Εξοπλισμός ηλεκτροχημικής επεξεργασίας λυμάτων για φυτοφάρμακα και χημικά λυμάτων.

I. Επισκόπηση προϊόντος

Τα χημικά λύματα φυτοφαρμάκων αναγνωρίζονται ως ένα από τα πιο δύσκολα βιομηχανικά λύματα στην επεξεργασία. Προέρχεται από τη σύνθεση ενεργών συστατικών φυτοφαρμάκων (ζιζανιοκτόνα, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα, ρυθμιστές ανάπτυξης φυτών κ.λπ.), την ενδιάμεση παραγωγή και την επεξεργασία σκευασμάτων. Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του νερού του είναι εξαιρετικά περίπλοκα και σοβαρά: τα λύματα έχουν εξαιρετικά υψηλές συγκεντρώσεις οργανικής ύλης (το COD είναι συνήθως 5000~50000 mg/L, με κάποιο μητρικό υγρό να ξεπερνά τα 100.000 mg/L), περιέχει μεγάλο αριθμό ανυπόφορων και άκρως βιοτοξικών ρύπων (οργανοφωσφορικά, νιτρο-φωσφορικά, οργανοπυρελουριθοειδή. αγροχημικά συστατικά, ετεροκυκλικές ενώσεις, νιτροβενζόλια, φαινοξυκαρβοξυλικά οξέα, κ.λπ.), περιέχει συχνά υψηλές συγκεντρώσεις αλάτων (Cl-, SO42-, PO43-, Na+, κ.λπ., TDS 3%~15%), περιέχει μεγάλες ποσότητες διχλωρομεθανόλης (διχλωρομεθυλική, διχλωρομεθυλική), συστατικά, ξυλόλιο, DMF, κ.λπ.), έχει εξαιρετικά χαμηλές αναλογίες BOD5/COD (0,02~0,10), παρουσιάζει εξαιρετικά κακή βιοδιασπασιμότητα, περιέχει φώσφορο (χαρακτηριστικό ρύπο των οργανοφωσφορικών φυτοφαρμάκων) και η ποιότητα και η ποσότητα του νερού ποικίλλουν δραστικά με τις αλλαγές της εποχής και των παρτίδων του προϊόντος.

Η επεξεργασία των φυτοφαρμάκων και των χημικών λυμάτων αποτελεί εδώ και καιρό ένα σημαντικό πρόβλημα στη βιομηχανία, με τον πυρήναΒασικές δυσκολίεςΕίναι: Εξαιρετικά τοξικό για τους οργανισμούς—οργανοφωσφορικά άλατα, οργανοχλωρίδια, πυρεθροειδή και άλλα φυτοφάρμακα έχουν ισχυρή θανάτωση ή ανασταλτική επίδραση στους μικροοργανισμούς της ενεργοποιημένης ιλύος (ο σκοπός τους είναι να σκοτώνουν παράσιτα/παθογόνα/ζιζάνια). Όταν το βιολογικό σύστημα έρχεται σε άμεση επαφή με το ακατέργαστο νερό, ένας μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών μπορεί να πεθάνει μέσα σε ώρες έως ημέρες. Η υψηλή αλατότητα αναστέλλει περαιτέρω τις βιολογικές διεργασίες και μπορεί ακόμη και να παραλύσει το σύστημα - η σύνθεση φυτοφαρμάκων περιλαμβάνει εκτεταμένη χρήση διεργασιών εξουδετέρωσης και εξουδετέρωσης οξέος-βάσης, με αποτέλεσμα την αλατότητα των λυμάτων από 5% έως 15%. Η υψηλή οσμωτική πίεση οδηγεί άμεσα στο θάνατο των μικροοργανισμών της ενεργοποιημένης ιλύος. Ισχυρή εποχικότητα και ειδικότητα των παρτίδων των προϊόντων, που οδηγεί σε δραστικές αλλαγές στην ποιότητα των λυμάτων - η παραγωγή φυτοφαρμάκων είναι άκρως εποχιακή (συμπυκνωμένη παραγωγή πριν από την εαρινή φύτευση). Κατά την εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών προϊόντων, το COD και οι τύποι τοξικών ουσιών στα λύματα αλλάζουν ταυτόχρονα και το βιολογικό σύστημα δεν μπορεί να προσαρμοστεί γρήγορα. Δυσκολία στην επίτευξη προτύπων μέσω προηγμένης επεξεργασίας—το COD των λυμάτων μετά τη βιολογική επεξεργασία συνήθως περιέχει υπολειμματικό οργανικό φώσφορο και έμμονη οργανική ύλη και οι συμβατικές προηγμένες μέθοδοι επεξεργασίας δεν είναι σε θέση να το μειώσουν σταθερά στο πρότυπο απόρριψης. Αυτό το σύστημα υιοθετεί τεχνολογία ηλεκτροχημικής οξείδωσης, χρησιμοποιώντας άμεση ανοδική οξείδωση και ηλεκτροκατάλυση. Η συνεργιστική επίδραση των παραγόμενων ριζών υδροξυλίου (·ΟΗ) και ισχυρών οξειδίων όπως το ενεργό χλώριο στοχεύει με ακρίβεια τη χημική δομή των χαρακτηριστικών ρύπων στα λύματα φυτοφαρμάκων:

Οργανοχλωρίδια: Οι δεσμοί C-Cl οξειδώνονται και διασπώνται, τα ιόντα χλωρίου απομακρύνονται με τη μορφή Cl-, η οργανική δομή υφίσταται αποικοδόμηση με άνοιγμα του δακτυλίου και η βιοτοξικότητα εξαλείφεται.

Πυρεθροειδή: Οι εστερικοί δεσμοί και οι δομές κυκλοπροπανίου οξειδώνονται και σπάνε και οι εντομοκτόνες ενεργές ομάδες απενεργοποιούνται.

Τριαζίνες (όπως η ατραζίνη): Ο δακτύλιος τριαζίνης οξειδώνεται και ανοίγεται στην επιφάνεια του ανολύτη, μειώνοντας σημαντικά τη βιοτοξικότητα.

Νιτροβενζόλια και φαινοξυκαρβοξυλικά οξέα: Αρωματικά... Οι δακτύλιοι οξειδώνονται και ανοίγονται, οι νιτροομάδες απομακρύνονται και οι ενώσεις μετατρέπονται σε βιοαποδομήσιμα μικρά μόρια. Ετεροκυκλικές ενώσεις: Οι ετεροκυκλικοί δακτύλιοι N/S/O οξειδώνονται και ανοίγονται, εξαλείφοντας την τοξικότητα. Άζωτο αμμωνίας και ολικός φώσφορος: Το άζωτο αμμωνίας οξειδώνεται σε N2 με ενεργό χλώριο και απομακρύνεται. Ο οργανικός φώσφορος μετατρέπεται σε ορθοφωσφορικό και μπορεί να απομακρυνθεί με ηλεκτροπήξη και συνεργική καθίζηση ή επακόλουθη χημική κατακρήμνιση. Η αναλογία B/C των επεξεργασμένων λυμάτων αυξάνεται σημαντικά από 0,02-0,08 σε πάνω από 0,30, η βιοτοξικότητα μειώνεται από >90% σε <20% και το COD μειώνεται σημαντικά, δημιουργώντας ασφαλείς και βιοαποδομήσιμες συνθήκες εισροής για τα επόμενα βιολογικά συστήματα. Για τα βιολογικά λύματα, η ηλεκτροχημική βαθιά επεξεργασία πληροί πλήρως όλα τα πρότυπα εκκένωσης για COD και χρώμα.

Η όλη διαδικασία καταναλώνει μόνο ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς προσθήκη χημικών παραγόντων, και δεν παράγει επικίνδυνα απόβλητα όπως λάσπη σιδήρου ή κορεσμένο άνθρακα. Τα ηλεκτρόδια είναι προσαρμόσιμα σε σύνθετες συνθήκες αποβλήτων φυτοφαρμάκων που περιέχουν υψηλό αλάτι, λάδι και οργανικούς διαλύτες και λειτουργούν με ασφάλεια σε κανονική θερμοκρασία και πίεση. Ρυθμίζοντας γρήγορα το ρεύμα, μπορεί να ανταποκριθεί σε δραστικές διακυμάνσεις στην ποιότητα του νερού που προκαλούνται από την αλλαγή προϊόντων φυτοφαρμάκων μέσα σε λίγα λεπτά, χωρίς να απαιτείται η μακρά περίοδος εγκλιματισμού και αναμονής των παραδοσιακών βιοχημικών συστημάτων. Είναι μια βασική τεχνική λύση για την αντιμετώπιση των τεσσάρων πυρήνωνΒασικές δυσκολίεςτων λυμάτων φυτοφαρμάκων: «υψηλή τοξικότητα, δύσκολη αποικοδόμηση, υψηλή αλατότητα και μεγάλες διακυμάνσεις».

II. Δυσκολίες στην επεξεργασία φυτοφαρμάκων και χημικών λυμάτων και διαλυμάτων με αυτόν τον εξοπλισμό

III. Αρχή Εργασίας

Μετά τον έλεγχο, την καθίζηση ή το φιλτράρισμα για την απομάκρυνση των αιωρούμενων στερεών, τα χημικά λύματα φυτοφαρμάκων εισέρχονται σε έναν ηλεκτροχημικό αντιδραστήρα, όπου συμβαίνουν οι ακόλουθες αντιδράσεις πυρήνα υπό τη δράση ηλεκτροδίων:

(1) Οξείδωση της χαρακτηριστικής δομής των οργανοφωσφορικών φυτοφαρμάκων (λειτουργία πυρήνα)

Τα οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα (glyphosate, chlorpyrifos, malathion, dimethoate, dichlorvos κ.λπ.) είναι οι πιο αντιπροσωπευτικοί ρύποι στα λύματα φυτοφαρμάκων. Η βιοτοξικότητά τους και τα προβλήματα συμμόρφωσης με τον συνολικό φώσφορο προέρχονται από τη σταθερότητα των δεσμών PC και PS:

Glyphosate (PMIDA): (HO)2P(=O)—CH2—NH—CH2—COOH, ο δεσμός PC οξειδώνεται και διασπάται στην επιφάνεια της ανόδου και ο οργανοφωσφόρος μετατρέπεται σε ορθοφωσφορικό (PO43-)

Chlorpyrifos (Ο,Ο-διαιθυλο-Ο-(3,5,6-τριχλωρο-2-πυριδυλ)θειοφωσφορικό): Οι δεσμοί PS και PO διασπώνται, ο δακτύλιος πυριδίνης ανοίγεται και το άτομο χλωρίου αφαιρείται

(2) Αποχλωρίωση και άνοιγμα δακτυλίου οργανοχλωρικών φυτοφαρμάκων

Οργανοχλωρικά φυτοφάρμακα Ο δεσμός C-Cl και ο αρωματικός δακτύλιος του φυτοφαρμάκου είναι οι πηγές τοξικότητας και ανυπόφορης αποδόμησης:

Ο δεσμός C-Cl σπάει στην επιφάνεια της ανόδου και το χλώριο απομακρύνεται με τη μορφή Cl-.

Ο αποχλωριωμένος αρωματικός δακτύλιος προσβάλλεται και ανοίγεται από ρίζες υδροξυλίου, μετατρέποντας σε οργανικά οξέα μικρού μορίου.

Τέλος, ανοργανοποιείται σε CO2 και H2O.

(3) Απενεργοποίηση ενεργών ομάδων σε πυρεθροειδή και άλλα φυτοφάρμακα

Ο εστερικός δεσμός οξειδώνεται και σπάει, με αποτέλεσμα την απώλεια της εντομοκτόνου δράσης.

Η δομή κυκλοπροπανίου οξειδώνεται και ανοίγεται.

Ο δακτύλιος τριαζίνης (ατραζίνη, κ.λπ.) οξειδώνεται και ανοίγεται στην επιφάνεια της ανόδου, απελευθερώνοντας Ν ως NH3/N2.

Νιτροβενζόλια: Αφαίρεση νιτρικών + άνοιγμα δακτυλίου βενζολίου.

Ετεροκυκλικές ενώσεις (πυριδίνη, πυριμιδίνη, θειαζόλη κ.λπ.): Ετεροκυκλικό άνοιγμα δακτυλίου, εξαλείφοντας τη βιοτοξικότητα.

(4) Άμεση ηλεκτροοξείδωση (οργανική ανοργανοποίηση του σκελετού)

Ο οργανικός σκελετός (αρωματικός δακτύλιος, ετεροκυκλικός δακτύλιος, μακρά ανθρακική αλυσίδα κ.λπ.) στο μόριο φυτοφαρμάκου χάνει άμεσα ηλεκτρόνια και οξειδώνεται στην επιφάνεια της ανόδου. Τα μακρομόρια σταδιακά αποσυντίθενται σε οργανικά οξέα μικρού μορίου και τελικά ανοργανοποιούνται σε CO2 και H2O.

(5) Έμμεση ηλεκτροοξείδωση (·ΟΗ και οξείδωση ευρέος φάσματος με ενεργοποιημένο χλώριο): Οι ρίζες υδροξυλίου (·ΟΗ) δημιουργούνται με την ανάλυση νερού. Ταυτόχρονα, η φυσικώς απαντώμενη υψηλή συγκέντρωση ιόντων χλωρίου στα λύματα (τα λύματα φυτοφαρμάκων συνήθως περιέχουν Cl-, με συγκεντρώσεις τυπικά μεταξύ 3000 και 20000 mg/L) ηλεκτρολύονται για να παραχθεί ενεργοποιημένο χλώριο (Cl2, HOCl, HOCl που δεν έρχεται σε επαφή με το διάλυμα του OCl-). η άνοδος.

(6) Αφαίρεση αζώτου αμμωνίας: Το ενεργοποιημένο χλώριο οξειδώνει το άζωτο αμμωνίας σε αέριο άζωτο (2NH3 + 3HOCl → N2 + 3Cl- + 3H2O), επιτυγχάνοντας ρυθμό απομάκρυνσης 80%-95%.

IV. Βασικά πλεονεκτήματα (Στόχευση φυτοφαρμάκων και χημικών λυμάτων)

V. Τεχνικές παράμετροι (προσαρμόσιμες)

VI. Τοποθεσία διαδικασίας

Επιλογή 1: Προθεραπεία και αποτοξίνωση

Λύματα φυτοφαρμάκων (ακατέργαστο νερό/συνδυασμένο νερό) → οθόνη ράβδου/δεξαμενή εξισορρόπησης → Καθίζηση/επίπλευση (Απομάκρυνση SS και λαδιού) → Εξοπλισμός ηλεκτροχημικής επεξεργασίας (μετατροπή οργανοφωσφόρου/αποχλωρίωση οργανοχλωρίου/άνοιγμα ετεροκυκλικού δακτυλίου/εξάλειψη τοξικότητας/ενδιάμεση δεξαμενή υδρογονανθράκων/βελτίωση B/C) ή A²/O) → Ολική κατακρήμνιση φωσφόρου (χημική απομάκρυνση φωσφόρου) → Απόρριψη που πληροί τα πρότυπα

Σημείωση: Η μονάδα ηλεκτροχημικής αποτοξίνωσης αποτελεί αναντικατάστατη βασική εγγύηση για τον προβιολογικό καθαρισμό των λυμάτων φυτοφαρμάκων. Τα λύματα φυτοφαρμάκων που δεν έχουν υποστεί ηλεκτροχημική αποτοξίνωση και τροφοδοτούνται απευθείας στο σύστημα βιολογικού καθαρισμού θα προκαλέσουν το θάνατο μεγάλου αριθμού μικροοργανισμών μέσα σε ώρες έως ημέρες λόγω της υψηλής τοξικότητάς τους. Το ηλεκτροχημικό στάδιο ολοκληρώνει τη μετατροπή του οργανικού φωσφόρου σε ορθοφωσφορικό, την αποχλωρίωση του οργανοχλωρίου, το άνοιγμα του ετεροκυκλικού δακτυλίου, την εξάλειψη της τοξικότητας και την ενίσχυση B/C, με συνολικό ποσοστό μετατροπής φωσφόρου ≥85%~95%. B/C εκροής ≥0,30, και ο ρυθμός απομάκρυνσης COD του βιολογικού σταδίου αυξάνεται κατά 50%~80%. Μετά την ηλεκτροχημική αποτοξίνωση, τα απόβλητα επεξεργάζονται με ένα βιολογικό σύστημα και ο συνολικός φώσφορος μειώνεται στο πρότυπο μέσω επακόλουθης χημικής καθίζησης (προσθήκη αλάτων ασβέστη/σιδήρου/άλατα αλουμινίου).

Επιλογή2: Μείωση μητρικού ποτού υψηλής συγκέντρωσης

Μητρικό υγρό υψηλής συγκέντρωσης φυτοφαρμάκων (που περιέχει φυτοφάρμακα τεχνικής ποιότητας και οργανικούς διαλύτες υψηλής συγκέντρωσης) → Δεξαμενή συλλογής → Εξοπλισμός ηλεκτροχημικής επεξεργασίας (ποσοστό αφαίρεσης COD 50%~80%) → Τα λύματα ρέουν στο ενσωματωμένο σύστημα λυμάτων της μονάδας → Συμβατική επεξεργασία

Εξήγηση: Παραδοσιακά, το μητρικό υγρό υψηλής συγκέντρωσης που παράγεται κατά τη σύνθεση φυτοφαρμάκων απορρίπτεται ως επικίνδυνο απόβλητο μέσω αποτέφρωσης εκτός εργοταξίου, η οποία είναι εξαιρετικά δαπανηρή. Η ηλεκτροχημική επεξεργασία επιτρέπει την επιτόπια επεξεργασία παρτίδας αυτού του τύπου μητρικού υγρού υψηλής συγκέντρωσης—μειώνοντας σημαντικά το COD και την τοξικότητα ενώ μετατρέπει αποτελεσματικά τον οργανικό φώσφορο σε ορθοφωσφορικό—και εξασφαλίζοντας σταθερή ροή στο ολοκληρωμένο σύστημα αποχέτευσης της μονάδας. Αυτό μειώνει την αποτέφρωση/μεταφορά επικίνδυνων αποβλήτων κατά 70%~90%, με αποτέλεσμα σημαντική ετήσια εξοικονόμηση στο κόστος διάθεσης.

Επιλογή 3: Προηγμένη βιολογική επεξεργασία λυμάτων (Αναβάθμιση και συμμόρφωση με πρότυπα)

Λυμάτων φυτοφαρμάκων → Προεπεξεργασία → Βιολογικό σύστημα → Δεξαμενή Δευτερεύουσας Καθίζησης → Μονάδα Ηλεκτροχημικής Προηγμένης Επεξεργασίας (Αφαίρεση υπολειπόμενου επίμονου COD, οργανοφωσφόρου υπολείμματος και χρώματος) → Πρότυπα συνάντησης εκκένωσης