Fijnchemisch afvalwater is een van de meest uitdagende vormen van industriële afvalwaterzuivering. Fijne chemicaliën omvatten talrijke subsectoren, waaronder farmaceutische tussenproducten, tussenproducten van pesticiden, kleurstoffen/pigmenten, oppervlakteactieve stoffen, geur- en smaakstoffen, elektronische chemicaliën, waterbehandelingsmiddelen, kleefstoffen en coatingadditieven. Het afvalwater vertoont duidelijke industriële kenmerken: een grote verscheidenheid aan producten, complexe productieprocessen en frequente batchwisselingen, wat leidt tot diverse afvalwaterbronnen, uiterst complexe samenstellingen en drastische schommelingen in de waterkwaliteit en -kwantiteit; extreem hoge CZV-concentraties; de aanwezigheid van grote hoeveelheden recalcitrante aromatische verbindingen, heterocyclische verbindingen, gehalogeneerde koolwaterstoffen, nitroverbindingen en polymeren; sterke biotoxiciteit (veel tussenproducten hebben significante remmende effecten op micro-organismen); hoog zoutgehalte (Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺, NH₄⁺, enz.); doorgaans extreem lage BZV₅/CZV-verhoudingen (0,02~0,15), resulterend in een zeer slechte biologische afbreekbaarheid; en de frequente aanwezigheid van organische oplosmiddelen, katalysatorresiduen, niet-gereageerde grondstoffen en bijproducten.

De uitdagingen enbelangrijkste moeilijkhedenvan de behandeling van afvalwater uit de fijne chemische industrie zijn uiterst prominent aanwezig:

Frequente storingen in biochemische systemen – Resterende pesticiden/farmaceutische tussenproducten, nitroverbindingen en gehalogeneerde koolwaterstoffen in het afvalwater zijn zeer giftig voor actief slib. Zelfs na de voorbehandeling met hydrolyse en verzuring wordt het biochemische systeem vaak beïnvloed, wat leidt tot ophoping van slib en zelfs de dood.

Dramatische schommelingen in de waterkwaliteit als gevolg van productwisselingen – Fijnchemische bedrijven zijn vaak met tussenpozen actief. Bij het wisselen tussen verschillende producten kan de CZV van het afvalwater binnen enkele uren dramatisch stijgen en veranderen de soorten giftige stoffen tegelijkertijd, waaraan traditionele biochemische systemen zich niet kunnen aanpassen.

Extreem slechte biologische afbreekbaarheid – Aromatische ringen, heterocyclische ringen en polycyclische aromatische koolwaterstoffen hebben stabiele structuren, met een B/C-verhouding vaak lager dan 0,10, waardoor ze vrijwel onbruikbaar zijn voor micro-organismen.

Een hoog zoutgehalte remt verder biochemische processen. Wanneer het zoutgehalte >3% bedraagt, raakt de osmotische druk van conventionele actiefslibsystemen uit balans, wat leidt tot de dood van een groot aantal micro-organismen.

Dit systeem maakt gebruik van elektrochemische oxidatietechnologie en kan flexibel worden geconfigureerd in meerdere fasen van de fijnchemische afvalwaterbehandeling: voor de voorbehandeling en ontgifting van gemengd ruw water met een hoge concentratie: het behandelt direct ruw water met een hoog CZV (zonder verdunning). Door directe anodische oxidatie en elektrokatalyse vallen hydroxylradicalen (·OH) en actief chloor, samen met andere sterke oxiden, snel stabiele structuren zoals aromatische ringen, heterocycli, nitrogroepen en gehalogeneerde groepen aan, waardoor bindingen worden verbroken en ringen binnen 1-2 uur worden geopend, waardoor de biotoxiciteit aanzienlijk wordt verminderd. De B/C-verhouding wordt verhoogd van 0,02-0,10 naar ruim 0,30, waardoor veilige en biologisch afbreekbare influentomstandigheden worden gecreëerd voor daaropvolgende biologische systemen.

Voor geavanceerde behandeling van biologisch afvalwater: het verwijdert recalcitrant recalcitrant CZV en kleur diep uit biologisch afvalwater, voldoet stabiel aan de normen voor directe lozing of hergebruik, en bereikt nul chemicaliën, nul vast afval en nul gevaarlijk afval.

Voor voorbehandeling met hoog zout moederloog/verdamping: het verwijdert CZV en kleur uit hoog zout afvalwater, verbetert de witheid en zuiverheid van verdampt gekristalliseerd zout, vermindert de lozing van verdampingsmoederloog aanzienlijk en bereikt de terugwinning van hulpbronnen uit hoog zout afvalwater.

Door hoge concentraties en intermitterende emissies tijdens productwisselingen aan te pakken, reageert dit systeem snel op plotselinge veranderingen in de waterkwaliteit, waarbij het afvalwater met hoge concentratie en hoge toxiciteit wordt behandeld zodra het wordt gegenereerd, waardoor verstoring van het afvalwatersysteem van de hele fabriek wordt voorkomen.

Het hele proces verbruikt alleen elektriciteit, zonder toevoeging van chemische middelen of het genereren van secundaire verontreinigende stoffen zoals ijzerslib, verzadigde koolstof of geconcentreerde vloeistof. Het werkt bij omgevingstemperatuur en -druk, met een werkspanning van 3-15 V DC, waardoor het veilig en gemakkelijk te gebruiken is. De elektrochemische eenheid kan zich dankzij de huidige aanpassing binnen enkele minuten aanpassen aan veranderingen in de waterkwaliteit, waardoor een belangrijke technologische oplossing wordt geboden voor het aanpakken van de drie kernuitdagingen: "complexe waterkwaliteit, drastische schommelingen en hoge toxiciteit" in fijnchemische afvalwaterzuiveringssystemen.

II. Moeilijkheden bij fijnchemische afvalwaterbehandeling en oplossingen met deze apparatuur

Pak de moeilijkheden aan	Elektrochemische oplossingen
Frequente productbatchwisselingen en drastische schommelingen in CZV in afvalwater en soorten giftige stoffen binnen enkele uren via een biologisch systeem waaraan het zich niet kan aanpassen.	Snelle elektrochemische reactie - online detectie van CZV/toxiciteitsindicatoren, automatische stroomaanpassing om de behandelingsintensiteit aan te passen, reactie op veranderingen in de waterkwaliteit in minuten, geen noodzaak om te wachten op biochemische acclimatisering (meerdere weken)
Het bevat een grote hoeveelheid recalcitrante aromatische/heterocyclische/gehalogeneerde/nitroverbindingen, met een extreem lage B/C-verhouding (0,02~0,10), waardoor het vrijwel onmogelijk is om het met eenvoudige biochemische methoden af te breken.	Elektrochemische hydroxylradicalen (·OH, 2,80 V) vallen stabiele moleculaire structuren aan (opening van aromatische ringen, breuk van heterocyclische groepen, verwijdering van nitrogroepen en verwijdering van halogeen), waardoor de B/C-verhouding stijgt tot meer dan 0,30.
Veel tussen/actief-substantieresiduen zijn zeer giftig voor micro-organismen, wat leidt tot frequente vergiftiging, uitbreiding en zelfs ineenstorting van biochemische systemen.	Elektrochemische snelle oxidatie vernietigt toxische functionele groepen (nitro, halogeen, cyaan, onverzadigde lactonen, enz.), waardoor de bacteriële remming van het afvalwater wordt verminderd van> 90% naar <20%, waardoor een veilige ontvangst door het biologische systeem wordt gegarandeerd.
Het afvalwater heeft een hoog zoutgehalte en een hoge osmotische druk, waardoor een groot aantal actiefslibcellen afsterft.	Elektrochemische processen worden niet geremd door hoge zoutconcentraties: hoe hoger het zoutgehalte, hoe hoger de opbrengst aan actief chloor, en de oxidatie-efficiëntie wordt feitelijk verbeterd; zoutrijk afvalwater kan direct worden gezuiverd alvorens over te gaan tot biologische zuivering (na neutralisatie van het zoutgehalte) of verdamping.
Wanneer moederloog met een hoog CZV en een hoog zoutgehalte direct wordt verdampt, hoopt organisch materiaal zich op, waardoor een grote hoeveelheid moederloog wordt geloosd (3% ~ 10%) en het kristallijne zout geel of zwart wordt, wat resulteert in een slechte kwaliteit.	Elektrochemische voorbehandeling verwijdert 50%–80% CZV en ≥90% kleur, vermindert de lozingssnelheid van moederloog tot 1%–2% en produceert gekristalliseerd zout met een witheid ≥85, waardoor ‘afvalzout’ wordt omgezet in ‘productzout’.
Kleine volumes afvalwater met een hoge concentratie (zoals reactorreinigingswater en filtratiemoederloog) hebben extreem hoge CZV, en de kosten voor het transporteren en verwijderen van gevaarlijk afval zijn hoog.	Elektrochemische behandeling ter plaatse vermindert de CZV aanzienlijk (verwijderingspercentage 50%~80%), en het behandelde afval wordt vervolgens geloosd in het geïntegreerde afvalwatersysteem van de fabriek, waardoor de hoeveelheid gevaarlijk afval dat uit de fabriek wordt getransporteerd aanzienlijk wordt verminderd.
Intermitterende emissies met een hoge concentratie tijdens het wisselen van producten (zoals het waswater van reactoren) hebben invloed op het afvalwatersysteem van de hele fabriek.	Er is een elektrochemische noodregel- en behandelingseenheid geïnstalleerd. Deze schakelt automatisch over op behandeling wanneer er afvalwater met een hoge concentratie wordt gegenereerd, en het behandelde afvalwater stroomt soepel naar de uitgebreide regeltank, waardoor het risico op schokontlading wordt geëlimineerd.

III. Werkingsprincipe

Fijn chemisch afvalwater komt de elektrochemische reactor binnen nadat het is gescreend, bezonken of gefilterd om zwevende vaste stoffen te verwijderen. Op basis van de kenmerken van het afvalwater en de zuiveringsdoelstellingen wordt een efficiënte zuivering bereikt via de volgende oxidatieroutes:

(1) Directe elektro-oxidatie (kernroute van opening en verbreking van bindingen in aromatische ringen/heterocyclische ringen)

Een groot aantal recalcitrante aromatische en heterocyclische verbindingen in fijn chemisch afvalwater wordt direct geoxideerd door elektronen te verliezen op het anodeoppervlak:

Aromatische verbindingen (benzeenreeks, naftaleenreeks, bifenylen, enz.): De benzeenring wordt gehydroxyleerd door actieve zuurstofsoorten op het anodeoppervlak en vervolgens geoxideerd om de ring te openen, waardoor organische zuren met kleine moleculen worden gegenereerd (maleïnezuur, oxaalzuur, azijnzuur, enz.), wat de biologische beschikbaarheid van micro-organismen aanzienlijk verbetert.

Heterocyclische verbindingen (pyridine, chinoline, thiazool, furaan, imidazool, enz.): Heterocyclische ringen die N/S/O bevatten, worden geoxideerd om de ring op het anodeoppervlak te openen, en N komt vrij in de vorm van NH₃ of N₂, waardoor de cyclische biologische toxiciteit wordt geëlimineerd

Nitroverbindingen (nitrobenzeen, nitrobenzeen, enz.): De nitrogroep wordt gereduceerd aan de kathode of geoxideerd aan het anodische oppervlak, de benzeenring wordt geopend en de mutageniteit wordt geëlimineerd

Gehalogeneerde verbindingen (chloorbenzeen, gebromeerde verbindingen, enz.): Koolstof-halogeenbindingen breken op het anodeoppervlak, halogenen worden in ionische vorm verwijderd en de biologische afbreekbaarheid van organisch materiaal wordt aanzienlijk verbeterd na dehalogenering. Organisch materiaal dat onverzadigde bindingen bevat (olefinen, alkynen, enz.): Onverzadigde bindingen worden geoxideerd en verbroken, en omgezet in zuren, alcoholen, enz.

(2) Indirecte elektro-oxidatie

Anode-elektrolyse van water genereert hydroxylradicalen (·OH), en tegelijkertijd worden de chloride-ionen die van nature in het afvalwater aanwezig zijn (fijn chemisch afvalwater bevat doorgaans Cl⁻) geëlektrolyseerd om actief chloor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) te genereren:

Hydroxylradicalen voeren niet-selectieve oxidatieve aanvallen uit op verschillende organische stoffen, vooral effectief voor het openen van aromatische ringen en het breken van heterocyclische ringen.

Actief chloor diffundeert in de oplossing om de oxidatie van verontreinigende stoffen die niet rechtstreeks in contact zijn gekomen met de anode aan te vullen, en verwijdert op efficiënte wijze ammoniakstikstof.

Chloride-ionen worden in de reactie gerecycled en nemen continu deel aan oxidatie.

(3) Gelijktijdige verbetering van de CZV-reductie en biologische afbreekbaarheid

Synergetisch effect van directe oxidatie en indirecte oxidatie: Groot moleculair recalcitrant organisch materiaal → Ringopening/verbreken van binding → Kleinmoleculaire organische zuren, alcoholen, aldehyden

Een deel van het organische materiaal blijft oxideren → CO₂ + H₂O (CZV-mineralisatie)

De BZV₅ van het behandelde afvalwater neemt aanzienlijk toe (grote moleculen worden omgezet in afbreekbare stoffen met kleine moleculen), CZV neemt af en de B/C-verhouding neemt toe van 0,02 ~ 0,10 tot meer dan 0,30, wat een hoogwaardige afbreekbare koolstofbron oplevert voor daaropvolgende biochemische systemen.

(4) Deactiveringseffect van toxische functionele groepen

Een van de kerndoelen van elektrochemische oxidatie is het nauwkeurig aanvallen van toxische functionele groepen om ze te 'deactiveren': de nitrogroep van nitrobenzeen wordt verwijderd, de CX-binding van gehalogeneerde producten wordt verbroken en de heterocyclus gaat open om N vrij te geven. Nadat de toxische groepen zijn vernietigd, zelfs als het moleculaire skelet niet volledig is gemineraliseerd, wordt het remmende effect ervan op micro-organismen feitelijk geëlimineerd, en daaropvolgende biochemische systemen kunnen veilig en efficiënt doorgaan met het afbreken van resterende kleine moleculen.

(5) Kleureliminatie

De chromoforen worden geoxideerd en gebroken, en het afvalwater verandert van donker naar kleurloos of lichttransparant.

IV. Kernvoordelen (gericht op fijn chemisch afvalwater)

Voordelen	illustreren
Snelle inactivatie van biotoxiciteit	Binnen 1-2 uur worden toxische functionele groepen zoals nitro-, halogeen-, heterocyclische en onverzadigde lactonen vernietigd, waardoor de bacteriële remming in het effluent wordt verminderd van >90% naar <20%, waardoor het probleem van vergiftiging in het biologische systeem volledig wordt geëlimineerd.
Verbetert de biochemische eigenschappen aanzienlijk	De B/C-verhouding neemt toe van 0,02 ~ 0,10 tot 0,30 ~ 0,50, de CZV-verwijderingssnelheid van het biochemische systeem neemt toe met 50% ~ 80% en de totale CZV-verwijderingssnelheid van het totale systeem kan meer dan 95% bereiken
Behandelt direct ongezuiverd water met een hoge concentratie, zonder verdunning.	Directe behandeling vermijdt de ineffectieve cyclus van "verdunning-behandeling-herconcentratie", waardoor de hoeveelheid te behandelen water en de benodigde apparatuur aanzienlijk worden verminderd.
Snelle reactie op schommelingen in de waterkwaliteit	Er wordt regelmatig gewisseld van fijne chemische producten (elke paar uur tot meerdere dagen), en de elektrochemie kan het matchen van parameters binnen enkele minuten voltooien door middel van stroomaanpassing, zonder de noodzaak van wekenlange biochemische acclimatisatie.
Aangepast aan omgevingen met een hoog zoutgehalte	Zout (NaCl, Na₂SO₄, enz.) remt de reactie niet: hoe hoger de Cl⁻-concentratie, hoe hoger de opbrengst aan actief chloor en hoe sterker de oxidatie-efficiëntie; Een hoog zoutgehalte is niet langer een beperkende factor.
Gelijktijdige verwijdering van CZV, ammoniakstikstof, kleur en toxiciteit	Eén enkel systeem voltooit de multi-target zuivering en vervangt het traditionele meerfasige proces van "voorbehandeling + hydrolyse, verzuring + diepe oxidatie", waardoor het proces aanzienlijk wordt vereenvoudigd.
Geen reagensdosering, alleen elektriciteitsverbruik	Er zijn geen chemische inkoop-, transport- of opslagprocessen, waardoor het risico op chemische lekken wordt geëlimineerd en een veilige werkomgeving wordt gegarandeerd.
Veilige werking bij normale temperatuur en druk	Bedrijfsspanning 3~15V DC, geen hoge spanning, geen hoge temperatuur, geen brandbare of explosieve risico's.

V. Technische parameters (aanpasbaar)

parameter	domein
Verwerkingsvolume	1 ~ 1000 m³/dag (modulaire parallelle werking)
Geïnstalleerde stroom	5 ~ 600 kW (afhankelijk van de waterkwaliteitsconcentratie en het behandelingsdoel)
Werkspanning	3 ~ 15 V (DC, veilige spanning)
effluent CZV	Verwijderingspercentage 30%~95%
Ammoniakstikstof in effluent	Verwijderingspercentage 50%~90%
Waterkleur	Verwijderingspercentage ≥90%, kleurloos of lichtgekleurd transparant
Uitrusting Materiaal	PP / roestvrij staal / titanium
Vereisten voor inlaatwater (voorbehandeling aanbevolen)	SS ≤ 100 mg/L, oliën ≤ 100 mg/L, pH 3~11 (breed aanpassingsbereik)

Elektrochemische afvalwaterbehandelingsapparatuur, gebruikt voor de behandeling van fijnchemisch afvalwater.

VI. Proceslocatie

Optie 1: Ontgifting vóór de behandeling

Fijnchemisch afvalwater (ruw/gemengd water) → Stavenzeef/equalisatietank → Sedimentatie/flotatie (RVS en drijvende olieverwijdering) → Elektrochemische behandelingsapparatuur (ringopening, verwijdering van nitro/halogeen/heterocyclische toxiciteit, verbetering van de B/C-verhouding) → Tussentank/buffertank → Biologisch systeem (hydrolyseverzuring + A/O of A²/O) → Lozing voldoet aan de normen

Uitleg: De elektrochemische ontgiftingseenheid bevindt zich vóór het biologische systeem en vervult de kernfuncties van "eliminatie van toxiciteit + ringopening + verbetering van de B/C-verhouding." Dit is het meest kritische en onmisbare proces bij de fijnchemische afvalwaterzuivering. Als fijn chemisch afvalwater zonder elektrochemische ontgifting direct het biologische systeem binnendringt, is het risico voor de werking van het systeem extreem hoog, met frequente vergiftiging en instorting. Na ontgifting is de B/C-verhouding van het effluent ≥0,30, is de CZV-verwijderingssnelheid van de biologische fase aanzienlijk verbeterd en is de algehele werking van het systeem stabiel en betrouwbaar. Deze configuratie is met name geschikt voor fijnchemische bedrijven met complexe afvalwatersamenstellingen en frequente productwisselingen.

Optie 2: Geavanceerde behandeling om aan de normen te voldoen (voor gevallen waarin CZV in het effluent van biologische zuivering nog steeds niet aan de normen voldoet)

Fijnchemisch afvalwater → Voorbehandeling → Biologisch systeem → Secundaire sedimentatietank → Elektrochemische geavanceerde behandelingseenheid (verwijdering van resterende hardnekkige CZV en kleur) → Conforme lozing/hergebruik

Toelichting: Wanneer de CZV en de kleur van het effluent van de biologische zuivering nog steeds niet aan de lozingsnormen kunnen voldoen, wordt na het biologische systeem een elektrochemische geavanceerde zuiveringsunit toegevoegd. Deze unit verwijdert resterende aromatische polymeren, humusachtige stoffen en andere hardnekkige CZV diep, waardoor de CZV wordt teruggebracht tot de lozings-/hergebruiknorm.

Optie 3: Ontgifting vóór de behandeling + Geavanceerde behandeling

Fijnchemisch afvalwater → Elektrochemische ontgiftingseenheid (vóór biologische behandeling) → Biologisch systeem → Elektrochemische geavanceerde behandelingseenheid (na biologische behandeling) → Conforme lozing/hoogwaardig hergebruik

Toelichting: Bij nieuwbouw fijnchemische afvalwaterzuiveringsinstallaties of projecten met zeer strenge lozingsnormen wordt zowel voor als na de biologische zuivering een elektrochemische unit geplaatst. De voorkant zorgt voor een stabiele en efficiënte werking van het biologische systeem, terwijl de achterkant ervoor zorgt dat het effluent consequent voldoet aan de strengste lozingsnormen. Doordat de twee systemen samenwerken, heeft het systeem de sterkste weerstand tegen schokken en de hoogste zekerheid in de wateropbrengst.

Markeringen:

Elektrochemische afvalwaterzuiveringsapparatuur die wordt gebruikt voor de behandeling van afvalwater door middel van halfgeleiders.

Praatje Nu