoden-Raums 5 bildet. FIGS. 4A and 4B are a perspective view and an exploded drawing voltage reproduced perspective view showing structures of a Abwasserbe action-device such as is used in the second embodiment of the present invention. This treatment device comprises - as shown in the figures - an electrolyte bath 6 is disposed in close proximity and between the anode 1 and the cathode 2 in which an anion exchange membrane 3 a, which both have a crosslinked structure. The electrolyte bath is divided into the anode space and the cathode space by this anion exchange membrane 3 a. The device also includes an external DC power source 10 , which applies a DC voltage between the anode 1 and the cathode 2 , a first liquid supply line 11 a, which contains the waste water 7 containing the reduced nitrogen compounds in the anode space of the Electrolyte bath 6 feeds, a first liquid drain line 12 a, with which the oxidized liquid 9 is discharged from the anode space, a second liquid supply line 11 b, which feeds the liquid, such as pure water 8, into the cathode space , And a second liquid drain line 12 b, with which the liquid is discharged from the cathode chamber 5 . The first liquid supply line 11 a and the first liquid discharge line 12 a each penetrate a plate 13 forming the anode space and are fastened in the interior of the anode space with openings, and the second liquid supply line 11 b and the second liquid discharge line Line 12 b each penetrate a plate 14 forming the cathode space and are fastened within the cathode space with openings. In addition, the first liquid supply line 11 a and the first liquid discharge line 12 a via the first liquid reserve tank 15 a and the first liquid circulation pump 16 a are connected, and the second liquid supply line 11 b and the second liquid discharge line 12 b are connected via the second liquid reserve tank 15 b and the second liquid circulation pump 16 b. In addition, on the side of the anode space of the electrolytic bath 6, a gas discharge device (not shown in the figure) for discharging the nitrogen gas formed by the electrolysis is attached. Incidentally, reference numeral 17 in the figure denotes an anode support body which forms an underside portion of the anode space 4 , and reference numeral 18 denotes a cathode support body which forms an underside portion of the cathode space 5 .

In der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform, die der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform entspricht, wurde eine Elektrolyse unter den Bedingungen einer Elek­ trolyse-Fläche von 0,75 dm2, einer Stromdichte von 5 bis 7 A/dm2, eines Flüssigkeits­ volumens von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35 °C durchgeführt. Die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Konzentrationen an Hydrazin und Ammoni­ um-Ionen im Abwasser 7 im Anoden-Raum 4 sind in Fig. 5 gezeigt.In the second embodiment according to the invention, which corresponds to the embodiment described above, electrolysis was carried out under the conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , a current density of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid volume of 500 ml and Liquid temperatures of 25 to 35 ° C carried out. The measured results of the change in the concentrations of hydrazine and ammonium ions in the waste water 7 in the anode space 4 are shown in FIG. 5.

Aus dieser Figur kann abgeleitet werden, daß gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Konzentrationen an Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser 7 unter die jeweiligen Nachweis-Grenzen gedrückt werden können.It can be derived from this figure that, according to the second embodiment of the invention, the concentrations of hydrazine and ammonium ions in the waste water 7 can be suppressed below the respective detection limits.

Da außerdem in der zweiten Ausführungsform die Anionaustausch-Membran 3a, die als Diaphragma verwendet wird, selektiv nur Anionen in der Flüssigkeit durchtreten läßt, jedoch Kationen nicht durchtreten läßt, wird die Bewegung der reduzierten Stickstoff- Verbindungen zum Kathoden-Raum 5 vom Anoden-Raum 4 unterbrochen. Daher kann eine Oxidationsreaktion der reduzierten Stickstoff-Verbindungen im Anoden-Raum 4 wirksam durchgeführt werden.In addition, since in the second embodiment the anion exchange membrane 3 a, which is used as the diaphragm, only allows anions in the liquid to pass through, but does not allow cations to pass through, the movement of the reduced nitrogen compounds to the cathode space 5 is prevented by the anode. Room 4 interrupted. Therefore, an oxidation reaction of the reduced nitrogen compounds in the anode space 4 can be carried out effectively.

Außerdem wandert aufgrund der Wirkung der fixierten Ionen in der Anionaustausch- Membran OH⁻ vom Kathoden-Raum 5 in den Anoden-Raum 4. Dementsprechend kann der Anstieg des pH-Werts (Anstieg der Konzentration an OH⁻), der die Elektrolyse begleitet, im Kathoden-Raum 5 unterdrückt werden, und eine Verringerung der Strom-Wirksamkeit kann unterdrückt werden. Da außerdem die durch die Membran hindurchtretenden bzw. hindurchwandernden OH⁻-Ionen eine elektrische Ladung tragen, wird der Verlust aufgrund des elektrischen Widerstands der Flüssigkeit sehr klein.In addition, due to the action of the fixed ions in the anion exchange membrane OH⁻ migrates from the cathode space 5 into the anode space 4 . Accordingly, the increase in pH (increase in the concentration of OH⁻) accompanying the electrolysis can be suppressed in the cathode space 5 , and a decrease in the current efficiency can be suppressed. In addition, since the OH⁻ ions passing through the membrane carry an electrical charge, the loss due to the electrical resistance of the liquid becomes very small.

In der zweiten Ausführungsform wurde die Elektrolyse durchgeführt unter Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, einer Stromdichte von 2 bis 3 A/dm2, eines Flüssigkeitsvolumens von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C.In the second embodiment, the electrolysis was carried out under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , a current density of 2 to 3 A / dm 2 , a liquid volume of 500 ml and liquid temperatures of 25 to 35 ° C.

Die gemessenen Ergebnisse der Änderung des pH-Werts der Flüssigkeit im Kathoden- Raum 5 sind in Fig. 6 gezeigt.The measured results of the change in the pH of the liquid in the cathode space 5 are shown in FIG. 6.

Aus dieser Figur wird verständlich, daß in dem Fall, in dem eine Anionaustausch-Mem­ bran 3a als Diaphragma verwendet wird, der Anstieg des pH-Werts in der Flüssigkeit im Kathoden-Raum 5, der die Elektrolyse begleitet, gering ist. Nebenbei gesagt ist auch in Fig. 6 zu Vergleichszwecken die Änderung des pH-Werts in dem Fall, daß die Elek­ trolyse in identischer Weise wie in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, jedoch ein Diaphragma verwendet wird, das aus einem allgemein verwendeten festen Elektrolyten besteht, nämlich Aluminiumoxid, gezeigt.From this figure, it can be understood that in the case where an anion exchange membrane 3 a is used as the diaphragm, the increase in pH in the liquid in the cathode space 5 accompanying the electrolysis is small. Incidentally, also in Fig. 6, for comparison purposes, the change in pH in the case that the electrolysis is carried out in an identical manner to that in the second embodiment, but a diaphragm is used which consists of a generally used solid electrolyte, namely alumina, shown.

Darüber hinaus erhöht sich in der zweiten Ausführungsform die Kontakt-Grenzfläche zwi­ schen der Elektrode und der Elektrolyt-Lösung merklich, da sowohl eine Anode 1 als auch eine Kathode 2, die beide eine vernetzte Struktur aufweisen, verwendet werden, verglichen mit dem Fall, daß eine Elektrode aus einem gefüllten Stab oder aus einer Platte als Elektrode verwendet wird. Weiter wird auch deswegen, weil die Anode 1 und die Kathode 2 mit vernetzter Struktur wie in der vorliegenden Ausführungsform in großer Nähe zueinander angeordnet sind und eine Anionaustausch-Membran 3a zwischen ihnen angeord­ net ist, die Entfernung zwischen den Elektroden kurz. Daher läuft die Elektrodenreaktion gut ab, wodurch eine Oxidation der reduzierten Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Hydrazin und von Ammonium-Ionen im Abwasser 7 in kurzer Zeit wirksam durchgeführt wird.In addition, in the second embodiment, the contact interface between the electrode and the electrolyte solution increases remarkably since both an anode 1 and a cathode 2 , both of which have a cross-linked structure, are used compared to the case that an electrode from a filled rod or from a plate is used as the electrode. Furthermore, because the anode 1 and the cathode 2 with a cross-linked structure are arranged in close proximity to one another as in the present embodiment and an anion exchange membrane 3 a is arranged between them, the distance between the electrodes is short. Therefore, the electrode reaction proceeds well, whereby an oxidation of the reduced nitrogen compounds such. B. hydrazine and ammonium ions in wastewater 7 is carried out effectively in a short time.

Die Elektrolyse wurde in dem Elektrolyt-Bad 6 durchgeführt, in dem eine Anode 1 und ei­ ne Kathode 2, die beide eine vernetzte Struktur aufweisen, in großer Nähe zueinander an­ geordnet sind und eine Anionaustausch-Membran 3a zwischen ihnen angeordnet ist, wobei dem Anoden-Raum 4 und dem Kathoden-Raum 5 reines Wasser zugeleitet wird. Die ge­ messenen Ergebnisse der Änderung des Stroms sind in Fig. 7 gezeigt. Nebenbei gesagt wurde die Elektrolyse durchgeführt unter Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, einer Eingangsspannung von 10 V (konstant) und von Wassertemperaturen von 25 bis 35°C.The electrolysis was carried out in the electrolyte bath 6 , in which an anode 1 and ei ne cathode 2 , both of which have a cross-linked structure, are arranged in close proximity to one another and an anion exchange membrane 3 a is arranged between them, the Anode space 4 and the cathode space 5 pure water is supplied. The measured results of the change in current are shown in FIG. 7. Incidentally, the electrolysis was carried out under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , an input voltage of 10 V (constant) and water temperatures of 25 to 35 ° C.

Aus dieser Figur ist verständlich, daß aufgrund der Verwendung einer Anode 1 und einer Kathode 2, die beide eine vernetzte Struktur aufweisen, selbst in reinem Wasser eine genügend starke Elektrolyse durchgeführt werden kann.From this figure it is understandable that due to the use of an anode 1 and a cathode 2 , both of which have a cross-linked structure, a sufficiently strong electrolysis can be carried out even in pure water.

Ausführungsform 3Embodiment 3

Fig. 8 ist ein Diagramm, das schematisch die Konfiguration zur Erläuterung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 8 is a diagram schematically showing the configuration for explaining the third embodiment of the present invention.

In der dritten Ausführungsform ist - wie in Fig. 8 gezeigt - eine Kationaustausch-Mem­ bran 3b zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 angeordnet. In einem Elektrolyt-Bad 6, das in einen Anoden-Raum 4 und einen Kathoden-Raum 5 durch diese Kationaustausch- Membran 3b unterteilt wird, wird die Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man Abwasser 7, das Stickstoffoxide wie beispielsweise Nitrat-Ionen oder Nitrit-Ionen enthält, in den Kathoden-Raum 5 einleitet und daß man reines Wasser 8 in den Anoden-Raum 4 einleitet. In dieser Ausführungsform weist die Anode 1 eine vernetzte Struktur auf, bei der eine Platin-Plattierung auf die Oberfläche eines Titan-Basismaterials gegeben wird, und die Kathode 2 besteht aus SUS und weist eine vernetzte Struktur auf, die identisch derjenigen der Anode 1 ist. Außerdem ist zwischen diesen Elektroden eine Kationaustausch-Membran (stark saure Kationaustausch-Membran) 3b angeordnet, und die Elektroden sind in großer Nähe zu dieser Kationaustausch-Membran 3b angeordnet.In the third embodiment - as shown in Fig. 8 - a cation exchange membrane 3 b is arranged between the anode 1 and the cathode 2 . In an electrolyte bath 6 , which is divided into an anode space 4 and a cathode space 5 by this cation exchange membrane 3 b, the electrolysis is carried out in such a way that waste water 7 , the nitrogen oxides such as nitrate ions or contains nitrite ions, is introduced into the cathode space 5 and that pure water 8 is introduced into the anode space 4 . In this embodiment, the anode 1 has a cross-linked structure in which platinum plating is applied to the surface of a titanium base material, and the cathode 2 is made of SUS and has a cross-linked structure that is identical to that of the anode 1 . In addition, a cation exchange membrane (strongly acidic cation exchange membrane) 3 b is arranged between these electrodes, and the electrodes are arranged in close proximity to this cation exchange membrane 3 b.

Wasser in dem Abwasser 7, das in den Kathoden-Raum 5 eingespeist wird, wird an der Kathode 2 reduziert, wie dies in der folgenden Reaktionsgleichung gezeigt ist, und bildet Wasserstoff:
Water in the wastewater 7 , which is fed into the cathode space 5 , is reduced at the cathode 2 , as shown in the following reaction equation, and forms hydrogen:

2 H2O + 2 e⁻ → H2 + 2 OH⁻.2 H 2 O + 2 e⁻ → H 2 + 2 OH⁻.

Anschließend werden die Stickstoffoxide (Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen) in dem Abwasser 7 jeweils in der Weise reduziert, wie dies in den folgenden Gleichungen gezeigt ist. Dies geschieht durch den Wasserstoff, der an der Kathode 2 durch die oben beschrie­ bene Reaktion gebildet wurde, wodurch Stickstoff-Gas gebildet wird. Das erzeugte Stickstoff-Gas bewegt sich von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase und wird aus dem Abwasser 7 entfernt:
The nitrogen oxides (nitrate ions and / or nitrite ions) in the waste water 7 are then each reduced in the manner shown in the following equations. This is done by the hydrogen formed on the cathode 2 by the above-described reaction, whereby nitrogen gas is formed. The nitrogen gas generated moves from the liquid phase to the gaseous phase and is removed from the waste water 7 :

2 NO3⁻ + 5 H2 → N2 ↑ + 2 OH⁻ + 4 H2O
2 NO2⁻ + 3 H2 → N2 ↑ + 2 OH⁻ + 2 H2O.
2 NO 3 ⁻ + 5 H 2 → N 2 ↑ + 2 OH⁻ + 4 H 2 O
2 NO 2 ⁻ + 3 H 2 → N 2 ↑ + 2 OH⁻ + 2 H 2 O.

So werden die Stickstoffoxide in dem Abwasser 7 in dem Kathoden-Raum 5 unter Bildung von Stickstoff-Gas reduziert, das entfernt wird. Nebenbei gesagt bezeichnet die Bezugs­ ziffer 19 in der Figur die reduzierte Flüssigkeit, die aus dem Kathoden-Raum 5 abgezogen wird. In this way, the nitrogen oxides in the waste water 7 are reduced in the cathode space 5 with the formation of nitrogen gas which is removed. Incidentally, the reference numeral 19 in the figure denotes the reduced liquid which is withdrawn from the cathode space 5 .

Die Fig. 9A und 9B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explosionszeich­ nung wiedergegebene perspektivische Ansicht, die jeweils die Struktur einer Abwasser­ behandlungs-Vorrichtung zeigen, wie sie im Rahmen der dritten Ausführungsform einge­ setzt wird. Diese Behandlungsvorrichtung, wie sie in den Figuren gezeigt wird, umfaßt ein Elektrolyt-Bad 6, in dem eine Kationaustausch-Membran 3b in großer Nähe zwischen der Anode 1 und der Kathode 2, die beide eine vernetzte Struktur aufweisen, angeordnet ist und das durch diese Kationaustausch-Membran 3b in einen Anoden-Raum und einen Kathoden-Raum unterteilt wird, eine äußere Gleichstrom-Energiequelle 10, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 anlegt, eine erste Flüssig­ keitszufuhr-Leitung 11a, mit der die Flüssigkeit wie z. B. reines Wasser 8 in den Anoden- Raum des Elektrolyt-Bades 6 einspeist wird, eine erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a, mit der Flüssigkeit aus dem Anoden-Raum abgezogen wird, eine zweite Flüssigkeitszufuhr- Leitung 11b, mit der das Abwasser 7, das Stickstoffoxide enthält, in den Kathoden-Raum eingespeist wird, und eine zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b, mit der die reduzierte Flüssigkeit 19 aus dem Kathoden-Raum 5 abgelassen wird. Außerdem treten die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a und die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a jeweils durch die den Anoden-Raum bildende Platte 13 und sind im Inneren des Anoden-Raums mit Öffnungen befestigt, und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11b bzw. die zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b durchdringen die den Kathoden-Raum bildende Platte 14 und sind im Inneren des Kathoden-Raums mit Öffnungen befestigt. Außerdem sind die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a und die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a über den ersten Flüssigkeits-Reservetank 15a und die erste Flüssigkeits-Umlaufpumpe 16a verbunden, und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11b und die zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b sind über den zweiten Flüssigkeits-Reservetank 15b und die zweite Flüssigkeits-Um­ laufpumpe 16b verbunden. Außerdem ist auf der Seite des Kathoden-Raums des Elektrolyt- Bades 6 eine Gas-Ablaß-Einrichtung (in den Figuren weggelassen) zum Ablassen des bei der Elektrolyse erzeugten Stickstoff-Gases befestigt.Is FIGS. 9A and 9B are a perspective view and a reproduced voltage perspective view in an exploded drawing, each showing the structure of a waste water treatment apparatus as incorporated in the third embodiment employs. This treatment device, as shown in the figures, comprises an electrolyte bath 6 , in which a cation exchange membrane 3 b is arranged in close proximity between the anode 1 and the cathode 2 , both of which have a cross-linked structure, and this through this cation exchange membrane 3 b is divided into an anode space and a cathode space, an external direct current energy source 10 which applies a direct current voltage between the anode 1 and the cathode 2 , a first liquid supply line 11 a, with which the liquid such. B. pure water 8 is fed into the anode space of the electrolyte bath 6 , a first liquid drain line 12 a, with which liquid is withdrawn from the anode space, a second liquid supply line 11 b with which the waste water 7th , which contains nitrogen oxides, is fed into the cathode space, and a second liquid discharge line 12 b, with which the reduced liquid 19 is discharged from the cathode space 5 . In addition, the first liquid supply line 11 a and the first liquid discharge line 12 a each pass through the plate 13 forming the anode space and are fastened in the interior of the anode space with openings, and the second liquid supply line 11 b and the second liquid drain line 12 b penetrate the plate 14 forming the cathode space and are fastened in the interior of the cathode space with openings. In addition, the first liquid supply line 11 a and the first liquid discharge line 12 a via the first liquid reserve tank 15 a and the first liquid circulation pump 16 a are connected, and the second liquid supply line 11 b and the second liquid discharge line 12 b are connected via the second liquid reserve tank 15 b and the second liquid circulation pump 16 b. In addition, on the side of the cathode space of the electrolyte bath 6, a gas discharge device (omitted in the figures) for discharging the nitrogen gas generated during the electrolysis is attached.

Nebenbei gesagt bezeichnet die Bezugsziffer 17 in der Figur einen Anoden-Stützkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Anoden-Raums bildet, und bezeichnet die Bezugs­ ziffer 18 einen Kathoden-Stützkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Kathoden- Raums 5 bildet.Incidentally, reference numeral 17 in the figure denotes an anode support body which forms an underside portion of the anode space, and reference numeral 18 denotes a cathode support body which forms an underside portion of the cathode space 5 .

In der vorliegenden dritten Ausführungsform wurde die Elektrolyse durchgeführt unter Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, Stromdichten von 5 bis 7 A/dm2, einer Flüssigkeitsmenge von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C.In the present third embodiment, the electrolysis was carried out under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , current densities of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid amount of 500 ml and liquid temperatures of 25 to 35 ° C.

Die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Konzentration von Nitrat-Ionen und Nitrit- Ionen im Abwasser 7 im Kathoden-Raum 5 sind in Fig. 10 gezeigt.The measured results of the change in the concentration of nitrate ions and nitrite ions in the waste water 7 in the cathode chamber 5 are shown in FIG. 10.

Aus dieser Figur ist verständlich, daß gemäß der dritten Ausführungsform die Nitrat-Ionen und die Nitrit-Ionen im Abwasser 7 jeweils wirksam entfernt werden und daß die Konzen­ trationen dieser Ionen unter deren Nachweisgrenzen gedrückt werden können.From this figure it can be understood that according to the third embodiment, the nitrate ions and the nitrite ions in the wastewater 7 are each effectively removed and that the concentrations of these ions can be suppressed below their detection limits.

Ausführungsform 4Embodiment 4

Fig. 11 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration zur Erklärung der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 11 is a diagram schematically showing a configuration for explaining the fourth embodiment of the present invention.

In der vierten Ausführungsform ist - wie in Fig. 11 gezeigt - ein Diaphragma 3, das aus Aluminiumoxid besteht, zwischen einer Anode 1 und einer Kathode 2 angeordnet, die jeweils aus einer Platte bestehen. Die Anordnung befindet sich in einem Elektrolyt-Bad 6, das durch dieses Diaphragma 3 in einen Anoden-Raum 4 und einen Kathoden-Raum 5 unterteilt wird. Abwasser 7, das wenigstens eine der Substanzen Hydrazin und Ammoni­ um-Ionen enthält, wird dem Anoden-Raum 4 zugeführt, und reines Wasser wird in den Kathoden-Raum 5 eingefüllt. So wird die erste Elektrolyse durchgeführt. Dadurch werden die reduzierten Stickstoff-Verbindungen (Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen) in dem Abwasser 7 durch den Sauerstoff, der an der Anode 1 gebildet wird, zu Stickstoff-Gas oxidiert. Anschließend wird durch Einfüllen der oxidierten Flüssigkeit 9 in den Kathoden- Raum 5 und durch Einfüllen von reinem Wasser in den Anoden-Raum oder durch erneutes Zuführen von Abwasser 7 die zweite Elektrolyse durchgeführt. Dabei werden die oxidier­ ten Substanzen in dem Abwasser 7 reduziert. In dieser Ausführungsform kann beispiels­ weise als Abwasser 7, das wenigstens eine der Substanzen Hydrazin und Ammonium-Ionen enthält, beispielsweise Abwasser verwendet werden, das in einem Wärmekraftwerk erzeugt wurde. Weiter wird die Elektrolyse des Abwassers 7 in Chargen durchgeführt: Nach Abschluß der ersten Elektrolyse kann die Gesamtmenge der oxidierten Flüssigkeit 9 im Anoden-Raum 4 dem Kathoden-Raum 5 zugeleitet werden, um die zweite Elektrolyse durchzuführen. Es kann jedoch auch ein kontinuierliches Behandlungsverfahren durch­ geführt werden. Mit anderen Worten: Während kontinuierlich die oxidierte Flüssigkeit 9 von dem Anoden-Raum 4 in den Kathoden-Raum 5 eingespeist wird und kontinuierlich die reduzierte Flüssigkeit 19 aus dem Kathoden-Raum 5 abgezogen wird, kann die zweite Elektrolyse durchgeführt werden.In the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, a diaphragm 3 made of aluminum oxide is arranged between an anode 1 and a cathode 2 , each consisting of a plate. The arrangement is located in an electrolyte bath 6 , which is divided into an anode space 4 and a cathode space 5 by this diaphragm 3 . Waste water 7 , which contains at least one of the substances hydrazine and ammonium ions, is fed to the anode space 4 , and pure water is filled into the cathode space 5 . This is how the first electrolysis is carried out. As a result, the reduced nitrogen compounds (hydrazine and / or ammonium ions) in the wastewater 7 are oxidized to nitrogen gas by the oxygen which is formed at the anode 1 . Subsequently, the second electrolysis is carried out by pouring the oxidized liquid 9 into the cathode space 5 and by pouring pure water into the anode space or by adding wastewater 7 again . The oxidized substances in the wastewater 7 are reduced. In this embodiment, for example as wastewater 7 , which contains at least one of the substances hydrazine and ammonium ions, for example wastewater that was generated in a thermal power plant can be used. Furthermore, the electrolysis of the waste water 7 is carried out in batches: after completion of the first electrolysis, the total amount of the oxidized liquid 9 in the anode chamber 4 can be fed to the cathode chamber 5 in order to carry out the second electrolysis. However, a continuous treatment process can also be carried out. In other words, while the oxidized liquid 9 is continuously fed from the anode chamber 4 into the cathode chamber 5 and the reduced liquid 19 is continuously withdrawn from the cathode chamber 5 , the second electrolysis can be carried out.

In dieser Ausführungsform werden nach dem Zeitpunkt, zu dem die reduzierten Stickstoff- Verbindungen (Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen) in dem Abwasser 7 elektrochemisch in dem Anoden-Raum 4 oxidiert wurden und aus dem Abwasser 7 als Stickstoff-Gas entfernt wurden, die oxidierten Substanzen in dem Abwasser 7 elektrochemisch in dem Kathoden-Raum 5 reduziert. Außerdem werden in dem Fall, daß Stickstoffoxide wie beispielsweise Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen in dem Abwasser 7 enthalten sind, die Stickstoffoxide zu Stickstoff-Gas reduziert und aus dem Abwasser 7 entfernt. Außerdem wird gleichzeitig aufgrund der Reduktion im Kathoden-Raum 5 der gelöste Sauerstoff oder dergleichen im Abwasser 7 entfernt.In this embodiment, after the time at which the reduced nitrogen compounds (hydrazine and / or ammonium ions) in the waste water 7 have been electrochemically oxidized in the anode space 4 and have been removed from the waste water 7 as nitrogen gas, the oxidized substances in the wastewater 7 electrochemically reduced in the cathode chamber 5 . In addition, in the case where nitrogen oxides such as nitrate ions and nitrite ions are contained in the waste water 7 , the nitrogen oxides are reduced to nitrogen gas and removed from the waste water 7 . In addition, due to the reduction in the cathode space 5, the dissolved oxygen or the like in the waste water 7 is removed.

In der oben beschriebenen vierten Ausführungsform wurde die Elektrolyse des Abwassers 7, das jeweils Hydrazin und Ammonium-Ionen enthielt, das in einem Wärmekraftwerk er­ zeugt wurde, kontinuierlich unter Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, Stromdichten von 5 bis 7 A/dm2, einer Flüssigkeitsmenge von 500 ml und von Flüssig­ keits-Temperaturen von 25 bis 35 °C durchgeführt. Die gemessenen Ergebnisse der Ände­ rung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser 7 sind in Fig. 12 gezeigt. Neben­ bei gesagt wurde die Messung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration in der Flüssigkeit durchgeführt, die kontinuierlich aus dem Kathoden-Raum 5 abgelassen wurde. Aus dieser Figur ist erkennbar, daß gemäß der vierten Ausführungsform die Stickstoff-Komponente im Abwasser 7, das in einem Wärmekraftwerk erzeugt wurde, wirksam entfernt werden kann.In the fourth embodiment described above, the electrolysis of the waste water 7 , each containing hydrazine and ammonium ions generated in a thermal power plant, was continuous under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , current densities of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid amount of 500 ml and liquid temperatures from 25 to 35 ° C. The measured results of the change in the total nitrogen concentration in the waste water 7 are shown in FIG. 12. In addition to said, the measurement of the total nitrogen concentration in the liquid was carried out, which was continuously drained from the cathode space 5 . From this figure, it can be seen that, according to the fourth embodiment, the nitrogen component in the waste water 7 generated in a thermal power plant can be effectively removed.

Ausführungsform 5Embodiment 5

In der fünften Ausführungsform wird unter Verwendung eines identischen Elektrolyt-Bades 6 wie in der vierten Ausführungsform unter Einspeisen des Abwassers 7, das wenigstens eine der Verbindungen Hydrazin und Ammonium-Ionen und wenigstens eine der Ver­ bindungen Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen enthält, in den Anoden-Raum 4 in identischer Weise wie in der vierten Ausführungsform die erste Elektrolyse durchgeführt. Nachdem Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen in dem Abwasser 7 durch den Sauerstoff oxidiert wurden, der an der Anode 1 gebildet wurde, wird unter Einspeisen der oxidierten Flüssig­ keit 9 in den Kathoden-Raum 5 die zweite Elektrolyse durchgeführt, wodurch der Gehalt an Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen in dem Abwasser 7 verringert wird.In the fifth embodiment, using an identical electrolyte bath 6 as in the fourth embodiment while feeding the waste water 7 , which contains at least one of the compounds hydrazine and ammonium ions and at least one of the compounds nitrate ions and nitrite ions, in the anode space 4 is carried out in the same way as in the fourth embodiment, the first electrolysis. After hydrazine and / or ammonium ions in the wastewater 7 have been oxidized by the oxygen which has been formed at the anode 1 , the second electrolysis is carried out by feeding the oxidized liquid 9 into the cathode space 5 , as a result of which the nitrate content -Ions and / or nitrite ions in the wastewater 7 is reduced.

In dieser Ausführungsform wird nach dem Zeitpunkt, zu dem Hydrazin und/oder Ammoni­ um-Ionen (die reduzierten Stickstoff-Verbindungen) in dem Abwasser 7 elektrochemisch im Anoden-Raum 4 oxidiert wurden und als Stickstoff-Gas aus dem Abwasser 7 entfernt wurden, der Gehalt an Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen (Stickstoffoxid) elektrochemisch im Kathoden-Raum 5 reduziert, und diese Verbindungen werden als Stickstoff-Gas aus dem Abwasser 7 entfernt.In this embodiment, after the time at which hydrazine and / or ammonium ions (the reduced nitrogen compounds) in the waste water 7 have been electrochemically oxidized in the anode space 4 and removed as nitrogen gas from the waste water 7 , the The content of nitrate ions and / or nitrite ions (nitrogen oxide) is reduced electrochemically in the cathode space 5 , and these compounds are removed from the waste water 7 as nitrogen gas.

In der fünften Ausführungsform, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wurde die Elek­ trolyse unter Bedingungen einer Elektrolysefläche von 0,75 dm2, Stromdichten von 5 bis 7 A/dm2, einer Flüssigkeitsmenge von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C durchgeführt. Die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Konzentrationen an Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen im Abwasser 7 des Kathoden-Raums 5 sind in Fig. 13 gezeigt. In the fifth embodiment as described above, the electrolysis was carried out under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , current densities of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid amount of 500 ml and liquid temperatures of 25 to 35 ° C. The measured results of the change in the concentrations of nitrate ions and nitrite ions in the waste water 7 of the cathode chamber 5 are shown in FIG. 13.

Aus dieser Figur ist erkennbar, daß gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung die Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen in dem Abwasser 7 wirksam entfernt werden können.It can be seen from this figure that according to the fifth embodiment of the invention, the nitrate ions and nitrite ions in the waste water 7 can be effectively removed.

Ausführungsform 6Embodiment 6

In der sechsten Ausführungsform wird unter Verwendung des identischen Elektrolyt-Bades 6 wie in der vierten Ausführungsform unter Einspeisen des Abwassers, das wenigstens eine der Verbindungen Hydrazin und Ammonium-Ionen und wenigstens eine der Ver­ bindungen Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen enthält und das weiter auch andere Stickstoff- Verbindungen als diese enthält, in den Anoden-Raum 4 in identischer Weise wie in der vierten Ausführungsform die erste Elektrolyse durchgeführt. Danach wird unter Einspeisen der oxidierten Flüssigkeit 9 in den Kathoden-Raum 5 die zweite Elektrolyse durchgeführt, wodurch die Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser 7 in dieser Reihenfolge oxidiert und reduziert werden.In the sixth embodiment, using the identical electrolyte bath 6 as in the fourth embodiment, feeding the waste water which contains at least one of the compounds hydrazine and ammonium ions and at least one of the compounds nitrate ions and nitrite ions and the like also contains nitrogen compounds other than these, in the anode space 4 in an identical manner as in the fourth embodiment, the first electrolysis is carried out. The second electrolysis is then carried out while feeding the oxidized liquid 9 into the cathode space 5 , as a result of which the nitrogen compounds in the waste water 7 are oxidized and reduced in this order.

In dieser Ausführungsform werden nach dem Zeitpunkt, zu dem Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen und andere reduzierte Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser 7 im Anoden-Raum 4 oxidiert wurden, die Nitrat-Ionen und/oder Nitrit-Ionen und andere Stickstoffoxide im Kathoden-Raum 5 reduziert, und alle Reaktionsprodukte können aus dem Abwasser 7 als Stickstoff-Gas und Wasser entfernt werden.In this embodiment, after the time at which hydrazine and / or ammonium ions and other reduced nitrogen compounds in the waste water 7 have been oxidized in the anode space 4 , the nitrate ions and / or nitrite ions and other nitrogen oxides in the cathode are oxidized -Room 5 reduced, and all reaction products can be removed from the waste water 7 as nitrogen gas and water.

In der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform wurde die kontinuierliche Elektrolyse des Abwassers 7, das die Stickstoff-Verbindungen enthielt, unter den Bedingungen einer Elektrolysefläche von 0,75 dm2, Stromdichten von 5 bis 7 A/dm2, einer Flüssigkeitsmenge von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C durchgeführt. Die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser 6 sind in Fig. 14 gezeigt.In the sixth embodiment described above, the continuous electrolysis of the waste water 7 containing the nitrogen compounds was carried out under the conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , current densities of 5 to 7 A / dm 2 , a liquid amount of 500 ml and Liquid temperatures of 25 to 35 ° C carried out. The measured results of the change in the total nitrogen concentration in the waste water 6 are shown in FIG. 14.

Aus dieser Figur ist erkennbar, daß gemäß der sechsten Ausführungsform die verschiede­ nen Arten von Stickstoff-Verbindungen im Abwasser 7 wirksam entfernt werden können. From this figure, it can be seen that according to the sixth embodiment, the various types of nitrogen compounds in the waste water 7 can be effectively removed.

Ausführungsform 7Embodiment 7

In der siebten Ausführungsform ist - wie in Fig. 15 gezeigt - zwischen einer Anode 1 und einer Kathode 2 eine Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c angeordnet, die aus einer Anionaustausch-Membran und einer Kationaustausch-Membran besteht. In einem Elek­ trolyt-Bad 6, das durch diese Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c in einen Anoden-Raum 4 und einen Kathoden-Raum 5 unterteilt wird, wird die erste Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man Abwasser 7, das Stickstoff-Verbindungen enthält, in den Anoden- Raum 4 einspeist und zuerst reines Wasser in den Kathoden-Raum einfüllt. Reduzierte Stickstoff-Verbindungen im Abwasser 7 werden durch den Sauerstoff, der an der Anode 1 erzeugt wird, zu Stickstoff-Gas oxidiert. Anschließend wird die zweite Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man die oxidierte Flüssigkeit 9 in den Kathoden-Raum 5 einfüllt. Dadurch werden die oxidierten Substanzen im Abwasser 7 reduziert. In dieser Ausfüh­ rungsform hat die Anode 1 eine vernetzte Struktur, bei der eine Platin-Plattierung auf die Oberfläche eines Titan-Basismaterials aufgetragen wurde, und die Kathode 2 besteht aus SUS und weist eine identische vernetzte Struktur auf wie die Anode 1. Außerdem ist zwischen diesen Elektroden die Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c angeordnet, und die Elektroden sind in großer Nähe zu dieser Ionenaustausch-Membran angeordnet.In the seventh embodiment - as shown in FIG. 15 - between an anode 1 and a cathode 2, a composite ion exchange membrane 3 c is arranged, which consists of an anion exchange membrane and a cation exchange membrane. In an electrolyte bath 6 , which is divided by this composite ion exchange membrane 3 c into an anode space 4 and a cathode space 5 , the first electrolysis is carried out in such a way that waste water 7 , the nitrogen Contains compounds, feeds into the anode space 4 and first fills pure water into the cathode space. Reduced nitrogen compounds in the wastewater 7 are oxidized to nitrogen gas by the oxygen which is generated at the anode 1 . The second electrolysis is then carried out in such a way that the oxidized liquid 9 is introduced into the cathode chamber 5 . As a result, the oxidized substances in the waste water 7 are reduced. In this embodiment, the anode 1 has a cross-linked structure in which platinum plating has been applied to the surface of a titanium base material, and the cathode 2 is made of SUS and has an identical cross-linked structure as the anode 1 . In addition, the composite ion exchange membrane 3 c is arranged between these electrodes, and the electrodes are arranged in close proximity to this ion exchange membrane.

Gemäß dieser Ausführungsform werden nach dem Zeitpunkt, zu dem die reduzierten Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Hydrazin und Ammonium-Ionen in dem Abwasser 7 elektrochemisch in dem Anoden-Raum 4 oxidiert wurden und aus dem Abwasser 7 als Stickstoff-Gas entfernt wurden, die oxidierten Substanzen in dem Abwasser 7 elektroche­ misch in dem Kathoden-Raum 5 reduziert. In dem Fall, daß Stickstoffoxide wie beispiels­ weise Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen in dem Abwasser 7 enthalten sind, werden die Stick­ stoffoxide zu Stickstoff-Gas reduziert und aus dem Abwasser 7 entfernt.According to this embodiment, after the time when the reduced nitrogen compounds such. B. hydrazine and ammonium ions in the wastewater 7 were electrochemically oxidized in the anode space 4 and were removed from the wastewater 7 as nitrogen gas, the oxidized substances in the wastewater 7 electrochemically reduced in the cathode space 5 . In the event that nitrogen oxides such as nitrate ions and nitrite ions are contained in the waste water 7 , the nitrogen oxides are reduced to nitrogen gas and removed from the waste water 7 .

Die Fig. 16A und 16B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine in Explosions­ zeichnung wiedergegebene perspektivische Ansicht, die eine Struktur einer Abwasser­ behandlungs-Vorrichtung zeigen, die in der siebten Ausführungsform verwendet wurde. Figs. 16A and 16B are a perspective view and an exploded drawing represented in perspective view, showing a structure of a sewage treatment apparatus which was used in the seventh embodiment.

Diese Behandlungsvorrichtung umfaßt - wie in diesen Figuren gezeigt - ein Elektrolyt-Bad 6, in dem eine Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c in großer Nähe zwischen einer Anode 1 und einer Kathode 2 jeweils mit vernetzter Struktur angeordnet ist und das durch diese Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c in den Anoden-Raum 1 und den Kathoden-Raum 2 unterteilt wird, eine äußere Gleichstrom-Energiequelle 10, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode 1 und der Kathode 2 anlegt, eine erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a, die Abwasser 7, das die Stickstoff-Verbindungen enthält, in den Anoden-Raum des Elektrolyt-Bades 6 einspeist, eine erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a, mit der die oxidierte Flüssigkeit 9 aus dem Anoden-Raum abgeleitet wird, eine zweite Flüssigkeitszuführ- Leitung 11b, die Abwasser 7, das Stickstoff-Verbindungen enthält, in den Kathoden-Raum 5 einspeist, und eine zweite Flüssigkeitsablaß-Leitung 12b, mit der die reduzierte Flüssig­ keit 19 aus dem Kathoden-Raum 5 abgelassen wird. Die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a und die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a durchdringen die den Anoden-Raum bildende Platte 13 und sind auf der Innenseite des Anoden-Raums mit Öffnungen ange­ bracht, und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11b und die zweite Flüssigkeitsablaß- Leitung 12b durchdringen die den Kathoden-Raum bildende Platte 14 und sind im Inneren des Kathoden-Raums mit Öffnungen angebracht. Außerdem sind die zweite Flüssigkeits­ ablaß-Leitung 12b und die erste Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11a über den dritten Flüssig­ keits-Reservetank 15c und die dritte Flüssigkeits-Umlaufpumpe 16c verbunden und sind die erste Flüssigkeitsablaß-Leitung 12a und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Leitung 11b über die vierte Flüssigkeits-Umlaufpumpe 16d verbunden. Die erste Elektrolyse-Behandlung im Anoden-Raum und die zweite Elektrolyse-Behandlung im Kathoden-Raum werden kon­ tinuierlich durchgeführt. Außerdem sind jeweils auf den Seiten des Anoden-Raums und des Kathoden-Raums des Elektrolyt-Bades 6 eine Gas-Ablaß-Einrichtung (in den Figuren weggelassen) zum Ablassen des bei der Elektrolyse gebildeten Stickstoff-Gases angebracht. Nebenbei gesagt bezeichnet die Bezugsziffer 17 in der Figur einen Anoden-Stützkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Anoden-Raums bildet, und bezeichnet die Bezugs­ ziffer 18 einen Kathoden-Stützkörper, der einen unterseitigen Abschnitt des Kathoden- Raums bildet. This treatment device comprises - as shown in these figures - an electrolyte bath 6 , in which a composite ion exchange membrane 3 c is arranged in close proximity between an anode 1 and a cathode 2, each with a cross-linked structure, and this through this composite ion exchange -Membrane 3 c is divided into the anode space 1 and the cathode space 2 , an external direct current energy source 10 , which applies a direct current voltage between the anode 1 and the cathode 2 , a first liquid supply line 11 a Waste water 7 , which contains the nitrogen compounds, feeds into the anode space of the electrolyte bath 6 , a first liquid drain line 12 a, with which the oxidized liquid 9 is discharged from the anode space, a second liquid supply line 11 b, the waste water 7 , which contains nitrogen compounds, feeds into the cathode chamber 5 , and a second liquid drain line 12 b, with which the reduced liquid speed 19 from the Ka method room 5 is drained. The first liquid supply line 11 a and the first liquid discharge line 12 a penetrate the plate forming the anode space 13 and are placed on the inside of the anode space with openings, and the second liquid supply line 11 b and the second liquid drain - Line 12 b penetrate the plate 14 forming the cathode space and are attached to the inside of the cathode space with openings. In addition, the second liquid discharge line 12 b and the first liquid supply line 11 a via the third liquid reserve tank 15 c and the third liquid circulation pump 16 c are connected and the first liquid discharge line 12 a and the second liquid supply Line 11 b connected via the fourth liquid circulation pump 16 d. The first electrolysis treatment in the anode compartment and the second electrolysis treatment in the cathode compartment are carried out continuously. In addition, on the sides of the anode space and the cathode space of the electrolyte bath 6, a gas discharge device (omitted in the figures) for discharging the nitrogen gas formed during the electrolysis is attached. Incidentally, reference numeral 17 in the figure denotes an anode support body which forms an underside portion of the anode space, and reference numeral 18 denotes a cathode support body which forms an underside portion of the cathode space.

In der oben beschriebenen siebten Ausführungsform wurde die Elektrolyse des Abwassers 7, das Hydrazin und/oder Ammonium-Ionen enthielt, kontinuierlich unter Bedingungen einer Elektrolyse-Fläche von 0,75 dm2, Stromdichten von 5 bis 7 A/dm2, einer Flüssig­ keitsmenge von 500 ml und von Flüssigkeits-Temperaturen von 25 bis 35°C durchgeführt. Die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Ab­ wasser 7 sind in Fig. 17 gezeigt. Nebenbei gesagt wurde die Messung der Gesamt- Stickstoff-Konzentration an der Flüssigkeit durchgeführt, die kontinuierlich aus dem Kathoden-Raum 5 abgelassen wurde.In the seventh embodiment described above, the electrolysis of the waste water 7 containing hydrazine and / or ammonium ions was continuous under conditions of an electrolysis area of 0.75 dm 2 , current densities of 5 to 7 A / dm 2 , an amount of liquid of 500 ml and liquid temperatures of 25 to 35 ° C. The measured results of the change in the total nitrogen concentration in the waste water 7 are shown in FIG. 17. Incidentally, the measurement of the total nitrogen concentration was carried out on the liquid which was continuously discharged from the cathode space 5 .

Aus dieser Figur ist verständlich, daß gemäß der siebten Ausführungsform die Stickstoff- Verbindungen wie beispielsweise Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser 7 wirksam entfernt werden können.From this figure, it can be understood that according to the seventh embodiment, the nitrogen compounds such as hydrazine and ammonium ions in the waste water 7 can be effectively removed.

Fig. 18 ist eine Graphik, die in der siebten Ausführungsform die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Gesamt-Stickstoff-Konzentration im Abwasser 7 in dem Fall zeigt, daß das Abwasser 7, das die Stickstoff-Verbindungen enthält und das in einem Wärmekraft­ werk erzeugt wurde, in derselben Weise wie oben beschrieben behandelt werden. Fig. 18 is a graph showing, in the seventh embodiment, the measured results of the change in the total nitrogen concentration in the waste water 7 in the case that the waste water 7 containing the nitrogen compounds and which was generated in a thermal power plant , are treated in the same way as described above.

Aus dieser Figur ist erkennbar, daß die verschiedenen Arten von Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser 7, das in einem Wärmekraftwerk erzeugt wurde, ebenfalls gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirksam entfernt werden können. Dadurch kann die Konzentration an Stickstoff-Komponenten merklich erniedrigt werden.From this figure, it can be seen that the various types of nitrogen compounds in the waste water 7 generated in a thermal power plant can also be effectively removed according to the seventh embodiment of the present invention. As a result, the concentration of nitrogen components can be markedly reduced.

Außerdem ist in der siebten Ausführungsform eine Verbund-Ionenaustausch-Membran 3c als Diaphragma angeordnet, die aus einer Anionaustausch-Membran und einer Kation­ austausch-Membran aufgebaut ist. Die Kationaustausch-Membran, aus der diese Verbund- Ionenaustausch-Membran 3c besteht, erlaubt selektiv nur den Durchtritt von Kationen und verhindert, daß Anionen hindurchtreten bzw. hindurchwandern, und die Anionaustausch- Membran erlaubt, daß selektiv nur Anionen hindurchtreten und verhindert, daß Kationen hindurchtreten bzw. hindurchwandern. Dementsprechend kann die Oxidationsreaktion im Anoden-Raum 4 und die Reduktionsreaktion im Kathoden-Raum 5 jeweils wirksam durchgeführt werden. Außerdem wird sowohl im Anoden-Raum 4 als auch im Kathoden- Raum 5 ein Anstieg der Konzentration an H⁺ und OH⁻ unterdrückt, die die Strom-Effizienz verschlechtern, und es wird eine Änderung des pH-Werts der Flüssigkeit unterdrückt.In addition, in the seventh embodiment, a composite ion exchange membrane 3 c is arranged as a diaphragm, which is composed of an anion exchange membrane and a cation exchange membrane. The cation exchange membrane, from which this composite ion exchange membrane 3 c consists, only allows the passage of cations and prevents anions from passing through and the anion exchange membrane allows only anions to pass through and prevents that Cations pass through or migrate through. Accordingly, the oxidation reaction in the anode space 4 and the reduction reaction in the cathode space 5 can each be carried out effectively. In addition, in both the anode space 4 and the cathode space 5, an increase in the concentration of H⁺ and OH⁻ is suppressed, which deteriorates the current efficiency, and a change in the pH of the liquid is suppressed.

Um einen solchen Effekt sicherzustellen, wurde mit einem Elektrolyt-Bad, das eine Verbund-Ionenaustausch-Membran aufweist, die aus einer Kationaustausch-Membran und einer Anionaustausch-Membran besteht, eine Elektrolyse einer wäßrigen Lösung von Natriumsulfat durchgeführt (Elektrolyse-Fläche: 0,75 dm2, Stromdichte: 2 bis 3 A/dm2, Flüssigkeitsmenge: 500 ml, Flüssigkeits-Temperatur: 25 bis 35°C).To ensure such an effect, electrolysis of an aqueous solution of sodium sulfate was carried out using an electrolyte bath which has a composite ion-exchange membrane consisting of a cation-exchange membrane and an anion-exchange membrane (electrolysis area: 0, 75 dm 2 , current density: 2 to 3 A / dm 2 , amount of liquid: 500 ml, liquid temperature: 25 to 35 ° C).

Fig. 19 ist eine Graphik, die die gemessenen Ergebnisse der Änderung des pH-Werts des Anoden-Raums bzw. des Kathoden-Raums bei einer derartigen Elektrolyse einer wäßrigen Natriumsulfat-Lösung zeigt. Fig. 19 is a graph showing the measured results of the change in the pH of the anode space and the cathode space, respectively, in such an electrolysis of an aqueous sodium sulfate solution.

Aus dieser Figur wird verständlich, daß deswegen, weil die Verbund-Ionenaustausch- Membran sowohl Kationen als auch Anionen davon abhält, durch die Membran hindurch­ zutreten bzw. hindurchzuwandern, in beiden Räumen, nämlich im Anoden-Raum und im Kathoden-Raum, die Änderung des pH-Werts gering ist.It can be understood from this figure that because the composite ion exchange Membrane keeps both cations and anions from passing through the membrane to enter or to walk through in both rooms, namely in the anode room and in Cathode space, the change in pH is small.

Ausführungsform 8Embodiment 8

In der achten Ausführungsform wird unter Verwendung des identischen Elektrolyt-Bades 6, wie in der ersten Ausführungsform die Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man das Abwasser 7, das jeweils Hydrazin und Ammonium-Ionen enthält, in den Anoden-Raum 4 einspeist und daß man reines Wasser 8 in den Kathoden-Raum 5 einfüllt. Dadurch werden Hydrazin und Ammonium-Ionen im Abwasser 7 im Anoden-Raum 4 oxidiert und aus dem Abwasser 7 als Stickstoff-Gas entfernt. Gleichzeitig wird das an der Kathode 2 erzeugte Wasserstoff-Gas zurückgewonnen. In the eighth embodiment, using the identical electrolyte bath 6 as in the first embodiment, the electrolysis is carried out in such a way that the wastewater 7 , which contains hydrazine and ammonium ions in each case, is fed into the anode space 4 and in that pure water 8 is filled into the cathode space 5 . As a result, hydrazine and ammonium ions in the waste water 7 in the anode space 4 are oxidized and removed from the waste water 7 as a nitrogen gas. At the same time, the hydrogen gas generated at the cathode 2 is recovered.

An der Kathode 2 wird Wasser elektrolysiert (Reduktions-Zerfall), wie dies in der folgen­ den Reaktionsgleichung gezeigt ist, und es wird Wasserstoff erzeugt:
Water is electrolyzed at the cathode 2 (reduction decay), as shown in the following reaction equation, and hydrogen is generated:

2 H2O + 2 e⁻ → H2 + 2 OH⁻.2 H 2 O + 2 e⁻ → H 2 + 2 OH⁻.

Das so erzeugte Wasserstoff-Gas wird gewonnen, und der gewonnene Wasserstoff wird erneut verwendet.The hydrogen gas thus generated is recovered, and the recovered hydrogen becomes used again.

Fig. 20 ist eine Graphik, die für die achte Ausführungsform ein Beispiel der Änderung der Menge an Wasserstoff-Gas zeigt, das gemäß der elektrochemischen Berechnung gewonnen werden soll. Aus dieser Figur ist erkennbar, daß deswegen, weil das Wasser­ stoff-Gas ständig erzeugt wird, das erneut verwendbare Wasserstoff-Gas ständig erhalten werden kann, indem man dieses gewinnt. Fig. 20 is a graph showing an example of change of the amount of hydrogen gas for the eighth embodiment to be obtained in accordance with the electrochemical calculation. From this figure, it can be seen that because the hydrogen gas is continuously generated, the reusable hydrogen gas can be continuously obtained by recovering it.

Ausführungsform 9Embodiment 9

In der neunten Ausführungsform wird unter Verwendung des identischen Elektrolyt-Bades 6 wie in der vierten Ausführungsform unter Einspeisen eines ersten Abwassers 7, das jeweils Metall-Ionen sowie Hydrazin und Ammonium-Ionen enthält, in den Anoden-Raum 4 die erste Elektrolyse durchgeführt. Nach auf diesem Weg erfolgender Oxidation von Hydrazin und Ammonium-Ionen zu Stickstoff-Gas wird die oxidierte Flüssigkeit 9 in den Kathoden-Raum 5 geleitet und dort die zweite Elektrolyse durchgeführt. Die Metall-Ionen (Metall-Ionen mit niedrigerem Standard-Elektrodenpotential als Wasserstoff) im Abwasser 7 werden an der Kathode 2 zu Metall reduziert, wie dies in der folgenden Reaktions­ gleichung gezeigt ist, und schlagen sich auf den Oberflächen der Kathode 2 nieder. Durch Gewinnen des niedergeschlagenen Metalls können die Metall-Ionen in dem Abwasser 7 entfernt werden:
In the ninth embodiment, the first electrolysis is carried out using the same electrolyte bath 6 as in the fourth embodiment while feeding a first waste water 7 , which contains metal ions as well as hydrazine and ammonium ions, into the anode space 4 . After the oxidation of hydrazine and ammonium ions to nitrogen gas takes place in this way, the oxidized liquid 9 is conducted into the cathode chamber 5 and the second electrolysis is carried out there. The metal ions (metal ions with a lower standard electrode potential than hydrogen) in the waste water 7 are reduced to metal at the cathode 2 , as shown in the following reaction equation, and are deposited on the surfaces of the cathode 2 . By recovering the precipitated metal, the metal ions in the wastewater 7 can be removed:

M⁺ + e⁻ → M (Metall).M⁺ + e⁻ → M (metal).

Fig. 21 ist eine Graphik, die die gemessenen Ergebnisse der Änderung der Konzentration an Metall-Ionen in der Flüssigkeit in dem Kathoden-Raum 5 gemäß der neunten Ausfüh­ rungsform zeigt. Aus dieser Figur wird verständlich, daß gemäß der neunten Ausführungs­ form die Metall-Ionen im Abwasser 7 an der Kathode 2 niedergeschlagen und gewonnen werden können. Fig. 21 is a graph showing the measured results of the change in the concentration of metal ions in the liquid in the cathode chamber 5 according to the ninth exporting approximately form. From this figure it can be understood that, according to the ninth embodiment, the metal ions in the waste water 7 can be deposited on the cathode 2 and obtained.

Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei Durchführung einer Elektrolyse unter Bedingungen normaler Temperatur und normalen Drucks durch Anord­ nen eines Diaphragmas, das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, z. B. einer Ionen­ austausch-Membran, zwischen einer Anode und einer Kathode der Gehalt an Stickstoff- Verbindungen im Abwasser, das in einem Wärmekraftwerk oder dergleichen gebildet wird, zu Stickstoff-Gas reduziert bzw. oxidiert werden, ohne daß dabei Sekundär-Abfälle erzeugt werden, und kann dadurch in wirksamer Weise entfernt werden.As described above, according to the present invention, when performing a Electrolysis under normal temperature and pressure conditions by arrangement NEN of a diaphragm that has a selective ion permeability, e.g. B. an ion exchange membrane, between an anode and a cathode the content of nitrogen Compounds in the wastewater formed in a thermal power plant or the like, can be reduced or oxidized to nitrogen gas without generating secondary waste and can be removed effectively.

Claims (18)

1. Abwasserbehandlungs-Verfahren, worin eine Elektrolyse in der Weise durch­ geführt wird, daß man das Abwasser (7), das Stickstoff-Verbindungen enthält, wenigstens einem der Räume Anoden-Raum (4) und Kathoden-Raum (5) eines Elektrolyt-Bades (6) zuleitet, in dem ein Diaphragma (3), das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (2) angeordnet ist, wodurch die Stickstoff- Verbindungen in dem Abwasser (7) zu Stickstoff-Gas oxidiert oder reduziert werden.1. Wastewater treatment process, in which an electrolysis is carried out in such a way that the wastewater ( 7 ) containing nitrogen compounds, at least one of the rooms anode room ( 4 ) and cathode room ( 5 ) of an electrolyte Bades ( 6 ) leads in which a diaphragm ( 3 ), which has a selective ion permeability, is arranged between an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ), whereby the nitrogen compounds in the waste water ( 7 ) to nitrogen -Gas oxidized or reduced. 2. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß man das Abwasser (7), das reduzierte Stickstoff-Ver­ bindungen enthält, dem Anoden-Raum (4) eines Elektrolyt-Bades (6) zuführt, in dem das Diaphragma (3), das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (2) angeordnet ist, wodurch die reduzierten Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser (7) zu Stickstoff-Gas oxidiert werden.2. Waste water treatment method according to claim 1, wherein the first electrolysis is carried out in such a way that the waste water ( 7 ) containing reduced nitrogen compounds, the anode space ( 4 ) of an electrolyte bath ( 6 ) is fed , in which the diaphragm ( 3 ), which has a selective ion permeability, is arranged between an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ), whereby the reduced nitrogen compounds in the waste water ( 7 ) are oxidized to nitrogen gas . 3. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach Anspruch 1, worin die zweite Elek­ trolyse durchgeführt wird unter Einleiten des Abwassers (7), das Stickstoffoxide enthält, in den Kathoden-Raum (5) eines Elektrolyt-Bades (6), in dem das Diaphragma (3), das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, zwischen der Anode (1) und der Kathode (2) angeordnet ist, wodurch die Stickstoffoxide in dem Abwasser (7) zu Stickstoff-Gas redu­ ziert werden.3. Waste water treatment method according to claim 1, wherein the second electrolysis is carried out by introducing the waste water ( 7 ) containing nitrogen oxides into the cathode space ( 5 ) of an electrolyte bath ( 6 ) in which the diaphragm ( 3 ), which has a selective ion permeability, is arranged between the anode ( 1 ) and the cathode ( 2 ), whereby the nitrogen oxides in the waste water ( 7 ) are reduced to nitrogen gas. 4. Abwasserbehandlungs-Verfahren, umfassend:
  • - einen ersten Elektrolyse-Schritt unter Durchführen einer ersten Elektrolyse unter Einleiten des Stickstoff-Verbindungen enthaltenden Abwassers (7) in einen Anoden-Raum (4) des Elektrolyt-Bades (6), in dem ein Diaphragma (3), das eine selektive Ionen-Permeabilität aufweist, zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (2) angeordnet ist, wodurch die Stickstoff-Verbindungen in dem Abwasser (7) zu Stickstoff-Gas oxidiert werden; und
  • - einen zweiten Elektrolyse-Schritt unter Durchführen einer zweiten Elektrolyse unter Einleiten des in dem ersten Elektrolyse-Schritt oxidierten Abwassers (7) in den Kathoden-Raum (5) des Elektrolyt-Bades (6), wodurch die Stickstoff­ oxide in dem Abwasser (7) zu Stickstoff-Gas reduziert werden.
4. Wastewater treatment process comprising:
  • - A first electrolysis step by performing a first electrolysis while introducing the nitrogen-containing waste water ( 7 ) into an anode space ( 4 ) of the electrolyte bath ( 6 ), in which a diaphragm ( 3 ) containing a selective ion -Permeability, is arranged between an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ), whereby the nitrogen compounds in the waste water ( 7 ) are oxidized to nitrogen gas; and
  • - A second electrolysis step by carrying out a second electrolysis while introducing the waste water ( 7 ) oxidized in the first electrolysis step into the cathode space ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 ), whereby the nitrogen oxides in the waste water ( 7 ) to be reduced to nitrogen gas.
5. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Abwasser (7) wenigstens eine der Verbindungen Hydrazin und Ammonium-Ionen als reduzierte Stickstoff-Verbindungen enthält.5. Wastewater treatment method according to one of claims 1 to 4, wherein the wastewater ( 7 ) contains at least one of the compounds hydrazine and ammonium ions as reduced nitrogen compounds. 6. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Abwasser (7) wenigstens eine der Verbindungen Nitrat-Ionen und Nitrit-Ionen als Stick­ stoffoxide enthält.6. Waste water treatment method according to one of claims 1 to 5, wherein the waste water ( 7 ) contains at least one of the compounds nitrate ions and nitrite ions as nitrogen oxides. 7. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Abwasser (7) in einem Wärmekraftwerk erzeugt wird.7. Waste water treatment method according to one of claims 1 to 6, wherein the waste water ( 7 ) is generated in a thermal power plant. 8. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin wenigstens eine der beiden Elektroden Anode (1) und Kathode (2) eine vernetzte oder poröse Struktur aufweist und die Anode (1) und die Kathode (2) in großer Nähe zum Di­ aphragma (3) angeordnet sind, wobei dieses zwischen ihnen angeordnet ist.8. Wastewater treatment method according to one of claims 1 to 7, wherein at least one of the two electrodes anode ( 1 ) and cathode ( 2 ) has a cross-linked or porous structure and the anode ( 1 ) and the cathode ( 2 ) in close proximity to Di aphragma ( 3 ) are arranged, which is arranged between them. 9. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Diaphragma (3) eine Ionenaustausch-Membran ist.9. Wastewater treatment method according to one of claims 1 to 8, wherein the diaphragm ( 3 ) is an ion exchange membrane. 10. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach Anspruch 9, worin das Diaphragma (3) eine Anionaustausch-Membran ist.10. Wastewater treatment method according to claim 9, wherein the diaphragm ( 3 ) is an anion exchange membrane. 11. Abwasserbehandlungs-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin das Diaphragma (3) eine Verbund-Ionenaustausch-Membran ist, in der eine Kationaustausch- Membran und eine Anionaustausch-Membran kombiniert sind. 11. Wastewater treatment method according to one of claims 1 to 9, wherein the diaphragm ( 3 ) is a composite ion exchange membrane in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are combined. 12. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung, umfassend:
  • - ein Elektrolyt-Bad (6), in dem ein Diaphragma (3), das eine selektive Ionen- Permeabilität aufweist, zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (2) an­ geordnet ist und das durch das Diaphragma (3) in einen Anoden-Raum (4) und einen Kathoden-Raum (5) unterteilt ist;
  • - eine Gleichstrom-Energiequelle, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode (1) und der Kathode (2) anlegt;
  • - eine erste Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung (11a) zum Zuleiten einer Elektrolyt- Lösung in den Anoden-Raum (4) des Elektrolyt-Bades (6);
  • - eine erste Flüssigkeitsablaß-Einrichtung (12a) zum Ablassen der Elektrolyt- Lösung aus dem Anoden-Raum (4) des Elektrolyt-Bades (6);
  • - eine zweite Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung (11b) zum Zuleiten einer Elektrolyt- Lösung in den Kathoden-Raum (5) des Elektrolyt-Bades (6);
  • - eine zweite Flüssigkeitsablaß-Einrichtung (12b) zum Ablassen der Elektrolyt- Lösung aus dem Kathoden-Raum (5) des Elektrolyt-Bades (6); und
  • - eine Gas-Ablaß-Einrichtung zum Ablassen des bei der Elektrolyse gebildeten Gases aus der Gasphase des Anoden-Raums (4) und/oder des Kathoden-Raums (5) des Elektrolyt-Bades (6).
12. A wastewater treatment device comprising:
  • - An electrolyte bath ( 6 ) in which a diaphragm ( 3 ), which has a selective ion permeability, is arranged between an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ) and through the diaphragm ( 3 ) in one Anode space ( 4 ) and a cathode space ( 5 ) is divided;
  • - A DC power source that applies a DC voltage between the anode ( 1 ) and the cathode ( 2 );
  • - A first liquid supply device ( 11 a) for supplying an electrolyte solution in the anode space ( 4 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A first liquid drain device ( 12 a) for draining the electrolyte solution from the anode space ( 4 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A second liquid supply device ( 11 b) for supplying an electrolyte solution in the cathode space ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A second liquid drain device ( 12 b) for draining the electrolyte solution from the cathode space ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 ); and
  • - A gas discharge device for discharging the gas formed during the electrolysis from the gas phase of the anode compartment ( 4 ) and / or the cathode compartment ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 ).
13. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach Anspruch 12, umfassend:
  • - ein Elektrolyt-Bad (6), in dem ein Diaphragma (3), das selektive Ionen-Per­ meabilität aufweist, zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (2) angeord­ net ist und das durch das Diaphragma (3) in einen Anoden-Raum (4) und einen Kathoden-Raum (5) unterteilt ist;
  • - eine Gleichstrom-Energiequelle, die eine Gleichstrom-Spannung zwischen der Anode (1) und der Kathode (2) anlegt;
  • - eine erste Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung (11a) zum Einleiten von Abwasser, das Stickstoff-Verbindungen enthält, in den Anoden-Raum (4) des Elektrolyt- Bades (6);
  • - eine erste Flüssigkeitsablaß-Einrichtung (12a) zum Ablassen des oxidierten Abwassers (7) aus dem Anoden-Raum (4) des Elektrolyt-Bades (6);
  • - eine zweite Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung (11b) zum Einleiten des Stickstoff- Verbindungen enthaltenden Abwassers (7) in den Kathoden-Raum (5) des Elek­ trolyt-Bades (6);
  • - eine zweite Flüssigkeitsablaß-Einrichtung (12b) zum Ablassen des reduzierten Abwassers aus dem Kathoden-Raum (5) des Elektrolyt-Bades (6); und
  • - eine Stickstoffgas-Ablaß-Einrichtung zum Ablassen des durch die Elektrolyse gebildeten Stickstoff-Gases aus der Gasphase des Anoden-Raums (4) und/oder des Kathoden-Raums (5) des Elektrolyt-Bades (6).
13. The waste water treatment apparatus according to claim 12, comprising:
  • - An electrolyte bath ( 6 ), in which a diaphragm ( 3 ), which has selective ion permeability, is arranged between an anode ( 1 ) and a cathode ( 2 ) and through the diaphragm ( 3 ) in one Anode space ( 4 ) and a cathode space ( 5 ) is divided;
  • - A DC power source that applies a DC voltage between the anode ( 1 ) and the cathode ( 2 );
  • - A first liquid supply device ( 11 a) for introducing waste water, which contains nitrogen compounds, into the anode space ( 4 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A first liquid drain device ( 12 a) for draining the oxidized waste water ( 7 ) from the anode space ( 4 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A second liquid supply device ( 11 b) for introducing the nitrogen-containing waste water ( 7 ) into the cathode space ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 );
  • - A second liquid drain device ( 12 b) for draining the reduced waste water from the cathode space ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 ); and
  • - A nitrogen gas discharge device for discharging the nitrogen gas formed by the electrolysis from the gas phase of the anode compartment ( 4 ) and / or the cathode compartment ( 5 ) of the electrolyte bath ( 6 ).
14. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, worin die erste Flüssigkeitsablaß-Einrichtung (12a) und die zweite Flüssigkeitszufuhr-Einrichtung (11b) miteinander verbunden sind.14. Wastewater treatment device according to claim 12 or claim 13, wherein the first liquid discharge device ( 12 a) and the second liquid supply device ( 11 b) are connected to one another. 15. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin wenigstens eine der Elektroden Anode (1) und Kathode (2) eine vernetzte oder poröse Struktur aufweist und die Anode (1) und die Kathode (2) in enger Nähe zu dem Diaphrag­ ma (3) angeordnet sind und dieses zwischen diesen angeordnet ist.15. Wastewater treatment device according to one of claims 12 to 14, wherein at least one of the electrodes anode ( 1 ) and cathode ( 2 ) has a cross-linked or porous structure and the anode ( 1 ) and the cathode ( 2 ) in close proximity to that Diaphragm ma ( 3 ) are arranged and this is arranged between them. 16. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, worin das Diaphragma (3) eine Ionenaustausch-Membran ist.16. Wastewater treatment device according to one of claims 12 to 15, wherein the diaphragm ( 3 ) is an ion exchange membrane. 17. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach Anspruch 16, worin das Diaphragma (3) eine Anionaustausch-Membran ist.17. Wastewater treatment device according to claim 16, wherein the diaphragm ( 3 ) is an anion exchange membrane. 18. Abwasserbehandlungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, worin das Diaphragma (3) eine Verbund-Ionenaustausch-Membran ist, in der eine Kationaus­ tausch-Membran und eine Anionaustausch-Membran kombiniert sind.18. Wastewater treatment device according to one of claims 12 to 16, wherein the diaphragm ( 3 ) is a composite ion exchange membrane in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are combined.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005097686A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-20 Laborelec Cvba Electrochemical device and method for the removal of ammonium and nitrate ions contained in liquid effluents
DE102007036617A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Epc Engineering Consulting Gmbh Process for the safe and efficient degradation of hydrazine and hydrazine sulfate
AT514461A1 (en) * 2013-06-19 2015-01-15 Gerd Dr Ascher The role of nitrogen in conjunction with solar or bio-energy as the energy supplier of the future
AT516196A1 (en) * 2014-08-19 2016-03-15 Niresco Forschungs Und Entwicklungs Gesmbh Use of reaction products of hydrazine with carbon dioxide as energy suppliers and energy storage
DE102021114704B3 (en) 2021-06-08 2022-09-08 Jassen - Kunststoffzentrum Gmbh - Apparatebau, Zuschnitte Und Formung Apparatus and method for converting ammonia from an aqueous liquid containing ammonia into molecular nitrogen

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3530511B2 (en) * 2001-09-19 2004-05-24 三洋電機株式会社 Nitrogen treatment method and nitrogen treatment system
US6787021B2 (en) * 2002-01-03 2004-09-07 Sachem, Inc. Purification of onium hydroxides by electrodialysis
US7828980B2 (en) * 2007-04-16 2010-11-09 Rohm And Haas Company Water treatment process
GB2449655A (en) * 2007-05-30 2008-12-03 Jlj Engineering Sercices Ltd An electrochemical reactor for aqueous solutions with high electrical resistance
HUP0700440A2 (en) * 2007-06-27 2009-06-29 Sanofi Aventis Chemical process
WO2012066554A2 (en) 2010-11-17 2012-05-24 Ori Lahav A physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems
US9440866B2 (en) * 2011-06-06 2016-09-13 Axine Water Technologies Efficient treatment of wastewater using electrochemical cell
CN104355369A (en) * 2014-11-20 2015-02-18 哈尔滨工业大学 Device for removing nitrate nitrogen in water and application method of device
CN104370425B (en) * 2014-12-02 2018-01-19 南京大学 A kind of method for handling heterocyclic compound waste water
CN114853229A (en) 2016-03-08 2022-08-05 技术研究及发展基金有限公司 Disinfection and removal of nitrogen species from saltwater aquaculture systems
CN106957094A (en) * 2017-04-11 2017-07-18 章婕 A kind of method and apparatus of electroxidation Treatment of Wastewater in Coking
CN107098441A (en) * 2017-05-12 2017-08-29 浙江工业大学 The method that electrochemistry removes Determination of Total Nitrogen in Waste Water
CN109000600B (en) * 2018-07-25 2020-09-18 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 Device and method for measuring and verifying diaphragm aperture
CN109018704B (en) * 2018-08-17 2024-10-15 佛山顺德歌林美电子产品有限公司 A self-generated nitrogen storage system
CN111020614B (en) * 2019-12-31 2020-12-08 湖北永绍科技股份有限公司 A kind of method for recovering phosphoric acid by electrolyzing mixed acid solution
CN111285444A (en) * 2020-02-27 2020-06-16 深圳市美宜佳机电设备有限公司 Method for removing nitrogen from organic waste liquid
CN111323538A (en) * 2020-02-27 2020-06-23 深圳市美宜佳机电设备有限公司 Method and device for monitoring content of organic waste liquid nitrogen and nitrogen removal method of organic waste liquid
CN111517423A (en) * 2020-05-16 2020-08-11 周磊 Treatment method for ammonia nitrogen in surface treatment wastewater
CN114000163B (en) * 2021-11-30 2024-05-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 A system for producing hydrogen by electrolysis of saline wastewater and a working method thereof
CN115403114B (en) * 2022-08-11 2024-01-05 江苏泰源环保科技股份有限公司 Nitrate wastewater treatment method based on double-chamber electrolytic reaction tank

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474936A1 (en) * 1990-09-14 1992-03-18 The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Nuclear Research Center Negev Electrochemical process for purifying chromium-containing wastes
US5376240A (en) * 1991-11-04 1994-12-27 Olin Corporation Process for the removal of oxynitrogen species for aqueous solutions
DE4330518A1 (en) * 1993-09-06 1995-03-09 Manfred Dr Rer Nat Blaschke Apparatus and process for treating waters and wastewaters
WO1997030941A1 (en) * 1996-02-22 1997-08-28 Enpar Technologies Inc. Electrochemical treatment of water contaminated with nitrogenous compounds

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1196631A (en) * 1966-05-31 1970-07-01 Monsanto Co Electrolytic Diaphragm Cell
US3486992A (en) * 1967-02-15 1969-12-30 Cincinnati Milling Machine Co Process for electrolytic oxidation of thallium or cerium salts
US4312722A (en) * 1978-10-06 1982-01-26 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for preparing nitrites
DK501485A (en) * 1984-11-05 1986-05-06 Dow Chemical Co ELECTROLYTE CELL AND METHOD OF OPERATING THE SAME
IT1202425B (en) * 1987-01-26 1989-02-09 Giuseppe Bianchi ELECTROCHEMICAL DEOXYGENATION PROCESS FOR THE CONTROL OF CORROSION IN DEIONIZED WATERS
CH675715A5 (en) * 1988-10-21 1990-10-31 Asea Brown Boveri
RU2064440C1 (en) * 1992-06-04 1996-07-27 Научно-производственное объединение "Экран" Method of treating water
JP3302443B2 (en) * 1993-05-17 2002-07-15 関西熱化学株式会社 Flat-plate flow-through type electric double layer capacitor and liquid processing method using the same
JP3488294B2 (en) * 1994-10-14 2004-01-19 忠正 中村 Water treatment method and treatment device
JP3181796B2 (en) * 1994-10-28 2001-07-03 日本電気株式会社 Electrolyzed water production equipment
US5674365A (en) * 1995-01-30 1997-10-07 First Ocean Co., Ltd. Electrode composition for electrolysis of water
JP3193295B2 (en) * 1995-07-07 2001-07-30 株式会社日本トリム Dialysis machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474936A1 (en) * 1990-09-14 1992-03-18 The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Nuclear Research Center Negev Electrochemical process for purifying chromium-containing wastes
US5376240A (en) * 1991-11-04 1994-12-27 Olin Corporation Process for the removal of oxynitrogen species for aqueous solutions
DE4330518A1 (en) * 1993-09-06 1995-03-09 Manfred Dr Rer Nat Blaschke Apparatus and process for treating waters and wastewaters
WO1997030941A1 (en) * 1996-02-22 1997-08-28 Enpar Technologies Inc. Electrochemical treatment of water contaminated with nitrogenous compounds

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005097686A1 (en) * 2004-04-07 2005-10-20 Laborelec Cvba Electrochemical device and method for the removal of ammonium and nitrate ions contained in liquid effluents
BE1016282A3 (en) * 2004-04-07 2006-07-04 Laborelec Cvba Method and equipment for disposal of ammonium ion electrochemical and / or nitrates content in liquid waste.
DE102007036617A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Epc Engineering Consulting Gmbh Process for the safe and efficient degradation of hydrazine and hydrazine sulfate
AT514461A1 (en) * 2013-06-19 2015-01-15 Gerd Dr Ascher The role of nitrogen in conjunction with solar or bio-energy as the energy supplier of the future
AT514461B1 (en) * 2013-06-19 2015-02-15 Gerd Dr Ascher The role of nitrogen in conjunction with solar or bio-energy as the energy supplier of the future
AT516196A1 (en) * 2014-08-19 2016-03-15 Niresco Forschungs Und Entwicklungs Gesmbh Use of reaction products of hydrazine with carbon dioxide as energy suppliers and energy storage
DE102021114704B3 (en) 2021-06-08 2022-09-08 Jassen - Kunststoffzentrum Gmbh - Apparatebau, Zuschnitte Und Formung Apparatus and method for converting ammonia from an aqueous liquid containing ammonia into molecular nitrogen

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Publication number Publication date
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