Peralatan pengolahan air limbah elektrokimia untuk pengolahan air limbah canggih.

I. Tinjauan Produk

Pengolahan air limbah lanjutan mengacu pada proses pemurnian selanjutnya yang digunakan untuk menghilangkan COD sisa, nitrogen amonia, warna, padatan tersuspensi, dan polutan karakteristik dari air limbah setelah pengolahan sekunder konvensional (pengolahan biologis atau fisiko-kimia) untuk memenuhi standar pembuangan yang lebih ketat atau persyaratan penggunaan kembali. Dengan peningkatan berkelanjutan standar pembuangan air limbah, pengolahan lanjutan telah menjadi persyaratan yang kaku dalam banyak sistem pengolahan air limbah.

Tantangan pengolahan lanjutan terletak pada fakta bahwa polutan yang tersisa dalam air limbah setelah pengolahan biologis adalah senyawa organik yang membandel yang sulit terurai secara hayati — termasuk asam humat, asam fulvat, turunan lignin, pewarna sisa dan zat antara, hidrokarbon aromatik polisiklik, dan residu antibiotik. Meskipun konsentrasi zat-zat ini tidak tinggi, struktur stabil dan inertness kimianya yang kuat membuatnya sulit untuk dihilangkan secara efektif dengan metode konvensional.

Metode pengolahan lanjutan tradisional masing-masing memiliki keterbatasannya:

Adsorpsi karbon aktif: Efektif dalam menyerap materi organik yang membandel, tetapi hanya "memindahkan" alih-alih "menghilangkan" nya; karbon jenuh menjadi limbah berbahaya, dan biaya regenerasi tinggi.

Oksidasi Fenton: Kekuatan pengoksidasi yang kuat, tetapi memerlukan penambahan H₂O₂ dan Fe²⁺ dalam jumlah besar, menghasilkan lumpur besi dalam jumlah besar (limbah berbahaya), dan memiliki biaya operasional yang tinggi.

Pemisahan membran (UF/RO): Dapat menahan polutan dalam air terkonsentrasi, tetapi menghasilkan 20%–30% air terkonsentrasi konsentrasi tinggi, memerlukan pengolahan lebih lanjut.

Sistem ini menggunakan teknologi oksidasi elektrokimia, dipasang setelah sistem biologis atau pengolahan fisiko-kimia konvensional sebagai unit pengolahan lanjutan, secara tepat mengoksidasi dan menyerang materi organik yang membandel dalam air limbah biologis. Melalui oksidasi anodik langsung dan hidroksil radikal (·OH) yang dihasilkan dari elektrokatalisis dan oksidan kuat lainnya, COD sisa, nitrogen amonia, dan warna yang tidak dapat dihilangkan oleh proses konvensional sepenuhnya dimurnikan atau terurai.

Seluruh proses hanya mengonsumsi listrik, tidak memperkenalkan bahan kimia, dan tidak menghasilkan lumpur atau air terkonsentrasi. Beroperasi pada suhu dan tekanan normal, menjadikannya unit ujung pipa yang ideal untuk peningkatan air limbah dan pengolahan lanjutan.

II. Kesulitan dalam pengolahan air limbah lanjutan dan solusi dengan peralatan ini

III. Prinsip Kerja

Air limbah dari sistem biokimia atau pengolahan fisiko-kimia konvensional masuk ke reaktor elektrokimia untuk pemurnian mendalam di bawah aksi elektroda:

(1) Oksidasi mendalam materi organik persisten (penghilangan COD mendalam)

COD yang tersisa dalam air limbah biokimia sebagian besar adalah materi organik yang stabil secara struktural dan sulit diurai — asam humat, asam fulvat, turunan lignin, hidrokarbon aromatik polisiklik, alkana rantai panjang, molekul pewarna sisa, dll. Zat-zat ini hampir tidak dimanfaatkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan biokimia konvensional (B/C < 0,05).

Dalam reaktor elektrokimia: Beberapa materi organik kehilangan elektron secara langsung di permukaan anoda dan teroksidasi, menghancurkan struktur molekul yang stabil. Hidroksil radikal (·OH) menyerang materi organik yang membandel secara non-selektif dengan kekuatan pengoksidasinya yang kuat, menyebabkan cincin aromatik terbuka, rantai karbon panjang putus, dan heterosiklik terurai. Ion klorida dalam air limbah dielektrolisis untuk menghasilkan klorin aktif, yang mengisi kembali oksidasi materi organik sisa. Materi organik yang membandel → pembukaan cincin/pemutusan rantai → asam organik/alkohol/aldehida → mineralisasi lebih lanjut menjadi CO₂ + H₂O.

(2) Penghilangan mendalam nitrogen amonia sisa Nitrogen amonia sisa dalam air limbah biokimia dihilangkan melalui jalur oksidasi tidak langsung: Ion klorida dielektrolisis di anoda untuk menghasilkan klorin aktif, yang dengan cepat mengoksidasi nitrogen amonia menjadi gas nitrogen.

(3) Penghilangan mendalam warna Warna dalam air limbah biokimia terutama berasal dari residu pewarna dengan struktur kromofor yang stabil, turunan lignin, dan zat humat. Di bawah aksi elektrokimia, kromofor ini: Struktur terkonjugasi tak jenuh (—N=N—, jenis kuinon, ikatan rangkap terkonjugasi, dll.) teroksidasi dan pecah, menghasilkan air limbah yang sepenuhnya tidak berwarna dan transparan. Air limbah tidak berwarna, transparan, tidak berbau, dan steril.

IV. Keunggulan Inti (untuk pengolahan air limbah lanjutan)

V. Parameter Teknis (Dapat Disesuaikan)

VI . Lokasi Proses

Opsi 1: Pengolahan Lanjutan Air Limbah Biologis

Pengolahan biologis sekunder (A/O, A²/O, SBR, MBR, dll.) → Tangki sedimentasi sekunder → Unit pengolahan lanjutan elektrokimia → Pembuangan memenuhi standar/Penggunaan kembali untuk produksi

Deskripsi: Peralatan elektrokimia dipasang langsung di ujung hilir sistem biologis untuk mengolah COD sisa yang sulit diurai, nitrogen amonia, dan warna dalam air limbah biologis. Ini adalah konfigurasi pengolahan lanjutan yang paling standar, cocok untuk peningkatan instalasi pengolahan air limbah kota, instalasi pengolahan air limbah kawasan industri, dan berbagai instalasi pengolahan air limbah industri. Sistem biologis asli tidak memerlukan modifikasi; hanya unit pengolahan lanjutan yang ditambahkan di ujung hilir, menghasilkan beban kerja teknik yang kecil, investasi yang terkendali, dan hasil yang cepat.

Opsi 2: Standar Pembuangan yang Ditingkatkan Lebih Lanjut

Air limbah biologis → Pengolahan lanjutan konvensional (memenuhi standar yang ada) → Unit pemurnian elektrokimia → Air limbah memenuhi standar yang lebih ketat → Pembuangan ke badan air sensitif atau penggunaan kembali