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DE2623849A1 - METHOD OF ACCUMULATION OF SOLIDS SUSPENDED IN A LIQUID AND EQUIPMENT FOR CARRYING OUT THE METHOD - Google Patents

METHOD OF ACCUMULATION OF SOLIDS SUSPENDED IN A LIQUID AND EQUIPMENT FOR CARRYING OUT THE METHOD

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Publication number
DE2623849A1
DE2623849A1 DE19762623849 DE2623849A DE2623849A1 DE 2623849 A1 DE2623849 A1 DE 2623849A1 DE 19762623849 DE19762623849 DE 19762623849 DE 2623849 A DE2623849 A DE 2623849A DE 2623849 A1 DE2623849 A1 DE 2623849A1
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DE
Germany
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electrodes
liquid
alternating current
density
vessel
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19762623849
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German (de)
Inventor
Graham L Hodgett
Karl Moeglich
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.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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Priority claimed from US05/663,790 external-priority patent/US4094755A/en
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Ceased legal-status Critical Current

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Description

DipUng. Peter-C. Srofca Dr.-ing. Ernst StratmannDipUng. Peter-C. Srofca Dr.-ing. Ernst Stratmann

Patentanwälte £623849Patent Attorneys £ 623849

4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 94 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

Düsseldorf, 25. Mai 1976Düsseldorf, May 25, 1976

LS-12170
7644
LS-12170
7644

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh/ Pa. 15222, V. St. A.
Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh / Pa. 15222, V. St. A.

Verfahren zur Zusammenballung von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffen und Gerät zur Ausführung des Verfahrens Process for the agglomeration of solids suspended in a liquid and apparatus for carrying out the process

Die Erfindung betrifft ein fortlaufendes Verfahren zur Zusammenballung von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffen von kolloider Größe oder größerer Größe sowie ein Gerät zur Ausführung des Verfahrens.The invention relates to a continuous method of agglomeration of solids of colloidal size or larger size suspended in a liquid and a device for Execution of the procedure.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen ein Gleichstrom oder ein Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom benutzt wird, um Feststoffe zusammenzuballen, die in einer wäßrigen Flüssigkeit suspendiert sind. Ein Beispiel für ein derartiges bekanntes Verfahren ist in der US-PS 3 767 046 beschrieben.Various methods are known in which a direct current or a direct current with superimposed alternating current is used is used to aggregate solids suspended in an aqueous liquid. An example of such a thing known process is described in US Pat. No. 3,767,046.

Diese bekannten Verfahren umfassen viele Nachteile, die das jeweilige Verfahren entweder aus ökonomischen Gründen unausführbar machen oder die dazu führen, daß die Betriebskosten sehr hoch werden. Zum Beispiel sind Verfahren, die eine Agglomeration mittels Gleichstrom durchführen, durch eine schnelle Verschlechterung der Anode gekennzeichnet, insbesondere durch Aufschichten oder Überwachsen der Anode aufgrund von organischen Materialien aus der Lösung oder Unreinheiten des Metalls selbst oder auch von Unreinheiten, die sich aus den Körnungsreaktionen der Anodenoberfläche ergeben. Daher ist ein chargenweiserThese known methods have many disadvantages which make the respective method impracticable either for economic reasons make or that lead to the fact that the operating costs are very high. For example, processes that involve agglomeration perform by means of direct current, characterized by rapid deterioration of the anode, in particular by Stratification or overgrowth of the anode due to organic materials from the solution or impurities in the metal itself or also from impurities that result from the grain reactions of the anode surface. Therefore, it is a batch

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Telefon (0211) 3208 58 Telegramme CustopatTelephone (0211) 3208 58 Telegrams Custopat

Betrieb erforderlich, weil die Anode häufig abgeschaltet und gesäubert oder ersetzt werden muß, während ein fortlaufender Betrieb oder ein Betrieb für lange Zeitperioden unmöglich sind.Operation required because the anode often needs to be shut down and cleaned or replaced during an ongoing Operation or operation for long periods of time is impossible.

Es sind verschiedene Zusatzmaterialien für die Zelle bekannt, mit denen die Neigung der Elektroden zu Schichtbildung vermindert, der Stromwirkungsgrad erhöht und die Lebensdauer der Elektrode verlängert wird. Diese Additive sind in verschiedenem Ausmaß wirksam. Jedoch sind die Unkosten bei der Benutzung von Additiven erheblich und stellen einen bedeutsamen Nachteil beim Betrieb mit Gleichstrom dar. Offensichtlich ist ein fortlaufender Betrieb oder zumindest ein im wesentlichen ununterbrochener Betrieb über eine längere Zeitperiode ohne die Notwendigkeit des Abschaltens zum Erneuern oder Säubern der Anode vom wirtschaftlichen Standpunkt her günstiger, als der Chargenbetrieb, selbst wenn Additive benutzt werden.Various additional materials are known for the cell, which reduce the tendency of the electrodes to form layers, the current efficiency is increased and the life of the electrode is extended. These additives are effective to varying degrees. However, there is an expense in using it of additives and represent a significant disadvantage when operating with direct current. Obviously, one is continuous Operation or at least substantially uninterrupted operation for an extended period of time without the need Switching off for renewing or cleaning the anode is more economical from an economic point of view than batch operation, even if additives are used.

Die Anmelderin des vorliegenden Verfahrens hat auch bereits ein Verfahren zur Zusammenballung von Schwebstoffen in einer wäßrigen Lösung entwickelt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß lediglich Wechselstrom in wirtschaftlicher Weise verwendet wird, um einen ununterbrochenen Betrieb ohne die Notwendigkeit des häufigen Ersetzens oder Schälens der Anode zu gewährleisten. Es wurde gefunden, daß Wechselstrom eine elektrostriktive Wirkung auf suspendiertes Material ausübt. Zusätzlich erzeugt Wechselstrom fortlaufend Wasserstoffperoxyd an beiden Elektroden, was dazu beiträgt, die Elektroden während des Betriebs sauberzuhalten. Schließlich besitzt der auf der Elektrode erzeugte Wasserstoff die Fähigkeit, mit der Elektrode selbst zu reagieren und schließlich minimale Mengen von Metallhydroxyden zu erzeugen, die als Flockungskeime wirken und die Flockung oder Zusammenballung von festen Unreinheiten fördern. Der elektrostriktive Effekt und die Erzeugung des Wasserstoffperoxyds an jeder Elektrode sind in einer Gleichstromzelle ohne die Anwesenheit von Sulfatradikalen oder anderen Additiven nicht möglich. Entsprechend zeigt dieses neue Verfahren einen viel wirksamerenThe applicant of the present method also already has a method for agglomerating suspended solids in one aqueous solution developed, which is characterized in that only alternating current is used in an economical manner is used to ensure uninterrupted operation without the need for frequent replacement or peeling of the anode. It has been found that alternating current is electrostrictive Has an effect on suspended material. In addition, alternating current continuously generates hydrogen peroxide on both electrodes, which helps keep the electrodes clean during operation. After all, the one generated on the electrode possesses Hydrogen has the ability to react with the electrode itself and ultimately produce minimal amounts of metal hydroxides, which act as flocculation nuclei and the flocculation or agglomeration of solid impurities. The electrostrictive effect and the generation of hydrogen peroxide at everyone Electrodes are not possible in a DC cell without the presence of sulfate radicals or other additives. Accordingly, this new method shows a much more effective one

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und vor allem ununterbrochenen Betrieb, ohne daß kostspielige Additive benützt werden müßten.and above all, uninterrupted operation without the need to use expensive additives.

Inzwischen wurde außerdem gefunden, daß dann, wenn die die zu zusammenballenden Feststoffe enthaltende Lösung zwischen den Elektroden auf fortlaufender Basis in Anwesenheit eines fluidisierten Bettes von leitfähigen Teilchen hindurchgeführt wird, eine außerordentlich stark verbesserte Zusammenballung oder Flockung der Feststoffe eintritt, und zwar auf Grund der Vielzahl der elektrolytischen Zellen, die in dem zusammenbrechenden Feld des Wechselstromes zur Verfügung gestellt werden. Durch die Benutzung von leitfähigen Teilchen, die im wesentlichen gegen Abnutzung widerstandsfähig sind, wird auf die Elektroden ein mechanischer Abriebeffekt ausgeübt, der dazu beiträgt, die Elektroden während des fortlaufenden Betriebs sauberzuhalten und dadurch das häufige Abschalten zum Zwecke der Schichtbeseitigung vermeidet. Auch wurde gefunden, daß durch Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Elektrodenerosion auf ungefähr 0,2 % des Wertes vermindert wird, der bei Verfahren mit Gleichstrom auftritt.In the meantime it has also been found that if the solution containing the solids to be agglomerated is between passed through the electrodes on an ongoing basis in the presence of a fluidized bed of conductive particles there will be an extremely much improved agglomeration or flocculation of the solids due to the multitude of electrolytic cells provided in the collapsing field of alternating current will. By using conductive particles that are substantially wear-resistant, is exerted a mechanical abrasion effect on the electrodes, which helps to keep the electrodes in place during the continuous Keeping the plant clean and thus avoiding frequent shutdowns for the purpose of removing shifts. It was also found that by using the method according to the invention the electrode erosion is reduced to about 0.2% of the value that occurs in direct current processes.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zur Zusammenballung von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffen zu schaffen, das nicht unterbrochen zu werden braucht, um beispielsweise die Elektroden zu säubern. Außerdem soll ein Gerät zur Ausführung des Verfahrens geschaffen werden.The object of the invention is therefore to provide a method for agglomeration of solids suspended in a liquid that need not be interrupted in order to for example to clean the electrodes. In addition, a device for carrying out the method is to be created.

Die Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst. Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung wird ein turbulent fluidisiertes Bett aus leitfähigen Teilchen verwendet, wodurch ein ununterbrochener Betrieb von noch höherem Wirkungsgrad erreicht wird.The object is achieved by the features mentioned in the main claim. According to a further embodiment of the invention A turbulently fluidized bed of conductive particles is used, ensuring uninterrupted operation of even higher levels Efficiency is achieved.

Es sei bemerkt, daß das fluidisierte Bett in der erfindungsgemäßen Zelle ausschließlich durch das zu verarbeitende Wasser erreicht werden kann, daß aber auch das zu verarbeitende Wasser durch ein Gas ergänzt werden kann, wie beispielsweise durchIt should be noted that the fluidized bed in the invention Cell can only be reached by the water to be processed, but that also the water to be processed can be supplemented by a gas, such as by

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in das Gefäß eingeblasene Luft. Nachdem einmal ein fluidisierter Zustand erreicht wurde, wird die Wahrscheinlichkeit von Brückenbildung, Kurzschlüssen u. dgl. zwischen den Elektroden beseitigt. Erhöhte Turbulenz erhöht dann den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die obere Grenze lediglich durch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens festgelegt wird.air blown into the vessel. Once a fluidized state has been reached, the likelihood of bridging, Short circuits and the like between the electrodes eliminated. Increased turbulence then increases the efficiency of the invention Process, the upper limit being determined only by the economics of the process.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die gasunterstützte Turbulenz noch dadurch vergrößert, daß die Seitenwand des Zellengefäßes in einem Winkel zur vertikalen Achse des Gefäßes angeordnet wird. Die abgewinkelten Seitenwände erhöhen die Leichtigkeit, mit der ein wirklich fluidisiertes Bett innerhalb des Gefäßes erzeugt werden kann und erhöhen die auf die Oberflächen der Elektrode einwirkende Reibung durch die Teilchen des Bettes.According to a further embodiment of the invention, the gas-assisted turbulence is increased by the fact that the Side wall of the cell vessel is arranged at an angle to the vertical axis of the vessel. The angled side walls increase the ease with which a truly fluidized bed can be created within the vessel and increase the friction exerted on the surfaces of the electrode by the particles of the bed.

Wenn ein durch Wechselstrom erzeugteselektrisches Feld benutzt wird, werden die leitfähigen Teilchen, wie oben erwähnt, zu bipolaren Elektroden, so daß die Zelle eine Vielzahl dieser Elektroden enthält, wobei jede Elektrode ihre eigene Grenzschicht schafft. Die dem fluidisierten Bett eingegebene Teilchenbewegung sichert nicht nur eine fortlaufende Säuberung der Elektrodenflächen, sondern auch der einzelnen Teilchen und ihrer Grenzschichten. Daher liefert eine maximale Turbulenz, die mit einem gegebenen Gerät erreichbar ist, den maximalen Wirkungsgrad, der erfindungsgemäß erhalten werden kann.When using an alternating current generated electric field As mentioned above, the conductive particles become bipolar electrodes, so that the cell has a plurality of these Contains electrodes, each electrode creating its own interface. The particle motion input to the fluidized bed not only ensures continuous cleaning of the electrode surfaces, but also of the individual particles and their boundary layers. Hence, maximum turbulence achievable with a given device provides the maximum Efficiency that can be obtained according to the invention.

Zunächst wurden vorzugsweise Wechselströme mit einer Frequenz von 0,2 bis 800 Hz an den Elektroden verwendet, die einen elektrischen Strom einer Größe von ungefähr 0,08 bis 6 A proFirst, alternating currents with a frequency of 0.2 to 800 Hz were preferably used on the electrodes, the one electric current of a magnitude of about 0.08 to 6 amps per

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6,45 cm (Zoll ) durch das Bett hindurch erzeugten. Außerdem wurde gefunden, daß es besonders günstig ist, wenn die Aufenthaltsdauer in dem Bett zwischen 9 und 25 s liegt und der Abstand zwischen den Elektroden zwischen 6 und 50 mm liegt, wobei ein Abstand von ungefähr 13 mm besonders günstig ist. Der Abstand zwischen den Elektrodenflächen kann auf Wunsch jedoch auch größer als 50 mm sein. Der Abstand von etwa 13 mm
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6.45 cm (inches) through the bed. It has also been found that it is particularly favorable if the length of stay in the bed is between 9 and 25 s and the distance between the electrodes is between 6 and 50 mm, a distance of approximately 13 mm being particularly favorable. However, if desired, the distance between the electrode surfaces can also be greater than 50 mm. The distance of about 13 mm

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sowie die parallele Anordnung von mehreren Zellen zur Aufnahme des zu verarbeitenden Wassers ist jedoch günstiger.as well as the parallel arrangement of several cells to hold the water to be processed is more favorable.

Die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Zusammenballung von in einer wäßrigen Flüssigkeit suspendierten Feststoffen zu schaffen, wird nicht nur, wie schon ausgeführt, durch Hindurchführen der Flüssigkeit durch ein Wechselstromfeld unter Aufrechterhaltung eines Turbulenzzustandes der Flüssigkeit erreicht, sondern gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform auch noch durch die Erzeugung von Wasserstoffperoxyd an jeder Elektrode, Eine weitere Unterstützung der Agglomeration der in der wäßrigen Lösung enthaltenen Schwebstoffe wird dadurch erreicht, daß diese Schwebstoffe einem fluidisierten Bett ausgesetzt werden, das einem Wechselstromfeld unterworfene leitende Teilchen enthält. Besonders günstig ist dabei die Wirkung einer Vielzahl von Elektroden in einem zusammenbrechenden Wechselstromfeld eines turbulenten fluidisierten Bettes aus leitfähigen Teilchen, wobei die Schwebkräfte gebrochen und die Feststoffe veranlaßt werden, zu verklumpen, sich zusammenzuballen oder zu flocken. Das turbulente fluidisierte Bett aus leitfähigen Teilchen liegt dabei vorzugsweise zwischen zwei im Abstand angeordneten Elektroden, die an eine Quelle für Wechselstrom angeschlossen sind. Durch den Turbulenzzustand in dem Bett und durch die von der Vielzahl der darin enthaltenen Teilchen gebildeten Elektroden werden die Schwebkräfte beseitigt und die Schwebstoffe zur Verklumpung gebracht, so daß sie mittels herkömmlicher Verfahren aus der Flüssigkeit abgeschieden werden können.The object of the invention to provide an improved method for agglomeration of those suspended in an aqueous liquid Creating solids is not only, as already stated, by passing the liquid through an alternating current field achieved while maintaining a turbulent state of the liquid, but also according to a further embodiment nor by the production of hydrogen peroxide at each electrode, A further support of the agglomeration of the suspended matter contained in the aqueous solution is achieved in that these suspended solids are exposed to a fluidized bed, the conductive particles subjected to an alternating current field contains. The effect of a large number of electrodes in a collapsing alternating current field is particularly favorable a turbulent fluidized bed of conductive particles, breaking the floating forces and causing the solids become, clump together, clump together, or flake. The turbulent fluidized bed of conductive particles is preferably located between two spaced apart Electrodes connected to a source of alternating current. By the state of turbulence in the bed and by the the suspended forces are eliminated and suspended solids are formed by the plurality of electrodes formed therein clumped so that they can be by means of conventional Process can be deposited from the liquid.

Gemäß einer weiteren günstigen Ausführungsform sind die im Abstand angeordneten Elektroden des fluidisierten Bettes in einem Gefäß angeordnet, dessen Seitenwände in einem Winkel zur vertikalen Achse des Gefäßes liegen, wodurch der Turbulenzzustand besonders leicht aufrechterhalten werden kann und die Reinigungswirkung auf die Elektrodenflächen begünstigt wird, so daß der Abrieb von darauf abgelagerten Unreinheiten noch verbessert wird.According to a further advantageous embodiment, the spaced electrodes of the fluidized bed are in arranged a vessel, the side walls of which are at an angle to the vertical axis of the vessel, whereby the turbulence state can be maintained particularly easily and promotes the cleaning effect on the electrode surfaces so that the abrasion of impurities deposited thereon is further improved.

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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Further details, advantages and possible applications of the invention emerge from the accompanying illustration of exemplary embodiments as well as from the following description.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Gerät, das besonders günstig für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist;Fig. 1 is a plan view of a device that is particularly favorable for carrying out the method according to the invention is;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch den Gefäßteil des Gerätes der Fig. 1, wobei der Mittelteil entfernt wurde;FIG. 2 shows a vertical section through the vessel part of the device of FIG. 1, with the central part removed became;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linien 3-3 der Fig. 1;Figure 3 is a sectional view taken along lines 3-3 of Figure 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linien 4-4 der Fig. 2;Figure 4 is a sectional view taken along lines 4-4 of Figure 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linien 5-5 der Fig. 2;Figure 5 is a sectional view taken along lines 5-5 of Figure 2;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linien 6-6 der Fig. 2;Figure 6 is a sectional view taken along lines 6-6 of Figure 2;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linien 7-7 der Fig. 2;Figure 7 is a sectional view taken along lines 7-7 of Figure 2;

Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linien 8-8 der Fig. 2;Figure 8 is a sectional view taken along lines 8-8 of Figure 2;

Fig. 9 eine grafische Darstellung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemessen über die prozentuale Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der Aufenthaltszeit in dem erfindungsgemäßen Gefäß;9 shows a graphic representation of the efficiency of the method according to the invention, measured over the percentage light transmission as a function of the residence time in the inventive Vessel;

Fig. 10 eine grafische Darstellung der Stromdichte über der Aufenthaltszeit, dem verbrauchten Strom und der Durchflußrate;10 shows a graph of the current density over the residence time, the current consumed and the flow rate;

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Fig. 11 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der behandelten Wassermenge und der Stromdichte über der Durchflußgeschwindigkeit und der Durchflußrate;11 is a graph showing the relationship between the amount of water treated and the current density versus the flow rate and the flow rate;

Fig. 12 eine grafische Darstellung des Zellenwiderstandes, wenn Graphitteilchen zu dem Wasser hinzugefügt werden, und zwar sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom; 12 is a graph of the cell resistance; when graphite particles are added to the water for both alternating current and direct current;

Fig. 13 eine grafische Darstellung der Temperatur in der Zelle mit der Beziehung zu dem Zellenwiderstand, und zwar für den Fall eines nichtfluidisierten und für den Fall eines fluidisierten Zellbettes; undFig. 13 is a graph showing the temperature in the cell with the relationship to the cell resistance; namely in the case of a non-fluidized and in the case of a fluidized cell bed; and

Fig. 14 eine grafische Darstellung der linearen Durchflußrate über der Betthöhe zum Aufbau der Fluidisierung mit unterschiedlichen Teilchen als Bettbestandteile.Figure 14 is a graph of the linear flow rate Above the bed level to build up fluidization with different particles as bed components.

In Fig. 1 ist ein Gerät dargestellt, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von wäßrigen Flüssigkeiten, die suspendierte feste Materialien enthalten, besonders günstig durchgeführt werden kann. Das Gerät umfaßt ein Gefäß 10, das jede gewünschte Anzahl von Zellen enthalten kann, beispielsweise die zwei dargestellten Zellen (siehe Fig. 3), die im folgenden noch näher beschrieben werden. Jede Zelle 12 in dem Gefäß 10 wird über eine Konsole 14 gesteuert. Die Konsole 14 wird zur überwachung und zur Steuerung der Turbulenz in der Zelle und zum Zuführen des gewünschten Stromes und der gewünschten Spannung zu den Elektroden benutzt. Die Konsole 14 kann mit einer Quelle für elektrische Energie z. B. über ein Kabel 16 verbunden sein und die gewünschte Spannung und den gewünschten Strom über Kabel 18 an die Zellenelektroden liefern. Selbstverständlich stellt die Konsole 14 kein für die Ausführung der Erfindung wesentliches Merkmal dar. Statt dessen können auch einzelne Steuerungen benutzt werden.In Fig. 1, a device is shown with which the invention Process for the treatment of aqueous liquids which contain suspended solid materials, particularly favorable can be carried out. The device includes a vessel 10 which may contain any desired number of cells, for example the two cells shown (see Fig. 3), which will be described in more detail below. Each cell 12 in the vessel 10 is controlled via a console 14. The console 14 is for monitoring and controlling the turbulence in the cell and supplying the desired current and voltage used to electrodes. The console 14 can be connected to a source of electrical energy e.g. B. connected via a cable 16 and deliver the desired voltage and current via cable 18 to the cell electrodes. Of course the console 14 is not an essential feature for the implementation of the invention. Instead, individual Controls are used.

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Wie schon vorher erwähnt wurde, kann die Turbulenz durch das zu verarbeitende Wasser erzeugt werden, das der Zelle zugeführt wird, oder auch durch ergänzend zugefügtes Gas, wie beispielsweise Luft. Im Falle einer Vielzahl von Zellen ist es besonders günstig, für das Wasser und für die Luft in jeder Zelle einen getrennten Einlaß vorzusehen. Entsprechend wird gemäß Fig. 1 das zu verarbeitende Wasser durch eine Leitung in die Zelleinlässe 22 und 22' im unteren Teil des Gefäßes 10 gepumpt. Der Durchfluß des zu verarbeitenden Wassers kann beispielsweise durch Durchflußmesser 24 überwacht werden. Das Gas für die Unterstützung des fluidisierten Bettzustandes innerhalb jeder Zelle, das gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform Luft darstellt, wird dem unteren Teil einer jeden Zelle durch die Leitung 26 gepumpt und über Einlasse 28 und 28' zugeführt. Die Konsole 14 kann verschiedene Meß- und Anzeigegeräte u. dgl. enthalten, um den Durchfluß in die Zelle 12 zu steuern und zu überwachen. Das Gefäß 10 umfaßt auch einen Auslaß 29 im oberen Gefäßteil für das Wasser mit den zusammengeballten Feststoffen, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurden. Das Wasser mit den Feststoffen, das aus dem Auslaß 29 fließt, kann mittels herkömmlicher Einrichtungen zu irgendeiner gewünschten Trennanlage geführt werden, wie beispielsweise zu einem Absetztank, zu einer Zentrifuge, einem Abstreifer, einer Schwemmaufbereitungszelle ο. dgl.As mentioned earlier, the turbulence can be created by the water to be processed that is supplied to the cell is, or by additionally added gas, such as air. In the case of a multitude of cells it is it is particularly advantageous to provide a separate inlet for the water and for the air in each cell. Accordingly According to FIG. 1, the water to be processed through a line into the cell inlets 22 and 22 ′ in the lower part of the vessel 10 pumped. The flow of the water to be processed can be monitored by flow meter 24, for example. The gas for supporting the fluidized bed condition within each cell, according to a preferred embodiment Air is pumped to the bottom of each cell through line 26 and via inlets 28 and 28 ' fed. The console 14 can be various measuring and display devices and the like to control and monitor the flow into cell 12. The vessel 10 also includes one Outlet 29 in the upper part of the vessel for the water with the agglomerated solids, which according to the method according to the invention were treated. The water with the solids flowing out of the outlet 29 can by conventional means be fed to any desired separation plant, such as a settling tank, a centrifuge, a scraper, a flood treatment cell ο. like

Gemäß Fig. 3 umfaßt das Gefäß 10 in der dargestellten Ausführungsform Zwillingszellen 12, die gegenüberstehende Elektroden enthalten. Die Elektroden 30 sind durch Isolationsabstandshalter 32 getrennt und werden durch Seitenwände 34 und Frontwände 36 gehalten. Die inneren Elektroden sind ebenfalls durch isolierende Abstandshalter 38 getrennt.According to Fig. 3, the vessel 10 comprises in the illustrated embodiment Twin cells 12 containing opposing electrodes. The electrodes 30 are through insulation spacers 32 separated and held by side walls 34 and front walls 36. The inner electrodes are also through insulating spacers 38 separately.

Die Elektroden in jeder Zelle 12 können vorzugsweise aus irgendeinem nnon-valve"-Metall hergestellt sein, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Stahl. Für die meisten Anwendungen ist jedoch Aluminium vorzuziehen. Die einander gegenüberstehenden Elektroden besitzen, wie oben bereits erläutert, einen AbstandThe electrodes in each cell 12 can preferably be made of any n non-valve "metal, such as aluminum, magnesium, or steel. For most applications, however, aluminum is preferred. The opposing electrodes, as explained above, are spaced

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von 6 bis 50 mm zueinander, vorzugsweise aber einen Abstand von 13 mm. Jede Zahl von Zellen 12 kann in dem Gefäß 10 verwendet werden, besonders günstig sind jedoch ein oder zwei Zellen, wie in Fig. 3 gezeigt ist, oder bis zu zehn oder mehr Zellen. In jedem Falle stehen die Elektroden vorzugsweise jedoch zueinander parallel.from 6 to 50 mm to each other, but preferably a distance of 13 mm. Any number of cells 12 can be used in the vessel 10 However, one or two cells, as shown in FIG. 3, or up to ten or are particularly favorable more cells. In any case, however, the electrodes are preferably parallel to one another.

Die nach oben reichenden Seitenwände 34 des Gefäßes 10 können vertikal sein, besonders günstig ist es aber, diese Wände in einem Winkel zur Vertikalen anzuordnen. Vorzugsweise liegt dieser Winkel zwischen 5° und 30° hinsichtlich der Vertikalen, besonders günstig ist eine Abweichung von 10 . Der Winkel der Seitenwände 34 soll, wie schon erläutert, die Bildung eines turbulenten fluidisierten Bettes innerhalb einer jeden Zelle 12 erleichtern. Die Elektroden 30 erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten zentralen Bereich des Gefäßes bis nahe zu den winkligen Seitenwänden 34.The upwardly extending side walls 34 of the vessel 10 can be vertical, but it is particularly favorable to have these walls to be arranged at an angle to the vertical. This angle is preferably between 5 ° and 30 ° with respect to the vertical, A deviation of 10 is particularly favorable. The angle of the side walls 34 should, as already explained, the formation of a turbulent fluidized bed within each cell 12. The electrodes 30 extend in essentially over the entire central area of the vessel up to close to the angled side walls 34.

In den Fig. 2, 4, 5 und 7 ist eine Einlaßkammer 37 in der Basis 39 des Gefäßes 10 vorgesehen, um das zu verarbeitende Wasser, das durch die Einlasse 22 und 22' zugeführt wird, mit der Luft zu vermischen, die über die Einlasse 28 und 28' in dieMischkammer 42 eingeführt wird, um die gewünschte Turbulenz zu erzeugen. Ein Sieb 40 liegt oberhalb der Einlaßkammer und unterhalb der Mischkammer 42. Ein Sieb 44 liegt oberhalb der Mischkammer 42, um, wie noch beschrieben wird, das fluidisierte Bett zu halten und es auf den zentralen Teil des Gefäßes 10 zwischen den schrägen Seitenwänden 34 zu begrenzen. Die Seitenwände 46 des unteren Teils 39 des Gefäßes 10 können vertikal sein, wie dargestellt ist. Auf Wunsch kann das Gefäß 10 auch auf einer Basis 48 gehalten werden.In Figs. 2, 4, 5 and 7, an inlet chamber 37 is in the Base 39 of the vessel 10 is provided to hold the water to be processed, which is supplied through the inlets 22 and 22 ', to mix with the air coming through the inlets 28 and 28 ' is introduced into the mixing chamber 42 to create the desired turbulence. A screen 40 lies above the inlet chamber and below the mixing chamber 42. A screen 44 is located above the mixing chamber 42 to, as will be described, the fluidized To hold the bed and to limit it to the central part of the vessel 10 between the inclined side walls 34. The side walls 46 of the lower portion 39 of the vessel 10 may be vertical as shown. If desired, the vessel 10 can also be held on a base 48.

In den Fig. 2, 6 und 8 enthält der obere Teil 50 des Gefäßes eine obere Entbindungskammer 52, die oberhalb der Elektroden angeordnet ist. Ein Sieb 54 liegt oberhalb der Kammer 52, um das fluidisierte Bett innerhalb der Kammer 10 zu halten. Elektrodenleitungen 56 erstrecken sich von den Elektroden 30In Figures 2, 6 and 8, the upper portion 50 of the vessel includes an upper delivery chamber 52 which is above the electrodes is arranged. A screen 54 lies above chamber 52 to maintain the fluidized bed within chamber 10. Electrode leads 56 extend from electrodes 30

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/n/ n

und sind so ausgeführt, daß sie mit Kabeln 18 verbunden sind, die die Elektrode 30 mit der Konsole 14 und der Quelle für durch das Kabel übertragene elektrische Energie verbindet.and are adapted to be connected to cables 18 which connect the electrode 30 to the console 14 and the source of connects electrical energy transmitted through the cable.

Während zu verarbeitendes Wasser durch das Sieb 54 nach oben strömt, trennt ein Wehr 58 das Innere des Gefäßes 10 von einer Auslaßsammelkammer 60, in dem das verarbeitete Wasser gesammelt wird, um es durch einen Auslaß 28 abzuziehen. Das verarbeitete Wasser vom Auslaß 28 wird dann, wie schon erwähnt, durch irgendeine herkömmliche Einrichtung zu einer festen Trennstation transportiert, wie beispielsweise eine Abstreifeinrichtung, ein Absetztank, eine Zentrifuge o. dgl. (nicht dargestellt). Alternativ kann das verarbeitete Wasser auch durch Einlaß 20 in das Gefäß 10 zurückgeführt werden, wobei die zusammengeballten Pestkörper als Flockungskeime dienen, um noch größere Reinheit zu erhalten.While water to be processed flows up through the sieve 54, a weir 58 separates the interior of the vessel 10 from an outlet plenum 60 in which the processed water is collected to be withdrawn through an outlet 28. That processed water from outlet 28 is then solidified by any conventional means, as previously mentioned Separating station transported, such as a stripping device, a settling tank, a centrifuge or the like. (Not shown). Alternatively, the processed water can also be returned to the vessel 10 through inlet 20, wherein the clumped plague bodies serve as flocculation germs, to get even greater purity.

Die Seitenwände 64 und die Vorder- und Rückwände 36 können mit den entsprechenden Seiten-, Vorder- und Rückwänden des zentralen Teils des Gefäßes 10 einstückig sein, oder sie können damit verschweißt sein. Die Seitenwände können von irgendeiner gewünschten Konfiguration sein, die zur Bildung der Kammer sowie der Auslaßkammer 60 geeignet sind, wie dem Durchschnittsfachmann offensichtlich ist. The side walls 64 and the front and rear walls 36 can be connected to the corresponding side, front and rear walls of the central part of the vessel 10, or they can be welded to it. The side walls can be of any desired configuration suitable for forming the chamber as well as the outlet chamber 60, as will be apparent to one of ordinary skill in the art.

Die genaue Teilchengröße der Bestandteile des fluidisierten Bettes ist nicht kritisch und kann von ungefähr 3 mm bis zu 6 mm reichen. Aufgrund von durchgeführten Untersuchungen hat sich ergeben, daß zur Erreichung von Bettstabilität bei einer bestimmten gewünschten Aufenthaltszeit das ideale Teilchen eine Kugel darstellt, dessen Durchmesser ungefähr 3 mm beträgt und dessen spezifisches Gewicht etwa 2 ausmacht. Das verwendete Material kann jedoch jedes leitende Material sein, das überragende mechanische und chemische Stabilität besitzt. Vorzugsweise sollten die Betteilchen zu einer wahren Fluidisierung geeignet sein. Ist eine Fluidisierung des Bettes nicht vorhanden, können, wie oben schon angedeutet, BrückenbildungThe precise particle size of the constituents of the fluidized bed is not critical and can range from about 3 mm up to 6 mm is enough. Based on investigations carried out, it has been found that to achieve bed stability in a certain desired residence time the ideal particle represents a sphere whose diameter is approximately 3 mm and whose specific weight is approximately 2. That used However, the material can be any conductive material that has excellent mechanical and chemical stability. Preferably the bed particles should be suitable for true fluidization. If the bed is not fluidized, can, as already indicated above, bridge formation

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und Kurzschlüsse auftreten, die den Stromwirkungsgrad vermindern können. Bei einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform dieser Erfindung werden Graphitpellets benutzt, die zylindrisch sind und einen Nenndurchmesser von 3,175 mm und eine Nennlänge von 4,82 mm aufweisen, bei einem spezifischen Gewicht von 2,1. Die zylindrischen Pellets führten zu einer verbesserten Turbulenz des fluidisierten Bettes und erhöhten deren elektrische Effekte.and short circuits occur, which can reduce current efficiency. In a preferred embodiment of this invention graphite pellets are used which are cylindrical and have a nominal diameter of 3.175 mm and a nominal length of 4.82 mm have, with a specific weight of 2.1. The cylindrical pellets resulted in improved turbulence in the fluidized bed and increased their electrical effects.

Fig. 14 erläutert die Ergebnisse der Versuche, die auf die Erzeugung eines fluidisierten Bettes in einer Röhre gerichtet waren, deren innerer Durchmesser 15,9 mm betrug und mit den möglichen Bettbestandteilen gefüllt war. Jeder Bestandteil wurde mit Wasser der verschiedenen dargestellten Geschwindigkeiten fluidisiert. Die Betthöhe relativ zur Geschwindigkeit ist in Fig. 14 dargestellt.Fig. 14 illustrates the results of the experiments based on the Creation of a fluidized bed in a tube, the inner diameter of which was 15.9 mm and with the possible bed components was filled. Each ingredient was mixed with water at the various speeds shown fluidized. Bed height relative to speed is shown in FIG.

Eine Reihe von Untersuchungen wurde auch unter Verwendung einer Zelle durchgeführt, die parallele Seitenwände besaß sowie einen Elektrodenplattenabstand von 10,2 mm, um die Leitfähigkeit der ausgewählten Graphitteilchen relativ zur Temperatur in dem fluidisierten Bett zu ermitteln, und alternativ in einem Zustand, bei dem eine Fluidisierung nicht erreicht wurde. Es wurde gefunden, daß z. B. bei einer Wasserfließrate von 6 l/min und einer Luftfließrate von 0,2 SCFI^as Bett von einer "nichtfließenden" Höhe von 400 mm auf einer vollständig fluidisierte Höhe von 813 mm expandierte. Bei einer StromdichteA number of tests were also carried out using a cell that had parallel side walls and an electrode plate spacing of 10.2 mm to measure the conductivity of the selected graphite particles relative to temperature to be determined in the fluidized bed, and alternatively in a state in which fluidization is not achieved became. It has been found that e.g. B. at a water flow rate of 6 l / min and an air flow rate of 0.2 SCFI ^ as bed of expanded to a "non-flowing" height of 400 mm to a fully fluidized height of 813 mm. At a current density

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von 0,19 A pro 6,45 cm (Zoll ) und einem Leistungsverbrauch, der äquivalent zu 3,11 kWh pro 4000 1 war, trat dramatische Flockung auf. Bei einem fluidisierten Bett trat ein deutlich niedrigerer Leistungsverbrauch auf, verglichen mit dem Leistungsverbrauch bei nicht vorhandenem Bett, wie in Fig. 13 dargestellt.of 0.19 A per 6.45 cm (inches) and a power consumption, which was equivalent to 3.11 kWh per 4000 liters, dramatic flocculation occurred. In the case of a fluidized bed, one clearly occurred lower power consumption compared to the power consumption when there is no bed, as shown in FIG. 13.

Fig. 12 erläutert die Änderung des Zellenwiderstands, wenn Graphitpellets zu 225 cm Wasser hinzugefügt werden, um die stark erhöhte Leitfähigkeit zu registrieren, die bei Wechselstrom in einem fluidisierten Bett eintritt, verglichen mit Gleichstrom.Fig. 12 explains the change in cell resistance when Graphite pellets are added to 225 cm of water in order to register the greatly increased conductivity that occurs with alternating current occurs in a fluidized bed compared to co-current.

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Die Fig. 9 bis 11 erläutern die Ergebnisse, die bei Versuchen erhalten wurden, die mit der in den Fig. 1 bis 8 dargesteilen Einrichtung durchgeführt wurden. Bei diesen Versuchen betrug der Plattenabstand zwischen den Elektroden 13 mm und das Bettvolumen betrug ungefähr zwei Drittel des tatsächlichen Volumens zwischen den Elektroden. Zusätzlich waren die Seitenwände bezüglich der Vertikalen um 10° geneigt.FIGS. 9-11 illustrate the results obtained in experiments similar to that shown in FIGS. 1-8 Establishment were carried out. In these tests, the plate spacing between the electrodes was 13 mm and the bed volume was approximately two thirds of the actual volume between the electrodes. In addition were the side walls inclined by 10 ° with respect to the vertical.

In der Fig. 9 wird der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, und zwar über der Aufenthaltsdauer der zu verarbeitenden Flüssigkeit. Der Wirkungsgrad wird in Prozent Lichtdurchlässigkeit gemessen, und zwar mit einem Spektrometer bei einer Wellenlänge λ = 5500 £, wobei destilliertes Wasser als 100 %-Standard benutzt wurde. Somit gibt der Wirkungsgrad, oder die prozentuale Lichtdurchlässigkeit, ein Maß für die Klarheit des behandelten Wassers wieder, verglichen mit destilliertem Wasser. Zwar war das in diesem Versuch behandelte Wasser, dessen Ergebnisse in der Fig. 9 dargestellt sind, der Weißwasserabfluß einer Papierfabrik, jedoch sind die Ergebnisse auch für andere behandelte Flüssigkeiten repräsentativ. Wie dargestellt ist, sollte die optimale Aufenthaltsdauer in den linearen Teil der Grafik fallen, zwischen ungefähr 9 und 25 s. Eine längere Aufenthaltsdauer ergibt nur geringen Anstieg der Lichtdurchlässigkeit, verglichen mit dem erforderlichen Strom. Entsprechend wird die Aufenthaltsdauer in der erfindungsgemäßen Einrichtung vorzugsweise zwischen insgesamt 9 und 25 s liegen.In Fig. 9, the efficiency of the invention Device shown, namely over the residence time of the liquid to be processed. The efficiency is in Percent light transmission measured with a spectrometer at a wavelength λ = 5500 £, with distilled Water was used as the 100% standard. Thus, the efficiency, or the percentage of light transmission, a measure of the clarity of the treated water compared to distilled water. It was true in this experiment treated water, the results of which are shown in Figure 9, the white water runoff of a paper mill, however the results are also representative for other fluids treated. As shown, should be the optimal length of stay fall in the linear part of the graph, between approximately 9 and 25 s only a small increase in light transmission compared to the required current. The length of stay will be accordingly in the device according to the invention are preferably between a total of 9 and 25 s.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde benutzt, um verschiedene Abwasser zu behandeln. Zum Beispiel wurde die Spülflüssigkeit für Koksöfen behandelt, dann Quellwasser, das kolloides Eisen enthielt, weiterhin kolloides Graphit enthaltende Abwässer von Hartpapierfabriken und Sodafabriken, außerdem Maschinenfabriköle in Wasseremulsionen (Bohrflüssigkeit), Seifenabwasser, das beim Kupferziehen anfällt, Haushaltsabwässer, Papierfabrikschlämme, sowie verschiedene andere kommerzielle und häusliche Abwasserströme. In allen Fällen wurde der Gehalt an Schweb-The device according to the invention has been used to treat various types of waste water. For example was the rinsing liquid treated for coke ovens, then spring water containing colloidal iron, further wastewater containing colloidal graphite from hard paper mills and soda mills, also machine factory oils in water emulsions (drilling fluid), soap waste water, that occurs during copper drawing, household wastewater, paper mill sludge, as well as various other commercial and domestic wastewater streams. In all cases the content of suspended

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stoffen deutlich innerhalb der oben angegebenen vorzugsweisen Aufenthaltsdauer vermindert.substances are significantly reduced within the preferred length of stay specified above.

Im folgenden werden besondere Beispiele für die Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben. In jedem Beispiel wurde das fluidisierte Bett durch Graphitpellets gebildet, die ein spezifisches Gewicht von ungefähr 2,1 besaßen.Specific examples for the use of the method according to the invention are given below. In every example the fluidized bed was formed by graphite pellets, which had a specific gravity of about 2.1.

Beispiel IExample I.

Benutzt wurde eine Gesamtdurchflußrate von 14 bis 20 l/min mit kolloidem Graphit verschmutzten Wassers sowie eine Luftdurchflußrate von 1 bis 1,5 SCFM in dem zweizeiligen Gefäß der Fig. 1-8, um eine gute Fluidisierung mit zylindrischen Graphitpellets zu erreichen, wie weiter oben beschrieben, wobei die Graphitpellets ein spezifisches Gewicht von etwa 2,1 besaßen. Ein Gesamtstrom von 30 A bei einer Spannung von 50 V Wechselstrom von 60 Hz wurde an den Elektroden angelegt und die kolloide Suspension "gebrochen". Der Gehalt an suspendierten Feststoffe wurde von 1285 ppm in dem unbehandelten Wasser auf 38 ppm vermindert, nachdem das Wasser einmal durch die Einheit gelaufen war, gefolgt von einer ungefähr zweistündigen Absetzzeit in einem nicht dargestellten Haltetank. Das eingeflossene Wasser besaß eine Temperatur von 1,11 bis 3,33 C. Höhere Einflußtemperaturen führen offensichtlich zu höherer Leitfähigkeit, d. h., als allgemeine Regel besitzt Wasser bei 21 C eine Leitfähigkeit, die 2 bis 3,75 mal so groß ist, wie Wasser bei 0 C, abhängig von der Menge und Art der Unreinheiten. A total flow rate of 14 to 20 l / min with colloidal graphite contaminated water and an air flow rate were used from 1 to 1.5 SCFM in the two-lined vessel of Figs. 1-8 to ensure good fluidization with cylindrical To achieve graphite pellets, as described above, the graphite pellets having a specific weight of about 2.1 owned. A total current of 30 A at a voltage of 50 V AC of 60 Hz was applied to the electrodes and the colloidal suspension "broken". The suspended solids content was 1285 ppm in the untreated Water reduced to 38 ppm after running the water once through the unit followed by approximately two hours Settling time in a holding tank, not shown. The water that ran in had a temperature of 1.11 to 3.33 C. Higher influence temperatures obviously lead to higher conductivity, i. that is, as a general rule, owns water at 21 C a conductivity that is 2 to 3.75 times as high, like water at 0 C, depending on the amount and type of impurities.

Beispiel IIExample II

Papierfabriklagunenschlamm wurde in einem erfindungsgemäßen Gerät bearbeitet, wie es in den Fig. 1-8 beschrieben ist. Der Schlamm wurde ursprünglich mit Aluminiumsulfat behandelt,Paper mill lagoon sludge was made in a Machine processed as described in Figs. 1-8. The sludge was originally treated with aluminum sulphate,

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enthielt aber suspendierte Feststoffe, die unter normalen Bedingungen jahrelang in der Schwebe bleiben würden. Der Schlamm besaß eine sehr hohe Viskosität und eine Lichtdurchlässigkeit von 0 %. Die suspendierten Feststoffe machten 5,4 Gew% aus und 1,3 % der Feststoffe bestanden aus Aluminiumhydroyd.but contained suspended solids which under normal conditions would remain in suspension for years. The mud possessed a very high viscosity and a light transmittance of 0%. The suspended solids were 5.4% by weight and 1.3% of the solids were aluminum hydroxide.

Der Schlamm wurde mit städtischem Wasser im Verhältnis von 3:1 verdünnt. Die Durchflußrate durch die erfindungsgemäße Einrichtung betrug 12 l/min, wobei ein Wechselstrom von 60 A und 60 V an den Elektroden angelegt wurde.The mud was in the ratio of urban water 3: 1 diluted. The flow rate through the device according to the invention was 12 l / min, with an alternating current of 60 A and 60 V was applied to the electrodes.

Der behandelte Schlamm enthielt Feststoffe, die sich innerhalb von 10 min niederschlugen und die Suspensionskräfte waren vollständig gebrochen. Die Lichtdurchlässigkeit des Oberflächenwassers des verarbeiteten Schlammes nach einer Stunde betrug 86,5 % bei einer Lichtwellenlänge von 475 ,u. Es verblieben gemessene suspendierte Feststoffe in einer Menge von 11 ppm.The treated sludge contained solids which precipitated within 10 minutes and were the suspension forces completely broken. The surface water light transmittance of the processed sludge after one hour was 86.5% at a light wavelength of 475, u. Measured suspended solids remained in an amount of 11 ppm.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß gefunden wurde, daß durch Wechselstrom, der über einem turbulent fluidisiertem Bett aus leitfähigen Teilchen angelegt wird, wirksam und wirtschaftlich die in Wasser suspendierten Feststoffe auf fortlaufender Basis verringert. Die erzeugte Turbulenz erhöht den Wirkungsgrad des Stromes und trägt zu einem elektrostriktiven Effekt bei, durch den eine Vielzahl von bipolaren Elektroden innerhalb der Zelle erzeugt werden, die die Suspensionskräfte der Feststoffe zerbrechen. Die Feststoffe klumpen dann zusammen, wodurch sie in einfacher Weise durch Absetzen oder Abschöpfen o. dgl. entfernt werden können.In summary it can be said that it was found that by alternating current flowing over a turbulent fluidized The bed of conductive particles is laid on, effectively and economically the solids suspended in water on continuous Base decreased. The generated turbulence increases the efficiency of the electricity and contributes to an electrostrictive Effect by which a large number of bipolar electrodes are generated within the cell, which break the suspension forces of the solids. The solids then clump together, whereby they can be removed in a simple manner by settling or skimming or the like.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren bleiben durch die Anwendung des Wechselstromes die Elektrodenoberflächen für den wirkungsvollen fortlaufenden Betrieb verhältnismäßig sauber, und zwar hauptsächlich aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffperoxyd sowie aufgrund der mechanischen Abriebwirkung durch die Betteilchen. Das Wasserstoffperoxyd trägt auch zur Entfärbung und Deodorisierung des behandelten Wassers bei, wieIn contrast to the known methods, the use of alternating current means that the electrode surfaces remain for the efficient ongoing operation is relatively clean, mainly due to the generation of hydrogen peroxide as well as due to the mechanical abrasion effect of the bed particles. The hydrogen peroxide also contributes to the discoloration and deodorising the treated water, such as

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dem Fachmann geläufig sein wird. Am wichtigsten ist jedoch, daß der Wechselstrom einen fortlaufenden Betrieb ermöglicht, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Anlage abzuschalten, um eine beschädigte Anode zu ersetzen oder eine Anode zu säubern, und das Verfahren erfordert auch keine kostspieligen Additive für den wirksamen Betrieb.will be familiar to the person skilled in the art. Most importantly, the alternating current enables continuous operation, without the need to shut down the system to replace a damaged anode or to clean an anode, nor does the process require expensive additives to operate efficiently.

Das verbesserte Verfahren und das verbesserte Gerät für die fortlaufende Zusammenballung von Feststoffen kolloider Größe oder größerer Größe, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, besteht also - um den Erfindungsgedanken noch einmal kurz zusammenzufassen - in dem Durchleiten der Flüssigkeit durch im Abstand zueinander angeordneten Elektrodenplatten in Anwesenheit eines fluidisierten Bettes aus leitfähigen Teilchen, wobei die flüssige Suspension einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, das durch einen an den Elektroden angelegten und durch die leitenden Teilchen des Bettes hindurchfließenden Wechselstrom zustande kommt. Die Turbulenz der Teilchen in dem Bett verbessert nach den Erkenntnissen der Anmelderin die Leitfähigkeit und den Stromwirkungsgrad, vermindert die Elektrodenerosion und vermindert durch mechanische Reibwirkung der Betteilchen die Verschmutzung und Beschichtung der Elektroden, so daß die Suspensionskräfte der genannten Feststoffe schnell und wirksam gebrochen werden. Die agglomerierten Feststoffe können dann mittels herkömmlicher Verfahren, wie beispielsweise Abschöpfen, Absetzen, Flotieren u. dgl. von der Flüssigkeit getrennt werden.The improved method and apparatus for the continuous agglomeration of colloidal size solids or larger size, which are suspended in a liquid, so there is - around the idea of the invention again to summarize briefly - in the passage of the liquid through spaced apart electrode plates in the presence of a fluidized bed of conductive particles, the liquid suspension being an electrical Field is exposed through a applied to the electrodes and flowing through the conductive particles of the bed Alternating current comes about. The turbulence of the particles in the bed improves according to the findings of the Applicant reduced the conductivity and the current efficiency the electrode erosion and reduces the soiling and coating through the mechanical friction effect of the bed particles of the electrodes, so that the suspension forces of the said solids are broken quickly and effectively. The agglomerated Solids can then be removed using conventional methods such as skimming, settling, floating and the like. Be separated from the liquid.

Die Erfindung kann auch in anderen Formen verwirklicht werden, die vorliegend nicht beschrieben wurden, ohne daß vom eigentlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird. Die vorliegend geschilderte Ausfuhrungsform soll in jeder Hinsicht nur zur Erläuterung und nicht zur Eingrenzung der Erfindung dienen.The invention can also be embodied in other forms which have not been described herein without departing from the actual Invention idea is deviated. The embodiment described here is intended in every respect only for Explanation and not serve to limit the invention.

Patentansprüche; Claims ;

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Claims (40)

Patentansprüche :Patent claims: 1J Fortlaufendes Verfahren zur Zusammenballung von in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffen von kolloider Größe oder größerer Größe, gekennzeichnet durch Anordnung zumindest eines Paares von Metallelektroden, deren Frontflächen im wesentlichen einen engen Abstand zueinander aufweisen; Führen der Flüssigkeit in einer ununterbrochenen Strömung zwischen den sich gegenüberliegenden Frontflächen der im Abstand zueinander stehenden Elektroden und an diesen Frontflächen vorbei; Anlegen einer Wechselspannung mit einer Frequenz von etwa 0,2 Hz bis 800 Hz an die Elektroden; Steuerung der Wechselspannung mit Beziehung zu dem Abstand zwischen den Frontflächen der Elektroden und zu der Leitfähigkeit der Flüssigkeit, um einen Wechselstromfluß zwischen den beiden Elektrodenflächen zu erhalten,1 J Continuous process for the agglomeration of solids suspended in a liquid of colloidal size or larger size, characterized by the arrangement of at least one pair of metal electrodes, the front surfaces of which are essentially closely spaced from one another; Guiding the liquid in a continuous flow between the opposing front surfaces of the spaced electrodes and past these front surfaces; Applying an alternating voltage with a frequency of about 0.2 Hz to 800 Hz to the electrodes; Control of the alternating voltage with relation to the distance between the front surfaces of the electrodes and to the conductivity of the liquid in order to obtain an alternating current flow between the two electrode surfaces, 2 22 2 dessen Wert zwischen 0,08 und 6 A pro 6,45 cm (Zoll ) Elektrodenoberfläche liegt; Schaffung einer fluiduminduzierten Bewegung in der Flüssigkeit zur Erzeugung einer Turbulenz in der Flüssigkeit mit einer Reynoldszahl von zumindest ungefähr 10.000, während die Flüssigkeit zwischen den im Abstand zueinanderliegenden Frontflächen der Elektroden und an diesen vorbei fließt.its value between 0.08 and 6 A per 6.45 cm (inch) Electrode surface lies; Creation of a fluid-induced movement in the liquid to produce a Turbulence in the liquid with a Reynolds number of at least about 10,000, while the liquid is between the spaced apart front surfaces of the electrodes and flows past them. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem Metall hergestellt ist, das kein Edelmetall und auch kein Ventilmetall darstellt; daß zur Herstellung der Turbulenz komprimiertes Gas in die Flüssigkeit eingeführt wird; daß die angegebenen Zustände aufrechterhalten werden, so daß während des Durchflusses der Flüssigkeit zwischen den Metallelektroden eine Bildung von Metallhydroxyden an den Elektrodenoberflächen erfolgt, während Strom zwischen den Elektroden fließt; und daß die Durchflußrate des Flüssigkeitsstromes so gesteuert wird, daß die Flüssigkeit zwischen den Elektrodenfrontflachen ausreichend lange verweilt, so daß die Teilchen in der kolloiden Suspension veranlaßt werden, sich zu2. The method according to claim 1, characterized in that the electrode is made of a metal that is not Represents precious metal and also does not represent valve metal; that to produce the turbulence compressed gas in the Liquid is introduced; that the specified conditions are maintained, so that during the flow the liquid between the metal electrodes forms metal hydroxides on the electrode surfaces, while current flows between the electrodes; and that the flow rate of the liquid stream is so controlled that the liquid between the electrode front surfaces lingers long enough to cause the particles in the colloidal suspension to close 709837/0B81709837 / 0B81 SLSL festen Teilchen einer Größe zusammenzuballen, die zumindest 5000 Α-Einheiten überschreitet, so daß derartige feste Teilchen keine kolloide Suspension in der Flüssigkeit mehr darstellen.aggregate solid particles of a size that at least 5000 Α units, so that such solid particles do not have a colloidal suspension in the liquid represent more. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Elektroden Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Eisen, Magnesium oder Stahl ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the metal of the electrodes is aluminum, an aluminum alloy, Is iron, magnesium or steel. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß4. The method according to claim 2, characterized in that die Metallhydroxyde veranlaßt werden, sich an den Elektrodenoberflächen zu bilden, ohne daß Älkalihalidsalzadditive in der Flüssigkeit vorhanden sind.the metal hydroxides are caused to adhere to the electrode surfaces without the presence of alkali metal salt additives in the liquid. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß5. The method according to claim 2, characterized in that in der Flüssigkeit Alkalihalidsalze vorhanden sind, während diese Flüssigkeit an den Oberflächen der im Abstand zueinander stehenden Elektroden vorbeifließt.alkali halide salts are present in the liquid, while this liquid is on the surfaces of the spaced apart standing electrodes flows past. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhydroxyde veranlaßt werden, an den Elektroden gebildet zu werden, ohne daß eine externe Hinzufügung von Hydroxyden zu der Flüssigkeit erfolgt, die zwischen den Elektroden hindurchfließt.6. The method according to claim 2, characterized in that the metal hydroxides are caused on the electrodes to be formed without an external addition of hydroxides to the liquid occurring between flows through the electrodes. 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angegebenen Bedingungen aufrechterhalten werden, so daß der Wechselstrom, der zwischen den Elektroden hindurchläuft, Wasserstoffperoxyd an den Elektroden erzeugt, wodurch an den Elektroden Metallhydroxyde gebildet werden.7. The method according to claim 2, characterized in that the specified conditions are maintained, so that the alternating current that runs between the electrodes generates hydrogen peroxide at the electrodes, whereby metal hydroxides are formed on the electrodes. 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontflächen der Elektroden bei Beginn des Betriebs des Verfahrens ungefähr einen Abstand von 13 mm besitzen.8. The method according to claim 2, characterized in that the front surfaces of the electrodes at the start of operation of the procedure have a distance of approximately 13 mm. 7 0 9837/05817 0 9837/0581 9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein pH-Bereich von 2 bis 9 aufrechterhalten wird, während die Flüssigkeit zwischen den Elektroden und an den Elektroden vorbei fließt.9. The method according to claim 2, characterized in that a pH range of 2 to 9 is maintained while the liquid flows between the electrodes and past the electrodes. 10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Flüssigkeit, die zwischen den Elektroden und an diesen vorbei fließt, ein leitfähiges Material hinzugefügt wird, das die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines zwischen den Elektrodenoberflächen fließenden Stromes erleichtert, wobei die Stromdichte innerhalb des angegebenen Bereiches liegt.10. The method according to claim 2, characterized in that the liquid between the electrodes and on These flows past, a conductive material is added, which creates and sustains a facilitates current flowing between the electrode surfaces, the current density being within the specified range Area. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Flüssigkeit zugefügte Material zumindest ein geeignetes Salz ist, das in der Flüssigkeit löslich ist.11. The method according to claim 10, characterized in that the material added to the liquid at least one is a suitable salt that is soluble in the liquid. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß12. The method according to claim 1, characterized in that die Stromdichte des zwischen den Elektrodenflächen fließen-the current density of the flow between the electrode surfaces 2 den Stromes im Bereich von 0,08 bis 3 A pro 6,45 cm gehalten wird.2 the current is maintained in the range of 0.08 to 3 amps per 6.45 cm. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß13. The method according to claim 1, characterized in that die Wechselstromdichte auf einem Wert zwischen 0,08 bis 0,5 Athe alternating current density to a value between 0.08 and 0.5 A. 2
pro 6,45 cm gehalten wird.
2
per 6.45 cm.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die14. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 0,19 A pro 6,45 cm gehalten wird.Density of the alternating current is kept at about 0.19 A per 6.45 cm. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die15. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstroms auf etwa 1,0 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is maintained at approximately 1.0 amps per 6.45 cm. 709837/0561709837/0561 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die16. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 1,5 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 1.5 A per 6.45 cm will. 17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die17. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 2,0 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 2.0 A per 6.45 cm. 18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die18. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 2,5 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 2.5 A per 6.45 cm. 19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die19. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 3,0 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 3.0 A per 6.45 cm. 20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die20. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 3,5 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 3.5 A per 6.45 cm. 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des W<21. The method according to claim 1, characterized in that the Density of the W < halten wird.will hold. Dichte des Wechselstromes auf etwa 4,0 A pro 6,45 cm ge-Density of the alternating current to about 4.0 A per 6.45 cm 22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die22. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 5,0 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is kept at about 5.0 amps per 6.45 cm. 23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die23. The method according to claim 1, characterized in that the Dichte des Wechselstromes auf etwa 6,0 A pro 6,45 cm gehalten wird.The density of the alternating current is maintained at about 6.0 A per 6.45 cm. 24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselspannung zwischen 10 und 400 Hz liegt.24. The method according to claim 1, characterized in that the frequency of the alternating voltage is between 10 and 400 Hz. 709837/0B61709837 / 0B61 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußrate der Flüssigkeit so gewählt ist, daß sie sich etwa 9 - 25 s zwischen den Elektroden befindet.25. The method according to any one of the preceding claims 1 24, characterized in that the flow rate of the liquid is chosen so that it is about 9-25 s between the electrodes. 26. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Material Graphit darstellt.26. The method according to claim 10, characterized in that the conductive material is graphite. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Material ein spezifisches Gewicht von etwa 2 bis 2,1 besitzt.27. The method according to claim 26, characterized in that the conductive material has a specific weight of about 2 to 2.1. 28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fluidisiertes Bett aus leitfähigen abriebfesten Teilchen zwischen den sich gegenüberstehenden Frontflächen vorgesehen wird und daß die zu behandelnde Flüssigkeit ununterbrochen zwischen und an diesen Frontflächen vorbei durch das Bett fließt.28. The method according to claim 1, characterized in that a fluidized bed of conductive abrasion-resistant particles between the facing front surfaces is provided and that the liquid to be treated is uninterrupted between and past these front surfaces flowing through the bed. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen ein spezifisches Gewicht von ungefähr 2 besitzen.29. The method according to claim 28, characterized in that the conductive particles have a specific gravity of approximately 2 own. 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus Graphit bestehen.'30. The method according to claim 29, characterized in that the particles consist of graphite. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen zylindrische Form besitzen.31. The method according to claim 30, characterized in that the particles are cylindrical in shape. 32. Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 - 31, gekennzeichnet durch ein Gefäß (10)32. Device for carrying out the method according to the preceding claims 1 - 31, characterized by a vessel (10) mit Vorderwand (36) , Rückwand und Seitenwänden (46) und mit einem Einlaß (22) für die Zufuhr von zu reinigendem Wasser und einem Auslaß (29) für Wasser und zusammengeballte Feststoffe, wobei die Seitenwände (46) des Gefäßes (10) in einer Ebene liegen, die senkrecht zur horizontalen Achse des Gefäßes (10) liegt; mit zumindest zwei aufrecht-709837/0561 with front wall (36), rear wall and side walls (46) and with an inlet (22) for the supply of water to be purified and an outlet (29) for water and aggregated solids, the side walls (46) of the vessel (10) in lie in a plane which is perpendicular to the horizontal axis of the vessel (10); with at least two upright- 709837/0561 stehenden Elektroden (30), die innerhalb des Gefäßes (10) zwischen dem Einlaß (22) und dem Auslaß (29) angeordnet sind, wobei die Elektroden sich im Abstand gegenüberliegende Metallfrontflächen besitzen, die zusammen mit den Seitenwänden des Gefäßes eine Wasserbehandlungskammer bilden, die mit dem Einlaß (22) und dem Auslaß (29) des Gefäßes (10) in Verbindung steht; durch Einrichtungen, die mit den Elektroden (30) in Verbindung stehen, um einen Wechselstrom mit einer Frequenz von 0,2 bisstanding electrodes (30) which are arranged within the vessel (10) between the inlet (22) and the outlet (29) are, wherein the electrodes have at a distance opposite metal front surfaces, which together with the side walls of the vessel form a water treatment chamber, which with the inlet (22) and the outlet (29) of the vessel (10) is in communication; by means that are connected to the electrodes (30), an alternating current with a frequency of 0.2 to 2 800 Hz und einer Stromdichte von 0,01 bis 6 A pro 6,45 cm zuzuführen; durch von dem Gerät getragene Pumpeinrichtungen zur Führung des zu reinigenden Wassers durch den Einlaß (22) in das Gefäß und durch die Behandlungskammer, und zum nachfolgenden Leiten des behandelten Wassers durch den Auslaß (29) aus dem Gefäß heraus; durch von dem Gerät getragene Einrichtungen zur Bewegung des zu behandelnden Wassers innerhalb der Behandlungskammer, um das Wasser in einem turbulenten Zustand zu halten, während es sich zwischen den Elektroden (30) befindet; und durch leitende Einrichtungen, die zwischen den Elektroden innerhalb der Kammer angeordnet sind, um das elektrische Wechselfeld über den Elektroden zu verstärken, wenn sich das zu reinigende Wasser innerhalb der Kammer befindet.2,800 Hz and a current density of 0.01 to 6 A per 6.45 cm to feed; by pumping means carried by the device for guiding the water to be purified through the inlet (22) into the vessel and through the treatment chamber, and for the subsequent passage of the treated water through the outlet (29) out of the vessel; by devices carried by the device to move the patient to be treated Water inside the treatment chamber to keep the water in a turbulent state while it is moving located between the electrodes (30); and by conductive means between the electrodes within the chamber are arranged in order to intensify the alternating electric field over the electrodes when the water to be purified is located inside the chamber. 33. Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (34) sich in einer Ebene befinden, die hinsichtlich der vertikalen Achse des Gefäßes einen Winkel bis zu 30° besitzt.33. Apparatus according to claim 32, characterized in that the side walls (34) are in a plane with respect to the vertical axis of the vessel has an angle of up to 30 °. 34. Gerät nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 5 bis 30° beträgt.34. Apparatus according to claim 33, characterized in that the angle is 5 to 30 °. 35. Gerät nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ungefähr 1O° beträgt.35. Apparatus according to claim 34, characterized in that the angle is approximately 10 °. 709837/0581709837/0581 36. Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Frontflächen der Elektroden (30) in Ebenen liegen, die parallel zur vertikalen Achse des Gefäßes (10) liegen.36. Apparatus according to claim 32, characterized in that the opposite front surfaces of the electrodes (30) lie in planes which are parallel to the vertical axis of the vessel (10). 37. Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Bewegung des Wassers eine Quelle für unter Druck stehendes Gas umfaßt, die mit der Kammer37. Apparatus according to claim 32, characterized in that the means for moving the water is a source for pressurized gas associated with the chamber in Verbindung steht und so ausgeführt ist, daß das Gas in die Kammer eingeführt werden kann.is in communication and is designed so that the gas can be introduced into the chamber. 38. Gerät nach i*.nspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.38. Device according to i * .nspruch 37, characterized in that the Gas is air. 39. Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Einrichtungen Graphitpellets umfassen.39. Apparatus according to claim 32, characterized in that the conductive devices comprise graphite pellets. 40. Gerät nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontfläche der Elektroden (30) aus einem Metall besteht, das Aluminium, Eisen, Stahl oder Magnesium sein kann.40. Apparatus according to claim 33, characterized in that the front surface of the electrodes (30) consists of a metal, which can be aluminum, iron, steel or magnesium. ES/jn 5ES / jn 5 709837/0561709837/0561
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