농약 및 화학 폐수를 위한 전기 화학 폐수 처리 장비

I. 제품 개요

농약화학폐수는 가장 처리하기 어려운 산업폐수 중 하나로 인식되고 있습니다. 농약 활성 성분(제초제, 살충제, 살균제, 식물 생장 조절제 등)의 합성, 중간체 생산, 제제 가공에서 유래됩니다. 수질 특성은 매우 복잡하고 심각합니다. 폐수는 유기물 농도가 매우 높으며(COD는 일반적으로 5,000~50,000mg/L, 일부 모액은 100,000mg/L에 도달함) 난분해성 및 생체독성이 높은 오염물질(유기인산염, 유기염소, 피레트로이드, 트리아진, 질소가 풍부한 농화학 성분, 헤테로고리 화합물, 니트로벤젠, 페녹시카르복실산 등), 종종 고농도의 염(Cl⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻, Na⁺ 등, TDS 3%~15%)을 함유하고, 다량의 유기용매(메탄올, 디클로로메탄, 전형적인 방향족 성분, 자일렌, DMF 등)를 함유하고, BOD₅/COD 비율이 매우 낮습니다(0.02~0.10). 생분해성이 매우 낮고, 인(유기인계 농약의 특징적인 오염물질)을 함유하고 있으며, 제품 계절과 배치 변경에 따라 수질과 양이 크게 변동합니다.

농약 및 화학 폐수 처리는 오랫동안 업계의 주요 병목 현상이었습니다.주요 어려움존재: 유기체에 대한 독성이 매우 높습니다. 유기인산염, 유기염소제, 피레스로이드 및 기타 살충제는 활성 슬러지 미생물에 대해 강력한 살상 또는 억제 효과가 있습니다(그들의 목적은 해충/병원체/잡초를 죽이는 것입니다). 생물학적 시스템이 원수와 직접 접촉하면 많은 수의 미생물이 몇 시간에서 며칠 내에 죽을 수 있습니다. 높은 염도는 생물학적 과정을 더욱 억제하고 시스템을 마비시킬 수도 있습니다. 살충제 합성에는 산-염기 중화 및 염석 과정이 광범위하게 사용되므로 폐수의 염도가 5%~15%에 이릅니다. 높은 삼투압은 활성 슬러지 미생물의 사멸로 직접적으로 이어집니다. 강한 계절성과 제품의 배치별 특성으로 인해 폐수 품질이 크게 변화합니다. 농약 생산은 계절성이 매우 높습니다(봄 파종 전 집중 생산). 서로 다른 제품을 전환할 때 COD와 폐수 내 독성 물질의 유형이 동시에 바뀌므로 생물학적 시스템이 빠르게 적응할 수 없습니다. 고도처리를 통한 기준 달성의 어려움 – 생물학적 처리 후 배출수의 COD에는 일반적으로 잔류유기인과 잔류유기물이 포함되어 있어, 기존 고도처리 방법으로는 이를 배출기준까지 안정적으로 감소시킬 수 없습니다. 이 시스템은 직접 양극 산화 및 전기촉매를 활용하는 전기화학적 산화 기술을 채택합니다. 생성된 수산화 라디칼(·OH)과 활성 염소와 같은 강산화물의 시너지 효과는 농약 폐수에 있는 특징적인 오염 물질의 화학 구조를 정확하게 표적으로 삼습니다.

유기염소계: C-Cl 결합이 산화되어 깨지고, 염화물 이온이 Cl⁻ 형태로 제거되며, 유기 구조가 개환 분해를 거쳐 생물독성이 제거됩니다.

피레스로이드: 에스테르 결합과 사이클로프로판 구조가 산화되어 부서지고 살충 활성 그룹이 비활성화됩니다.

트리아진(예: 아트라진): 트리아진 고리는 산화되어 양극액 표면에서 개방되어 생물학적 독성을 크게 줄입니다.

니트로벤젠 및 페녹시카르복실산: 방향족... 고리가 산화되어 열리고, 니트로 그룹이 제거되고, 화합물이 생분해성 소분자로 전환됩니다. 헤테로사이클릭 화합물: N/S/O 헤테로사이클릭 고리는 산화되고 개방되어 독성을 제거합니다. 암모니아성 질소 및 총인: 암모니아성 질소는 활성 염소에 의해 N2로 산화되어 제거됩니다. 유기 인은 오르토인산염으로 전환되며 전기응집과 상승적 침전 또는 후속적인 화학적 침전을 통해 제거될 수 있습니다. 처리된 유출수의 B/C 비율은 0.02-0.08에서 0.30 이상으로 크게 증가하고, 생물 독성은 >90%에서 <20%로 감소하며, COD는 크게 감소하여 후속 생물학적 시스템을 위한 안전하고 생분해 가능한 유입수 조건을 조성합니다. 생물학적 배출수의 경우 전기화학적 심층 처리는 COD 및 색상에 대한 모든 배출 기준을 완벽하게 충족합니다.

전체 공정에서는 화학약품을 첨가하지 않고 전기만 소비하며, 철슬러지나 포화탄소 등 유해폐기물이 발생하지 않습니다. 전극은 높은 염분, 오일, 유기용매를 포함하는 복잡한 농약 폐수 조건에 적응할 수 있으며 상온 및 압력에서 안전하게 작동합니다. 전류를 신속하게 조정함으로써 기존 생화학 시스템의 긴 순응 및 대기 기간이 필요 없이 농약 제품 전환으로 인한 수질의 급격한 변동에 몇 분 내에 대응할 수 있습니다. 4코어 문제를 해결하는 핵심 기술 솔루션입니다.주요 어려움농약 폐수: "독성이 높고 분해가 어렵고 염도가 높으며 변동이 크다".

II. 이 장비로 농약, 화학 폐수 및 용액을 처리하는 데 어려움이 있음

III. 작동 원리

부유 물질을 제거하기 위해 스크리닝, 침전 또는 여과된 후 농약 화학 폐수는 전기화학 반응기로 들어가며, 여기서 전극의 작용에 따라 다음과 같은 핵심 반응이 발생합니다.

(1) 유기인계 농약의 특성구조의 산화(핵심기능)

유기인계 농약(글리포세이트, 클로르피리포스, 말라티온, 디메토에이트, 디클로르보스 등)은 농약폐수 중 가장 대표적인 오염물질이다. 생물 독성 및 총인 준수 문제는 PC 및 PS 결합의 안정성에서 비롯됩니다.

글리포세이트(PMIDA): (HO)²P(=O)—CH²—NH—CH²—COOH, PC 결합이 양극 표면에서 산화되어 부서지고, 유기인이 오르토인산염(PO₄³⁻)으로 전환됩니다.

클로르피리포스(O,O-디에틸-O-(3,5,6-트리클로로-2-피리딜)티오포스페이트): PS와 PO 결합이 끊어지고 피리딘 고리가 열리고 염소 원자가 제거됩니다.

(2) 유기염소계 농약의 탈염소 및 개환

유기염소계 농약 농약의 C-Cl 결합과 방향족 고리는 독성과 다루기 힘든 분해의 원인입니다.

C-Cl 결합은 양극 표면에서 끊어지고 염소는 Cl⁻의 형태로 제거됩니다.

탈염소된 방향족 고리는 수산기 라디칼에 의해 공격을 받고 개방되어 작은 분자 유기산으로 전환됩니다.

마지막으로 CO2와 H2O로 광물화됩니다.

(3) 피레스로이드 및 기타 살충제의 활성 그룹 비활성화

에스테르 결합이 산화되고 파괴되어 살충 활성이 상실됩니다.

시클로프로판 구조는 산화되어 열립니다.

트리아진 고리(아트라진 등)는 산화되어 양극 표면에서 열리면서 N을 NH₃/N2로 방출합니다.

니트로벤젠: 질산염 제거 + 벤젠 고리 개방.

헤테로고리 화합물(피리딘, 피리미딘, 티아졸 등): 헤테로고리 개환으로 생물독성을 제거합니다.

(4) 직접 전기산화(유기골격 광물화)

농약 분자의 유기 골격(방향족 고리, 헤테로고리, 긴 탄소 사슬 등)은 직접 전자를 잃고 양극 표면에서 산화됩니다. 거대분자는 점차적으로 작은 분자의 유기산으로 분해되고, 최종적으로 CO2와 H2O로 광물화됩니다.

(5) 간접 전기산화(·OH 및 활성화된 염소를 이용한 광역 산화): 물을 양극분해하면 수산기 라디칼(·OH)이 생성됩니다. 동시에 폐수(농약 폐수에는 일반적으로 Cl⁻가 포함되어 있으며 일반적으로 농도는 3000~20000mg/L 사이)에서 자연적으로 발생하는 고농도의 염화물 이온이 전기 분해되어 활성 염소(Cl2, HOCl, OCl⁻)를 생성하여 양극에 직접 접촉하지 않은 용액에서 오염 물질의 산화를 보충합니다.

(6) 암모니아성 질소 제거 : 활성염소는 암모니아성 질소를 질소가스(2NH₃ + 3HOCl → N2 + 3Cl⁻ + 3H2O)로 산화시켜 80%~95%의 제거율을 달성합니다.

IV. 핵심 장점 (농약 및 화학 폐수 대상)

V. 기술 매개변수(맞춤형)

6. 공정 위치

옵션 1: 전처리 및 해독

농약폐수(원수/혼합수) → 바스크린/평형조 → 침전/부상(SS 및 유분 제거) → 전기화학적 처리설비(유기인 전환/유기염소 탈염소/복소환 열림/독성 제거/B/C 강화) → 중간조/완충조 → 생물학적 시스템(가수분해 산성화 + A/O 또는 A²/O) → 전인 침전(화학적 인 제거) → 배출기준 충족

참고: 전기화학적 해독 장치는 농약 폐수의 사전 생물학적 처리를 위한 대체할 수 없는 핵심 보증입니다. 전기화학적 해독 과정을 거치지 않고 생물학적 처리 시스템에 직접 투입되는 농약 폐수는 독성이 높아 몇 시간에서 며칠 내에 수많은 미생물이 죽게 됩니다. 전기화학적 단계는 유기 인의 오르토인산염으로의 전환, 유기염소의 탈염소화, 헤테로고리 개환, 독성 제거 및 B/C 강화를 완료하며 총 인 전환율은 ≥85%~95%입니다. 유출수 B/C ≥0.30, 생물학적 단계의 COD 제거율은 50%~80% 증가합니다. 전기화학적 해독 후 유출수는 생물학적 시스템으로 처리되며, 후속 화학적 침전(석회/철염/알루미늄염 첨가)을 통해 총인이 표준 수준으로 감소됩니다.

옵션2: 고농도 모주 저감

고농도 농약 모액(고농도 기술등급 농약 및 유기용제 함유) → 포집탱크 → 전기화학적 처리설비(COD 제거율 50%~80%) → 폐수는 공장 통합폐수시스템으로 유입 → 재래식 처리

설명: 전통적으로 농약 합성 과정에서 생성된 고농도 모액은 외부 소각을 통해 유해 폐기물로 처리되는데, 이는 비용이 매우 많이 듭니다. 전기화학적 처리를 통해 이러한 유형의 고농도 모액을 현장에서 일괄 처리할 수 있습니다. 즉, COD와 독성을 크게 줄이는 동시에 유기 인을 오르토인산염으로 효율적으로 전환하고 공장의 통합 폐수 시스템으로 안정적인 흐름을 보장합니다. 이를 통해 유해 폐기물 소각/현장 외부 운송이 70%~90% 감소하여 연간 처리 비용이 크게 절감됩니다.

옵션 3: 폐수의 고급 생물학적 처리(기준 업그레이드 및 준수)

농약폐수 → 전처리 → 생물학적 시스템 → 2차 침전조 → 전기화학적 고도처리시설(잔여 COD, 유기인 잔류물, 색도 제거) → 배출기준 충족