Elektrochemische Abwasserbehandlungsanlage zur Ressourcenrückgewinnung aus hochsalzhaltigem Abwasser.

I. Produktübersicht 

Abwässer mit hohem Salzgehalt stammen weit verbreitet aus der chemischen Synthese, der pharmazeutischen Herstellung, der Pestizidproduktion, der Kohlechemie, dem Druck- und Färbereiwesen, der Lebensmittelverarbeitung, Deponiesickerwasser und Null-Entsorgungsprojekten. Diese Art von Abwasser weist nicht nur einen hohen Salzgehalt auf, sondern oft auch einen hohen CSB und eine hohe Farbe. Für diese Art von Abwasser ist die Verdampfungskristallisation (MVR, mehrstufige Verdampfung usw.) derzeit die gängigste Route zur Ressourcenrückgewinnung – Rückgewinnung von Kondensat durch Verdampfung und Industriesalz durch Kristallisation.

Der Verdampfungsprozess steht jedoch vor zwei seit langem bestehendenSchlüsselherausforderungen:

 Schlüsselherausforderung 1: Kontinuierliche Anreicherung der Mutterlauge. CSB- und farbgebende Substanzen im Abwasser verdampfen während der Verdampfung nicht und konzentrieren sich vollständig in der Mutterlauge. Mit fortschreitendem Verdampfungszyklus steigen der CSB und die Farbe der Mutterlauge kontinuierlich an, zusammen mit der Viskosität und dem Siedepunkt, was zu einer verringerten Verdampfungseffizienz und einem erhöhten Energieverbrauch führt. Um den Systembetrieb aufrechtzuerhalten, muss eine bestimmte Menge an hochkonzentrierter Mutterlauge periodisch als gefährlicher Abfall abgeleitet werden, was nicht nur zu Salzverlusten, sondern auch zu hohen Transport- und Entsorgungskosten führt.

 Schlüsselherausforderung 2: Schlechte Qualität und geringe Weiße des verdampften Salzes. Während des Verdampfungsprozesses werden CSB und farbgebende Substanzen teilweise in das kristalline Salz mitgerissen oder eingekapselt, wodurch das Industriesalz gelb, schwarz oder grau erscheint und seine Reinheit abnimmt, was es schwierig macht, die Standards für Industriesalz zu erfüllen. Es kann nur als minderwertiges Abfallsalz auf Deponien entsorgt werden, was seinen Ressourcenwert erheblich reduziert.

Dieses System platziert die elektrochemische Oxidationsausrüstung vor dem Verdampfungssystem als Vorbehandlungsschritt. Abwasser wird zuerst elektrochemisch behandelt – direkte anodische Oxidation und elektrokatalytische Erzeugung starker Oxidationsmittel wie Hydroxylradikale (·OH) oxidieren und zersetzen CSB (einschließlich schwer abbaubarer organischer Materie, Tenside, Komplexbildner, chromophore Gruppen usw.) zu CO₂ und H₂O; gleichzeitig zerstört es vollständig die ungesättigte konjugierte Struktur der chromophoren Gruppen, wodurch die Farbe des Abwassers erheblich reduziert wird. Nach der elektrochemischen Vorbehandlung tritt das hochsaline Abwasser mit deutlich reduziertem CSB und Farbe in das Verdampfungssystem ein und erreicht folgende Ziele: Deutlich reduzierte Produktion von Verdampfungsmutterlauge; Deutlich verbesserte Weiße und Reinheit von kristallinem Salz; Verlängerter Betriebszyklus des Verdampfungssystems und reduzierte Reinigungsfrequenz; Realisierte hochwertige Rückgewinnung von Salzressourcen anstelle der Entsorgung als Abfallsalz. Der gesamte Prozess verbraucht nur Strom, führt keine chemischen Mittel ein, erhöht den Salzgehalt im Abwasser nicht (CSB wird zu CO₂ mineralisiert und freigesetzt, und nicht-färbende Substanzen werden zu farblosen kleinen Molekülen oxidiert) und produziert keine Feststoffabfälle oder konzentriertes Wasser. Es ist eine ideale "Vorbehandlungseinheit" für Verdampfungssysteme.

II. Schwierigkeiten bei der chemischen Behandlung von hochsalinem Abwasser und Lösungen dieser Ausrüstung

III. Funktionsprinzip

Nachdem suspendierte Feststoffe durch ein Sieb/einen Filter entfernt wurden, gelangt hochsalines Abwasser in einen elektrochemischen Reaktor. Unter der Wirkung von Elektroden:

(1) Direkte Elektrooxidation (CSB-Mineralisierung und Chromophorzerstörung)

Organische Schadstoffe im Abwasser (Lösemittelreste, Tenside, Komplexbildner, Farbstoffe und Zwischenprodukte, Huminstoffe usw.) geben direkt Elektronen ab und werden an der Anodenoberfläche oxidiert:

Chemische Kettenbrüche von makromolekularem organischem Material → Organische Säuren/Alkohole/Aldehyde → Weitere Oxidation zu CO₂ und H₂O

Chromophorzerstörung → Entfärbung des Abwassers

Aromatische Ringöffnung → Entfernung von Farbe und CSB

Die direkte Oxidation hat eine mineralisierende Wirkung auf organische Schadstoffe an der Elektrodenoberfläche, mit hoher CSB-Entfernungsrate und kontrollierbarem Energieverbrauch.

(2) Indirekte Elektrooxidation (Breitspektrum-Oxidation, dominiert von ·OH und aktivem Chlor)

Die anodische Elektrolyse von Wasser erzeugt Hydroxylradikale (·OH), die die natürlich hohe Konzentration an Chloridionen (einer der Hauptbestandteile von Salzen) im Abwasser nutzen, um aktives Chlor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) zu erzeugen:

Die Hydroxylradikale oxidieren wahllos verschiedene organische Verbindungen, insbesondere aromatische und heterozyklische, schwer abbaubare CSB-Verursacher.

Aktives Chlor diffundiert weiter in die Lösung und ergänzt die Oxidation organischer Schadstoffe, die keinen direkten Kontakt mit der Anode hatten.

Die indirekte Oxidation gewährleistet eine gleichmäßige Entfernung von CSB und eine vollständige Entfernung von Farbe in allen Bereichen des Reaktors.

Der synergistische Effekt von direkter und indirekter Oxidation erreicht eine maximale Abdeckung verschiedener organischer Verbindungen und stellt sicher, dass sowohl die CSB-Entfernungsrate als auch die Entfärbungsrate den Standards entsprechen.

(1) Schlüsseleffekt: "Entlastung" des Verdampfungssystems statt "Übertragung"

Die Endprodukte der CSB-Oxidation sind CO₂ und H₂O – CO₂ entweicht gasförmig in die Gasphase, und H₂O verdampft als Kondensat mit dem Verdampfungssystem. Weder CSB noch Farbe verbleiben in der Mutterlauge oder im kristallinen Salz. Die kleinen Moleküle (normalerweise farblose organische Säuren), die aus dem Farbabfall resultieren, werden in minimalen Mengen von der Mutterlauge während der Verdampfung mitgerissen und beeinträchtigen somit nicht die Weiße des Salzes.

Kurz gesagt: Die elektrochemische Einheit sorgt dafür, dass CSB und Farbe vor der Verdampfung in gasförmiger und farbloser Form das Salzsystem "verlassen", wodurch ein reineres, weißeres Salz und weniger Mutterlauge zurückbleibt.

IV. Kernvorteile (Ziel: Ressourcennutzung von hochsalinem Abwasser)

V. Technische Parameter (Anpassbar)

VI. Anwendbar auf spezifische Szenarien der Ressourcennutzung von hochsalinem Abwasser

VII. Prozessstandort

Option 1: Vorbehandlung vor der Verdampfung

Hochsalzhaltiges Abwasser → Ausgleichsbehälter → SS-Entfernung (Fällung oder Filtration) → pH-Wert

Einstellung → Elektrochemische Vorbehandlungsausrüstung (CSB- und Farbentfernung) → Verdampfungssystem (MVR/mehrstufige Verdampfung) → Kristallines Salz + Kondensat (nach Erfüllung der Standards recycelt)

Erläuterung: Die elektrochemische Ausrüstung wird vor dem Verdampfer als "Raffinationsschritt" platziert. Das Abwasser wird nach der SS-Entfernung durch elektrochemische Behandlung einer erheblichen CSB- und Farbentfernung unterzogen, bevor es in das Verdampfungssystem gelangt. Das Verdampfungssystem behandelt "saubere Sole", was zu hoher Verdampfungseffizienz, geringer Mutterlauge und hochwertigem Salz führt. Dies ist derzeit die wertvollste inkrementelle Prozesskonfiguration in Null-Entsorgungs- und Hochsalz-Ressourcennutzungsprojekten.

Option 2: Mutterlaugenreduzierung (für bestehende Verdampfungssysteme)

Verdampfungssystem → Verdampfungsmutterlauge (hoher CSB, hohe Farbe, hohe Viskosität) → Elektrochemische Behandlungsausrüstung (Entfernung von angereichertem CSB und Farbe) → Rückführung in das Verdampfungssystem zur weiteren Verdampfung (oder Teilableitung)

Erläuterung: Bei bestehenden Verdampfungssystemen ist die kontinuierliche Anreicherung von CSB und Farbe in der Mutterlauge die größte betriebliche Herausforderung. Eine kleine elektrochemische Behandlungseinheit kann an die Mutterlaugen-Zirkulationsleitung angeschlossen werden, um die Mutterlauge kontinuierlich oder intermittierend zu zirkulieren und zu behandeln, CSB und Farbe online zu entfernen und anzureichern, die Mutterlauge lange Zeit in einem Zustand mit niedrigem CSB und niedriger Farbe zu halten und die Häufigkeit der Mutterlaugenableitung erheblich zu reduzieren. Diese Methode ändert nicht den ursprünglichen Hauptprozess, erfordert geringe Investitionen und liefert schnelle Ergebnisse.

Option 3: Direkte Ressourcennutzung von Rohwasser Hochsalzhaltiges organisches Abwasser → Filtration → Elektrochemische Behandlungsausrüstung (CSB-Entfernung auf ≤200 mg/L, vollständige Entfärbung) → Verdampfung und Kristallisation → Raffiniertes Industriesalz + Aufbereitetes Wasser