전기화학 폐수 처리 장비

I. 제품 개요

 폐수는 화학 합성, 발효, 추출, 제형, 전통 중국 의학 추출 공정에서 광범위하게 발생하며, 처리하기 가장 어려운 산업 폐수 중 하나로 널리 인식되고 있습니다. 일반적인 특징은 다음과 같습니다: 높은 COD 농도, 복잡한 조성 (다량의 유기 용매, 중간체, 미반응 물질, 부산물 포함), 강한 생독성 (항생제 잔류물, 니트로 화합물, 헤테로고리 화합물 등, 미생물 활동 억제), 극히 낮은 생분해성 (B/C 비율이 종종 0.15 미만), 높은 염도 (Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺ 등), 그리고 수질 및 수량의 큰 변동 (다른 제품 및 다른 공정에서 발생하는 폐수 간의 상당한 차이).

전통적인  폐수 처리 공정은 일반적으로 "전처리 + 생화학 처리 (가수분해 산성화 + A/O 등) + 고급 처리"를 결합한 긴 공정을 사용합니다. 그러나 실제 운영에서는 다음과 같은 어려움이 오랫동안 발생해 왔습니다: 항생제 잔류물이 생화학 시스템을 억제합니다: 발효 및 반합성  폐수의 잔류 항생제는 활성 슬러지의 질산화 및 종속영양 박테리아를 현저하게 억제하여 생화학 시스템의 처리 효율을 낮추거나 시스템 붕괴를 초래합니다. 난분해성 유기물은 생물학적으로 제거할 수 없습니다: 합성  폐수의 헤테로고리 화합물, 니트로벤젠, 염소화 탄화수소는 미생물에 대한 저항성이 매우 높으며, 생화학 단계는 이러한 유형의 COD를 제거하는 데 거의 영향을 미치지 않습니다. 높은 염도는 생화학 공정을 억제하고 시스템을 마비시킬 수도 있습니다: 일반적인 활성 슬러지 시스템은 높은 염도의 폐수로는 기본적으로 작동할 수 없으며, 희석 또는 증발 탈염이 필요하여 처리 비용이 크게 증가합니다. 제품 유형 전환은 폐수 품질의 급격한 변화를 초래합니다. 수질 변동 및 긴 순응 기간 (2-4주)은 생화학 시스템에 필요하며, 전환 기간 동안 배출 기준을 달성하기 어려운 점은 다음과 같은 요인에 기여합니다:

이 시스템은 전기화학 산화 기술을 채택하여  폐수 처리 공정의 여러 단계에서 중요한 역할을 합니다:

고농도 합성  폐수 — 직접 처리된 원수 또는 간단한 전처리 후의 폐수 — 는 직접 양극 산화 및 전기 촉매 생성 수산화 라디칼 (·OH)을 통해 항생제 활성 그룹을 신속하게 공격하고, 헤테로고리 및 니트로 구조를 파괴하며, 방향족 화합물을 분해하여 1-2시간 이내에 생독성을 완전히 제거합니다. B/C 비율은 0.05-0.10에서 0.35 이상으로 증가하여 후속 생화학 시스템에 안전한 유입 조건을 만듭니다.

발효형  폐수 — 잔류 항생제 활성을 효율적으로 제거하여 생화학 시스템의 안정적인 작동을 보장합니다; 또한 COD 및 암모니아 질소를 시너지 효과로 제거합니다.

생화학 처리수의 고급 처리 — 생화학 처리수의 잔류 난분해성 COD 및 색상을 깊이 제거하여 배출수가 가장 엄격한 배출 기준 또는 재사용 요구 사항을 일관되게 충족하도록 보장합니다.

이 시스템은 고염 모액/증발 전처리를 대상으로 합니다 — 고염 폐수의 COD 및 색상을 제거하고, 증발 결정염의 품질을 개선하며, 모액 배출을 줄입니다.

전체 공정은 전력만 소비하고, 화학 첨가물이 필요 없으며, 철 슬러지 또는 기타 유해 폐기물을 생성하지 않고, 상온 및 상압에서 작동합니다. 이는 "전처리 → 생화학 보증 → 심층 준수 → 고염 자원 활용"에 이르는  폐수 처리의 전체 공정에서 핵심 기술 단위입니다.

II.  폐수 처리의 어려움 및 본 장비의 해결책

발색단의 공액 구조를 전기화학적으로 파괴하여 무색 투명한 배출수를 생성하며, 색상 제거율은 ≥90%입니다.

생화학 제조

 폐수는 스크리닝, 침전 또는 여과를 통해 부유 물질을 제거한 후 전기화학 반응기로 유입됩니다. 처리 목표 및 폐수 특성에 따라 다음과 같은 산화 경로를 통해 정화가 달성됩니다:(1) 항생제/활성

물질 의 비활성화생화학 제조물질

 성분은 생화학 시스템 붕괴의 근본 원인입니다. 전기화학 반응기에서:

항생제 (페니실린, 세팔로스포린): 양극 산화 하에서 고리가 파괴되어 항균 활성을 잃습니다.

마크로락톤: 락톤 고리가 산화되어 열리고, 분자 구조가 재배열되며, 생물학적 활성이 사라집니다.

테트라사이클린: 공액 다환 구조가 수산화 라디칼에 의해 공격받아 고리 시스템이 파괴되고 항균 능력을 잃습니다.

니트로이미다졸, 퀴놀론: 니트로 그룹과 헤테로고리 구조가 산화되어 파괴되어 돌연변이 유발성 및 항균 활성을 제거합니다."생물학적 활성 비활성화"는 단순한 COD 제거와 다릅니다 — 항생제 분자가 완전히 광물화되지 않더라도, 활성 그룹이 파괴되는 한, 미생물에 대한 억제 효과는 본질적으로 제거되며, 생화학 시스템은 이를 안전하게 수용할 수 있습니다.

 (2) 직접 전기 산화 (폐수의 유기 오염 물질 (니트로벤젠, 아닐린, 헤테로고리 화합물, 염소화 탄화수소, 다환 방향족 탄화수소 등)은 전자를 잃음으로써 양극 표면에서 직접 산화됩니다:

방향족 고리가 수산화되고 열림 → 소분자 유기산

헤테로고리 고리 (N/S/O 포함)가 산화되어 열림 → 생독성 제거

니트로 그룹이 환원/산화됨 → 탈질 및 고리 열림

긴 탄소 사슬 유기 화합물이 분해됨 → (2) 분해 가능한 소분자: 직접 산화는 폐수의 크고 난분해성인 COD 분자를 미생물에 의해 분해 가능한 소분자 유기물로 전환하여 B/C 비율을 크게 높입니다.

(3) 간접 전기 산화: 물의 양극 전기 분해는 수산화 라디칼 (·OH)을 생성하며, 동시에 폐수에 자연적으로 존재하는 염화물 이온을 활용하여 활성 염소 (Cl₂, HOCl, OCl⁻)를 생성합니다. 이 두 가지 강력한 산화제는 용액 내로 확산되어 직접 산화로는 도달할 수 없었던 오염 물질의 산화를 보충하여 철저한 해독 및 COD 제거 효율을 보장합니다.

(4) COD 및 암모니아 질소의 시너지 제거: 암모니아 질소를 포함하는  폐수의 경우, 활성 염소는 암모니아 질소를 질소 가스로 동시에 산화시켜 동일한 장비에서 COD와 암모니아 질소의 시너지 제거를 달성할 수 있습니다.

(5) 색상 제거: 니트로 화합물, 아조 염료 중간체, 퀴논과 같은 발색 그룹이 산화되어 공액 구조를 파괴하여 무색 투명한 배출수를 생성합니다.

IV. 핵심 장점 (  폐수 대상)

범위

.공정 위치옵션 1: 전처리 해독생화학 제조

 폐수 (고농도/고독성) → 스크린/균등화조 → 침전/부양 (SS 및 오일 제거) → 전기화학 장비 (항생제 비활성화, 고리 열림 및 결합 분해, B/C 비율 향상) → 중간조 → 생물학적 시스템 (가수분해 산성화 + A/O 또는 A²/O) → 기준 충족 배출

생화학 제조

 폐수 처리에서 가장 중요한 공정입니다 — 처리되지 않은  폐수를 생물학적 시스템에 직접 유입시키는 것은 시스템 붕괴의 극히 높은 위험을 초래합니다. 해독 후, 배출수의 B/C 비율은 ≥0.35이며, 생물학적 단계의 COD 제거율이 크게 향상되고, 전체 시스템이 안정적이고 신뢰성 있게 작동합니다.생화학 제조

 폐수 → 전처리 → 생화학 시스템 → 2차 침전조 → 전기화학 처리 장치 (잔류 난분해성 COD 및 색상 제거) → 기준 배출/재사용

옵션 3: 원수 직접 준수

생화학 제조

 폐수 → 전처리 (SS 제거) → 전기화학 처리 장비 → 배출수 → 기준 배출 또는 산업 단지 파이프라인