تجهیزات تصفیه الکتروشیمیایی فاضلاب، مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب صنایع شیمیایی ظریف.

I. کلیۀ محصولات

آب های فاضلاب شیمیایی ظریف یکی از چالش برانگیزترین انواع تصفیه آب های فاضلاب صنعتی است.ماده های واسطه آفت کش، رنگ ها / رنگدانه ها ، مواد سطح فعال ، عطر و طعم ها ، مواد شیمیایی الکترونیکی ، عوامل تصفیه آب ، چسب ها و افزودنی های پوشش.انواع مختلفی از محصولات، فرایندهای تولید پیچیده و تغییرات مکرر دسته ها که منجر به منابع آب فاضلاب متنوع، ترکیبات بسیار پیچیده و نوسانات شدید در کیفیت و کمیت آب می شود؛غلظت بسیار بالا CODوجود مقادیر زیادی از ترکیبات عطرآمیزی، ترکیبات هیتروسیکلیک، هیدروکربن های هالوجنی، ترکیبات نیترو و پلیمرها؛بیوتوکسیکی قوی (بسیاری از مواد واسطه دارای اثرات مهار کننده قابل توجهی بر میکروارگانیسم ها هستند)· محتوای نمک بالا (Cl−، SO42−، Na+، NH4+، و غیره) ؛ نسبت های BOD5/COD به طور معمول بسیار پایین (0.02~0.15) ، که منجر به تجزیه زیستی بسیار ضعیف می شود؛ و حضور مکرر حلال های آلی،بقایای کاتالیزور، مواد خام واکنش نیافته و محصولات جانبی.

چالش ها ومشکلات اصلیآب های فاضلاب از صنایع شیمیایی بسیار برجسته هستند:

خرابی های مکرر سیستم های بیوشیمیایی ◄ باقیمانده آفت کش ها / مواد واسطه دارویی، ترکیبات نیترو و هیدروکربن های هالوجنی شده در فاضلاب برای لجن فعال بسیار سمی هستند.حتی پس از هیدرولیز و ترشح، سیستم بیوشیمیایی اغلب تحت تاثیر قرار می گیرد، که منجر به جمع شدن لجن و حتی مرگ می شود.

نوسانات چشمگیری در کیفیت آب به دلیل تغییر محصولCOD آب فاضلاب می تواند در عرض چند ساعت به شدت افزایش یابد، و انواع مواد سمی به طور همزمان تغییر می کنند، که سیستم های بیوشیمی سنتی نمی توانند با آن سازگار شوند.

تجزیه زیستی بسیار ضعیف ۰ حلقه های عطرآمیز، حلقه های هیتروسیکلیک و هیدروکربن های عطرآمیز پلی سایکلیک دارای ساختارهای پایدار هستند که نسبت B/C اغلب کمتر از 0 است.10، باعث می شود که آنها تقریباً برای میکروارگانیسم ها غیرقابل استفاده باشند.

نمک زیاد همچنین فرآیندهای بیوشیمیایی را مهار می کند. هنگامی که نمک > 3٪ باشد، فشار اسموتیک سیستم های مد فعال معمولی نامتعادل می شود.که منجر به مرگ تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها می شود.

این سیستم از تکنولوژی اکسیداسیون الکتروشیمی استفاده می کند و می تواند به طور انعطاف پذیر در مراحل متعدد تصفیه فاضلاب شیمیایی دقیق تنظیم شود:برای پیش تربیتی و سم زدایی از آب خام مخلوط با غلظت بالا، آب خام با COD بالا را به طور مستقیم درمان می کند (بدون رقیق کردن)از طریق اکسیداسیون آنودیک مستقیم و الکتروکاتالیز، رادیکال های هیدروکسیل (OH) و کلور فعال، همراه با دیگر اکسید های قوی، به سرعت به ساختارهای پایدار مانند حلقه های عطرآمیزی حمله می کنند.هیتروسیکل هاگروه های نیترونی و گروه های هالوجنی، پیوند ها را شکسته و حلقه ها را در عرض 1-2 ساعت باز می کنند، به طور قابل توجهی بیوتوکسیسیت را کاهش می دهند. نسبت B / C از 0.02 تا 0.10 به بیش از 0.30، ایجاد شرایط موثر ایمن و زیست تجزیه پذیر برای سیستم های بیولوژیکی بعدی.

برای تصفیه پیشرفته فاضلاب بیولوژیکی، COD باقی مانده و رنگ را از فاضلاب بیولوژیکی به شدت حذف می کند و به طور پایدار با استانداردهای تخلیه مستقیم یا استفاده مجدد مطابقت دارد.دستیابی به مواد شیمیایی صفر، صفر زباله های جامد و صفر زباله های خطرناک

برای مایعات مادری با نمک بالا/معالجه اولیه تبخیر، COD و رنگ را از فاضلاب با نمک بالا حذف می کند، سفیدی و خلوص نمک کریستالیزه شده تبخیر را بهبود می بخشد،به طور قابل توجهی تخلیه مایع مادر تبخیر را کاهش می دهد، و بهبود منابع آب فاضلاب با نمک بالا را به دست می آورد.

مقابله با غلظت بالا، انتشار متناوب در هنگام تغییر محصول این سیستم به سرعت به تغییرات ناگهانی در کیفیت آب پاسخ می دهد.تصفیه آب فاضلاب با غلظت بالا/سمیت بالا در حالی که تولید می شود، به این ترتیب جلوگیری از اختلال در کل سیستم فاضلاب کارخانه.

کل فرآیند صرفاً مصرف برق می کند، بدون اضافه کردن هیچ عامل شیمیایی یا تولید آلاینده های ثانویه مانند لجن آهن، کربن اشباع شده یا مایع متمرکز.در دمای محیط و فشار کار می کند، با ولتاژ کار 3-15V DC، که آن را امن و آسان برای استفاده از. واحد الکتروشیمی می تواند با تنظیم جریان در عرض چند دقیقه به تغییرات کیفیت آب سازگار است،ارائه یک راه حل تکنولوژیکی کلیدی برای رسیدگی به سه چالش اصلی "کیفیت آب پیچیده"، نوسانات شدید و سمی بودن بالا" در سیستم های تصفیه فاضلاب شیمیایی خوب است.

II. دشواری های تصفیه فاضلاب با مواد شیمیایی ظریف و راه حل های این تجهیزات

اصول کار

فاضلاب شیمیایی ظریف پس از غربالگری، قرار دادن یا فیلتر شدن برای حذف مواد جامد معلق به راکتور الکتروشیمی وارد می شوند.بر اساس ویژگی های فاضلاب و اهداف تصفیه، تصفیه کارآمد از طریق مسیرهای اکسیداسیون زیر حاصل می شود:

(1) الکترو اکسیداسیون مستقیم (مسیر اصلی باز شدن حلقه خوشبو / حلقه هیتروسیکل و شکستن پیوند)

تعداد زیادی از ترکیبات عطرآمیز و هیتروسیکل در فاضلاب های شیمیایی خوب به طور مستقیم با از دست دادن الکترون ها در سطح آنود اکسید می شوند:

ترکیبات خوشمزه (سری بنزن، سری نفتالین، بیفنیل ها و غیره): حلقه بنزن توسط گونه های اکسیژن فعال در سطح آنود هیدروکسیلی می شود و سپس اکسید می شود تا حلقه را باز کند.تولید اسیدهای ارگانیک مولکولی کوچک (اسید مالئیک)، اسید اکسالیک، اسید استیک و غیره) که به طور قابل توجهی قابلیت زیستی میکروارگانیسم ها را بهبود می بخشد.

ترکیبات هیتروسیکل (پیریدین، چینولین، تیازول، furan، imidazole و غیره): حلقه های هیتروسیکل حاوی N/S/O برای باز کردن حلقه در سطح آنود اکسید می شوند.و N به شکل NH3 یا N2 آزاد می شود.، از بین بردن سمیت بیولوژیکی چرخه ای

ترکیبات نیترو (نیتروبنزول، نیتروبنزول و غیره): گروه نیترو در کاتود کاهش می یابد یا در سطح آنودیک اکسید می شود، حلقه بنزین باز می شود و موتاژنیسم از بین می رود

ترکیبات هالوجنی (کلور بنزین، ترکیبات برومین و غیره): پیوندهای کربن-هالوجن در سطح آنود شکسته می شوند، هالوجن ها به شکل یونیک حذف می شوند،و قابلیت تجزیه زیستی مواد آلی پس از دی هالوژن به طور قابل توجهی بهبود می یابد.مواد ارگانیک حاوی پیوندهای نامشبع (ولفین ها، آلکین ها و غیره): پیوندهای نامشبع اکسید شده و شکسته می شوند و به اسید ها، الکل ها و غیره تبدیل می شوند.

(2) الکترو اکسیداسیون غیر مستقیم

الکترولیس آنود آب رادیکال های هیدروکسیل (OH) را تولید می کند و در عین حال،یون های کلوراید که به طور طبیعی در فاضلاب وجود دارند (فاضلاب های شیمیایی خوب به طور کلی حاوی Cl−) برای تولید کلور فعال (Cl2) الکترولیز می شوند.، HOCl، OCl−):

رادیکال های هیدروکسیل حملات اکسیداتیو غیر انتخابی را بر روی مواد آلی مختلف انجام می دهند، به ویژه برای باز کردن حلقه های عطرآمیزی و شکستن حلقه های هیتروسیکلیک موثر است.

کلور فعال به محلول پخش می شود تا اکسیداسیون آلاینده هایی که به طور مستقیم با آنود تماس نداشته اند را تکمیل کند و از نیتروژن آمونیاک به طور کارآمد خارج می شود.

یون های کلوراید در واکنش بازیافت می شوند و به طور مداوم در اکسیداسیون شرکت می کنند.

(3) بهبود همزمان کاهش COD و قابلیت تجزیه زیستی

اثر همبستگی اکسیداسیون مستقیم و اکسیداسیون غیرمستقیم: ماده ارگانیک مولکولی بزرگ → باز شدن حلقه / شکستن پیوند → اسیدهای ارگانیک مولکولی کوچک، الکل ها، آلدهید ها

برخی از مواد آلی همچنان اکسید می شوند → CO2 + H2O (معادن COD)

مقدار BOD5 آب معالجه شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد (مولکول های بزرگ به مولکول های کوچک تبدیل می شوند) ، COD کاهش می یابد و نسبت B / C از 0.02 ~ 0.10 به بیش از 0 افزایش می یابد.30، فراهم کردن یک منبع کربن قابل تجزیه با کیفیت بالا برای سیستم های بیوشیمیایی بعدی.

(4) اثر غیرفعال سازی گروه های عملکردی سمی

یکی از اهداف اصلی اکسیداسیون الکتروشیمیک این است که به طور دقیق به گروه های عملکردی سمی حمله کند تا آنها را "غیرفعال" کند.پیوند C-X محصولات هالوژن شده شکسته شده است، و هیتروسیکل باز می شود تا N را آزاد کند. پس از اینکه گروه های سمی نابود شوند، حتی اگر اسکلت مولکولی به طور کامل معدنی نشده باشد،اثر مهار کننده آن بر روی میکروارگانیسم ها اساساً از بین می رود، و سیستم های بیوشیمیایی بعدی می توانند به طور ایمن و کارآمد به تجزیه مولکول های کوچک باقی مانده ادامه دهند.

(5) حذف رنگ

کروموفورها اکسید شده و شکسته می شوند و آب فاضلاب از تیره به بی رنگ یا شفاف می شود.

IV. مزیت های اصلی (هدف گرفتن فاضلاب شیمیایی)

V. پارامترهای فنی (تخصیص پذیر)

VI. محل فرآیند

گزینه ۱: تزریق مواد مخدر قبل از درمان

فاضلاب های شیمیایی ظریف (آب خام/آب مخلوط) → صفحه ی بار/خزان تعادل → رسوب/فلوتیشن (SS و حذف روغن شناور) → تجهیزات تصفیه الکتروشیمی (باز کردن حلقه،از بین بردن سمیت نیتروژن/هالوجن/هتروسایکل، افزایش نسبت B/C) → مخزن متوسط/خزنک بافر → سیستم بیولوژیکی (حسیدی شدن هیدرولیز + A/O یا A2/O) → استانداردهای تخلیه

توضیح: واحد سم زدایی الکتروشیمیک قبل از سیستم بیولوژیکی قرار دارد و عملکردهای اصلی از حذف سمیت + باز کردن حلقه + افزایش نسبت B / C را انجام می دهد.اين مهم ترين و ضروری ترين فرآیند در تصفيه فاضلاب هاي كيميايي خوب است اگر فاضلاب هاي كيميايي خوب بدون سم زداري الکتروكيميايي به طور مستقيم وارد سيستم بيولوژيك شوند، خطر عملکرد سیستم بسیار بالا است، با مسمومیت و فروپاشی مکرر. پس از سم زدایی، نسبت B / C فاضلاب ≥ 0 است.30، میزان حذف COD از مرحله بیولوژیکی به طور قابل توجهی بهبود یافته است و عملکرد کلی سیستم پایدار و قابل اعتماد است.این پیکربندی به ویژه برای شرکت های شیمیایی با ترکیبات پیچیده فاضلاب و تغییر مکرر محصولات مناسب است.

گزینه ۲: پردازش پیشرفته برای برآورده کردن استانداردها (برای مواردی که COD در فاضلاب درمان بیولوژیکی هنوز هم استانداردها را برآورده نمی کند)

Fine Chemical Wastewater → Pretreatment → Biological System → Secondary Sedimentation Tank → Electrochemical Advanced Treatment Unit (Removal of Residual Stubborn COD and Color) → Compliant Discharge/Reuse

توضیحات: هنگامی که COD و رنگ فاضلاب از تصفیه بیولوژیکی هنوز نمی تواند با استانداردهای تخلیه مطابقت داشته باشد،یک واحد پردازش پیشرفته الکتروشیمی پس از سیستم بیولوژیکی اضافه می شود.این واحد به طور عمیق پلیمرهای عطر دار باقیمانده، مواد هومیک و سایر COD های سخت گیر را حذف می کند و COD را به استاندارد تخلیه / استفاده مجدد کاهش می دهد.

گزینه ۳: تزریق مواد مخدر قبل از درمان + درمان پیشرفته

Fine Chemical Wastewater → Electrochemical Detoxification Unit (Before Biological Treatment) → Biological System → Electrochemical Advanced Treatment Unit (After Biological Treatment) → Compliant Discharge/High-Quality Reuse

توضیحات: برای کارخانه های تصفیه آب فاضلاب شیمیایی یا پروژه هایی که دارای استانداردهای تخلیه بسیار سختگیرانه هستند،یک واحد الکتروشیمیایی قبل و بعد از درمان بیولوژیکی نصب شده است.پایان جلو تضمین می کند عملکرد پایدار و کارآمد سیستم بیولوژیکی، در حالی که پایان عقب تضمین می کند که فاضلاب به طور مداوم با سخت ترین استانداردهای تخلیه مطابقت دارد.با همکاری این دو سیستم، این سیستم دارای قوی ترین مقاومت در برابر شوک و بالاترین اطمینان در خروجی آب است.