Peralatan pengolahan air limbah elektrokimia untuk pengolahan air limbah canggih.

I. Gambaran Umum Produk

Pengolahan air limbah lanjutan mengacu pada proses pemurnian lanjutan yang digunakan untuk menghilangkan sisa COD, nitrogen amonia, warna, padatan tersuspensi, dan polutan karakteristik dari efluen setelah pengolahan sekunder konvensional (pengolahan biologis atau fisikokimia) guna memenuhi standar pembuangan yang lebih ketat atau persyaratan penggunaan kembali. Dengan terus meningkatnya standar pembuangan air limbah, pengolahan lanjutan telah menjadi kebutuhan mutlak dalam banyak sistem pengolahan air limbah.

Tantangan pengolahan lanjutan terletak pada kenyataan bahwa polutan yang tersisa dalam efluen setelah pengolahan biologis adalah senyawa organik membandel yang sulit terbiodegradasi—termasuk asam humat, asam fulvat, turunan lignin, sisa pewarna dan zat antara, hidrokarbon aromatik polisiklik, serta residu antibiotik. Meskipun konsentrasi zat-zat ini tidak tinggi, struktur molekulnya yang stabil dan kelembaman kimiawi yang kuat membuatnya sulit dihilangkan secara efektif dengan metode konvensional.

Metode pengolahan lanjutan tradisional masing-masing memiliki keterbatasan:

Adsorpsi karbon aktif: Efektif mengadsorpsi materi organik membandel, namun hanya "mentransfer" bukan "menghilangkan"; karbon jenuh menjadi limbah berbahaya, dan biaya regenerasinya tinggi.

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

Pemisahan membran (UF/RO): Dapat menahan polutan dalam air pekat, namun menghasilkan 20%–30% air pekat berkonsentrasi tinggi yang memerlukan pengolahan lebih lanjut.

Sistem ini menggunakan teknologi oksidasi elektrokimia, yang dipasang setelah sistem biologis atau pengolahan fisikokimia konvensional sebagai unit pengolahan lanjutan, mengoksidasi dan menyerang materi organik membandel dalam efluen biologis secara presisi. Melalui oksidasi anodik langsung dan radikal hidroksil (·OH) yang dihasilkan dari elektrokatalisis serta oksidan kuat lainnya, sisa COD, nitrogen amonia, dan warna yang tidak dapat dihilangkan oleh proses konvensional dimineralisasi atau diuraikan secara menyeluruh.

Seluruh proses hanya mengonsumsi listrik, tidak menambahkan bahan kimia, dan tidak menghasilkan lumpur atau air pekat. Sistem ini beroperasi pada suhu dan tekanan normal, menjadikannya unit end-of-pipe yang ideal untuk peningkatan mutu dan pengolahan lanjutan air limbah.

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

III. Prinsip Kerja

Efluen dari sistem biokimia atau pengolahan fisikokimia konvensional masuk ke dalam reaktor elektrokimia untuk pemurnian mendalam di bawah aksi elektroda:

(1) Oksidasi mendalam materi organik persisten (penyisihan COD tingkat lanjut)

COD yang tersisa dalam efluen biokimia sebagian besar merupakan materi organik membandel dengan struktur stabil—asam humat, asam fulvat, turunan lignin, hidrokarbon aromatik polisiklik, alkana rantai panjang, molekul sisa pewarna, dll. Zat-zat ini hampir tidak dimanfaatkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan biokimia konvensional (B/C < 0,05).

Di dalam reaktor elektrokimia: Sebagian materi organik kehilangan elektron secara langsung di permukaan anoda dan teroksidasi, merusak struktur molekul yang stabil. Radikal hidroksil (·OH) menyerang materi organik membandel secara non-selektif dengan daya oksidasinya yang kuat, menyebabkan cincin aromatik terbuka, rantai karbon panjang terputus, dan cincin heterosiklik terurai. Ion klorida dalam air limbah dielektrolisis untuk menghasilkan klorin aktif, yang melengkapi oksidasi sisa materi organik. Materi organik membandel → pembukaan cincin/pemutusan rantai → asam organik/alkohol/aldehida → mineralisasi lebih lanjut menjadi CO₂ + H₂O.

(2) Penyisihan mendalam sisa nitrogen amonia Sisa nitrogen amonia dalam efluen 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) Penyisihan warna secara mendalam Warna dalam efluen 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—, tipe kuinon, ikatan rangkap terkonjugasi, dll.) teroksidasi dan terputus, menghasilkan efluen yang benar-benar tidak berwarna dan transparan. Efluen menjadi tidak berwarna, transparan, tidak berbau, dan steril.

IV. Keunggulan Utama (untuk pengolahan air limbah lanjutan)

V. Parameter Teknis (Dapat Disesuaikan)

VI . Penempatan Proses

Opsi 1: Pengolahan Lanjutan Efluen 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 bagian hilir sistem biologis untuk mengolah sisa COD membandel, nitrogen amonia, dan warna dalam efluen biologis. Ini adalah konfigurasi pengolahan lanjutan yang paling standar, cocok untuk peningkatan mutu IPAL perkotaan, IPAL kawasan industri, dan berbagai IPAL industri. Sistem biologis awal tidak memerlukan modifikasi; hanya menambahkan unit pengolahan lanjutan di bagian hilir, sehingga beban kerja rekayasa kecil, investasi terkendali, dan hasil cepat terlihat.

Opsi 2: Peningkatan Standar Pembuangan Lebih Lanjut

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