Elektrochemische Abwasserbehandlungsanlagen für Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung.

I. Produktübersicht

Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung stammt aus zahlreichen Teilsektoren, darunter Schlachtung und Fleischverarbeitung, Milchprodukte, Brauerei (Bier/Baijiu/Huangjiu), Getränkeproduktion, Getreide- und Ölverarbeitung, Zuckerraffinierung, Stärkeproduktion, Mononatriumglutamat-/Hefeproduktion, Verarbeitung von Wasserprodukten, Beizen und Konserven usw. Es handelt sich um eine typische Art von Abwasser mit großem Wasservolumen und hoher Schadstoffbelastung in der Leichtindustrie. Seine Wasserqualitätseigenschaften sind wie folgt: hohe Konzentration organischer Stoffe (CSB beträgt normalerweise 800–10.000 mg/L, und einige hochkonzentrierte Prozessabwässer können über 20.000 mg/L erreichen), enthalten eine große Menge biologisch abbaubarer organischer Stoffe (Protein, Fett, Stärke, Zucker, Zellulose usw.) und enthalten außerdem hohe Konzentrationen an suspendierten Feststoffen (SS), Fett/Pflanzenöl (FOG), Ammoniakstickstoff und Gesamtphosphor; Das Abwasser weist im Allgemeinen eine gute biologische Abbaubarkeit auf (B/C beträgt normalerweise 0,3 bis 0,6), es gibt jedoch offensichtliche Hemmungsprobleme: Eine hohe Fettkonzentration überzieht den Belebtschlamm und führt zu einer Behinderung des Stoffaustauschs. hoher Salzgehalt (eingelegtes/Soßenabwasser) hemmt die mikrobielle Aktivität; intermittierende Entwässerung führt zu hydraulischen Belastungsstößen; Ein hoher SS-Wert führt zu einer Verstopfung des biologischen Systems und zu einer Schlammaufblähung. Das Abwasser enthält häufig Rückstände von Lebensmittelzusatzstoffen, Pigmenten und Desinfektionsmittelrückständen, die eine gewisse hemmende Wirkung auf Mikroorganismen haben.

Herkömmliche Behandlungswege für Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung folgen typischerweise einem Prozess der „physikalischen Vorbehandlung (Gitter/Sieb/Ölabscheider) → Flotation/Koagulationssedimentation → anaerobe + aerobe biologische Behandlung“. Allerdings steht dieser Ansatz im tatsächlichen Betrieb vor mehreren Herausforderungen: Unvollständige Entfernung von Fett/schwebenden Feststoffen – selbst nach der Ölabtrennung und Flotation bleiben emulgiertes Öl und fein dispergiertes Öl (50–200 mg/l) zurück. Hohe Konzentrationen an Schwebstoffen (SS), die in das biologische System gelangen, sammeln sich an und überziehen den Schlamm mit der Zeit, was zu einer Verschlechterung der Schlammabsetzleistung und einer verringerten Belüftungseffizienz führt. Hohe SS führen zu Verstopfungen im biologischen System – Abwasser aus Schlachthöfen, der Stärkeverarbeitung und der Zuckerraffinierung enthält große Mengen organischer Schwebstoffe, die durch herkömmliche Sedimentation nur schwer vollständig zu entfernen sind, was dazu führt, dass anaerobe/aerobe Systeme mit Packungsblockaden und Schwierigkeiten bei der Schlammentfernung konfrontiert werden. Lebensmittelabwässer mit hohem Salzgehalt (eingelegte, Soße, Sojasauce usw.) hemmen biologische Prozesse – wenn der Salzgehalt (Cl⁻/Na⁺) 2 % bis 5 % erreicht, gerät der osmotische Druck von herkömmlichem Belebtschlamm aus dem Gleichgewicht und die CSB-Entfernungsrate nimmt deutlich ab. Saisonale/intermittierende Entwässerung erschwert einen stabilen Betrieb des biologischen Systems – die Lebensmittelverarbeitung erfolgt oft saisonal (Presssaison, Obstverarbeitungssaison) oder intermittierend, was die Wartung und Wiederherstellung des biologischen Systems während Winter-/Stillstandszeiten erschwert. Das System leidet unter mehreren Herausforderungen: lange Anlauf- und Akklimatisierungszeiten; und Probleme mit der Farbe des Abwassers und der Desinfektion. Abwasser aus der Brauerei-, Sojasaucen- und Fruchtsaftproduktion enthält einen hohen Anteil an Pigmenten, was auch nach biochemischer Behandlung zu einer anhaltend hohen Farbe führt. Lebensmittelabwässer weisen auch mikrobielle Indikatoren wie coliforme Bakterien auf, die bei herkömmlichen Methoden große Dosen an Desinfektionsmitteln erfordern.

Dieses System nutzt die elektrochemische Oxidationstechnologie und integriert den Abbau durch Elektrooxidation mit Elektrokoagulation/Elektroflotation, wodurch es sich besonders für die Eigenschaften von Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung eignet.

Bei hochkonzentriertem organischem Abwasser (Schlachthof, Brauerei usw.) erzeugen direkte anodische Oxidation und Elektrokatalyse Hydroxylradikale (·OH), um gelöste organische Stoffe (Proteine, Zucker, organische Säuren usw.) direkt zu mineralisieren. Dadurch wird eine CSB-Entfernungsrate von 60–85 % erreicht, wodurch Zuflussbedingungen mit geringer Belastung und stabiler Qualität für nachfolgende anaerobe/aerobe Systeme geschaffen werden.

Bei salzhaltigem Beiz-/Soßenabwasser wird die Elektrochemie nicht durch einen hohen Salzgehalt beeinträchtigt; Cl⁻ im Salz kann in aktives Chlor umgewandelt werden, um die Oxidationseffizienz zu verbessern, was eine direkte Behandlung von Lebensmittelabwässern mit hohem Salzgehalt vor der Verdampfung oder Einleitung ermöglicht.

Der gesamte Prozess verbraucht nur Strom. Um die Leitung zu unterstützen, kann eine kleine Menge Elektrolyt (z. B. Salz, das sehr kostengünstig ist) hinzugefügt werden. Es werden keine schädlichen chemischen Flockungsmittel eingeführt (die PAC/PAM ersetzen) und es entsteht keine große Menge chemischer Schlamm. Die Geräte können intermittierend betrieben werden und sind sofort einsatzbereit, sodass sie perfekt an die saisonalen Produktionsmuster in der Lebensmittelverarbeitung angepasst sind.

II. Schwierigkeiten bei der Abwasserbehandlung in der Lebensmittelverarbeitung und Lösungen für diese Ausrüstung

III. Funktionsprinzip

Das Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung gelangt nach der Behandlung durch ein Sieb/Gitter zur Entfernung grober Feststoffe in einen elektrochemischen Reaktor, wo es durch mehrere Mechanismen unter der Wirkung von Elektroden einer synergistischen Reinigung unterzogen wird:

(1) Direkte Elektrooxidation – Mineralisierung und Abbau gelöster organischer Stoffe: Gelöste Proteine, Peptide, Aminosäuren, Zucker, organische Säuren, Alkohole usw. im Lebensmittelabwasser verlieren Elektronen direkt an der Anodenoberfläche und werden oxidiert: Die Kohlenstoffketten großer organischer Moleküle werden oxidiert und gebrochen und zerfallen allmählich in kleine organische Säuren; die Aminogruppen in Aminosäuren/Proteinen werden oxidiert und als NH₃ freigesetzt (weiter zu N₂ oxidiert); Zucker und organische Säuren werden direkt zu CO₂ und H₂O mineralisiert, mit einer CSB-Entfernungsrate von 40–70 % (Vorbehandlungsstufe).

(2) Indirekte Elektrooxidation (mit • OH und aktivem Chlor als Hauptbestandteilen) OH- und aktives Chlor werden durch anodische Elektrolyse von Wasser erzeugt. Hydroxylradikale werden durch die Nutzung der im Abwasser natürlicherweise vorhandenen Chloridionen (Lebensmittelabwasser enthält eine bestimmte Menge NaCl oder es können Spuren von Salz hinzugefügt werden) zur Erzeugung von aktivem Chlor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) erzeugt: Hydroxylradikale oxidieren wahllos organische Stoffe in der Lösung, die nicht direkt mit der Anode in Kontakt gekommen sind. Aktives Chlor diffundiert und oxidiert verbleibende gelöste organische Stoffe, und gleichzeitig werden CSB und Ammoniakstickstoff im Abwasser reduziert.

(3) Tiefentfärbung und Desinfektion Die Karamellfarbe, polyphenoloxidierte Polymere, Maillard-Reaktionsprodukte und andere Chromophore in Lebensmittelabwässern wie Brauereien/Sojasauce/Saft werden oxidiert und ihre konjugierten Strukturen werden durch Hydroxylradikale und aktives Chlor aufgebrochen, und das Abwasser ist farblos und transparent. Gleichzeitig inaktiviert Aktivchlor wirksam pathogene Mikroorganismen wie fäkale Kolibakterien und Salmonellen im Abwasser, und die mikrobiellen Indikatoren des Abwassers entsprechen vollständig den Standards.

IV. Kernvorteile (Gezielt auf Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung)

V. Technische Parameter (anpassbar)

VI. Prozessstandort

Option 1: Erweiterte Vorbehandlung vor der biochemischen Behandlung

Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung → Stangensieb (Entfernung grober Feststoffe) → Ausgleichsbehälter → Elektrochemische Behandlungsausrüstung → Öl-Wasser-Trennung/Sedimentation (Flockentrennung) → Anaerobes/aerobes biologisches System → Sekundäres Sedimentationsbecken → Entladung entsprechend den Standards

Option 2: Erweiterte Behandlung biologischer Abwässer (Upgrade auf Standards oder Wiederverwendung)

Abwasser aus der Lebensmittelverarbeitung → Vorbehandlung → Biologisches System → Sekundäres Sedimentationsbecken → Fortschrittliche elektrochemische Behandlungsausrüstung (Entfernung von Rest-CSB, Farbe, Gesamtphosphor, Ammoniakstickstoff, Desinfektion) → Entladung gemäß Standards/Wiederverwendung

Option 3: Direkte Behandlung von Lebensmittelabwässern mit hohem Salzgehalt (Einlegen/Soße/Sojasoße)

Salzhaltiges Beiz-/Soßenabwasser → Stabsieb/Ausgleichstank → Elektrochemische Behandlungsausrüstung (CSB-Abbau + Entfärbung + Ammoniak-Stickstoff-Entfernung) → Abwasser → Entladung gemäß Standards/Verdampfungskristallisation (Ressourcenrückgewinnung)