DE2500455C3 - Verfahren zur Behandlung von Abwasser mittels Flotation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser mittels Flotation, bei dem das Abwasser durch einen Behälter, der an oder nahe seinem Boden sich weitgehend über die gesamte Bodenfläche erstrekkende Elelttrodenreihen aufweist, hindurchgeführt v/ird und dort mit Mikrobläschen versetzt wird, die sich durch Zufuhr von elektrischem Strom zu den Elektrodenreihen bilden, wobei die gelösten und suspendierten Teilchen in dem Abwasser agglomerieren und zur Wasseroberfläche getragen werden.

Auf vielen industriellen Gebieten gibt es von den Betriebsvorgängen herrührende, gewöhnlich wäßrige Ausflüsse, die eine abtrennbare Phase enthalten, Beispielsweise enthält in der Papierindustrie der Abfluß des Herstellungsvorgangs Cellulose, Fasern und manchmal mineralische Füllstoffe, wie Kaolin, In der Fleischindustrie enthält der Abfall von Schlachthäusern tierische Fette, Proteine Und andere organische Stoffe. Die Abwässer bei der Herstellung von Eiserlprodukten, wie in Walzstraßen, enthalten Öl und Eisenpartikeln. In der Erdölindustrie sind zahlreiche Produkte mit sehr viel kleineren Dichten als bei Wasser nur schwer unter Verwendung üblicher Verfahren, wie der Dekantierung bzw. der Schlemmung oder der Zentrifugierung, trennbar. Einige Industrieverfahren, wie die Latex- oder Kunststoffindustrie, führen zu hydrophoben Abfallphasen. Selbstverständlich sind zahlreiche Flüsse und Ströme der Erde mit allen Arten von unlöslichen und feinverteilten organischen sowie anorganischen Materialien verschmutz.

Ganz allgemein führen freies Fett und Öl, d. h. also nichtemulgiertes Fett und Öl, nicht zu besonderen Problemen im Hinblick auf eine Trennung vom Wasser, da diese Stoffe im allgemeinen an die Oberfläche schwimmen und abgeschöpft werden können. Andererseits befinden sich emulgierte Fette in Lösung und begründen erhebliche Reinigungsprobleme. In diesem Zusammenhang wurde in der Vergangenheit in der Praxis gewöhnlich so verfahren, daß das Abwasser von einer Konservenfabrik zu einem Absetztank oder -behälier mii Trennblechen Ποβ, wobei sich das Wasser während einer Stunde od. dgl. absetzte und wobei das freie Fett zur Oberfläche anstieg und abgeschöpft wurde. Das emulgierte Fett verblieb dabei selbstverständlich im Wasser und gelangte mit diesem in die Abwasserkanäle. Es wurden zahlreiche Maßnahmen, wie eine Belüftung und komplexe Geräte, in Versuchen angewendet, um die Emulgierung des Abwassers

jn aufzuheben. Wenn das emulgierte Öl nicht besonders wertvoll war. wurde jedoch gewöhnlich keine Anstrengung zum Wiedergewinnen desselben vom Wasser unternommen, das schließlich mit dem Öl zu den Abwasserkanälen und daher in die Ströme und Flüsse

is geleitet wurde.

Bei Verfahren mit einer Wasserwiederverwendung kann das Öl aus dem System durch Koagulieren mit Aluminiumsulfat sowie Alkali und durch nachfolgende Filtrierung entfernt werden. Das Öl wird in den Flocken

4n eingeschlossen bzw. von diesen erfaßt und aus dem System ausgefiltert. |edoch sind periodische Rückwasch- bzw. -strömvorgänge des Filters mit Ätznatron erforderlich. Es ist jedoch festzustellen, daß die benutzten Verfahren zum vollständigen Entfernen des

4i Öls aus dem Wasser eindeutig unwirtschaftlich sind, um Abwasser von Konservenfabriken. Abwasser der Erdölindustrie und solche der .Speiseölbetriebe /u säubern bzw. aufzubereiten.

Um das Problem des Trcnnens einer feinvcrteilten

W Phase von einem Abwasser zu löse , wurde bei zahlreichen industriellen Verfahren die Flotationstech nik benutzt, bei der in die Flüssigkeit Gasbläschen eingeführt werden, die sich selbst an den Partikeln der trennbaren Phase, die fest oder flüssig sein kann.

5-; anlagern und den Partikeln eine Scheindiuhte erteilen Hierdurch werden die Partikeln in der sie enthaltenden Flüssigkeit angehoben und /ur Oberfläche transportiert, wo sie entfernt werden können. Die bisher bekannten Flotationsvorgänge und geräte haben den Hauptnach

bo teil, daß die Ciasbläschen im Volumen der flüssigkeit unmittelbar über dem Frcigabepunkt der Bläschen emc beträchtliche Turbulenz erzeugen, aufgrund derer Verunreinigungen in die geklärte Flüssigkeit getragen werden, Da es keine Möglichkeit gab, die Anzahl der Bläschen erheblich zu vergrößern, beispielsweise um Schaum zu erzeugen, waren ein Klären des Flüssigkeitsabflusses schwierig una das Reinigen beschwerlich.
In der DE-OS 18 03 229 wird in F i g. 1 eine

Vorrichtung zum Behandeln van Abwasser beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung enthält über dem Behälterboden verteilt angeordnete Elektroden, denen gleichmäßig Strom zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß die am Auslaßende erzeugte Menge der Mikrobläschen etwa gleich groß ist wie die am Einlaßende erzeugte Mikrobläschenmenge. Hierdurch wird am Ausgangsende eine zur Abscheidung des Restgehalts der suspendierten und gelösten Abwasserinhaltsstoffe nicht notwendige, hohe Turbulenz erzeugt, was zu einer Rückvermischung und mithin zu einem nicht ausreichend geklärten, bodenseitigen Abwasserablauf führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem suspendierte oder gelöste Teilchen aus Abwasser leicht entfernt werden können und besser entfernt werden können. Insbesondere soll bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Klärungszone eine Stromturbulenz vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen dti. Elektroden erzeugte Stromdichte, gemessen in Ampere pro Flächeneinheit des Behälterbodens, derart geregelt ist. daß sie längs des Strömungswegs des Abwassers von einem Ende des Behälters zum anderen Ende stufenartig oder allmählich verlaufend abnimmt, wobei die größte Stromdichte am Abwassereinlaßende des Behälters erzeugt wird.

Die Erfindung befaßt sich ganz allgemein mit der Behandlung von Wassersystemen, die suspendierte oder gelöste Partikeln enthalten und bei denen das Wasser einer Vielzahl von Stromdichtegradientenzonen unterworfen wird. Jede St.oinzone enthält eine Elektrodenreihe, die ein Gitter oder Elektrodenpaare enthält, welche eine wichtige Bezienung zur Menge der Verunreinigungen im Wasser haDc/i. Im Idealfall wird die mittlere Stromdichte am Bode., des Tanks verkleinert, wenn das Wasser durch den Behandlungstank gelangt. Dies wird durch Verändern der Spannung, der Stromstärke, des Abstands zwischen den F.lektroden oder der Anordnung der Elektroden erreicht, was noch näher erläutert wird.

In der vorliegenden Beschreibung werden zwei Arten von Stromdichten erläutert. Eine an den Elektroden erzeugte Stromdichte ist reell, wahrend am Tankboden eine imaginäre, jedoch berechenbare Stromdichte festgestellt wurde. Es gibt unbegrenzte Möglichkeiten, um am Tankboden einen Gradienten der Stromdichten zu erzeugen. Wenn beispielsweise die Stromstärke an der Elektrode konstant bleibt, erfolgt eine Verkleinerung der mittleren Stromdichte pro Flächeneinheit des Tankbodens, wenn die Elektrodenpaare weiter entfernt oder der Abstand zwischen der Anode und der Kathode vergrößert werden.

[Die meisten Abwässer und insbesondere diejenigen von Fleischbehandlungsbetrieben oder Speiseölanlagen haben eine Gemeinsamkeit, nämlich das Vorliegen von fein verteilten, geladenen, festen Partikeln, die sich auch über Monate hin nicht absetzen. Fs ist im allgemeinen festzustellen, daß üblicherweise mehr als 40% der schwebenden Festkörperteilchen negativ geladen sind, Um diese Partikeln abzuscheiden, muß die Ladung auf Null gebracht werden, Im Falle der Nulladiliig erfolgen ein Abscheiden der Partikeln und eine Flockenbildung, wobei einige Flocken steigen und andere fällen können, Es ist möglich, ejnige Partikeln in Industricabwässern durch einfaches Ändern des pH-Wertes der Lösung zu koagulieren.

Ferner werden gewöhnlich positiv geladene Partikein, nämlich Metallionen, dem Abwasser zugefügt. Diese positiv geladenen Partikeln lagern sich bereits im Abwasser an die negativen Partikeln an und führen in der Lösung insgesamt zu einer Nulladung mit dem Ergebnis einer Koaleszenz bzw. Vereinigung der Partikeln. Ferrichlorid, Ferrisulfat, Aluminiumsalze wie Alaun bilden ihre entsprechenden unlöslichen Metallhydroxide und stellen nach der vorliegenden Erfindung zum Behandeln industrieller Abwässer verwendbare,

ίο positiv geladene Partikeln dar.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Erzeugung von Flocken zwecks Anstieg zur Oberfläche ist das Zufügen von synthetischen Polymeren zum Wasser, wobei diese Polymere gewöhnlich vom Polyacrylamid-Typ sind. Diese technischen Polymereflockungsmitte¹ von wasserlöslichen Polymeren haben Molekulargewichte, die von einem mittleren Wert von 7 10" bis zu den höchsten praktischen Grenzen reichen, und sie weisen schwache, mittlere und starke Ladungsdichten auf.

Beim Behandeln eines Abwassers von einer Anlage werden etwa 100—1000 ppm. gewöhnlich etwa 300—400 ppm. Alaun oder ein anderes höherwertiges Metallsalz normalerweise etwa 6,1 m (20 ft) vor dem Tank oder Behälter in die Einflußleitung eingebracht. Es ist ein sehr schonendes Mischen erwünscht, und es wird ein starkes Rühren oder Bewegen vermieden. Nach einem Mischen von einigen Minuten wird eine kleine Menge von etwa 0,1 bis etwa 5 ppm eines Polyelektrolyten zum System zugegeben. Das Abwasser kann dann über eine Vielzahl von Elektroden strömen, und es wird ein Stromdichtegradient am Behälterboden erzeugt. Die Stromdichtezonen werden durch Verwendung einer Vielzahl von Elektrodenreihen erzeugt, die nahe dem

r> Tankboden angeordnet sind. Die benutzten Stromdich· ten stehen in einer Beziehung zur Menge des festen Fremdmaterials im Wasser über dem Gitter. Je höher die Konzentration an Fremdmaterialien ist. desto größer muß auch die verwendete wirksame Stromdichte

4i) sein. Ferner sind die mittleren StrG ndichten pro Behälterbodeneinheit am Einflußende beträchtlich größer (etwa um das 2-, 100- und vorzugsweise um das lOfache größer) als am Abflußende. Der Gradient von einem Ende des Behälters zum anderen Ende kann

•ti stufenartig oder allmählich verlaufen.

Nach der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Flektrodenreihen vorzugsweise über weitgehend die gesamte Oberfläche des Behandlungsbehälters an oder nahe seinem Boden. Mit der Bezeichnung Stromdichte

Μ sind hier die Amperezahlen pro sq ft bzw. Einheitsfläche des von der Elektrodenreihe bedeckten Behälterbodens gemeint, auch wenn die Anoden- und Kathodenaufbatiten ai's Siebdraht, aus offenem Gitter (70% offener Bereich) oder aus unter Abstand angeordnetem Draht

V) oder F.lektrodenpaaren hergestellt sind. Gute Resultate wurden bei Verwendung von Tafeln oder Blättern aus hexagonal gemustertem Streckmetall für Kathoden mn stangenfnrmigcn. zwischenliegenden Anoden erzielt, fs kann jedoch irgendeine Art einer Offcnbereichsausbil-

W) dung benutzt werden.

Nach der Erfindung werden optimale Resultate erzielt, wenn zwei oder mehr Bereiche von Stromdichtewerten in einem einzigen Abwasserbehandlungsbehalter benutzt werden. Die Effihduhg unifaßt auch die

b5 Verwendung eines Gradienten in der Energie- bzw, Leistungseingabe von einem Ende des Behälters zum anderen, Die Leistungseingabe entspricht dem Produkt aus dem Strom sowie der Spannung, das heißt Watt, und

ähnlich wie bei der Stromdichte sollte die mittlere Energie- bzw. Leistungseingnbe pro Flächeneinheit des Behälterbodens am Einflußende wesentlich größer als diejenige am Ausflußende sein. Bei konstanter Spannung ist die Wattzahl direkt proportional zur Stromstärke.

Im allgemeinen ändert sich die Größe eines Abwasserbehandlungsbehälters in Abhängigkeit von der zu behandelnden Wassermenge. Um 2271 Liter (600 gallons) industrielles Abwasser pro Minute zu behandeln, sind beispielsweise folgende Abmessungen realistisch: Länge 12,2 m (40 ft), Breite 4,6 m (15 ft) und Tiefe 1,4 Ri (4,5 ft).

Da eine kritische Beziehung zwischen der optimalen Stromdichte des Anoden-Kathoden-Gitters oder des Elektrodenpaares und der Verunreinigungsmenge im Wasser besteht, folgt hieraus, daß die Stromdichte in den Elektrodenreihen im Idealfall vermindert wird, wenn das Wasser durch den Behandlungsbehälter gelangt. Die Erfindung läßt sich am besten anwenden, wenn ein Behandlungstank in vier Reihenbereiche unterteilt wird. Jedoch wird speziell darauf hingewiesen, daß auch drei Bereiche, fünf Bereiche ode- zusätzliche Bereiche angewendet werden können. In einem Klärtank mit vier Zonen stellt die Stromdichte im vierten Bereich oder Abschnitt einen Bruchteil derjenigen im ersten Abschnitt dar und entspricht etwa der Hälfte derjenigen im ersten Abschnitt. Nachfolgende Stromdichtezonen werden gewöhnlich durch einen Faktor von etwa '/2 verkleinert. Wenn beispielsweise die Stromdichte im ersten Abschnitt (dem nächsten am Einflußende) zwischen etwa 32.3 und 215 Ampere pro m² (3 — 20 Ampere pro sq ft) Bodenfläche dieses Abschnittes beträgt, weist der zweite Abschnitt eine Stromdichte von etwa 26,9 bis 108 Ampere pro m-' (2,5—10 Ampere pro sq ft) auf. Der dritte Abschnitt hat eine Stromdichte von etwa 13,5 bis 53.8 Ampere pro m·' (1.25 — 5 Ampere pro sq ft), während der letzte Abschnitt eine Stromdichte von etwa 5.4 bis 26.9 Ampere pro m²(0,5 — 2,5 Ampere pro sq ft) hat.

Bei Vervendung von Anoden-Kathoden-Gittern liegt der optimale Abstand zwischen der Anode und der Kathode erfindungsgemäß zwischen 6.4 und 50,8 mm (0.25 — 2 Zoll). Es ist zwar möglich, ein Anoden-Kathoden-Gitter jenseits eines Abstandes von 50,8 mm zu betreiben, doch steigt die Verbrauchsleistung mit größer werdenden Distanzen. Es ist st.ir wichtig, daß das Anoden-Kathoden-Gitter soweit wie möglich von der Abschöpfoberfläche entfernt ist. Wenn der Abstand vom Boden des Behälters sehr viel größer als 203 mm (8 Zoll) ist. geht ein Teil der erwünschten Neutralisation und Koagulierung unwiederbringlich verloren.

In einer spezifischen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung hat ein benutzter Flotationstank eine Länge von 4,57 — 7,92 m (16 —20 ft), eine Höhe von etwa 1.52-1.82 m (5-6 ft) und eine Höhe von 2.13 m (7 ft). Die Einlaß- und Auslaßkanäle befinden sich etwa 1.52 m (5 ft) über dem Boden des Tanks. Dieser ist in vier elektrochemische oder Stromdichte-Abschnitte unter Anwendung von vier Zellenreihen unterteilt, die im wesentlichen den gesamten Boden des Behälters abdecken und so nahe wie möglich am Boden angeordnet sind. Alle vier Zellen werden parallel in Verbindung mit einem Gleichrichter betrieben.

Die erste Reihe oder das erste Anoden-Kathoden-Gitter (das dem Einflußende am nächsten liegende) enthält zwei Kathoden und einen Satz zylindrischer oder siangcrilorhiigrv Anoden, die mit gleichem Abstand zwischen den Kathoden angeordnet sind. Die Kathoden waren rechtwinklige Platten (Gitter) aus gestrecktem Weichstahl und hatten bei 66 bis 70% öffnungen eine Dicke von 1,59 —6,35mm ('/ib-'/i

"i Zoll). Jede öffnung hatte eine Abmessung von etwa 15,2 χ 43,2 mm (0,6 χ 1,7 Zoll). Elf Ferrosilizium-Anodenstangen mit einer Länge von 5 ft 4 inch und einem Durchmesser von 38,1 mm (1,5 Zoll) wurden zwischen die Kathoden geschichtet. Die Bodenkathode ruhte unter einem Abstand von 101,6 mm (4 Zoll) vom Behälterboden und war zusammen mit der oberseitigen Kathode durch nichtleitendes Material von den Anoden getrennt. Alle Anoden befanden sich auf einer Ebene, jedoch gegeneinander um 152,4 mm (6 Zoll) versetzt. Sie lagen quer zur Strömung des Wassers und waren etwa 127 mm (5 Zoll) gemäß Messung von ihrer Mittellinie entfernt. Die Kathodengitter waren mit 25,4-mm-Schrilten bis zu einem Ausmaß von 50,8 mm verschiebbar, doch waren sie im allgemeinen etwa 50.8—63,5 mm (2 —2,5ZoIl) von der Mittellinie der Anoden entfernt.

Die zweite Reihe ist ähnlich der ersten Reihe aufgebaut, mit dem Unterschied. c?ß neun Ferrosiüzium-Anoden (152.4 mm entfernt) im Raum benutzt wurden, so daß die Mittellinie der Kathoden etwa

2^r> zwischen 76.2-88,9 mm (3-3.5 Zoll) lag. Die dritte Reihn bestand aus fünf Ferrosiltzium-Anoden in einer Ebene, die 254 mm (10 Zoll) entfernt war und auch quer zur Strömung des Wassers lag. Diese Anoden waren etwa 76.2-101.6 mm (3-4 Zoll) über einem Kathodengitter angeordnet, das ebenfalls vom Behälterboden einen Abstand von etwa 101,6 mm (4 Zoll) hatte. Die vierte Reihe bestand aus vier Ferrosilizium-Anodcn mit einem Abstand von 304,8 mm ( 12 Zoll), wobei alle in einer Ebene und etwa 101.6—127.0 mm (4 — 5 Zoll) über

S5 einer Kathode lagen. Diese Zelle wurde am Ausflußende unter etwa einem 45 -Winkel mit einem Ende des Gitters etwa 101.6 mm (4 Zoll) vom Boden des Behälters angeordnet, wobei die Oberkante der Oberfläche des Wassers angenähert war. Der Oberteil des FliMationsbehälters enthielt Abschöpfstäbe zum Entfernen der geflockten Partikeln von der Oberseile des Tanks, vährend unterhalb der Abschöpfmittel, jedoch auf einem Niveau von etwa 127 mm (5 Zoll) vom Behälterboden aus. klares Wasser abgelassen wurde.

■r. Fs wurde ein gleichgerichteter Wechselstrom von etwa 10 Volt und hoher Stromstärke benutzt. In der ersten Reihe betrugen die oberen und unteren Stromgrenzen etwa 60—150 Ampere. Demgegenüber lagen die entsprechenden Stromgren/en der /weiten

ίο Reihe bei etwa 50— 100 Ampere, diejenigen der dritten Reihe bei etwa 15 — 40 Ampere und diejenigen der letzten Reihe bei etwa 10 — 20 Ampere. Wichtiger ist es jedoch, daß der einen Bereich von etwa U* des Behälterbodens überdeckende Einflußabschnitt eine Stromdichte von 53.8—107.5 Ampere pro m-' (5—10 Ampere pro sq ft) des Behälterbodens aufweist. Der ebenfalls '/4 des Behalterbodens ausmachende Abschnitt 2 wies eine Stromdichte im Bereich von 21,5 — 53,8 Ampere pro m^! (2-5 Ampere pro sq ft) des Behälterbodens iuf. Der Abschnitt 3 hatte Stromdichten im Bereich von 5.38-10.75 Ampere pro m' (0.5-1 Ampere pro sq ft), während der AusfluBabschnilt Stromdichten im Bereich von 1,08—5,4 Ampere pro m² (0,1 -0,5 Ampere pro sq ft) hatte. Beim Einschalten des Stroms trat eine Elektrolyse des Wassers auf, wobei in spürbaren Mengu; Mikrobläschen aus Sauerstoff und Wasserstoff entstanden, die die Partikeln zur Oberfläche trugen. Der Tank war in einem Gehäuse oder in

einer Kammer abgeschlossen, und der Wasserstoff wurde an die freie Atmosphäre entlüftet. Dabei wurden etwa 0.17 m^J(6cu ft) Wasserstoff pro Stunde freigesetzt. Eine Energieeingabe kann auch über Eleklrodenpaare erfolgen, das heißt über eine Anoden- und Kathodenstange, wobei der Abstand (Oberfläche /Iu Oberfläche) zwischen den Elektroden in jedem Eieklrodenpaar nicht kleiner als 6,35 mm (0,25 Zoll) und gewöhnlich nicht größer als 101.6 mm (4 Zoll) ist. Sehr gute Resultate wurden mit Abständen von 25,4 mm (I Zoll) erzielt. Zum Erhalten des Energiegradienten werden diese Elektrodenpaare unter größeren Abständen angeordnet, wenn das Abwasser durch den Behandliingstank geführt wird, um einen gleichmäßigen Gradienten zu erzeugen. j5

In einem typischen Tank mit einer Länge von 6,1 m (20 ft) und einer Breite von 2.4 m (8 ft), kann eine Reihe von Elektrodenpaaren mit einem Abstand von 25.4 mm (I Zoll) zwischen der Anode und der Kathode benutzt

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Elektrodenpaaren beträgt 101.6 mm (4 Zoll), derjenige zwischen den zweiten und dritten Elektrodenpaaren 203.2 mm (8 Zoll), derjenige zwischen den dritten und vierten Elektrodenpaaren 304.8 mm (12 Zoll) usw. mit jeweils Abständen zwischen aufeinanderfolgenden Elektrodenpaaren, die immer um 101.6 mm (4 Zoll) zunehmen. Diese Art der Energieverteilung ist eher gleichmäßig als stufenförmig. Daher wird die Energieeingabe im Behandlungstank aus schmalen Bündeln bzw. Packungen (Elektrodenpaaren) hergestellt, und die Dichte dieser Paare wird verändert, um den erwünschten Energiegradienten zu bilden. Gewöhnlich sollte die Energieeingabe am Einflußabschnitt des Behälters, basierend auf der Behälterbodenfläche, zwischen etwa 40 und 120 (vorzugsweise 50—100 Watt) liegen. während die Energieeingabe am Ausflußende des Behälters bei Verwendung von 10 Volt im Bereich von etwa 4 bis 12 Watt (vorzugsweise 5—10 Watt) pro sq ft liegen.

In einem spezifischen Beispiel wurde ein Behälter mit einer Länge von 7,62 m (25 ft), einer Tiefe von 1.83 m (6 ft) und einer Breite von 2.44 m (8 ft) in vier Abschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt hatte eine Abmessung von Z44 m χ \ 22 m (A ft), wobei 2.74 m (9 ft) am Einflußende übrigblieben und als Flockungskammer sowie für Trennbleche benutzt wurden. Der erste Abschnitt (der dem Einflußende am nächsten liegende) hatte neun stangenförmige Duriron-EIektroden mit einem Durchmesser von 6OJ mm (2 Vs Zoll) und einer Länge von 2,13 m (7 ft), wobei die Elektroden einen Abstand von 1.22 m (4 ft) hatten und quer zur Wasserströmung verliefen. Der zweite Abschnitt wies sieben Elektroden auf. während der dritte Abschnitt fünf Elektroden und der vierte Abschnitt vier Elektroden hatten. Die -Elektroden in dieseriwAbschmtten wafen: gleich; weit -55*- entfernt und stellten abwechselnd Anoden und Kathoden dar. die parallel geschaltet waren. Der Strom in den vier Abschnitten betrug jeweils etwa 150 Ampere, 75 Ampere, 40 Ampere und 20 Ampere. Eine Spannung von 10 Volt wurde bei allen vier Abschnitten verwendet. Es wurde ein protein- und fettreiches Abwasser von einem Schlachthof behandelt Die Eigenschaften des in den Tank eintretenden und aus dem Tank heraustretenden Wassers waren wie folgt:

Einflußabwassef

Abflußwasser

1. Extrahierbare Hexane 5,230 ppm 30 ppm

2. Suspendierte Feststoffe 4,300 ppm 100 ppm

3. pH 7-12 6,5-7,5

Die Energieeingabe in jedem Abschnitt betrug in Walt/m² (Watt/sq ft) des Behälterbodens: Abschnitt 1 - 517 (48). Abschnitt 2 - 258 (24), Abschnitt 3-129 (12), Abschnitt 4- 64.6(6).

Allgemein gilt, daß der Durchmesser der an den Kathoden und Anoden gebildeten Mikrobläschen desto kleiner ist. je größer die Stromdichte wird. Es sind kleine Bläschen erwünscht, und dementsprechend ist es bevorzugt, daß die Größe der Bläschen /wischen 10 μ und etwa 250 μ variiert, wobei der Hauptanteil im Bereich von etwa 100 μ liegt, wenn eine Kathodenstromdichte von 129 Ampere pro m* (12 Ampere pro

aij it/ wiiutJE.! TTiiu. \ji\. L/mjt.iK.11 naucii t.iiit iwcnicic Dichte als Wasser, neigen zum Hochsteigen und tragen die Flocke zur Oberfläche, wo sie abgeschöpft wird.

Die höhere Konzentration von Kolloidpartikeln erfordert größere Stromdichten, und demzufolge fällt die Größe des erforderlichen Stromes, wenn die Anzahl der Kolloidpartikeln abnimmt. Deshalb werden am Einflußende im Vergleich zu den Stromflußdichten am Aiisfluuende große Stromflußdichten benutzt. Der Elektro ,ockungsvorgang nutzt vollständig eine Wolke von geladenen Mikrobläschen aus. die an den Anoden und Kathoden gebildet werden. Diese Bläschen werden gleichförmig über den Behälter verteilt und bilden daher einen gleichförmigen Auftrieb beim Anheben der relati\ ladungsfreien Flocke zur Oberfläche. Während zwar die Bläschen gleichförmig über das gesamte Wasser verteilt sind, ist die Stromverteilung über dem Behälter nicht gleichförmig.

An den Anoden tritt ein den pH-Wert absenkender Effekt auf. der vielfach die Fett-Wasser-Emulsion aufbricht. Nach dem Aufbrechen der Emulsion steigt das Fett zur Oberfläche. Eine Koaleszenz oder Verschmelzung der freinen Partikeln wird auch durch Zufügen geladener positiver Teilchen, das heißt Eisen. Aluminium. Kalziumionen zusammen mit einem anionischen Polymere unterstützt. Die Partikelausscheidung, die Flockenbildung, die Partikelflotation, der aufgedrückte Strom und die Elektrolyse sind dynamische Systeme. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Einflußabschnitt hauptsächlich zum Neutralisieren der negativen Ladung von Fremdpartikeln und zum Hochtreiben der Flocken in Anwesenheit einer großen Wasserturbulenz benutzt. Im nächsten Abschnitt des Behälters wird eine zweite elektrochemische Zelle zum Koaleszieren verbleibender loser Flocken unter mittlerer Turbulenz ^:verwendeti Im= Abschnitt 3 werden lose Restflocken unter geringer Turbulenz zur Oberfläche fiotieri. Der Abschnitt 4 wird benutzt, um unlenksame Flocken zum Ansteigen und Verbleiben an der Oberfläche zu veranlassen. Als unlenksame Flocke wird eine solche mit beträchtlicher elektrostatischer Ladung verstanden. Diese kann nicht in den ersten drei Abschnitten angehoben und gehalten werden, da die Turbulenz zu groß ist, während im Abschnitt 4 eine sehr geringe Turbulenz vorherrscht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Abwasser mittels Flotation, bei dem das Abwasser durch einen Behälter, der an oder nahe seinem Boden sich weitgehend über die gesamte Bodenfläche erstrekkende Elektrodenreihen aufweist, hindurchgeführt wird und dort mit Mikrobläschen versetzt wird, die sich durch Zufuhr von elektrischem Strom zu den Elektrodenreihen bilden, wobei die gelösten und suspendierten Teilchen in dem Abwasser agglomerieren und zur Wasseroberfläche getragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Elektroden erzeugte Stromdichte, gemessen in Ampere pro Flächeneinheit des Behälterbodens, derart geregelt ist, daß sie längs des Strömungsweges des Abwassers von einem Ende des Behälters zum anderen Ende stufenartig oder allmählich verlaufend abnimmt, wobei die größte Stromdichte am Abwassereinlaßende des Behälters erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Stromdichte am Abwassereinlaßende des Strömungsweges 32,3 bis 215 A/cm² beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdichtegradient bei zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Stufen angewandt wird, wobei die folgende Dichte die Hälfte der Dichte der vorherigen Stufe beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der Ausflockung zu dem Abfallwasser ein mehrwertigem Aluminium- oder Eisenmetallion zugegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung ein Flockungsmittel zugefügt wird, um das Ansteigen der Feststoffe zur Oberfläche zu unterstützen, wobei das Flockungsmittel ein Copolymer aus 90 bis 50 Gew.-% Acrylamid oder Methacrylamid und 10 bis 50 Gew.-% Acryl- oder Methacrylsäure oder einem wasserlöslichen Salz davon ist.