Chemisch afvalwater is een van de meest voorkomende, complexe en moeilijk te zuiveren soorten industrieel afvalwater, dat meerdere subsectoren omvat, waaronder organische chemicaliën, anorganische chemicaliën, fijnchemicaliën, petrochemie, kolenchemie, meststoffen, polymeermaterialen, chloor-alkali, kleurstoffen, coatings, pesticiden en bio-chemische sectoren. De algemene waterkwaliteitseigenschappen zijn als volgt: Het afvalwater bevat een grote hoeveelheid grondstoffen en hulpstoffen, tussenproducten, bijproducten en productresten die worden gebruikt in het productieproces - waaronder benzeenverbindingen, fenolen, alcoholen, aldehyden, ketonen, organische zuren, esters, speciale organische componenten, polycyclische aromatische koolwaterstoffen, heterocyclische verbindingen, gehalogeneerde koolwaterstoffen, nitroverbindingen, organofosforverbindingen, polymeermonomeren, oppervlakteactieve stoffen, organische oplosmiddelen en katalysatorresten; sommige procesafvalwater met hoge concentratie kan tienduizenden tot honderdduizenden mg/L bereiken; het afvalwater bevat vaak karakteristieke verontreinigingen die micro-organismen remmen of toxisch maken; het zoutgehalte varieert sterk (van enkele honderden mg/L tot meer dan tien procent); de BOD₅/COD-verhouding schommelt over het algemeen tussen 0,05 en 0,30, met aanzienlijke verschillen in biologische afbreekbaarheid; en de afvalwaterkwaliteit fluctueert aanzienlijk met veranderingen in producttype, productieproces en productiecyclus.

De kernuitdagingen bij de zuivering van chemisch afvalwater liggen op verschillende belangrijke gebieden: ① Hoog aandeel moeilijk afbreekbare organische stof - stabiele chemische structuren zoals aromaten, heterocyclische verbindingen, gehalogeneerde verbindingen en nitrogroepen vertonen een hoge tolerantie voor conventionele micro-organismen, waardoor effectieve afbraak door biologische systemen moeilijk is. ② Aanzienlijke biotoxische problemen - diverse chemische tussenproducten en bijproducten remmen of doden zelfs micro-organismen in geactiveerd slib, wat leidt tot frequente impact op biologische systemen, lage zuiveringsefficiëntie en zelfs systeeminstorting. ③ Hoge zoutgehalte verergert zuiveringsmoeilijkheden - sommige chemische afvalwaters bevatten 3% tot 10% zout (bijv. chloor-alkali, pesticidensynthese, farmaceutische tussenproducten), en de hoge osmotische druk maakt het moeilijk voor conventionele geactiveerd slib micro-organismen om te overleven. ④ Drastische fluctuaties in waterkwaliteit en -hoeveelheid - onder multi-product, intermitterende productiemodellen kunnen de concentratie van COD en toxische stoffen in afvalwater binnen enkele uren enkele tot tientallen keren veranderen, waardoor het moeilijk is voor traditionele biologische systemen om snel te reageren.

Dit systeem maakt gebruik van elektrochemische oxidatietechnologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het synergetische effect van directe anodische oxidatie en sterke oxiden zoals hydroxylradicalen (·OH) en actief chloor die door elektrochemische katalyse worden gegenereerd om direct verschillende stabiele chemische structuren in chemisch afvalwater aan te vallen. Het kan flexibel worden toegepast op verschillende stadia van de zuivering van chemisch afvalwater:

Voorbehandeling Detoxificatie: Behandelt direct afvalwater met hoge concentratie, oxideert en ontleedt snel moeilijk afbreekbare en toxische structuren zoals aromatische ringen, heterocyclische ringen, gehalogeneerde groepen en nitrogroepen, waardoor COD aanzienlijk wordt verminderd en de B/C-verhouding wordt verhoogd tot boven 0,30, waardoor veilige en biologisch afbreekbare influentomstandigheden voor volgende biologische systemen worden gecreëerd.

Voorbehandeling van organisch afvalwater met hoog zoutgehalte: Na verwijdering van COD en kleur gaat het afvalwater het verdampings- en kristallisatiesysteem binnen, waardoor de kwaliteit van gekristalliseerde zouten wordt verbeterd en de lozing van verdampingsmoederloog aanzienlijk wordt verminderd.

Reductie van afvalwater met hoge concentratie: Behandelt kleine hoeveelheden afvalwater met COD in de tienduizenden mg/L ter plaatse, waardoor COD aanzienlijk wordt verminderd voordat het wordt opgenomen in het geïntegreerde systeem van de fabriek, ter vervanging van dure transport en verwijdering van gevaarlijk afval.

Het hele proces verbruikt alleen elektriciteit, zonder toevoeging van chemische reagentia. De elektroden zijn aanpasbaar aan complexe chemische afvalwateromstandigheden zoals hoog zoutgehalte, hoge COD en oliegehalte, en werken veilig en stabiel bij normale temperatuur en druk. Door de stroomparameters snel aan te passen, kan het binnen enkele minuten reageren op drastische fluctuaties in de kwaliteit van chemisch afvalwater, zonder de noodzaak van langdurige acclimatisatie en wachttijd van biochemische systemen. Dit is een belangrijke technische oplossing om de vier kernKernmoeilijkheden van chemisch afvalwater aan te pakken: "moeilijk afbreekbaar, zeer toxisch, zeer vluchtig en hoge zuiveringskosten".

II. Moeilijkheden bij de zuivering van chemisch afvalwater en oplossingen van deze apparatuur

Pak de moeilijkheden aan	Elektrochemische oplossingen
Het bevat een grote hoeveelheid moeilijk afbreekbare organische stof zoals aromaten, heterocyclische verbindingen, gehalogeneerde koolwaterstoffen en nitroverbindingen, met een lage B/C-verhouding (0,05~0,20), en de COD-verwijderingsgraad van het biologische systeem is slechts 50%~70%.	Het synergetische effect van hydroxylradicalen (·OH) en directe anodische oxidatie - ringopening, breuk van heterocyclische ringen, verwijdering van halogenen, en verwijdering van nitrogroepen - verhoogt de B/C-verhouding tot boven 0,30, waardoor de verwijderingsgraad in de biochemische fase met 40% tot 70% wordt verbeterd.
Veel tussenproducten/bijproducten zijn biotoxisch voor micro-organismen, en frequente schokken voor het biochemische systeem kunnen leiden tot slibophoping en zelfs sterfte.	Snelle oxidatie vernietigt toxische functionele groepen (nitro, halogeen, cyano, onverzadigde lactonen, heterocycli, enz.), waardoor de bacteriële remmingsgraad van het effluent van >90% wordt verminderd tot<20%, waardoor veilige ontvangst door het biologische systeem wordt gegarandeerd.
Hoog zoutgehalte (3%~10%) leidt tot osmotische druk onbalans en massale sterfte van micro-organismen in conventioneel geactiveerd slib.	Elektrochemische processen worden niet geremd door hoog zoutgehalte - Cl⁻ in zout kan worden omgezet in actief chloor, waardoor de oxidatie-efficiëntie wordt verbeterd; hoe hoger het zoutgehalte, hoe beter het zuiveringseffect.
Directe verdamping van hoog-COD, hoog-zout moederloog leidt tot een grote hoeveelheid moederloog die wordt geloosd (3%~10%), en het kristallijne zout wordt geel of zwart, wat resulteert in slechte kwaliteit.	Elektrochemische voorbehandeling verwijdert 50%~80% COD en ≥90% kleur, vermindert de lozingsgraad van moederloog tot 1%~2%, en bereikt een kristalwitheid van het zout ≥85.
Kleine hoeveelheden, afvalvloeistof met hoge concentratie (COD tienduizenden mg/L) getransporteerd voor verwijdering van gevaarlijk afval.	Elektrochemische batchbehandeling ter plaatse - COD-verwijderingsgraad van 50%~85%, behandeld afvalwater wordt geloosd in het geïntegreerde afvalwatersysteem van de fabriek, waardoor de hoeveelheid extern getransporteerd afvalwater aanzienlijk wordt verminderd.
In de winter neemt de efficiëntie van biochemische nitrificatie aanzienlijk af bij lage temperaturen (<10℃), wat resulteert in een vermindering van de ammoniakstikstofverwijderingsgraad.	Elektrochemische werking wordt niet beïnvloed door temperatuur (stabiele werking van 0 tot 40°C), en kan voldoen aan de normen voor COD en ammoniakstikstof in de winter.

III. Werkingsprincipe

Nadat zwevende stoffen zijn verwijderd door zeven, bezinking of filtratie (sommige afvalwater met hoge concentratie vereist eenvoudige voorbehandeling), komt chemisch afvalwater in een elektrochemische reactor, waar de volgende zuiveringsreacties plaatsvinden onder invloed van elektroden:

(1) Directe elektro-oxidatie (het kernpad van ringopening en bindingbreuk van moeilijk afbreekbare organische stof)

Een grote hoeveelheid moeilijk afbreekbare organische stof in chemisch afvalwater verliest direct elektronen op het anodeoppervlak en wordt geoxideerd:

Aromatische verbindingen (benzeen, typische aromatische componenten, xyleen, naftaleen, bifenyl, fenol, aniline, enz.): Aromatische ringen worden gehydroxyleerd door actieve zuurstofsoorten op het anodeoppervlak en openen zich vervolgens, transformeren in organische zuren met kleine moleculen (maleïnezuur, oxaalzuur, azijnzuur, enz.), waardoor hun biologische beschikbaarheid sterk wordt verbeterd.

Heterocyclische verbindingen (pyridine, chinoline, thiazool, furaan, imidazol, indol, enz.): Heterocyclische ringen die N/S/O bevatten, worden geoxideerd en openen zich op het anodeoppervlak, waardoor de cyclische biotoxiciteit wordt geëlimineerd.

Gehalogeneerde verbindingen (chloorbenzeen, chloroform, koolstoftetrachloride), gebromeerde verbindingen, enz.): C-X bindingen breken op het anodeoppervlak, en halogenen worden in ionische vorm verwijderd. Nitroverbindingen (nitrobenzeen, nitrobenzeen, dinitroverbindingen, enz.): Nitrogroepen worden verwijderd door oxidatie/reductie, benzeenringen openen zich, en mutageniteit wordt geëlimineerd. Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (naftaleen, anthraceen, fenantreen, enz.): Aromatische ringsystemen worden geleidelijk geoxideerd en geopend, en polycyclische structuren worden afgebroken tot monocyclische of kleine moleculen. Organofosforverbindingen: P-C bindingen worden geoxideerd en gebroken, en organofosfor wordt omgezet in orthofosfaat. Polymeren/macromoleculaire organische stoffen (polyethyleenglycol, polyacrylzuur, harsfragmenten, enz.): Lange koolstofketens en ethergroep moleculaire structuren worden geoxideerd en gebroken.

(2) Indirecte elektro-oxidatie (breedbandige oxidatie gedomineerd door ·OH en actief chloor) Anode-elektrolyse van water genereert hydroxylradicalen (·OH), terwijl gebruik wordt gemaakt van natuurlijk voorkomende chloride-ionen in afvalwater (de meeste chemische afvalwaters bevatten Cl⁻, met een concentratiebereik van 200~20000). Elektrolyse van mg/L genereert actief chloor (Cl₂, HOCl, OCl⁻): Hydroxylradicalen voeren niet-selectieve oxidatieve aanvallen uit op diverse organische verbindingen, vooral effectief bij het openen van aromatische ringen en het breken van heterocyclische ringen. Geactiveerd chloor diffundeert in de oplossing, vult de oxidatie aan van verontreinigingen die geen direct contact hebben met de anode, en verwijdert efficiënt ammoniakstikstof.

(3) Gelijktijdige verbetering van COD-reductie en biologische afbreekbaarheid: Synergetisch effect van directe en indirecte oxidatie: Moeilijk afbreekbare organische stof met grote moleculen → ringopening/bindingbreuk/dehalogenering/denitrificatie → organische zuren, alcoholen, aldehyden met kleine moleculen → verder gemineraliseerd tot CO₂ + H₂O. De BOD₅ van het behandelde effluent neemt aanzienlijk toe (grote moleculen worden omgezet in afbreekbare stoffen met kleine moleculen), COD neemt tegelijkertijd af, en de B/C-verhouding neemt aanzienlijk toe, wat een hoogwaardige afbreekbare koolstofbron biedt voor volgende biochemische systemen.

(4) Deactivatie-effect van toxische functionele groepen: Het kerndoel van elektrochemische oxidatie is het nauwkeurig aanvallen en deactiveren van toxische functionele groepen - de nitrogroep in nitrobenzeen wordt verwijderd, de C-X binding in gehalogeneerde verbindingen wordt gebroken, heterocycli openen zich om N vrij te geven, en de P-C binding in organofosforverbindingen wordt gebroken. Zodra de toxische groepen zijn vernietigd, is het remmende effect op micro-organismen in wezen geëlimineerd, zelfs als het moleculaire skelet niet volledig is gemineraliseerd.

(5) Kleurverwijdering: Wanneer chromoforen worden geoxideerd en gebroken, verandert het afvalwater van donker naar kleurloos of lichtgekleurd en transparant.

IV. Kernvoordelen (gericht op chemisch afvalwater)

Voordelen	illustreren
Breedbandige en zeer efficiënte afbraak van moeilijk afbreekbare organische stof	Aromatische ringopening, breuk van heterocyclische ringen, dehalogenering en denitrificatie - toepasbaar op de meeste soorten moeilijk afbreekbare organische stof in chemisch afvalwater.
Snelle eliminatie van biotoxiciteit	Binnen 1-2 uur worden diverse toxische functionele groepen vernietigd, waardoor de remmingsgraad van luminescentiebacteriën in het effluent van >90% wordt verminderd tot<20%, waardoor het probleem van vergiftiging door het biologische systeem volledig wordt geëlimineerd.
Verbeter biochemische eigenschappen aanzienlijk	De B/C-verhouding steeg van 0,05-0,15 naar 0,30-0,50, waardoor de COD-verwijderingsgraad in de biochemische fase met 40%-70% werd verbeterd, en een totale COD-verwijderingsgraad van meer dan 95% voor het gehele systeem werd bereikt.
Behandelt direct ruw water met hoge concentratie zonder verdunning.	Het kan direct worden verwerkt, waardoor de ineffectieve cyclus van "verdunning-verwerking-reconcentratie" wordt vermeden.
Snelle reactie op fluctuaties in waterkwaliteit	Frequente wisseling van chemische producten/grondstoffen (elke paar uur tot dagen) stelt elektrochemie in staat om parameterovereenkomsten binnen enkele minuten te voltooien door middel van stroomaanpassing, waardoor wekenlange biochemische acclimatisatie overbodig wordt.
Aangepast aan omgevingen met hoog zoutgehalte	Zouten (NaCl, Na₂SO₄, enz.) remmen de reactie niet - hoe hoger de Cl⁻-concentratie, hoe hoger de opbrengst aan actief chloor en hoe sterker de oxidatie-efficiëntie.
Gelijktijdige verwijdering van COD, ammoniakstikstof, kleur en toxiciteit	Eén set apparatuur kan de zuivering van meerdere doelen voltooien, ter vervanging van het traditionele meerfasige proces.
Nul chemische dosering	Er zijn geen chemische inkoop-, transport- of opslagprocessen, waardoor het risico op chemische lekkages wordt geëlimineerd.
Elektrode anti-fouling en corrosiebestendig	Titanium-gebaseerde composiet gecoate elektroden zijn bestand tegen diverse corrosieve componenten (zuren, basen, zouten, organische oplosmiddelen) in chemisch afvalwater, en schalen of verstoppen niet.
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	bereik
Verwerkingsvolume	1 ~ 5000 m³/dag (modulair parallel bedrijf)
Geïnstalleerd vermogen	5 ~ 800 kW (afhankelijk van waterconcentratie en zuiveringsdoel)
Bedrijfsspanning	3 ~ 15 V (DC, veilige spanning)
Effluent COD	Verwijderingsgraad 50%~90%
Ammoniakstikstof in effluent	Verwijderingsgraad 70%~95%
Waterkleur	Verwijderingsgraad ≥90%, kleurloos of lichtgekleurd transparant
Luminescentiebacteriële remmingsgraad (inlaat)	70%~100% Hoge toxiciteit
Remmingsgraad van luminescentiebacteriën (uitlaat)	≤20% (Veilig en biochemisch veilig)
Materiaal apparatuur	PP / Roestvrij staal / Titanium
Vereisten inlaatwater (voorbehandeling aanbevolen)	SS ≤ 100 mg/L, oliën ≤ 100 mg/L, pH 3~12 (breed aanpassingsbereik)

Elektrochemische afvalwaterzuiveringsapparatuur die wordt gebruikt voor chemisch afvalwater.

VI. Locatie van het proces

Optie 1: Voorbehandeling en Detoxificatie

Chemisch afvalwater (ruw water/gecombineerd water) → Zeef/egaliseren tank → Bezinking/flotatie (verwijdering SS en olie) → Elektrochemische detoxificatie apparatuur (open-loop bindingbreuk, verwijdering van toxische functionele groepen, verbetering B/C-verhouding) → Tussen tank/buffer tank → Biologisch systeem (hydrolyse verzuring + A/O of A²/O) → Voldoet aan normen lozing

Opmerking: De elektrochemische detoxificatie-eenheid is de kernwaarborg voor de pre-biologische zuivering van chemisch afvalwater. Chemisch afvalwater dat niet is gedetoxificeerd door elektrochemie, komt direct in het biologische zuiveringssysteem, wat resulteert in een grote hoeveelheid moeilijk afbreekbare en toxische stoffen, waardoor de COD-verwijderingsgraad van het biologische systeem slechts 50%~70% wordt en het frequent wordt blootgesteld aan schokken. Na detoxificatie is de effluent B/C-verhouding ≥0,30~0,35, de COD-verwijderingsgraad van de biologische zuiveringsfase wordt met 40%~70% verhoogd, en het gehele systeem werkt het hele jaar door stabiel en betrouwbaar.

Optie 2: Geavanceerde zuivering om aan normen te voldoen (Voor gevallen waarbij COD in biochemisch effluent nog steeds niet aan normen voldoet)

Chemisch afvalwater → Voorbehandeling → Biochemisch systeem → Secundaire bezinkingstank → Elektrochemische geavanceerde zuiveringseenheid (verwijdert resterende hardnekkige COD en kleur) → Voldoet aan normen lozing/hergebruik

Opmerking: Wanneer COD en kleur in het biochemische effluent nog steeds niet voldoen aan de lozingsnormen, wordt na het biochemische systeem een elektrochemische geavanceerde zuiveringseenheid toegevoegd.

Optie 3: Reductie van afvalwater met hoge concentratie

Afvalwater/moederloog met hoge concentratie → Opvangtank → Elektrochemische zuiveringsapparatuur → Effluent stroomt naar het geïntegreerde afvalwatersysteem van de fabriek → Conventionele zuivering

Optie 4: Voorbehandeling van afvalwater met hoog zoutgehalte voor verdamping

Chemisch afvalwater met hoog zoutgehalte → Elektrochemische voorbehandelingsapparatuur (verwijdert COD en kleur) → Verdampingskristallisatiesysteem (MVR/meerfasig) → Industrieel zout met hoge witheid + condensaatre-gebruik

Opmerking: Directe verdamping van moederloog met hoog zoutgehalte resulteert in COD- en kleuropvanging, grootschalige lozing van moederloog en vergeling van het gekristalliseerde zout. Elektrochemische voorbehandeling verwijdert 50%~80% COD en ≥90% kleur vóór verdamping, wat resulteert in wit kristallijn zout en een aanzienlijke vermindering van de lozing van moederloog, waardoor de bronbenutting van afvalwater met hoog zoutgehalte wordt gerealiseerd.

Markeringen: