Le acque reflue chimiche sono uno dei tipi di acque reflue industriali più diffusi, complessi e difficili da trattare, comprendendo più sottosettori tra cui le sostanze chimiche organiche, le sostanze chimiche inorganiche,sostanze chimiche fini, petrochimico, chimico del carbone, fertilizzanti, materiali polimerici, cloro-alcali, coloranti, rivestimenti, pesticidi e biochimici.Le acque reflue contengono una grande quantità di materie prime e materiali ausiliari, prodotti intermedi, sottoprodotti e residui di prodotti utilizzati nel processo di produzione, compresi i composti del benzene, i fenoli, gli alcoli, le aldeidi, i chetoni, gli acidi organici, gli esteri,componenti organici speciali, idrocarburi aromatici policiclici, composti eterociclici, idrocarburi alogenati, composti nitrosi, composti organofosforosi, monomeri polimerici, tensioattivi, solventi organici,e residui di catalizzatori• alcune acque reflue di processo ad alta concentrazione possono raggiungere decine o centinaia di migliaia di mg/l; le acque reflue contengono spesso inquinanti caratteristici che inibiscono o tossificano i microrganismi;il contenuto di sale varia ampiamente (da diverse centinaia di mg/l a oltre il 10%);Il rapporto BOD5/COD oscilla generalmente tra 0,05 e 0.30, con differenze significative di biodegradabilità; e la qualità delle acque reflue varia significativamente con i cambiamenti nel tipo di prodotto, nel processo di produzione e nel ciclo di produzione.

Le sfide principali del trattamento delle acque reflue chimiche si trovano in diversi settori chiave:composti alogenati, e i gruppi nitro presentano un'elevata tolleranza ai microrganismi convenzionali, rendendo difficile la degradazione efficace da parte dei sistemi biologici.2 Significative questioni di biotossicità ¢ vari prodotti chimici intermedi e sottoprodotti inibiscono o addirittura uccidono i microrganismi del fango attivo, che porta a frequenti impatti sui sistemi biologici, bassa efficienza del trattamento e persino collasso del sistema.3 L'elevata salinità aggrava le difficoltà di trattamento La pressione osmotica elevata rende difficile la sopravvivenza dei microrganismi di fanghi attivati convenzionali.4 Drastic fluctuazioni della qualità e della quantità dell'acqua, i modelli di produzione intermittenti, la concentrazione di COD e di sostanze tossiche nelle acque reflue può variare da diverse volte a decine di volte in poche ore,rendendo difficile per i sistemi biologici tradizionali rispondere rapidamente.

Questo sistema utilizza la tecnologia di ossidazione elettrochimica, utilizing the synergistic effect of direct anodic oxidation and strong oxides such as hydroxyl radicals (·OH) and active chlorine generated by electrocatalysis to directly attack various stable chemical structures in chemical wastewater- può essere applicato in modo flessibile a diverse fasi del trattamento delle acque reflue chimiche:

Trattamento preliminare Detoxificazione:Trata direttamente le acque reflue ad alta concentrazione, ossidando e decomponendo rapidamente le strutture ricalcitranti e tossiche come gli anelli aromatici, gli anelli eterociklici,gruppi alogenati, e nitro gruppi, riducendo significativamente la COD e aumentando il rapporto B/C al di sopra di 0.30, creando condizioni di influenza sicure e biodegradabili per i sistemi biologici successivi.

Pretrattamento delle acque reflue organiche ad alta salinità: dopo la rimozione della COD e del colore, le acque reflue entrano nel sistema di evaporazione e cristallizzazione,migliorare la qualità dei sali cristallizzati e ridurre significativamente lo scarico del liquore madre di evaporazione.

Riduzione delle acque reflue ad alta concentrazione:Trata piccoli volumi di acque reflue con COD di decine di migliaia di mg/l in loco,riduzione significativa della COD prima di essere incorporata nel sistema integrato dell'impianto, sostituendo il trasporto e lo smaltimento costosi dei rifiuti pericolosi.

L'intero processo consuma solo elettricità, senza aggiungere reagenti chimici. Gli elettrodi sono adattabili a condizioni complesse di acque reflue chimiche come alta salinità, alta COD,e contenuto di olio, funzionando in modo sicuro e stabile a temperatura e pressione normali.può rispondere a drastiche fluttuazioni della qualità delle acque reflue chimiche in pochi minutiQuesta è una soluzione tecnica chiave per affrontare i quattro problemi fondamentali che si presentano in questo settore.Difficoltà principalidi acque reflue chimiche: "difficile da degradare, altamente tossica, altamente volatile e ad elevati costi di trattamento".

II. Difficoltà nel trattamento chimico delle acque reflue e soluzioni di tali apparecchiature

Risolvere le difficoltà	Soluzioni elettrochimiche
Contiene una grande quantità di sostanze organiche recalcitranti come gli aromatici, i composti eterociclici, gli idrocarburi alogenati e i composti nitrosi, con un basso rapporto B/C (0,05~0,20),e il tasso di rimozione della COD dal sistema biologico è solo del 50%~70%.	L'effetto sinergico dei radicali idrossilici (·OH) e dell'ossidazione anodica diretta (apertura dell'anello aromatico, rottura dell'eterociclo, rimozione dell'alogeno e rimozione del gruppo nitro) aumenta il rapporto B/C a oltre 0.30, migliorando il tasso di rimozione nello stadio biochimico del 40%/70%.
Molti prodotti intermedi/sottoprodotti sono biotossici per i microrganismi, e frequenti scosse al sistema biochimico possono portare a ingombri di fanghi e persino alla morte.	L'ossidazione rapida distrugge i gruppi funzionali tossici (nitro, alogeni, ciano, lattoni insaturi, eterocicli, ecc.), riducendo il tasso di inibizione batterica degli effluenti da > 90% a < 20%,assicurare una ricezione sicura dal sistema biologico.
L'elevato contenuto di sale (3%~10%) provoca uno squilibrio della pressione osmotica e la morte di massa dei microrganismi nei fanghi attivi convenzionali.	I processi elettrochimici non sono inibiti dall'elevata salinità.maggiore è l' effetto del trattamento.
L'evaporazione diretta del liquore madre ad alto contenuto di COD e di sale provoca lo scarico di una grande quantità di liquore madre (3% ~ 10%), e il sale cristallino diventa giallo o nero, con conseguente scarsa qualità.	Il pretrattamento elettrochimico rimuove il 50%~80% di COD e ≥90% di colore, riduce il tasso di scarico del liquore madre all'1%~2% e raggiunge una bianchezza di sale di cristallizzazione ≥85.
Liquido di rifiuti a basso volume e ad alta concentrazione (COD decine di migliaia di mg/l) trasportato per lo smaltimento dei rifiuti pericolosi.	Trattamento elettrochimico in loco dei lotti Termine di rimozione del COD del 50%- 85%; le acque reflue trattate vengono scaricate nel sistema integrato di depurazione dell'impianto;riduzione significativa della quantità di acque reflue trasportate all'esterno.
In inverno, l'efficienza della nitrificazione biochimica diminuisce significativamente a basse temperature (< 10°C), con conseguente riduzione del tasso di rimozione dell'azoto di ammoniaca.	Il funzionamento elettrochimico non è influenzato dalla temperatura (funzionamento stabile da 0 a 40 °C) e può garantire il rispetto delle norme COD e dell'azoto di ammoniaca in inverno.

III. Principio di funzionamento

Dopo che i solidi in sospensione sono stati rimossi mediante schermi, sedimentazione o filtrazione (alcune acque reflue ad alta concentrazione richiedono un semplice pretrattamento), le acque reflue chimiche entrano in un reattore elettrochimico,in cui si verificano le seguenti reazioni di depurazione sotto l'azione di elettrodi:

(1) Eletro-ossidazione diretta (via centrale di apertura degli anelli e rottura dei legami della materia organica recalcitrante)

Una grande quantità di materia organica recalcitrante nelle acque reflue chimiche perde elettroni direttamente sulla superficie dell'anodo ed è ossidata:

Composti aromatici (benzeno, componenti aromatici tipici, xilene, naftalene, bifenil, fenolo, anilina, ecc.):Gli anelli aromatici sono idrossilati da specie attive di ossigeno sulla superficie dell'anodo e quindi aperti, trasformandosi in piccole molecole di acidi organici (acido maleico, acido ossalico, acido acetico, ecc.), migliorando notevolmente la loro biodisponibilità.

Composti eterociklici (piridina, chinolina, tiazolo, furan, imidazolo, indole, ecc.): gli anelli eterociklici contenenti N/S/O vengono ossidati e aperti sulla superficie dell'anodo,eliminare la biotossicità ciclica.

Composti alogenati (clorobenzene, cloroformo, tetracloruro di carbonio), composti bromati, ecc.): i legami C-X si rompono sulla superficie dell'anodo e gli alogeni vengono rimossi sotto forma ionica.Composti di nitrogeno (nitrobenzene), nitrobenzene, composti dinitro, ecc.): i gruppi nitro vengono rimossi per ossidazione/riduzione, gli anelli di benzene si aprono ed è eliminata la mutagenicità.antracene, fenantrene, ecc.): i sistemi di anelli aromatici vengono gradualmente ossidati e aperti, e le strutture policiliche vengono decomposte in molecole monocicliche o piccole.I legami P-C sono ossidati e rotti, e l'organofosforo viene convertito in ortofosfato.Le lunghe catene di carbonio e le strutture molecolari dei gruppi etere vengono ossidate e rotte.

(2)Elettro-ossidazione indiretta (ossidazione ad ampio spettro dominata da ·OH e cloro attivo) L'elettrolisi anodica dell'acqua genera radicali idrossilici (·OH),L'accesso alle acque reflue può essere limitato se si utilizzano ioni clorurici presenti in natura nelle acque reflue (la maggior parte delle acque reflue chimiche contiene Cl−L'elettrolisi di mg/L genera cloro attivo (Cl2, HOCl, OCl−): i radicali idrossilici effettuano attacchi ossidativi non selettivi su vari composti organici,particolarmente efficace nell'apertura degli anelli aromatici e nella rottura degli anelli eterocikliciIl cloro attivo si diffonde nella soluzione, completando l'ossidazione degli inquinanti che non possono entrare direttamente in contatto con l'anodo, e rimuovendo efficacemente l'azoto di ammoniaca.

(3)Miglioramento simultaneo della riduzione della COD e della biodegradabilità: effetto sinergico dell'ossidazione diretta e indiretta:Materia organica ricalcitrante di molecola grande → apertura dell'anello/rottura dei legami/dealogenamento/denitrificazione → acidi organici di piccola molecola, alcoli, aldeidi → alcuni ulteriormente mineralizzati in CO2 + H2O. Il BOD5 degli effluenti trattati aumenta significativamente (le molecole grandi vengono convertite in sostanze degradabili a piccole molecole),DCO diminuisce contemporaneamente, e il rapporto B/C aumenta significativamente, fornendo una fonte di carbonio degradabile di alta qualità per i sistemi biochimici successivi.

(4) Effetto di disattivazione dei gruppi funzionali tossici:L'obiettivo principale dell'ossidazione elettrochimica è quello di attaccare con precisione i gruppi funzionali tossici e disattivarli., il legame C-X nei composti alogenati viene rotto, gli eterocikli aperti al rilascio di N, e il legame P-C nei composti organofosforico viene rotto.anche se lo scheletro molecolare non è completamente mineralizzato, il suo effetto inibitore sui microrganismi viene sostanzialmente eliminato.

(5) Eliminazione del colore: Quando i cromofori vengono ossidati e spezzati, le acque reflue passano da scure a incolore o di colore chiaro e trasparente.

IV. Vantaggi principali (riguardo alle acque reflue chimiche)

Vantaggi	illustrare
Degradazione ad ampio spettro e altamente efficiente della materia organica recalcitrante	Apertura degli anelli aromatici, rottura degli anelli eterociclici, dealogenazione e denitrificazione applicabili alla maggior parte dei tipi di materia organica recalcitrante nelle acque reflue chimiche.
Eliminazione rapida della biotossicità	Entro 1-2 ore, diversi gruppi funzionali tossici vengono distrutti, riducendo il tasso di inibizione dei batteri luminescenti negli effluenti da > 90% a < 20%,eliminando così completamente il problema dell' avvelenamento dal sistema biologico.
Migliorare significativamente le proprietà biochimiche	Il rapporto B/C è aumentato da 0,05-0,15 a 0,30-0.50, migliorando il tasso di rimozione delle DCO nella fase biochimica del 40% al 70% e raggiungendo un tasso complessivo di rimozione delle DCO superiore al 95% per l'intero sistema.
Tratta direttamente l'acqua grezza ad alta concentrazione senza diluizione.	Può essere lavorato direttamente, evitando il ciclo inefficace di "diluzione-elaborazione-reconcentrazione".
Risposta rapida alle fluttuazioni della qualità dell'acqua	La frequente commutazione di prodotti chimici/materie prime (da poche ore a diversi giorni) consente all'elettrochimia di completare l'adeguamento dei parametri in pochi minuti mediante la regolazione della corrente,eliminando la necessità di settimane di acclimatazione biochimica.
Adattato ad ambienti ad alto contenuto di sale	I sali (NaCl, Na2SO4, ecc.) non inibiscono la reazione.
Rimozione simultanea di COD, azoto di ammoniaca, colore e tossicità	Una serie di apparecchiature può completare la depurazione di obiettivi multipli, sostituendo il tradizionale processo a più fasi.
Dosi chimiche zero	Non ci sono processi di acquisto, trasporto o stoccaggio di prodotti chimici, eliminando il rischio di perdite di prodotti chimici.
Elettrodi anti-inquinamento e resistenti alla corrosione	Gli elettrodi rivestiti in composti a base di titanio sono resistenti a vari componenti corrosivi (acidi, alcali, sali, solventi organici) nelle acque reflue chimiche e non si ridimensionano né si intasano.
Funzionamento sicuro a temperatura e pressione normali	Tensione di funzionamento 3~15V DC, nessuna alta tensione, nessuna alta temperatura, nessun rischio infiammabile o esplosivo.

V. Parametri tecnici (personalizzabili)

parametro	campo di applicazione
Volume di trasformazione	1 ~ 5000 m3/giorno (operazione modulare parallela)
Potenza installata	5 ~ 800 kW (a seconda della concentrazione dell'acqua e dell'obiettivo di trattamento)
tensione di funzionamento	3 ~ 15 V (DC, tensione di sicurezza)
COD degli effluenti	Tasso di rimozione 50%~90%
Azoto di ammoniaca negli effluenti	Tasso di rimozione 70%~95%
Acqua colorata	Tasso di rimozione ≥ 90%, trasparente incolore o chiaro
Tasso di inibizione dei batteri luminescenti (afflusso)	70%~100% Alta tossicità
Tasso di inibizione dei batteri luminescenti (effluenti)	≤ 20% (sicuro e biochimicamente sicuro)
Materiale dell'apparecchiatura	PP / acciaio inossidabile / titanio
Requisiti dell'acqua di entrata (pre-trattamento raccomandato)	SS ≤ 100 mg/l, oli ≤ 100 mg/l, pH 3~12 (ampia gamma di adattabilità)

Apparecchiature per il trattamento elettrochimico delle acque reflue, utilizzate per acque reflue chimiche.

VI. Luogo del processo

Opzione 1: pretrattamento e disintossicazione

Acque reflue chimiche (acqua grezza/acqua combinata) → Bar screen/equalization tank → Sedimentazione/flottazione (SS e rimozione dell'olio) → attrezzature di disintossicazione elettrochimica (open-loop bond breaking,rimozione dei gruppi funzionali tossici, miglioramento del rapporto B/C) → Serbatoio intermedio/serbatoio tampone → Sistema biologico (acidificazione per idrolisi + A/O o A2/O) → Standard di scarico

Nota: L'unità di disintossicazione elettrochimica è la garanzia principale per il trattamento pre-biologico delle acque reflue chimiche.Le acque reflue chimiche non sottoposte a disintossicazione elettrochimica entrano direttamente nel sistema di trattamento biologico, che si traduce in una grande quantità di sostanze tossiche e recalcitranti, riducendo il tasso di rimozione del COD dal sistema biologico a solo il 50%~70% e sottoponendolo a frequenti shock.il rapporto B/C degli effluenti è ≥0.30 ~ 0.35, il tasso di rimozione delle COD della fase di trattamento biologico è aumentato del 40%~70%, e l'intero sistema funziona in modo stabile e affidabile durante tutto l'anno.

Opzione 2: trattamento avanzato per soddisfare le norme (per i casi in cui la COD negli effluenti biochimici non soddisfa ancora le norme)

Chemical wastewater → Pretreatment → Biochemical system → Secondary sedimentation tank → Electrochemical advanced treatment unit (removes residual stubborn COD and color) → Discharge meeting standards/Reuse

Nota: se la COD e il colore nell'effluente biochimico non soddisfano ancora le norme di scarico, dopo il sistema biochimico viene aggiunta un'unità di trattamento avanzato elettrochimica.

Opzione 3: riduzione delle acque reflue ad alta concentrazione

Acque reflue ad alta concentrazione/liquore madre → Serbatoio di raccolta → Attrezzature per il trattamento elettrochimico → Flussi di scarico nel sistema integrato delle acque reflue dell'impianto → Trattamento convenzionale

Opzione 4: Pre-evaporazione delle acque reflue ad alta salinità

High-salinity chemical wastewater → Electrochemical pretreatment equipment (removes COD and color) → Evaporation crystallization system (MVR/multi-effect) → High-whiteness industrial salt + condensate reuse

Nota: L'evaporazione diretta del liquore madre ad alta salinità provoca COD e arricchimento del colore, scarico su larga scala del liquore madre e ingiallimento del sale cristallizzato.Il pretrattamento elettrochimico elimina il 50%-80% di COD e ≥90% di colore prima dell'evaporazione, che si traduce in sale bianco cristallino e una significativa riduzione del discarico di liquore madre, realizzando così l'utilizzo delle risorse delle acque reflue ad alto contenuto di sale.

Etichette: