Apparecchiature elettrochimiche per il trattamento delle acque reflue di cokerie

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Le acque reflue di congelamento sono una delle acque reflue più difficili da trattare nell'industria chimica del carbone.processi di recupero di carbone e prodotti chimici, e comprende principalmente l'acqua residua di ammoniaca, le acque refrescanti di raffreddamento finale del gas di carbone, le acque di separazione del benzene grezzo e le acque reflue di lavorazione del catrame.elevata concentrazione di COD, elevata concentrazione di azoto di ammoniaca, elevato contenuto di sostanze tossiche recalcitranti (fenoli, composti della serie del benzene, idrocarburi policiclici aromatici, composti eterociclici come la piridina,quinolina, carbazole, ecc.), estremamente scarsa biodegradabilità (BOD5/COD tipicamente 0,10-0,20), elevato contenuto di cianuri e solfuri, contenuto di olio (catrame) e grandi fluttuazioni della qualità e della quantità dell'acqua.

Il trattamento delle acque reflue di coke è da tempo una sfida ambientale fondamentale per le imprese di coke.rimozione del fenolo, ammoniaca stripping) → trattamento biologico (A/O, A2/O, SBR, ecc.) → trattamento avanzato, "ma si trovano ad affrontare numerose sfide nel funzionamento effettivo:e composti eterociclici inibiscono fortemente o addirittura uccidono i microrganismi nel sistema biologico2 Biodegradabilità estremamente scarsa (B/C < 0,20),tasso limitato di rimozione della DCO nella fase biologica3 Le basse temperature invernali causano un forte calo o addirittura un arresto dell'efficienza di nitrificazione dei sistemi biologici,che portano a significative eccedenze di azoto di ammoniacaQuesto sistema utilizza la tecnologia di ossidazione elettrochimica e può essere integrato in modo flessibile in più fasi del processo di trattamento delle acque reflue di coke, svolgendo le seguenti funzioni fondamentali:

Per l'effluente di rimozione del fenole dopo lo stripping dell'ammoniaca:ossidazione e decomposizione dirette di sostanze tossiche quali fenoli, cianuri e composti eterociklici nelle acque reflue,eliminare completamente la biotossicità entro 1-2 oreIl rapporto B/C è aumentato da 0,10-0,20 a oltre 0.35, creando condizioni di influenza sicure e stabili per i sistemi biologici successivi e prevenendo efficacemente il collasso del sistema a causa dello shock.

Per il trattamento avanzato degli effluenti biologici:Rimozione in profondità dei residui di COD (substanze umide ricalcitranti, polimeri aromatici, ecc.) e del colore degli effluenti biologici,eliminazione completa del COD e del colore per soddisfare le norme di emissione più severe.

Per il trattamento delle acque reflue di spegnimento: dopo la COD e la rimozione del colore, le acque reflue vengono riutilizzate nel sistema di spegnimento,realizzare una circolazione a circuito chiuso dell'acqua di spegnimento e ridurre il rischio di assunzione di acqua dolce e di inquinamento esterno.

L'intero processo consuma solo elettricità, senza aggiungere agenti chimici, e non produce rifiuti pericolosi come fanghi di ferro o carbonio saturo adsorbito.Gli elettrodi sono resistenti alla scalabilità e all'inquinamento, e può adattarsi alle complesse qualità dell'acqua, come ad esempio l'elevata durezza, l'elevata salinità e il contenuto di olio nelle acque reflue di coke.Funziona a temperatura e pressione normali (0~40°C) e non è influenzato dalle variazioni stagionali e da quelle di temperaturaSi tratta di una tecnologia chiave per raggiungere una conformità stabile e l'aggiornamento delle acque reflue di coke.

II. Difficoltà nel trattamento delle acque reflue di coke e soluzioni con queste apparecchiature

III. Principio di funzionamento

Dopo un pretrattamento, come la rimozione dell'olio, la precipitazione e lo stripping dell'ammoniaca, le acque reflue di cokezione entrano nel reattore elettrochimico, dove si verificano le seguenti reazioni sotto l'azione degli elettrodi:

(1)Eletro-ossidazione diretta Gli inquinanti tossici caratteristici delle acque reflue di coke si ossidano direttamente sulla superficie dell'anodo:Dopo che l'anello di benzene è idrossilato sulla superficie dell'anodo, viene ulteriormente ossidato e aperto in anello, trasformandosi in piccole molecole di acidi organici, e infine mineralizzato in CO2 e H2O.Il processo ossidativo di apertura degli anelli del fenolo elimina completamente la sua tossicità per i microrganismi. cianuro (CN−): viene direttamente ossidato in cianato (CN−→CNO−) all'anodo. Il cianato viene ulteriormente idrolizzato in ammoniaca e carbonato, e la sua elevata tossicità viene completamente eliminata.Composti eterociclici (piridina), chinolina, carbazole, indole, ecc.): l'eterocilcolo contenente azoto viene aperto direttamente sull'anodo. N viene rilasciato dall'anello e convertito in NH3 o N2.La struttura dell' anello è distrutta.Gli idrocarburi policiclici aromatici (naftalene, antracene, fenantrene, ecc.):Il sistema degli anelli aromatici viene gradualmente ossidato e aperto con anello sulla superficie dell'anodoLa struttura di condensazione macromolecolare si decompone in sostanze degradabili a piccole molecole.

(2)Elettro-ossidazione indiretta L'elettrolisi anodica dell'acqua produce radicali idrossilici (·OH).H2O) è generato dall'elettrolisi di ioni clorurici presenti in natura nelle acque reflue di coke. OCl, OCl−): i radicali idrossilici effettuano attacchi ossidativi non selettivi su vari composti organici recalcitranti,in particolare con effetti significativi di apertura dell'anello sugli idrocarburi policiclici aromatici e sui composti eterocicliciIl cloro attivo si diffonde ulteriormente nella soluzione, ossidando rapidamente l'azoto di ammoniaca.mentre contemporaneamente si completa l'ossidazione dei composti organici che non sono stati direttamente in contatto con l'anodo.

(3)Rimozione per ossidazione dell'azoto di ammoniaca: la concentrazione di azoto di ammoniaca nelle acque reflue di coke è elevata e la rimozione elettrochimica è ottenuta attraverso una via di ossidazione indiretta:Gli ioni di cloruro vengono elettrolizzati all'anodo per generare cloro attivoIl cloro attivo ossida rapidamente l'azoto di ammoniaca in gas di azoto. Gli ioni di cloro vengono rigenerati e circolano nella reazione, partecipando continuamente all'ossidazione dell'azoto di ammoniaca.Il tasso di rimozione dell'azoto di ammoniaca può raggiungere l'80%~99%.

(4)Coeliminazione della COD e miglioramento della biodegradabilità: dopo l'ossidazione diretta e indiretta, i composti organici aromatici e eterociclici macromolecolari presenti nelle acque reflue di coke sono sottoposti a:apertura degli anelli aromatici/anelli eterociclici → rottura della catena delle macromolecole → conversione in acidi organici a piccole molecole, alcoli, aldeidi, ecc. Queste piccole molecole organiche possono essere utilizzate dai microrganismi nel rilevamento del BOD5, aumentando così il BOD5;una parte della materia organica è completamente mineralizzata in CO2Il rapporto B/C aumenta da 0,10~0,20 a oltre 0.35, fornendo una fonte di carbonio biodegradabile di alta qualità per i sistemi biochimici successivi.

IV. Vantaggi principali (targeting delle acque reflue di coke)

V. Parametri tecnici (personalizzabili)

VI.Localizzazione del processo

Opzione 1: Pre-trattamento e disintossicazione prima del trattamento biochimico

Acque reflue di congelamento → Rimozione e sedimentazione di olio (Rimozione di catrame e SS) → Attrezzature di trattamento elettrochimiche (Rimozione di fenoli, cianuri, composti eterociklici,e miglioramento del rapporto B/C) → serbatoio intermedio/serbatoio di equalizzazione → sistema biochimico → serbatoio di sedimentazione secondaria → standard di scarico

Spiegazione: si tratta della configurazione di applicazione più critica e centrale nel trattamento delle acque reflue di coke.intraprendere le funzioni fondamentali della decomposizione ossidativa di fenoli/cianuri/composti eterociklici + miglioramento del rapporto B/CSe le acque reflue di coke senza disintossicazione elettrochimica entrano direttamente nel sistema biochimico, i microrganismi si trovano in uno stato di inibizione della tossicità a lungo termine.che porta a un funzionamento del sistema estremamente instabileDopo la disintossicazione, il tasso di rimozione delle DCO dello stadio biochimico è significativamente migliorato e il sistema funziona in modo stabile durante tutto l'anno, senza essere influenzato dalle fluttuazioni della tossicità influente.

Opzione 2: trattamento biochimico avanzato degli effluenti

Acque reflue di congelamento → pretrattamento → sistema biochimico → serbatoio di sedimentazione secondaria → sistema di trattamento elettrochimico (eliminazione di COD residua e colore) → standard di scarico

Opzione 3: disintossicazione pre-biochimica + trattamento avanzato post-biochimica

Coking Wastewater → Pretreatment → Electrochemical Treatment System (Pre-Biochemical) → Biochemical System → Electrochemical Advanced Treatment Unit (Post-Biochemical) → Discharge Meeting Standards/Reuse

Nota: per gli impianti di trattamento delle acque reflue di coke di nuova costruzione o per i progetti di ammodernamento complessivo, una unità elettrochimica è costituita prima e dopo il trattamento biochimico.La parte anteriore è responsabile della disintossicazione e della migliore biodegradabilità, garantendo un trattamento biochimico stabile ed efficiente; il back-end è responsabile dell'eliminazione avanzata delle COD residue e del colore, garantendo una conformità stabile degli effluenti.Le due unità elettrochimiche lavorano insieme, rendendo il sistema di trattamento delle acque reflue di coccaggio più resistente agli urti, con i costi di gestione degli effluenti più stabili e ottimali.Anche se l'investimento in attrezzature è leggermente superiore a quello di una configurazione a singola unità, l'affidabilità del sistema biochimico e la certezza della conformità finale degli effluenti sono notevolmente migliorate, con conseguente migliore efficienza complessiva in termini di costi.