Zeer giftig afvalwater komt voornamelijk uit industrieën zoals de synthese van bestrijdingsmiddelen/geneesmiddelen, fijne chemicaliën, kleurstoffen en tussenproducten, kolenchemische stoffen, elektrische galvanisering,en farmaceutische gistingDe kernkenmerken ervan liggen in de aanwezigheid van giftige stoffen die micro-organismen sterk remmen of doden, waaronder maar niet beperkt tot: antibiotica, nitrobenzene en anilineverbindingen,fenolen en chloorfenolen, polycyclische aromatische koolwaterstoffen, heterocyclische verbindingen (pyridine, quinoline, thiazol, enz.), cyaniden, thiocyanaten, zware metalencomplexen en hoge concentraties residuele organische oplosmiddelen.

Het belangrijkste probleem met dit soort afvalwater is dat giftige stoffen de actieve slib in biologische systemen veroorzaken (A/O, SBR, MBR, enz.).Het is niet mogelijk dat de activiteit van de patiënt snel afneemt of zelfs binnen enkele uren tot dagen volledig instort..

Dit systeem maakt gebruik van elektrochemische oxidatietechnologie, waardoor verdunning en rechtstreekse voorbehandeling van zeer giftig afvalwater niet meer nodig zijn.Door middel van directe anodische oxidatie en elektrocatalyse om sterke oxiderende soorten zoals hydroxylradicalen (·OH) te genererenDeze radicalen vallen snel de kenmerkende functionele groepen van giftige stoffen aan.Heterocycli worden geoxideerd en gebrokenGrote giftige moleculen worden omgezet in niet-giftige of weinig giftige organische zuren en alcoholen.De biologische toxiciteit van het behandelde afvalwater wordt aanzienlijk verlaagd tot een niveau dat door micro-organismen kan worden verdragen., en de BOD5/COD-ratio stijgt van onder 0,1 naar boven 0.35, zodat het veilig in latere biologische behandelingssystemen kan komen.

Het hele proces verbruikt alleen elektriciteit, zonder oxidatie- of chemische stoffen toe te voegen, en produceert geen chemisch slib en adsorbeert geen verzadigd gevaarlijk afval.Het werkt bij normale temperatuur en druk., waardoor het een ideale voorbehandelingseenheid is voor het oplossen van het probleem van zeer giftig afvalwater dat "niet rechtstreeks met behulp van biochemie kan worden behandeld".

II. Moeilijkheden bij de behandeling van zeer giftig afvalwater en oplossingen met deze apparatuur

De problemen oplossen	Elektrochemische oplossingen
Giftige stoffen remmen de microbiële activiteit ernstig, wat vaak tot een ineenstorting van het biochemische systeem, een ophoping van slib of de dood leidt.	Elektrochemische pre-detoxificatie vernietigt snel giftige functionele groepen binnen 1-2 uur.het elimineren van remmende effecten op micro-organismen en het verzekeren van een langdurig stabiel functioneren van het biochemische systeem.
Bij traditionele methoden wordt met een hoge verdunning (10-50 keer) de hoeveelheid te behandelen water en de voor de bouw benodigde investeringen aanzienlijk verhoogd.	Deze methode behandelt ruw water rechtstreeks zonder verdunning, waarbij hetzelfde volume wordt gehandhaafd en minder apparatuurruimte nodig is.en heeft een aanzienlijk lagere totale investering dan de oplossing "grootschalige verdunning + grootschalige biologische behandeling".
Chemische oxidatiemethoden (natriumhypochlorite/ozon/Fenton) verbruiken een grote hoeveelheid reagentia en het restoxidant zelf is schadelijk voor micro-organismen.	De door elektrochemie gegenereerde actieve stoffen bestaan alleen in de reactor en de resthoeveelheid is na de verblijfstijd extreem gering.dus ze worden niet geïntroduceerd in latere biochemische systemen en veroorzaken secundaire remming.
Bij de oxidatie van Fenton ontstaat een grote hoeveelheid ijzerslib, dat als gevaarlijk afval wordt aangemerkt en een hoge verwijderingskosten heeft.	Geen vast afval, geen gevaarlijk afval en geen slibverwijdering.
Afvalwater heeft een complexe samenstelling, met vele soorten giftige stoffen en grote concentratieschommelingen, waardoor conventionele processen ongeschikt zijn.	Het elektrochemische oxidatievermogen is breed spectrum en effectief tegen verschillende toxische functionele groepen; wanneer de toxiciteitsbelasting toeneemt, moet alleen de stroom worden aangepast,en de reactiesnelheid is snel.
Het giftige afvalwater heeft een extreem lage biologische afbreekbaarheid (B/C < 0,15), waardoor de biologische behandeling bijna ineffectief is.	Na de ontgifting, steeg de B/C verhouding tot meer dan 0.35, waardoor een "eetbare" koolstofbron voor het biochemische systeem ontstaat.
Omdat er geen snelle en effectieve ontgiftingsmethoden zijn, worden bedrijven gedwongen hun producten elders te vervoeren om ze te verwijderen.	De behandeling ter plaatse kost slechts 1/5 tot 1/3 van de kosten van de behandeling buiten de locatie en biedt na eenmalige investering langetermijnvoordelen.
Toxische stoffen vereisen een lange periode (2-4 weken) voordat het biologische systeem het slib kan hercultiveren en acclimatiseren, wat leidt tot enorme verliezen als gevolg van productieonderbrekingen.	De elektrochemische eenheid kan te allen tijde worden gestart en gestopt.Het biologische systeem zal niet langer worden beïnvloed door toxiciteit, en het risico op stilstand van de productie zal sterk worden verminderd.

II.Werkingsbeginsel

Na het verwijderen van gesuspendeerde vaste stoffen door screening, sedimentatie of filtratie komt hoogtoxisch afvalwater in een elektrochemische reactor terecht.waarbij de volgende ontgiftingsreacties onder werking van elektroden optreden::

(1)Directe elektro-oxidatie

De biotoxiciteit van giftige stoffen komt doorgaans voort uit specifieke chemische functionele groepen of moleculaire structuren.Deze giftige functionele groepen verliezen direct elektronen en worden geoxideerd en vernietigd.:

Nitrobenzenen: de nitrogroep wordt gereduceerd tot een aminogroep aan de katode of rechtstreeks geoxideerd en geopend bij de anode.transformeren in organische zuren met een lage toxiciteit of niet-toxische zuren.

Fenolen: De hydroxylgroep op de benzeenring wordt geoxideerd tot een quinonstructuur, waardoor de ring wordt geopend en uiteindelijk wordt gemineraliseerd tot organische zuren met kleine moleculen.

Heterocyclische verbindingen (pyridine, chinoline, thiazol, enz.): stikstof/zwavel heterocycli worden rechtstreeks op het anodeboppervlak geopend, waardoor hun biotoxiciteit wordt geëlimineerd.

Antibiotica: De actieve ringstructuur wordt geoxideerd en gebroken, waardoor het zijn antibacteriële werking verliest.

Cyaniden: rechtstreeks geoxideerd tot cyanat bij de anode, vervolgens gehydrolyseerd tot ammoniak en carbonaten, volledig ontgiftende werking.

(2)Indirecte elektro-oxidatie

Anodische elektrolyse van water genereert sterk oxiderende hydroxylradicalen (·OH, oxidatiepotentieel 2,80 V),het gebruik van natuurlijke chloride ionen in het afvalwater om actief chloor te produceren (HOCl/OCl−)Deze actieve stoffen diffunderen in de oplossing: zij vullen de oxidatie aan van giftige stoffen die door directe oxidatie niet kunnen worden bereikt;zij mineraliseren de gedeeltelijk geoxideerde tussenprodukten verder tot CO2 en H2O; en ze voeren tegelijkertijd een breed spectrum van oxidatie van meerdere giftige stoffen uit, waardoor een grondige ontgifting wordt gewaarborgd.

(3)Verhoging van de B/C-verhouding

Macromoleculaire giftige stoffen worden geoxideerd tot kleine moleculen organische zuren, alcoholen, aldehyden en andere biologisch afbreekbare tussenproducten,hetgeen resulteert in een significante toename van de BOD5 van het afvalwater en een gelijktijdige afname van de COD (gedeeltelijk gemineraliseerd tot CO2)De B/C-verhouding stijgt van 0,05~0,15 tot 0,35~0.60, die een koolstofbron van hoge kwaliteit voor de biologische behandeling biedt.

IV. Kernvoordelen

Voordelen	illustreren
Snelle en precieze ontgifting	Binnen 1-2 uur worden de toxische functionele groepen (nitro-, benzeenring, heterocyclische, lactamring, enz.) vernietigd, waardoor de bacteriële remming van het afvalwater van > 90% tot < 20% wordt verlaagd,waardoor het biologische systeem de bacteriën rechtstreeks en veilig kan ontvangen.
Geen verdunning vereist, rechtstreekse behandeling van ruw water	Het vereist geen extra water, heeft een hoge behandelingsefficiëntie en vermijdt de ineffectieve cyclus van "verdunning-reconcentratie".
Verbetert de biochemische eigenschappen aanzienlijk	De B/C-verhouding steeg van onder 0,1 naar boven 0.35, wat resulteert in een verbetering van 40%~60% van de COD-verwijderingsgraad voor het biochemische systeem.
Het risico op residuen van chemische oxidanten volledig elimineren	Zonder de toevoeging van externe oxidanten worden de elektrobiotische soorten effectief gebruikt in de reactor.resulteert in een afvalwater dat vrij is van residuele oxidanten die latere biologische processen remmen.
Geen chemicaliën, geen vast afval	Er worden geen chemische stoffen toegevoegd en er ontstaat geen gevaarlijk afval zoals ijzerslib, verzadigde koolstof of geconcentreerd.
Breed spectrum antitoxische schok	Wanneer het type of de concentratie van giftige stoffen verandert, kan de behandelingsintensiteit snel worden aangepast door de stroom aan te passen, met een reactietijd van het systeem in minuten.
Veilig gebruik bij normale temperatuur en druk	Werkspanning 3~15V DC, geen hoge spanning, geen hoge temperatuur, geen ontvlambaar of explosief risico.
Elektroden zonder onderhoud van lange duur	Gecoate elektroden op basis van titanium zijn corrosiebestendig, vervuilbestendig, schalen niet of verstoppen niet en hoeven onder normale bedrijfsomstandigheden niet te worden vervangen.
Verminderen van de totale verwerkingskosten	In plaats van de externe verwijdering of de toevoeging van hoge doses oxidatiemiddelen bedragen de bedrijfskosten per ton water 20% tot 40% van de traditionele ontgiftingsmethoden.

V. Technische specificaties (aanpasbaar)

Parameter	toepassingsgebied
Verwerkingsvolume	1 ~ 500 m3/dag (module parallelle werking)
Installeerd vermogen	5 ~ 300 kW (afhankelijk van de concentratie giftige stoffen en de hoeveelheid water)
Werkspanning	3 ~ 15 V (DC, veilige spanning)
COD van de invloed	500 ~ 30000 mg/l
Inlaatwater B/C verhouding	0.02 ~ 0.20
B/C-verhouding van het afvalwater	0.35 ~ 0.60
Bacteriële remmingsgraad (influent)	70% tot 100% (zeer giftig)
Bacteriële remmingspercentage (effluent)	≤ 20% (niet-toxisch of laagtoxisch, veilig voor de biochemie)
COD-verwijderingspercentage (ontgiftingssectie)	20% ~ 50% (voornamelijk gericht op open-loop ketenbreuk, niet mineralisatie)
Vermogenverbruik voor ontgifting	Afhankelijk van de concentratie van giftige stoffen en de moeilijkheid van oxidatie
Materiaal van de uitrusting	PP / roestvrij staal / titanium
Inlaatwaterbehoefte (voorbehandeling aanbevolen)	SS ≤ 100 mg/l, olie ≤ 50 mg/l

VI. Toepasselijk op specifieke scenario's met zeer giftig afvalwater

Subsectoren	Kenmerken van giftige stoffen	Belangrijke punten voor de aanpassing van de elektrochemische ontgifting
Synthese van pesticiden/herbiciden	Het bevat organofosfaten, organochlorinen, pyrethroïden, triazinen, enz., en is extreem giftig voor organismen.	Directe oxidatie vernietigt reactieve groepen die fosfor of chloor bevatten, waardoor giftige mechanismen zoals acetylholinesterase-inhibitie worden geëlimineerd.
Bio-actieve chemische verbindingen en synthetische tussenproducten (biochemische preparaten)	Restantibiotica die β-lactamringe (penicillines, cefalosporines), nitroimidazoles, enz. bevatten, remmen micro-organismen.	De oxidatie opent de lactamring en de nitroimidazolring, waardoor het antibioticum volledig wordt geïnactiveerd, waardoor het afvalwater veilig het biologische behandelingsproces binnenkomt.
Verfstoffen en tussenstoffen (met name benzidines)	Bevat azo-bindingen en benzidine-structuren en is kankerverwekkend en biotoxisch.	Door het verbreken van de azo-binding en de benzidineconjugated structuur wordt de mutageenheid en biotoxiciteit uitgesloten.
Coke- en kolenchemische industrie	Bevat fenolen (fenol, cresol, naphthol), cyanide, pyridine, quinoline, enz.	Fenolverbindingen ondergaan een ringopende oxidatie, cyanide wordt geoxideerd tot cyanat, heterocycli ondergaan een ringopening en na uitgebreide ontgifting worden biochemische reacties uitgevoerd.
Productie van nitroverbindingen (nitrobenseen, nitrobenseen, nitrochloorbenzeen, enz.)	Nitrobenseenverbindingen zijn hemotoxisch en neurotoxisch en zijn extreem moeilijk te biologisch af te breken.	Nitrogroepen ondergaan katodische reductie of anodische oxidatie, wat resulteert in ringopening via hydroxylatie van de benzeenring en een significante vermindering van de biotoxiciteit.
Fijne chemicaliën/geuren/oppervlakteactieve stoffen	Bevat actieve functionele groepen zoals aldehiden, onverzadigde lactonen en epoxy-structuren.	De aldehydegroep wordt geoxideerd tot een carboxylgroep en de epoxyring wordt geopend, waardoor de cytotoxiciteit voor micro-organismen wordt geëlimineerd.
Elektronische chemische stoffen (fotoresistente, ontwikkelaarsafvalvloeistof)	Bevat fenolhars, tetramethylammoniumhydroxide (TMAH) enz.	TMAH wordt elektrochemisch geoxideerd tot dimethylamine en andere weinig giftige stoffen, en de fenolhars wordt in een ring geopend om het probleem van biochemische remming van elektronische afvalvloeistof op te lossen.
Medisch afvalwater/residu van farmaceutische gisting	Bevat residuen van antibiotica, desinfectiemiddelen en organische oplosmiddelen.	Antibiotica worden geïnactiveerd en desinfectiemiddelen worden ontbonden om ervoor te zorgen dat de toxiciteit wordt geëlimineerd voordat de stedelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties het afvalwater ontvangen.

Elektrochemische afvalwaterzuiveringsapparatuur voor de behandeling van zeer giftig afvalwater

VII. Locatie van het proces

Optie 1: Voorbehandeling en ontgifting

Highly toxic wastewater → Screening/Sedimentation/Flotation (removal of suspended solids and floating oil) → pH adjustment (to 6-9) → Electrochemical detoxification equipment (deactivation of toxic groups, B/C verhoging) → Intermediate tank/Buffer tank → Biologisch systeem (A/O, A2/O, MBR, enz.) → Ontladingsnormen

Opmerking: De elektrochemische ontgiftingseenheid wordt vóór het biologische systeem geplaatst en vervangt de traditionele hoge-ratio verdunning of chemische oxidatie voorbehandeling.Na een aanzienlijk verminderde toxiciteitHet afvalwater komt in het biologische systeem terecht en zorgt voor een hoge COD-afvoer en een hoge ammoniaknitrificatie-efficiëntie.Dit is de meest voorkomende en zuinige procesroute.

Optie 2: Volledige mineralisatie

Zeer giftig afvalwater → Voorbehandeling → Elektrochemische diepe oxidatieapparatuur → Effluent (COD gereduceerd tot minder dan 500 mg/l,Toxiciteit volledig is geëlimineerd) → lozingsnormen voldoen of worden vervoerd voor conform verwijdering

Opmerking: Voor kleine hoeveelheden afvalwater met een extreem hoge toxiciteit, onvoldoende biologische systemen of geen biologische faciliteiten in de installatie:Elektrochemische apparatuur kan organische stoffen rechtstreeks mineraliseren naar emissienormen door de verblijfstijd te verlengen en de stroomdichtheid te verhogen, waarbij de afhankelijkheid van biologische systemen volledig wordt geëlimineerd.

Markeringen: