Elektrochemische Abwasseraufbereitungsanlagen für die petrochemische Abwasseraufbereitung.

I. Produktübersicht

Petrochemisches Abwasser stammt hauptsächlich aus zwei großen Sektoren: der Erdölraffinierung (Erdölraffinierung) und der Petrochemie (Ethylen, Aromaten, Kunstharze, Kunstfasern, Synthesekautschuk usw.). Es handelt sich um eine typische Art von Industrieabwasser, das sich durch großes Volumen, komplexe Zusammensetzung und hohe Behandlungsschwierigkeiten auszeichnet. Zu den Wasserqualitätsmerkmalen gehören: eine Vielzahl von Abwasserarten (einschließlich Prozessabwasser, ölhaltiges Abwasser, schwefelhaltiges Abwasser, alkalisches Abwasser, zirkulierendes Abwasser und häusliches Abwasser), hohe CSB-Konzentration, große Mengen an organischem Erdöl/Kohlenwasserstoff, giftige Substanzen wie Phenole, Sulfide, Ammoniakstickstoff und Cyanide sowie widerspenstige organische Substanz (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, heterozyklische Verbindungen, Polymermonomere usw.), im Allgemeinen geringe biologische Abbaubarkeit (B/C-Verhältnis 0,15–0,30) und erhebliche Schwankungen in der Wasserqualität und -menge aufgrund von Schwankungen in der Rohölart und den Verarbeitungsmethoden.

Herkömmliche petrochemische Abwasserbehandlungsverfahren folgen typischerweise dem Weg „Ölabscheidung → Flotation → biologische Behandlung → fortgeschrittene Behandlung“. In der Praxis ist dieser Ansatz jedoch seit langem mit folgenden Herausforderungen konfrontiert: 1. Ölige Substanzen stören das biologische Behandlungssystem – selbst nach der Ölabtrennung und Flotation bleiben restliche emulgierte Öle und gelöste Öle zurück, was im Laufe der Zeit zu einer verringerten Aktivität des Belebtschlamms und einer verschlechterten Absetzleistung führt. 2. Widerspenstige organische Stoffe lassen sich nur schwer biologisch entfernen – polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, heterozyklische Verbindungen und Polymermonomere sind äußerst resistent gegen Mikroorganismen, was die Entfernungsrate dieser CSB in der biologischen Behandlungsstufe begrenzt. 3. Das biologische Behandlungssystem wird sowohl durch Sulfide als auch durch Ammoniakstickstoff gehemmt – Sulfide und freies Ammoniak hemmen sowohl nitrifizierende als auch heterotrophe Bakterien, was zu einer geringen Effizienz des biologischen Behandlungssystems führt. 4. Die biologische Effizienz nimmt mit zunehmendem Salzgehalt des Abwassers ab – während petrochemisches Abwasser nicht so extrem ist wie feinchemisches Abwasser, enthalten einige Abwässer immer noch erhebliche Mengen an Salz. Die Entfernungsrate kann 2 bis 5 % erreichen, wodurch herkömmliche biochemische Prozesse gehemmt werden. Niedrige Temperaturen im Winter verringern die Effizienz der biochemischen Nitrifikation, was zu geringeren Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsraten und einem hohen Risiko führt, dass Ammoniak-Stickstoff die Standards im Abwasser überschreitet. Erhöhte Nachfrage nach der Wiederverwendung von Abwasser – zirkulierendes Abwasser und einige konforme Abwässer müssen wiederverwendet werden, aber bestehende Prozesse können die langfristige Stabilität der Qualität des wiederverwendeten Wassers nicht garantieren. Dieses System nutzt die elektrochemische Oxidationstechnologie, die flexibel in mehrere Stufen des petrochemischen Abwasseraufbereitungsprozesses integriert werden kann:

Für kombiniertes Abwasser nach der Öl-Wasser-Trennung und Flotation: Behandelt Abwasser, das Restöl, Phenole, Sulfide und widerspenstige organische Stoffe enthält, direkt, oxidiert und zersetzt giftige Substanzen innerhalb von 1 bis 2 Stunden, entfernt emulgierte und lösliche Öle und baut polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe durch Ringöffnung ab. Das B/C-Verhältnis wird von 0,15–0,20 auf über 0,30 erhöht, wodurch sichere und biologisch abbaubare Zuflussbedingungen für nachfolgende biochemische Systeme geschaffen werden.

Für die fortschrittliche Behandlung biochemischer Abwässer – entfernt restliche CSB (widerspenstige Polymere, ringöffnende Produkte aus polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen usw.), Ammoniakstickstoff und Farbstoffe gründlich aus dem biochemischen Abwasser und erfüllt so stabil die Wiederverwendungsstandards.

Bei ölhaltigem emulgiertem Abwasser demulgiert und oxidiert dieses System effizient, um Öl und CSB zu entfernen, und löst so das Problem der schlechten Behandlungseffizienz der herkömmlichen Luftflotation + biologischen Behandlung für emulgiertes Öl.

Bei zirkulierenden Wasserableitungs- und -wiederverwendungssystemen entfernt dieses System CSB, Ammoniakstickstoff und Mikroorganismen, bevor das Wasser im zirkulierenden Kühlwassersystem wiederverwendet wird, wodurch eine Kaskadennutzung und Ressourcenrückgewinnung des Wassers erreicht wird.

Der gesamte Prozess verbraucht nur Strom, ohne Zusatz chemischer Mittel (Demulgatoren, Flockungsmittel, Oxidationsmittel) und erzeugt keine Sekundärschadstoffe wie Chemieschlamm, Eisenschlamm oder adsorbierten gesättigten Kohlenstoff. Die Elektroden sind so konzipiert, dass sie Ölverschmutzungen widerstehen und sich an die komplexen Betriebsbedingungen ölhaltiger Abwässer anpassen. Es arbeitet bei normaler Temperatur und normalem Druck (0~40℃), unabhängig von Jahreszeiten- und Temperaturschwankungen.

II. Schwierigkeiten bei der petrochemischen Abwasserbehandlung und Lösungen für diese Ausrüstung

III. Funktionsprinzip

Nach einer Vorbehandlung wie Ölabscheidung und Flotation zur Entfernung von schwimmendem Öl und den meisten Schwebstoffen gelangt das petrochemische Abwasser in den elektrochemischen Reaktor, wo unter der Wirkung von Elektroden die folgenden Reinigungsreaktionen ablaufen:

(1) Direkte Elektrooxidation

Charakteristische Schadstoffe in petrochemischen Abwässern werden direkt an der Anodenoberfläche oxidiert:

Organische Erdöl-/Kohlenwasserstoffverbindungen (Alkane, Cycloalkane, Aromaten usw.): Lange Kohlenstoffketten und Cycloalkane werden auf der Anodenoberfläche nach und nach oxidiert und gebrochen, wandeln sich in kleine Moleküle organischer Säuren und Alkohole um und werden schließlich zu CO₂ und H₂O mineralisiert

Polyzyklische Aromaten (Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren usw.): Aromatische Ringsysteme werden nach und nach oxidiert und auf der Anodenoberfläche geöffnet, und polyzyklische Strukturen werden zu monozyklischen oder niedermolekularen organischen Stoffen geöffnet, wodurch die Biotoxizität beseitigt wird

Phenole (Phenol, Kresol, Xylenol usw.): Benzolringe werden nach und nach oxidiert und auf der Anodenoberfläche geöffnet, und polyzyklische Strukturen werden zu monozyklischen oder niedermolekularen organischen Stoffen geöffnet, wodurch die Biotoxizität beseitigt wird

Phenole (Phenol, Kresol, Xylenol usw.): Benzolringe werden auf der Anodenoberfläche geöffnet und geöffnet, wodurch polyzyklische Strukturen in monozyklische oder niedermolekulare organische Stoffe umgewandelt werden. Nach der Hydroxylierung wird die Anodenoberfläche weiter oxidiert und ringgeöffnet, wodurch sich kleine Moleküle organischer Säuren bilden. Heterocyclische Verbindungen (enthaltend N/S/O-Heterocyclen): Heterocyclen werden auf der Anodenoberfläche oxidiert und ringgeöffnet, wodurch die Biotoxizität deutlich reduziert wird. Sulfide (S²⁻): Werden an der Anode direkt zu Sulfat-Ionen (S²⁻→SO₄²⁻) oxidiert, wodurch die toxische Hemmung von Mikroorganismen beseitigt wird.

(2)Indirekte Elektrooxidation: Die Elektrolyse von Wasser an der Anode erzeugt Hydroxylradikale (·OH) und nutzt gleichzeitig natürlich vorkommende Chloridionen im Abwasser (petrochemisches Abwasser enthält Cl⁻), um aktives Chlor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) zu erzeugen. Dies ergänzt die Oxidation von Schadstoffen, die nicht direkt mit der Anode in Kontakt kommen können, und zeigt insbesondere eine signifikante Oxidationseffizienz für lösliche Öle und widerspenstige organische Stoffe.

(3)Demulgierung und Entfernung von emulgiertem Öl: Emulgierte Öltröpfchen in ölhaltigem Abwasser tragen eine negative Ladung auf ihrer Oberfläche und bilden einen stabilen Emulsionszustand, der mit herkömmlicher Luftflotation nur schwer vollständig zu entfernen ist. Im elektrochemischen Reaktor: Die durch anodische Oxidation erzeugten Mikrobläschen und das elektrische Feld verursachen Veränderungen im Oberflächenpotential der emulgierten Öltröpfchen, die Doppelschicht wird komprimiert, die Öltröpfchen im instabilen Emulsionszustand aggregieren und schwimmen, die gelöste organische Ölsubstanz wird oxidiert und mineralisiert und der Ölgehalt im Abwasser kann auf unter 1–3 mg/L gesenkt werden.

(4)Gleichzeitige Oxidation von Ammoniakstickstoff und Sulfiden. Aktives Chlor oxidiert Ammoniakstickstoff zu Stickstoffgas (2NH₃+3HOCl→N₂+3Cl⁻+3H₂O), und die Entfernungsrate von Ammoniakstickstoff kann 80 % bis 95 % erreichen. Sulfide werden an der Anode direkt zu Sulfat oxidiert, wodurch ihre Toxizität vollständig beseitigt wird.

(5)Reduzierung des CSB und Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit Der synergistische Effekt der direkten Oxidation und der indirekten Oxidation führt zur Ringöffnung und zum Aufbrechen von Bindungen aus widerspenstigen organischen Stoffen mit großen Molekülen in abbaubare Substanzen mit kleinen Molekülen, und das B/C-Verhältnis steigt von 0,15 bis 0,20 auf über 0,30; ein Teil der organischen Substanz wird vollständig mineralisiert, was den CSB direkt reduziert und gute Einlaufbedingungen für das nachfolgende biochemische System schafft.

IV. Kernvorteile (gezielt auf petrochemisches Abwasser)

V. Technische Parameter (anpassbar)

VI. Prozessstandort

Option 1: Vorbehandlung und Entgiftung vor der biochemischen Verarbeitung

Petrochemisches Abwasser (nach Ölabtrennung und Flotation) → Elektrochemische Vorbehandlungsausrüstung (Entfernung von Restöl, Oxidation von Sulfiden, ringöffnenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Verbesserung des B/C-Verhältnisses) → Zwischentank/Ausgleichstank → Biochemisches System → Sekundärsedimentationstank → Entladung gemäß Standards

Erläuterung: Die elektrochemische Vorbehandlungseinheit befindet sich nach der Ölabtrennung und Flotation und vor dem biochemischen System und übernimmt die umfassenden Funktionen „Ölentfernung + Entschwefelung + Entgiftung + Ringöffnung + B/C-Verbesserung“. Dies ist eine Schlüsselgarantie für die vorbiochemische Behandlung petrochemischer Abwässer – die wirksame Entfernung von restlichem emulgiertem Öl und löslichem Öl nach der Ölabtrennung und Flotation, die Oxidation von Sulfiden, die biochemische Prozesse erheblich hemmen, den Abbau polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe durch Ringöffnung, die deutliche Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit und die Gewährleistung eines langfristig stabilen und effizienten Betriebs des nachfolgenden biochemischen Systems.

Option 2: Erweiterte Behandlung biologischer Abwässer

Petrochemisches Abwasser → Vorbehandlung → Biologisches System → Sekundäres Sedimentationsbecken → Elektrochemische fortschrittliche Behandlungseinheit (Entfernung von restlichem CSB und Ammoniakstickstoff) → Einleitung in den Standard/Wiederverwendung im Kreislaufwassersystem

Hinweis: Für Unternehmen mit bestehenden biologischen Systemen, deren Abwasser-CSB- und Ammoniak-Stickstoffgehalte jedoch nicht den aktuellen Abwassernormen entsprechen, kann nach dem biologischen System eine elektrochemische fortschrittliche Behandlungseinheit hinzugefügt werden. Es sind keine Änderungen am bestehenden biologischen System erforderlich; Der CSB- und Ammoniak-Stickstoffgehalt wird reduziert, um die Standards für die direkte Einleitung oder die Wiederverwendungsanforderungen zu erfüllen.

Option 3: Spezielle Behandlung für ölhaltiges emulgiertes Abwasser

Öliges emulgiertes Abwasser → Ausgleichsbehälter → Elektrochemische Demulgierungs- und Ölentfernungsausrüstung → Abwasser

Option 4: Vorbehandlung von stark salzhaltigem/alkalischem Schlammabwasser

Hochsalzhaltiges Abwasser/alkalisches Schlammabwasser → Elektrochemische Hochkonzentrationsaufbereitungsanlage → Abwasser in integriertes Abwassersystem/Verdampfungssystem

Hinweis: Alkalisches Schlammabwasser und Abwasser aus der Elektroentsalzung weisen einen hohen Salzgehalt, einen hohen CSB und eine hohe Toxizität auf; Eine direkte Entladung in das integrierte System führt zu einem Schock. Elektrochemische Behandlungseinheiten können speziell für die Chargenbehandlung dieser Art von Abwasser eingesetzt werden, wodurch der CSB und die Toxizität erheblich reduziert werden, bevor sie reibungslos in das gesamte Anlagensystem integriert werden, wodurch die hohen Kosten einer Entsorgung außerhalb des Standorts vermieden werden und die wirtschaftlichen Vorteile weiterhin erheblich sind.