Ηλεκτροχημικός εξοπλισμός επεξεργασίας λυμάτων για την επεξεργασία λυμάτων βαφής και εκτύπωσης.

Ι. Επισκόπηση προϊόντος

Τα λύματα βαφής και εκτύπωσης αποτελούν τη σημαντικότερη πηγή ρύπανσης στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας, προερχόμενα από διαδικασίες όπως η αφαλάτωση, η απολίπανση, η λεύκανση, η βαφή, η εκτύπωση και η φινίρισμα. Αποτελούν μία από τις μεγαλύτερες πηγές βιομηχανικών λυμάτων όσον αφορά την κατανάλωση και την απόρριψη νερού. Τα λύματα βαφής και εκτύπωσης χαρακτηρίζονται από πέντε κύρια χαρακτηριστικά: υψηλή συγκέντρωση, υψηλή χρωματικότητα, υψηλό pH, ανθεκτική αποικοδόμηση και υψηλή μεταβλητότητα. Τα λύματα έχουν υψηλή COD, υψηλή χρωματικότητα, υψηλή περιεκτικότητα σε ολικά στερεά και τιμή pH που κυμαίνεται μεταξύ 5 και 10. Περιέχουν μεγάλη ποσότητα αμυλωτικών παραγόντων (πολυβινυλική αλκοόλη PVA, άμυλο κ.λπ.), χρωστικών (αζω, ανθρακινόνη, φθαλocyanine, κ.λπ.), βοηθητικών, επιφανειοδραστικών ουσιών κ.λπ., καθιστώντας τη σύνθεσή τους εξαιρετικά πολύπλοκη. Η ποιότητα των λυμάτων ποικίλλει σημαντικά μεταξύ διαφορετικών διεργασιών.

Η επεξεργασία των λυμάτων βαφής και εκτύπωσης αντιμετωπίζει εδώ και καιρό δύο βασικές προκλήσεις: πρώτον, η COD είναι δύσκολο να μειωθεί αποτελεσματικά - τα λύματα περιέχουν μεγάλη ποσότητα ανθεκτικών συνθετικών χρωστικών και αμυλωτικών παραγόντων, οι οποίοι είναι δομικά σταθεροί και χημικά αδρανείς, καθιστώντας την συμβατική βιολογική επεξεργασία αναποτελεσματική· δεύτερον, τα λύματα υψηλής χρωματικότητας είναι δύσκολο να αποχρωματιστούν - οι χρωμοφόρες στα μόρια των χρωστικών (αζω δεσμοί - N=N -, ομάδες κινόνης, συζευγμένες διπλές δεσμοί, κ.λπ.) είναι ιδιαίτερα ανθεκτικές στους συμβατικούς οξειδωτικούς παράγοντες. Οι παραδοσιακές διαδρομές διεργασιών συνήθως ακολουθούν μια ακολουθία "πλέγμα → ρύθμιση → κροκίδωση και καθίζηση → υδρόλυση και οξίνιση → αερόβια βιολογική επεξεργασία → προηγμένη επεξεργασία", αλλά κάθε στάδιο έχει περιορισμούς: η κροκίδωση και η καθίζηση είναι αναποτελεσματικές στην αποχρωματισμό υδατοδιαλυτών χρωστικών· το σύστημα βιολογικής επεξεργασίας έχει χαμηλά ποσοστά απομάκρυνσης ανθεκτικών οργανικών υλών όπως οι αζω χρωστικές· και το στάδιο προηγμένης επεξεργασίας (Fenton/ενεργός άνθρακας) έχει υψηλό λειτουργικό κόστος και παράγει μεγάλες ποσότητες επικίνδυνων αποβλήτων.

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί τεχνολογία ηλεκτροχημικής οξείδωσης, ενσωματώνοντας πολλαπλούς μηχανισμούς ηλεκτρο-οξειδωτικής αποικοδόμησης, ηλεκτρο-κροκίδωσης και ηλεκτρο-επίπλευσης, στοχεύοντας ειδικά στα χαρακτηριστικά υψηλής χρωματικότητας, ανθεκτικής αποικοδόμησης και υψηλής αλατότητας των λυμάτων βαφής και εκτύπωσης: Για την αποχρωματισμό λυμάτων βαφής/εκτύπωσης - οι χρωμοφόρες (αζω δεσμοί, ομάδες κινόνης, συζευγμένες διπλές δεσμοί, κ.λπ.) οξειδώνονται άμεσα και διασπώνται στην επιφάνεια του ανόδου, ή οι συζευγμένες δομές τους διασπώνται υπό την επίθεση υδροξυλικών ριζών (·OH), επιτυγχάνοντας ποσοστό απομάκρυνσης χρώματος 92%~99%, με αποτέλεσμα άχρωμα και διαυγή λύματα.

Για την αποικοδόμηση οργανικής ύλης σε λύματα αφαλάτωσης/απολίπανσης - η PVA, το αμυλώδες διάλυμα και διάφορα βοηθητικά οξειδώνονται άμεσα και μεταλλώνονται στην επιφάνεια του ανόδου. Μεγάλες οργανικές αλυσίδες διασπούν τις ανθρακικές τους αλυσίδες, αποσυντιθέμενες σταδιακά σε μικρότερες οργανικές οξέα και τελικά μετατρεπόμενες σε CO₂ και H₂O, επιτυγχάνοντας ποσοστό απομάκρυνσης COD 70%–94%.

Για την αξιοποίηση πόρων λυμάτων βαφής υψηλής αλατότητας - τα λύματα βαφής γενικά περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις NaCl. Οι ηλεκτροχημικές μέθοδοι χρησιμοποιούν ιόντα χλωρίου στα λύματα για την παραγωγή ενεργού χλωρίου, ενισχύοντας την αποδοτικότητα οξείδωσης. Το επεξεργασμένο άλμη μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί στη διαδικασία βαφής.

Ολόκληρη η διαδικασία καταναλώνει μόνο ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς την προσθήκη χημικών παραγόντων ή την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων χημικής λάσπης. Οι ηλεκτροδίων είναι ανθεκτικοί στο αλάτι και στη διάβρωση, προσαρμόσιμοι στις σύνθετες συνθήκες λυμάτων βαφής υψηλής αλατότητας και υψηλής θερμοκρασίας (έως 60°C), και λειτουργούν με ασφάλεια σε κανονική θερμοκρασία και πίεση.

II. Δυσκολίες στην επεξεργασία λυμάτων εκτύπωσης και βαφής και λύσεις αυτού του εξοπλισμού

III.Αρχή λειτουργίας

Αφού υποβληθούν σε κόσκινο, ρύθμιση και καθίζηση για την απομάκρυνση αιωρούμενων στερεών, τα λύματα βαφής και εκτύπωσης εισέρχονται στον ηλεκτροχημικό αντιδραστήρα, όπου υποβάλλονται σε συνεργιστική καθαρισμό πολλαπλών μηχανισμών υπό την επίδραση των ηλεκτροδίων:

(1) Άμεση ηλεκτρο-οξείδωση - διάσπαση χρωμοφόρας και ορυκτοποίηση οργανικής ύλης (κύρια οδός)

Οι χρωμοφόρες των μορίων των χρωστικών στα λύματα βαφής και εκτύπωσης (αζω δεσμός - N=N -, δομή κινόνης, συζευγμένος διπλός δεσμός, αρωματικός δακτύλιος, κ.λπ.) χάνουν άμεσα ηλεκτρόνια και οξειδώνονται στην επιφάνεια του ανόδου:

Διάσπαση αζω δεσμού: Ο πυρήνας της χρωμοφόρας στο μόριο της αζω χρωστικής οξειδώνεται και διασπάται, παράγοντας αρωματικές αμίνες ενδιάμεσα και στη συνέχεια ορυκτοποιείται περαιτέρω.

Άνοιγμα αρωματικού δακτυλίου: Το αρωματικό σύστημα δακτυλίων των ανθρακινόνης και τριφαινυλομεθανίου χρωστικών υδροξυλιώνεται και στη συνέχεια ανοίγει ο δακτύλιος στην επιφάνεια του ανόδου.

Καταστροφή συζευγμένου συστήματος: Η χρωμοφόρα οξειδώνεται και διασπάται, με αποτέλεσμα την πλήρη εξαφάνιση του χρώματος.

Οξείδωση αλυσίδας PVA/Αμύλου: Τα μακρομόρια πολυβινυλικής αλκοόλης και αμύλου στα λύματα αφαλάτωσης οξειδώνονται και διασπώνται, αποσυντιθέμενα σταδιακά σε μικρού μοριακού οργανικά οξέα και τελικά ορυκτοποιούμενα σε CO₂ και H₂O

(2) Έμμεση ηλεκτρο-οξείδωση (κυριαρχείται από ·OH και ενεργό χλώριο)

Η ανοδική ηλεκτρόλυση του νερού παράγει υδροξυλικές ρίζες (·OH), ενώ χρησιμοποιεί την φυσικά υψηλή συγκέντρωση ιόντων χλωρίου (άλατα NaCl) στα λύματα βαφής για την παραγωγή ενεργού χλωρίου (Cl₂, HOCl, OCl⁻):

Οι υδροξυλικές ρίζες οξειδώνουν αδιακρίτως τα μόρια των χρωστικών στο διάλυμα που δεν έχουν έρθει σε άμεση επαφή με τον άνοδο

Το ενεργό χλώριο διαχέεται και οξειδώνει υπολειμματικές χρωμοφόρες και οργανική ύλη

(3) Βαθιά αποχρωματισμός και απολύμανση

Μετά την πλήρη διάσπαση των χρωμοφόρων, τα λύματα είναι άχρωμα και διαυγή. Ταυτόχρονα, το ενεργό χλώριο που παράγεται από την ηλεκτροχημεία αδρανοποιεί αποτελεσματικά παθογόνους μικροοργανισμούς στα λύματα, και οι μικροβιολογικοί δείκτες των λυμάτων πληρούν πλήρως τα πρότυπα.

IV. Βασικά Πλεονεκτήματα (Στοχεύοντας σε Λύματα Βαφής και Εκτύπωσης)

V. Τεχνικές Προδιαγραφές (Προσαρμόσιμες)

VI.Τοποθεσία διεργασίας

Επιλογή 1: Ενισχυμένη Προεπεξεργασία πριν από τη Βιοχημική Επεξεργασία

Λύματα βαφής και εκτύπωσης (διεργασίες υψηλής συγκέντρωσης όπως αφαλάτωση/απολίπανση) → Διάταξη κόσκινου/δεξαμενή εξισορρόπησης → Εξοπλισμός ηλεκτροχημικής επεξεργασίας (μείωση COD + αποχρωματισμός + ενίσχυση B/C) → Κροκίδωση και καθίζηση → Υδρόλυση και οξίνιση → Αερόβια βιολογική επεξεργασία → Απόρριψη που πληροί τα πρότυπα

Επιλογή 2: Αποχρωματισμός και Επαναχρησιμοποίηση Λυμάτων Βαφής

Λύματα βαφής υψηλής αλατότητας → Φιλτράρισμα (απομάκρυνση υπολειμμάτων ινών) → Ηλεκτροχημικός εξοπλισμός (αποχρωματισμός + μείωση COD + έλεγχος υπολειμματικού χλωρίου) → Επαναχρησιμοποίηση στη διαδικασία βαφής

Σημείωση: Μετά την ηλεκτροχημική επεξεργασία, τα λύματα υψηλής αλατότητας που παράγονται στη διαδικασία βαφής των επιχειρήσεων βαφής και εκτύπωσης εξαλείφουν πλήρως το χρώμα και μειώνουν την COD σε αποδεκτό επίπεδο. Η επεξεργασμένη άλμη μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί απευθείας στη διαδικασία βαφής.

Επιλογή 3: Βαθιά Επεξεργασία Βιοχημικών Λυμάτων

Συνολικά λύματα βαφής και εκτύπωσης → Προεπεξεργασία → Υδρόλυση και οξίνιση → Αερόβια βιολογική επεξεργασία → Δευτεροβάθμιο δοχείο καθίζησης → Εξοπλισμός ηλεκτροχημικής επεξεργασίας (απομάκρυνση υπολειμματικής COD και χρώματος) → Απόρριψη που πληροί τα πρότυπα/Επαναχρησιμοποίηση