Il trattamento avanzato delle acque reflue si riferisce al processo di purificazione successivo utilizzato per rimuovere il COD residuo, l'azoto ammoniacale, il colore, i solidi sospesi e gli inquinanti caratteristici dall'effluente dopo il trattamento secondario convenzionale (trattamento biologico o fisico-chimico) per soddisfare standard di scarico più rigorosi o requisiti di riutilizzo. Con il continuo aggiornamento degli standard di scarico delle acque reflue, il trattamento avanzato è diventato un requisito indispensabile in molti sistemi di trattamento delle acque reflue.

La sfida del trattamento avanzato risiede nel fatto che gli inquinanti rimanenti nell'effluente dopo il trattamento biologico sono composti organici ostinati difficili da biodegradare, tra cui acido umico, acido fulvico, derivati della lignina, coloranti residui e intermedi, idrocarburi policiclici aromatici e residui di antibiotici. Sebbene la concentrazione di queste sostanze non sia elevata, la loro struttura stabile e la forte inerzia chimica rendono difficile la loro rimozione efficace con metodi convenzionali.

I metodi tradizionali di trattamento avanzato hanno ciascuno le proprie limitazioni:

Adsorbimento con carbone attivo: Efficace nell'adsorbire materia organica ostinata, ma la "trasferisce" piuttosto che "eliminarla"; il carbone saturo diventa rifiuto pericoloso e i costi di rigenerazione sono elevati.

Ossidazione Fenton: Potente potere ossidante, ma richiede l'aggiunta di grandi quantità di H₂O₂ e Fe²⁺, producendo grandi quantità di fanghi ferrosi (rifiuti pericolosi) e ha alti costi operativi.

Separazione a membrana (UF/RO): Può trattenere gli inquinanti nell'acqua concentrata, ma produce il 20%-30% di acqua concentrata ad alta concentrazione, che richiede un ulteriore trattamento.

Questo sistema utilizza la tecnologia di ossidazione elettrochimica, installata dopo un sistema biologico o un trattamento fisico-chimico convenzionale come unità di trattamento avanzato, ossidando e attaccando precisamente la materia organica ostinata nell'effluente biologico. Attraverso l'ossidazione anodica diretta e i radicali idrossilici generati per elettrolisi catalitica (·OH) e altri forti ossidanti, il COD residuo, l'azoto ammoniacale e il colore che non possono essere rimossi dai processi convenzionali vengono completamente mineralizzati o decomposti.

L'intero processo consuma solo elettricità, non introduce agenti chimici e non produce fanghi o acqua concentrata. Funziona a temperatura e pressione normali, rendendolo un'unità end-of-pipe ideale per l'aggiornamento e il trattamento avanzato delle acque reflue.

II. Difficoltà nel trattamento avanzato delle acque reflue e soluzioni con questa apparecchiatura

Affrontare le difficoltà	Soluzioni elettrochimiche
Il COD residuo nell'effluente trattato biologicamente è composto principalmente da materia organica recalcitrante (acido umico, lignina, composti aromatici, ecc.), che è scarsamente trattata con metodi convenzionali.	Il potenziale di ossidazione dei radicali idrossilici (·OH) è elevato fino a 2,80 V, in grado di attaccare indiscriminatamente la struttura molecolare stabile dei composti organici ostinati, causandone la mineralizzazione ad apertura d'anello.
Gli standard di emissione continuano ad aumentare e le strutture esistenti faticano a soddisfarli.	Il trattamento elettrochimico profondo dell'effluente soddisfa facilmente vari requisiti di aggiornamento.
L'effluente biologico spesso presenta alti livelli residui di azoto ammoniacale in inverno (i batteri nitrificanti sono inibiti dalle basse temperature), richiedendo una rimozione aggiuntiva dell'azoto ammoniacale per il trattamento avanzato.	L'ossidazione elettrochimica dell'azoto ammoniacale non è influenzata dalle basse temperature (funzionamento stabile da 0 a 40°C), e la sua capacità di rimozione dell'azoto ammoniacale rimane costante in inverno come in estate.
L'effluente biochimico delle acque reflue industriali presenta un elevato colore (i cromofori sono difficili da biodegradare), con conseguente scarsa qualità sensoriale e impatto sul riutilizzo successivo.	I processi elettrochimici interrompono completamente la struttura coniugata dei cromofori, risultando in un effluente incolore e trasparente con un tasso di rimozione del colore ≥90%.

III. Principio di funzionamento

L'effluente dal sistema biochimico o dal trattamento fisico-chimico convenzionale entra nel reattore elettrochimico per la purificazione profonda sotto l'azione degli elettrodi:

(1) Ossidazione profonda della materia organica persistente (rimozione profonda del COD)

Il COD rimanente nell'effluente biochimico è principalmente materia organica recalcitrante strutturalmente stabile: acidi umici, acidi fulvici, derivati della lignina, idrocarburi policiclici aromatici, alcani a catena lunga, molecole di coloranti residui, ecc. Queste sostanze sono quasi non utilizzate dai microrganismi in un ambiente biochimico convenzionale (B/C < 0,05).Nel reattore elettrochimico: Alcune sostanze organiche perdono elettroni direttamente sulla superficie dell'anodo e vengono ossidate, distruggendo la struttura molecolare stabile. I radicali idrossilici (·OH) attaccano la materia organica ostinata in modo non selettivo con il loro forte potere ossidante, causando l'apertura degli anelli aromatici, la rottura delle lunghe catene di carbonio e la decomposizione degli eterocicli. Gli ioni cloruro nelle acque reflue vengono elettrolizzati per generare cloro attivo, che reintegra l'ossidazione della materia organica residua. Materia organica ostinata → apertura d'anello/rottura di catena → acidi organici/alcoli/aldeidi → ulteriore mineralizzazione in CO₂ + H₂O.

(2) Rimozione profonda dell'azoto ammoniacale residuo L'azoto ammoniacale residuo nell'effluente biochimico viene rimosso attraverso un percorso di ossidazione indiretta: gli ioni cloruro vengono elettrolizzati all'anodo per generare cloro attivo, che ossida rapidamente l'azoto ammoniacale in azoto gassoso.

(3) Rimozione profonda del colore Il colore nell'effluente biochimico proviene principalmente da residui di coloranti con strutture cromoforiche stabili, derivati della lignina e sostanze umiche. Sotto azione elettrochimica, questi cromofori: le strutture coniugate insature (—N=N—, tipi chinonici, doppi legami coniugati, ecc.) vengono ossidate e rotte, risultando in un effluente completamente incolore e trasparente. L'effluente è incolore, trasparente, inodore e sterile.IV. Vantaggi principali (per il trattamento avanzato delle acque reflue)

VantaggiIllustrare

Rimozione precisa del COD ostinato

I radicali idrossilici (·OH) possono ossidare e biodegradare indiscriminatamente vari composti organici recalcitranti nell'acqua.	Denitrificazione profonda simultanea
L'ossidazione simultanea dell'azoto ammoniacale elimina la necessità di un'unità di denitrificazione aggiuntiva; un singolo sistema ottiene la rimozione profonda di COD, azoto ammoniacale e colore.	Completamente decolorato
I cromofori vengono completamente scomposti anziché adsorbiti e trasferiti, risultando in un effluente incolore e trasparente.	Zero prodotti chimici, zero rifiuti solidi, zero rifiuti concentrati
Nessun ossidante o adsorbente viene aggiunto; gli inquinanti vengono mineralizzati in gas e rilasciati, senza produrre inquinanti secondari come fanghi, carbone saturo, fanghi ferrosi o acque reflue concentrate.	Non influenzato dalle basse temperature
L'effetto del trattamento profondo è stabile nell'intervallo 0~40°C, e il sistema elettrochimico può fornire una garanzia di backup per garantire che l'effluente soddisfi gli standard quando l'efficienza del sistema biologico diminuisce in inverno.	Funzionamento completamente automatico
Rilevamento online di COD e azoto ammoniacale nell'effluente, regolazione automatica della corrente, nessuna operazione manuale richiesta.	V. Parametri Tecnici (Personalizzabili)
Parametro	Ambito

Volume di trattamento1 ~ 10000 m³/giorno (funzionamento parallelo modulare)

Potenza installata	2 ~ 500 kW (a seconda della qualità dell'acqua in ingresso e dei requisiti di aggiornamento)
Tensione operativa	3 ~ 15 V (CC, tensione di sicurezza)
Tasso di rimozione COD	50%~80%
Tasso di rimozione azoto ammoniacale	70%~95%
Tasso di rimozione del colore	≥90%
Materiale dell'attrezzatura	PP / Acciaio inossidabile / Titanio
Requisiti di ingresso dell'acqua	Solidi sospesi (SS) ≤ 50 mg/L (l'effluente biologico soddisfa già questo requisito), pH 6~9
VI. Posizione del Processo	Opzione 1: Trattamento avanzato dell'effluente biologico
Trattamento biologico secondario (A/O, A²/O, SBR, MBR, ecc.) → Serbatoio di sedimentazione secondaria → Unità di trattamento avanzato elettrochimico → Scarico conforme agli standard/Riutilizzo per la produzione	Descrizione: L'attrezzatura elettrochimica è installata direttamente all'estremità a valle del sistema biologico per trattare il COD residuo recalcitrante, l'azoto ammoniacale e il colore nell'effluente biologico. Questa è la configurazione di trattamento avanzato più standard, adatta per l'aggiornamento di impianti di trattamento delle acque reflue municipali, impianti di trattamento delle acque reflue di parchi industriali e vari impianti di trattamento delle acque reflue industriali. Il sistema biologico originale non richiede modifiche; viene aggiunta solo un'unità di trattamento avanzato all'estremità a valle, con conseguente piccolo carico di lavoro ingegneristico, investimento controllabile e risultati rapidi.

Apparecchiature per il trattamento elettrochimico delle acque reflue per il trattamento avanzato delle acque reflue.

Opzione 2: Ulteriori standard di scarico miglioratiEffluente biologico → Trattamento avanzato convenzionale (soddisfacente gli standard esistenti) → Unità di purificazione elettrochimica → Effluente conforme a standard più rigorosi → Scarico in corpi idrici sensibili o riutilizzo

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