화학 폐수 처리에 사용되는 전기화학적 폐수 처리 장비.

전기화학 폐수 처리 장비, 화학 폐수용.

I. 제품 개요

화학 폐수는 유기 화학, 무기 화학, 정밀 화학, 석유 화학, 석탄 화학, 비료, 고분자 재료, 염소-알칼리, 염료, 코팅, 살충제 및 생화학 분야를 포함한 여러 하위 부문을 포괄하는 가장 널리 퍼지고 복잡하며 처리하기 어려운 산업 폐수 유형 중 하나입니다. 전반적인 수질 특성은 다음과 같습니다. 폐수는 생산 공정에서 사용되는 다량의 원료 및 보조 재료, 중간 생성물, 부산물 및 제품 잔류물을 포함합니다. 벤젠 화합물, 페놀, 알코올, 알데히드, 케톤, 유기산, 에스테르, 특수 유기 성분, 다환 방향족 탄화수소, 헤테로고리 화합물, 할로겐화 탄화수소, 니트로 화합물, 유기인 화합물, 고분자 단량체, 계면활성제, 유기 용매 및 촉매 잔류물; 일부 고농도 공정 폐수는 10만 mg/L에 달할 수 있습니다. 폐수는 종종 미생물을 억제하거나 독성을 나타내는 특성 오염 물질을 포함합니다. 염 함량은 광범위하게 변동합니다(수백 mg/L에서 10% 이상). BOD5/COD 비율은 일반적으로 0.05에서 0.30 사이에서 변동하며 생분해성에서 상당한 차이가 있습니다. 폐수 품질은 제품 유형, 생산 공정 및 생산 주기의 변화에 따라 크게 변동합니다.

화학 폐수 처리는 몇 가지 핵심 영역에 있습니다. ① 난분해성 유기물의 높은 비율 - 방향족, 헤테로고리 화합물, 할로겐화 화합물 및 니트로 그룹과 같은 안정적인 화학 구조는 기존 미생물에 대한 내성이 높아 생물학적 시스템에서 효과적인 분해가 어렵습니다. ② 상당한 생독성 문제 - 다양한 화학 중간체 및 부산물은 활성 슬러지 미생물을 억제하거나 심지어 죽여 생물학적 시스템에 빈번한 영향을 미치고 낮은 처리 효율 및 시스템 붕괴를 초래합니다. ③ 높은 염분은 처리 어려움을 악화시킵니다 - 일부 화학 폐수는 3%~10%의 염을 포함하며(예: 염소-알칼리, 살충제 합성, 제약 중간체), 높은 삼투압은 기존 활성 슬러지 미생물이 생존하기 어렵게 만듭니다. ④ 수질 및 수량의 급격한 변동 - 다중 제품, 간헐적 생산 모델 하에서 폐수의 COD 및 독성 물질 농도는 몇 시간 내에 몇 배에서 수십 배까지 변할 수 있어 전통적인 생물학적 시스템이 신속하게 대응하기 어렵습니다.

이 시스템은 전기화학 산화 기술을 사용하며, 직접 양극 산화와 전기 촉매에 의해 생성된 수산화 라디칼(·OH) 및 활성 염소와 같은 강력한 산화제의 시너지 효과를 활용하여 화학 폐수의 다양한 안정적인 화학 구조를 직접 공격합니다. 화학 폐수 처리의 다양한 단계에 유연하게 적용할 수 있습니다:

전처리 해독: 고농도 폐수를 직접 처리하여 방향족 고리, 헤테로고리 고리, 할로겐화 그룹 및 니트로 그룹과 같은 난분해성 및 독성 구조를 신속하게 산화 및 분해하여 COD를 크게 줄이고 B/C 비율을 0.30 이상으로 높여 후속 생물학적 시스템에 안전하고 생분해 가능한 유입 조건을 만듭니다.

고염 유기 폐수 전처리: COD 및 색상을 제거한 후 폐수는 증발 및 결정화 시스템으로 들어가 결정질 염의 품질을 개선하고 증발 모액의 배출을 크게 줄입니다.

고농도 폐수 감소: 현장에서 수만 mg/L의 COD를 가진 소량의 폐수를 처리하여 통합 시스템에 통합되기 전에 COD를 크게 줄여 비용이 많이 드는 유해 폐기물 운송 및 처리를 대체합니다.

전체 공정은 전기만 소비하며 화학 시약은 추가되지 않습니다. 전극은 고염, 고COD, 오일 함량과 같은 복잡한 화학 폐수 조건에 적응할 수 있으며 정상 온도 및 압력에서 안전하고 안정적으로 작동합니다. 전류 매개변수를 신속하게 조정함으로써 수분 내에 화학 폐수의 품질 변동에 신속하게 대응할 수 있으며 생화학 시스템의 장기간 순응 및 대기 시간이 필요하지 않습니다. 이것은 네 가지 핵심을 해결하기 위한 핵심 기술 솔루션입니다.화학 폐수의 '난분해성, 고독성, 고휘발성 및 고처리 비용'이라는 핵심적인 어려움.II. 화학 폐수 처리의 어려움 및 이 장비의 해결책

어려움 해결

화학 폐수의 다량의 난분해성 유기물은 양극 표면에서 직접 전자를 잃고 산화됩니다:

방향족 화합물(벤젠, 일반적인 방향족 성분, 자일렌, 나프탈렌, 비페닐, 페놀, 아닐린 등): 방향족 고리는 양극 표면의 활성 산소 종에 의해 수산화되고 개방되어 저분자 유기산(말레산, 옥살산, 아세트산 등)으로 변환되어 생체 이용률을 크게 향상시킵니다.

헤테로고리 화합물(피리딘, 퀴놀린, 티아졸, 푸란, 이미다졸, 인돌 등): N/S/O를 포함하는 헤테로고리 고리는 양극 표면에서 산화 및 개방되어 고리 생독성을 제거합니다.

할로겐화 화합물(클로로벤젠, 클로로포름, 사염화탄소), 브롬화 화합물 등): C-X 결합은 양극 표면에서 파괴되고 할로겐은 이온 형태로 제거됩니다. 니트로 화합물(니트로벤젠, 니트로벤젠, 디니트로 화합물 등): 니트로 그룹은 산화/환원에 의해 제거되고, 벤젠 고리는 개방되며, 돌연변이 유발성은 제거됩니다. 다환 방향족 탄화수소(나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 등): 방향족 고리 시스템은 점진적으로 산화 및 개방되고, 다환 구조는 단일 고리 또는 저분자로 분해됩니다. 유기인 화합물: P-C 결합은 산화 및 파괴되고, 유기인은 오르토인산염으로 전환됩니다. 고분자/거대 분자 유기물(폴리에틸렌 글리콜, 폴리아크릴산, 수지 조각 등): 긴 탄소 사슬 및 에테르 결합 분자 구조는 산화 및 파괴됩니다.

(2) 간접 전기 산화 (·OH 및 활성 염소에 의한 광범위한 산화) 양극 물 전기분해는 수산화 라디칼(·OH)을 생성하며, 폐수에서 자연적으로 발생하는 염화물 이온(대부분의 화학 폐수는 Cl-를 포함하며 농도 범위는 200~20000)을 활용합니다. mg/L의 전기분해는 활성 염소(Cl2, HOCl, OCl-)를 생성합니다: 수산화 라디칼은 다양한 유기 화합물에 대해 비선택적 산화 공격을 수행하며, 특히 방향족 고리 개방 및 헤테로고리 고리 파괴에 효과적입니다. 활성 염소는 용액으로 확산되어 양극과 직접 접촉할 수 없는 오염 물질의 산화를 보충하고 암모니아 질소를 효율적으로 제거합니다.

(3) COD 감소 및 생분해성 동시 개선: 직접 및 간접 산화의 시너지 효과: 거대 분자 난분해성 유기물 → 고리 개방/결합 파괴/탈할로겐화/탈질 → 저분자 유기산, 알코올, 알데히드 → 일부는 CO2 + H2O로 추가 광물화됩니다. 처리된 폐수의 BOD5는 크게 증가하고(거대 분자는 저분자 분해성 물질로 전환됨), COD는 동시에 감소하며, B/C 비율은 크게 증가하여 후속 생화학 시스템에 고품질 분해성 탄소원을 제공합니다.

(4) 독성 작용기의 비활성화 효과: 전기화학 산화의 핵심 목표는 독성 작용기를 정확하게 공격하고 비활성화하는 것입니다 - 니트로벤젠의 니트로 그룹이 제거되고, 할로겐화 화합물의 C-X 결합이 파괴되고, 헤테로고리가 열려 N이 방출되고, 유기인 화합물의 P-C 결합이 파괴됩니다. 독성 그룹이 파괴되면 분자 골격이 완전히 광물화되지 않더라도 미생물에 대한 억제 효과는 본질적으로 제거됩니다.

(5) 색상 제거: 발색단이 산화 및 파괴될 때 폐수는 어두운 색에서 무색 또는 옅은 색으로 투명하게 변합니다.IV. 핵심 장점 (화학 폐수 대상)

장점설명

난분해성 유기물의 광범위하고 고효율적인 분해

방향족 고리 개방, 헤테로고리 고리 파괴, 탈할로겐화, 탈질 - 화학 폐수의 대부분의 난분해성 유기물에 적용 가능합니다.

생독성 신속 제거

5 ~ 800 kW (수 농도 및 처리 목표에 따라 다름)

참고: 생화학 폐수의 COD 및 색상이 여전히 배출 표준을 충족하지 못하는 경우 생화학 시스템 뒤에 전기화학 고급 처리 장치를 추가합니다.

옵션 3: 고농도 폐수 감소

고농도 폐수/모액 → 수집 탱크 → 전기화학 처리 장비 → 폐수는 공장의 통합 폐수 시스템으로 배출 → 일반 처리

옵션 4: 고염 폐수 증발 전 처리

고염 화학 폐수 → 전기화학 전처리 장비 (COD 및 색상 제거) → 증발 결정화 시스템 (MVR/다단) → 고백색 산업용 염 + 응축수 재사용

참고: 고염 모액의 직접 증발은 COD 및 색상 농축, 대규모 모액 배출, 결정질 염의 황변을 초래합니다. 전기화학적 전처리는 증발 전에 COD의 50%~80%와 색상의 ≥90%를 제거하여 백색 결정질 염을 얻고 모액 배출을 크게 줄여 고염 폐수의 자원 활용을 실현합니다.