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Elektroosmose

 
     
  wird in der Geotechnik zum einen zur Entwässerung von bindigen Böden genutzt. Dies findet v.a. bei der, meist schwierigen Entwässerung von Rutschungen Anwendung. Zum anderen wird sie zum Schadstoffaustrag kontaminierter bindiger Böden genutzt. Bei den auszutragenden Schadstoffen muss es sich entweder um wasserlösliche Stoffe handeln oder sie müssen in ionarer Form vorliegen (z.B. Schwermetalle). Durch zwei Elektroden, an die ein Gleichstrom angelegt wird, wird ein Potentialgefälle erzeugt. Der Elektrodenabstand darf nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht grösser als 3-5 m sein (Abb. 1). Durch das elektrische Gleichstromfeld wird ein Wasserfluss in Richtung Kathode erzeugt. An der Kathode kommt es zu folgender chemischen Reaktion:


2H2O+2e-→2OH-+H2.


An der Anode spielt sich folgender Vorgang ab:


2H2O→4H++O2+4e-.


Der Wasserstrom ist in der Nähe der Tonmineraloberflächen am grössten (Abb. 2). Die Elektroosmose arbeitet also um so effektiver, je kleiner der Porenraum ist. Daher funktioniert sie nur in schluffig-tonigem Untergrund. Die Durchflussmenge kann, ähnlich dem Gesetz von Darcy nach folgender Formel berechnet werden:


Q = keAie


mit Q = Durchflussmenge [m3/s]; ke =elektroosmotische Konduktivität [m2/Vs]; ie =elektrischer Gradient [V/m]. ERu

ElektroosmoseElektroosmose 1: Elektrodenanordnung bei der Elektroosmose.

ElektroosmoseElektroosmose 2: Funktionsprinzip der Elektroosmose.
 
 

 

 

 
 
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