用于廢水處理的方法和用于實施該方法的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于廢水處理的方法W及一種用于實施該方法的裝置。兩者尤其 使用于從廢水中去除固態(tài)的微粒、懸浮物和溶解的生物污染物W及去除重金屬和有色金屬 的化合物。方法和裝置也可W使用于從農(nóng)業(yè)和市政廢水中回收原料。在此，例如應選擇性 地從廢水中去除憐酸鹽和錠化合物。
【背景技術】
[0002] 一種被稱作"高級氧化工藝（AdvancedOxidationProcess,簡寫為"A0P")"、在 德語中也被稱作"ErweitedeOxidation"的方法使用如臭氧或者過氧化氨運樣的強氧化 劑來通過氧化分解在廢水中的有機和無機物質（維基百科，關鍵詞"Advanced化idation Process")。然而，運種A0P方法在處理嚴重被污染的廢水時有時不能確保完全凈化，從而 不允許直接供入水域中。由于借助于高壓產(chǎn)生臭氧的效率低，運也是相當昂貴的。
[0003] 在能量方面，電解的方法被證明是有利的，其中，在無機的（離子構成的）污染物 中，其導電能力無論如何都足夠。然而經(jīng)證實，嚴重被污染的、大多數(shù)的含有機物的市政廢 水具有用于使用電解方法的足夠導電能力。
[0004] 因此，已知通過電化學的A0P方法、通過電解方法的氧化凈化W及通過臭氧氧化 的組合來將有機有害物質、重金屬和藥物從廢水中去除（德國實用新型號20 2009 012 539U1)。在運里，強制附加地使用臭氧具有上述的經(jīng)濟方面的缺點。但在運種技術方案中， 在原料回收方面沒有得到考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明下任務為基礎：消除現(xiàn)有技術的上述缺點并且提出一種方法W及一種 裝置，所述裝置可靠地保證W好的能量效率從廢水中去除污染物，由此，經(jīng)凈化的廢水可W 直接供入水域中或者在特別的情況下可W提供進一步的凈化過程。該任務的另一個方面是 從農(nóng)業(yè)和市政廢水中回收原料或者從沼氣裝置（或沼氣廠，Biogasanlagen)中回收原料。
[0006] 該任務通過所附權利要求的特征解決。 陽007] 從并列權利要求和從屬權利要求中得出本發(fā)明的有利構型。
[0008] 用于廢水處理的、根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置尤其使用于去除有 機有害物質、分離懸浮物、去除生物污染物W及去除廢水中的重金屬和有色金屬，其中， 根據(jù)本發(fā)明，使用一個用于實施今后被稱作AE0P方法（高級電化學氧化法，advanced electrochemicaloxidationprocess)的方法的模塊。
[0009] 在此，使用由材料銷、鐵、妮、鈕、釘或者鍛銷的鐵構成的陽極籠。該陽極籠形狀穩(wěn) 定并且優(yōu)選由拉拔金屬制造。然后，將待消耗的金屬提供到該陽極籠中。因此，其被稱作消 耗陽極。因為該陽極籠也可W混合地填充有金屬，它也實施混合電極的功能，所述混合電極 還未W運種形式存在。也可W將如儀和巧運樣的金屬提供到運些混合電極中。在此，消除 在廢水中的錠和憐酸鹽。在運種情況下，作為憐酸錠儀（鳥糞石）（或者憐酸氨儀，Magnes iumammoniumphosphat(Struvit))進行所述去除。在使用氧化銀或者氧化粗或者它們的混 合物的情況下，在食鹽含量〉〇. 2質量％時通過初生氯（naszierendes化lor)進行水的消 〇
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，將鐵、侶、碳、儀和巧作為待消耗的材料使用。運些材料也可W混合地 提供到陽極籠中。
[0011] 上述的方法也可W與膜技術組合。運具有優(yōu)點：可W避免生物污染。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，進行廢水處理W去除微粒有害物質（例如懸浮物分離）、有機成分、 重金屬或者一般的有毒的金屬W及藥物。優(yōu)選在使用鐵、侶、巧或者儀的情況下W氧化沉淀 的形式使用運種凈化方法。在此，對于多種使用情況，如油和脂肪、小的和最精細的污染微 粒、重金屬和有毒的金屬，可W使用運種凈化方法。因此，重金屬的含量可下降直到檢測極 限并且含有機物可減少最高75%。
[0013] 借助于運種根據(jù)本發(fā)明的解決方案，通過將AE0P方法和至少一種另外已知的方 法組合來確保被凈化的廢水的突出的質量。
[0014] 下面結合本發(fā)明可能的使用情況按權利要求的順序示例性地示出本發(fā)明的有利 的效果。
[0015] 在電流密度在40和120mA/cm2之間的情況下最優(yōu)地實施該方法。在此，電壓為2至 12V并且優(yōu)選抑值位于5和9之間的范圍內(nèi)，即包括從酸性經(jīng)過中性直到堿性的范圍。因 為運里在本發(fā)明中的電解的傳導能力依賴于離子濃度，電流密度可W通過電壓調節(jié)，其中， 電極間距的下限和因此所需的電功率如此給定：所產(chǎn)生的兩種符號的離子在間距過小的情 況下馬上再次重組。在含有機物的市政廢水相對小的導電能力的情況下，該最小間距為大 約1至3cm，但是在大多數(shù)情況下由于流動阻力的原因和為了避免堵塞，較大地選擇該最小 間距。
[0016] 由于相對于廢水超過0.2質量％的食鹽添加物，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過初 生氯實現(xiàn)消毒。在海岸附近，運可W特別節(jié)省成本地通過相應地添加海水來實現(xiàn)。就進一步 處理成飲用水而言，殘留的鋼離子相對于食鹽W及相對于巧離子雖然被看作較小的弊端， 但是上述的添加超過根據(jù)飲用水規(guī)定所允許的200mg/l鋼離子的大約4倍，從而必須考慮 一種比組合了迄今已知方法的離子交換器便宜的、用于去除運些鋼離子的方法，所述離子 交換器必須定期分開地再生。
[0017] 出人意料地，根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，尤其在處理主要含有機物的廢水時一一其相對于 含無機物的廢水具有相對小的導電能力，就總能量耗費而言，如果要達到凈化效果的相同 終值，通過處理持續(xù)時間進行的優(yōu)選控制比通過電流密度進行的優(yōu)選控制更加便宜。為此， 參閱在下面附加的表格中的第二個（來自食品工業(yè)的含有機物的廢水）。將第3行（在 40減/畑1 2的情況下2〇3)與第4行（在60減/畑12的情況下1〇3)比較表明，高12.5%的整體 能量耗費僅僅產(chǎn)生高大約1%的凈化功率。
[0018] 在權利要求5中所提到的膜技術由于有害物質嵌入或者化學結合到陽極溶解的 犧牲材料上而用于分離有害物質的不能溶解的沉淀物。此外，也可W使用與所實施的分離 方法不同的分離方法。在對如重金屬化合物運樣危險的成分的物質檢查表明無害之后，可 W根據(jù)任務作為肥料使用。
[0019] 在所提到的芬頓反應（Fenton-Reaktion)中，在抵抗電解的材料上構成的0H-基 對有機污染物的作用通過鐵化合物催化地增強，即運僅僅在鐵作為犧牲材料的情況下起作 用。
[0020] 在特別的使用情況下，即在憐酸錠儀沉淀的情況下，儀和巧設置為犧牲材料，其 中，在非常"不昂貴"的巧的情況下，通過憐酸巧確保：在與水接觸時，在沒有任何供電的情 況下不開始自發(fā)的反應。
[0021] 為了處理上述的含有機物的廢水，將導電能力更好的、關于進行的電解過程惰性 的碳微粒添加到陽極籠內(nèi)的犧牲材料中被證明是有利的。所述添加引起在空間上更均勻的 電流分布并且因此使得陽極籠的內(nèi)容物更均勻地參與到污染物的期望的沉淀中去。為了能 夠發(fā)揮運種作用，碳微粒不能太小，優(yōu)選平均直徑不能小于犧牲材料微粒的平均直徑的大 約四分之一。
[0022] 根據(jù)權利要求4所述的節(jié)能的運行方式在裝置方面需要相應的廢水量較長時間 停留在電解室中。運可W通過極小的流動速度來實現(xiàn)，但是所述流動速度具有在犧牲材料 之內(nèi)的沉淀物堵塞危險或者附著的缺點。在運里，根據(jù)權利要求11至13的縱向延伸的管 式反應器提出補救辦法，即所述管式反應器的長度根據(jù)所想要的流量和流速可W在寬的界 限內(nèi)變化。
【附圖說明】
[0023]下面參照實施例和配屬的附圖詳細解釋本發(fā)明。附圖示出：
[0024] 圖1:方法示意圖， W25] 圖2 :AE0P反應器，