معدات معالجة مياه الصرف الصحي الكهروكيميائية لمعالجة مياه الصرف الصحي والطباعة.

أولاً. نظرة عامة على المنتج

تعد مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة المصدر الأكثر أهمية للتلوث في صناعة النسيج، وتنشأ من عمليات مثل إزالة التحجيم، والتنظيف، والتبييض، والصباغة، والطباعة، والتشطيب. وهي واحدة من أكبر مصادر مياه الصرف الصحي الصناعية من حيث استهلاك المياه وتصريفها. تتميز مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة بخمس ميزات رئيسية: تركيز عالٍ، ولون عالٍ، ودرجة حموضة عالية، وصعوبة التحلل، وتقلب عالٍ. تتميز مياه الصرف الصحي بوجود نسبة عالية من الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD)، ولون عالٍ، ومحتوى عالٍ من المواد الصلبة الكلية، وقيمة pH متقلبة بين 5 و 10. تحتوي على كمية كبيرة من عوامل التحجيم (كحول البولي فينيل PVA، النشا، إلخ)، والأصباغ (الأزو، الأنثراكينون، الفثالوسيانين، إلخ)، والمواد المساعدة، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، إلخ، مما يجعل تركيبتها معقدة للغاية. تختلف جودة مياه الصرف الصحي بشكل كبير بين العمليات المختلفة.

لطالما واجهت معالجة مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة تحديين أساسيين: أولاً، يصعب تقليل الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) بفعالية - تحتوي مياه الصرف الصحي على كمية كبيرة من الأصباغ الاصطناعية وعوامل التحجيم التي يصعب تحللها، وهي مستقرة هيكليًا وخاملة كيميائيًا، مما يجعل المعالجة البيولوجية التقليدية غير فعالة؛ ثانيًا، يصعب إزالة اللون من مياه الصرف الصحي ذات اللون العالي - فإن مجموعات الكروموفور في جزيئات الصبغة (روابط الأزو - N=N -، مجموعات الكينون، الروابط المزدوجة المترافقة، إلخ) مقاومة بشدة للمؤكسدات التقليدية. عادةً ما تتبع مسارات العمليات التقليدية تسلسلاً من "شبكة → تنظيم → تخثر وترسيب → تحلل مائي وتحميض → معالجة بيولوجية هوائية → معالجة متقدمة"، ولكن كل مرحلة لها قيودها: التخثر والترسيب غير فعالين في إزالة لون الأصباغ القابلة للذوبان في الماء؛ نظام المعالجة البيولوجية لديه معدلات إزالة منخفضة للمواد العضوية التي يصعب تحللها مثل أصباغ الأزو؛ ومرحلة المعالجة المتقدمة (فنتون/الكربون المنشط) لديها تكاليف تشغيل عالية وتنتج كميات كبيرة من النفايات الخطرة.

يستخدم هذا النظام تقنية الأكسدة الكهروكيميائية، التي تدمج آليات متعددة للأكسدة الكهروكيميائية، والتخثر الكهروكيميائي، والطفو الكهروكيميائي، وتستهدف على وجه التحديد الخصائص عالية اللون، وصعوبة التحلل، والملوحة العالية لمياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة: لإزالة لون مياه الصرف الصحي للصباغة/الطباعة - يتم أكسدة مجموعات الكروموفور (روابط الأزو، مجموعات الكينون، الروابط المزدوجة المترافقة، إلخ) مباشرة وتكسيرها على سطح الأنود، أو يتم كسر هياكلها المترافقة تحت هجوم الجذور الهيدروكسيلية (·OH)، مما يحقق معدل إزالة لون يتراوح بين 92% و 99%، مما ينتج عنه مياه صرف عديمة اللون وشفافة.

لتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي لإزالة التحجيم/التنظيف - يتم أكسدة PVA، ومعجون النشا، والمواد المساعدة المختلفة مباشرة وتمعدنها على سطح الأنود. تتكسر الجزيئات العضوية الكبيرة سلاسل الكربون الخاصة بها، وتتحلل تدريجيًا إلى أحماض عضوية أصغر وتتحول في النهاية إلى CO² و H²O، مما يحقق معدل إزالة COD يتراوح بين 70% و 94%.

لاستخدام مياه الصرف الصحي عالية الملوحة للصباغة كمورد - تحتوي مياه الصرف الصحي للصباغة عمومًا على تركيزات عالية من NaCl. تستخدم الطرق الكهروكيميائية أيونات الكلوريد في مياه الصرف الصحي لتوليد الكلور النشط، مما يعزز كفاءة الأكسدة. يمكن إعادة استخدام المحلول الملحي المعالج في عملية الصباغة.

تستهلك العملية بأكملها الكهرباء فقط، دون إضافة أي مواد كيميائية أو إنتاج كميات كبيرة من الحمأة الكيميائية. الأقطاب الكهربائية مقاومة للملح والتآكل، وقابلة للتكيف مع الظروف المعقدة لمياه الصرف الصحي للصباغة عالية الملوحة ودرجة الحرارة العالية (تصل إلى 60 درجة مئوية)، وتعمل بأمان في درجة الحرارة والضغط العاديين.

ثانياً. صعوبات معالجة مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة وحلول هذه المعدات

ثالثًا.مبدأ العمل

بعد الفرز والتنظيم والترسيب لإزالة المواد الصلبة العالقة، تدخل مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة إلى المفاعل الكهروكيميائي، حيث تخضع لتنقية تآزرية متعددة الآليات تحت تأثير الأقطاب الكهربائية:

(1) الأكسدة الكهروكيميائية المباشرة - تكسير الكروموفور وتمعدن المواد العضوية (المسار الأساسي)

تخسر مجموعات الكروموفور لجزيئات الصبغة في مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة (رابطة الأزو - N=N -، هيكل الكينون، الرابطة المزدوجة المترافقة، الحلقة العطرية، إلخ) الإلكترونات مباشرة وتتأكسد على سطح الأنود:

كسر رابطة الأزو: يتم أكسدة نواة الكروموفور في جزيء صبغة الأزو وتكسيرها، مما يولد مركبات أمينية عطرية وسيطة ثم يتم تمعدنها بشكل أكبر.

فتح الحلقة العطرية: يتم هيدروكسيل نظام الحلقة العطرية لأصباغ الأنثراكينون وثلاثي فينيل الميثان ثم فتح الحلقة على سطح الأنود.

تدمير النظام المترافق: يتم أكسدة الكروموفور وتكسيره، مما يؤدي إلى اختفاء اللون بالكامل.

سلسلة أكسدة معجون PVA/النشا: يتم أكسدة وتكسير جزيئات البولي فينيل الكحول والنشا الكبيرة في مياه الصرف الصحي لإزالة التحجيم، وتتحلل تدريجيًا إلى أحماض عضوية صغيرة الجزيء وتتمعدن في النهاية إلى CO² و H²O

(2) الأكسدة الكهروكيميائية غير المباشرة (يهيمن عليها ·OH والكلور النشط)

يولد التحليل الكهربائي للماء على الأنود جذورًا هيدروكسيلية (·OH)، بينما يستخدم التركيز الطبيعي العالي لأيونات الكلوريد (أملاح NaCl) في مياه الصرف الصحي للصباغة لتوليد الكلور النشط (Cl²، HOCl، OCl²²):

تؤكسد الجذور الهيدروكسيلية بشكل عشوائي جزيئات الصبغة في المحلول التي لم تتصل مباشرة بالأنود

ينتشر الكلور النشط ويؤكسد مجموعات الكروموفور المتبقية والمواد العضوية

(3) إزالة اللون العميق والتطهير

بعد تكسير مجموعات الكروموفور بالكامل، تكون مياه الصرف الصحي عديمة اللون وشفافة. في الوقت نفسه، يقوم الكلور النشط المتولد عن طريق الكيمياء الكهربائية بتعطيل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في مياه الصرف الصحي بشكل فعال، وتفي مؤشرات الميكروبات في مياه الصرف الصحي بالمعايير بالكامل.

رابعاً. المزايا الأساسية (تستهدف مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة)

خامساً. المواصفات الفنية (قابلة للتخصيص)

سادساً. موقع العمليةالخيار 1: معالجة مسبقة محسنة قبل المعالجة البيوكيميائية

مياه الصرف الصحي للصباغة والطباعة (عمليات عالية التركيز مثل إزالة التحجيم/التنظيف) → شاشة شريطية/خزان موازنة → معدات المعالجة الكهروكيميائية (تقليل COD + إزالة اللون + تحسين B/C) → تخثر وترسيب → تحلل مائي وتحميض → معالجة بيولوجية هوائية → تصريف يلبي المعايير

الخيار 2: إزالة لون مياه الصرف الصحي للصباغة وإعادة استخدامها

مياه الصرف الصحي للصباغة عالية الملوحة → ترشيح (إزالة بقايا الألياف) → معدات كهروكيميائية (إزالة اللون + تقليل COD + التحكم في الكلور المتبقي) → إعادة الاستخدام في عملية الصباغة

ملاحظة: بعد المعالجة الكهروكيميائية، تقضي مياه الصرف الصحي عالية الملوحة المتولدة في عملية صباغة مؤسسات الصباغة والطباعة على اللون تمامًا وتقلل من COD إلى مستوى مقبول. يمكن إعادة استخدام المحلول الملحي المعالج مباشرة في عملية الصباغة.

الخيار 3: معالجة عميقة لمياه الصرف الصحي البيوكيميائية

مياه الصرف الصحي الشاملة للصباغة والطباعة → معالجة مسبقة → تحلل مائي وتحميض → معالجة بيولوجية هوائية → خزان ترسيب ثانوي → معدات المعالجة الكهروكيميائية (إزالة بقايا COD واللون) → تصريف يلبي المعايير/إعادة الاستخدام