Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania ścieków: stosowane do usuwania toksyn biologicznych z ścieków

Urządzenie do oczyszczania ścieków metodą utleniania elektrochemicznego | Usuwa toksyczność mikrobiologiczną, poprawia biodegradowalność i zapobiega osadzaniu się kamienia oraz zatykaniu modułów elektrod.

Urządzenie to wykorzystuje zaawansowaną technologię utleniania elektrochemicznego, zaprojektowaną specjalnie do usuwania zanieczyszczeń toksycznych ze ścieków, które hamują lub zabijają mikroorganizmy (osad czynny, bakterie nitryfikacyjne, bakterie beztlenowe itp.). Typowe źródła obejmują: ścieki po antybiotykach, ścieki po pestycydach, ścieki z syntezy chemicznej, ścieki przemysłowe zawierające środki biobójcze/konserwujące oraz odcieki ze składowisk odpadów. Bezpośrednie wprowadzenie tych ścieków do biologicznego systemu oczyszczania prowadziłoby do śmierci mikroorganizmów, rozpadu osadu i załamania efektywności oczyszczania. Utlenianie elektrochemiczne generuje silne gatunki tlenków (rodniki hydroksylowe·OH, aktywny chlor itp.) na anodzie, niszcząc strukturę molekularną substancji toksycznych i przekształcając je w nietoksyczne lub nisko-toksyczne, biodegradowalne związki organiczne o małych cząsteczkach. Eliminuje to hamujący wpływ na mikroorganizmy i jednocześnie zwiększa stosunek BZT/ChZT, tworząc bezpieczniejsze warunki dla dalszego oczyszczania biologicznego. System składa się z filtra wstępnego, modułu silnika elektrochemicznego, dedykowanego zasilacza prądu stałego o wysokiej częstotliwości oraz zbiornika wody obiegowej. Oferuje takie zalety, jak brak dodatków chemicznych, brak pozostałości stałych odpadów, brak osadzania się kamienia lub zatykania elektrod, dokładne usuwanie toksyczności i brak wtórnego zanieczyszczenia.

kluczowe komponenty

Filtr wstępny: Filtr koszowy lub samoczyszczący do usuwania dużych zawieszonych ciał stałych i zanieczyszczeń, chroniący elektrody i pompę obiegową.

Moduł elektrody elektrochemicznej: Wykorzystuje elektrody odporne na korozję, o wysokiej wydajności, z wewnętrznymi strukturami kierującymi przepływem i dystrybucją wody.

Zasilacz prądu stałego o wysokiej częstotliwości: Wysokowydajny zasilacz regulowany/stałoprądowy z zabezpieczeniem przed przeciążeniem, zwarciem i przegrzaniem; płynnie regulowana gęstość prądu/napięcia.

Zbiornik wody obiegowej: Wykonany z materiału PE lub PP, wyposażony w kontrolę poziomu i pompę obiegową, obsługujący przetwarzanie wsadowe lub ciągłe.

Szafa sterownicza: Pełna automatyka sterowania PLC, interfejs HMI z ekranem dotykowym, sterowanie blokujące dopływ cieczy, cyrkulację i odprowadzanie, alarm awarii oraz wsparcie zdalnego monitorowania.

Zasada działania

Ścieki zawierające toksyny mikrobiologiczne po filtracji wstępnej trafiają do zbiornika wody obiegowej, a następnie są pompowane do reaktora elektrochemicznego. Pod wpływem pola elektrycznego:

Bezpośrednie elektro-utlenianie: Toksyczne związki organiczne (takie jak antybiotyki, cyjanki, fenole i związki heterocykliczne) bezpośrednio tracą elektrony na powierzchni anody, ich struktura molekularna jest niszczona, a grupy toksyczne rozpadają się.

Pośrednie elektro-utlenianie: Anoda elektrolizuje jony chlorkowe w wodzie lub ściekach, generując silne rodniki utleniające (·OH, O₃, HClO/ClO⁻, itp.). Te reaktywne gatunki dyfundują do roztworu, atakując selektywnie substancje toksyczne, przekształcając je w kwasy organiczne o niskiej masie cząsteczkowej, CO₂ i wodę, lub w biodegradowalne produkty pośrednie.

Eliminacja toksyczności: Po obróbce elektrochemicznej, tempo hamowania wzrostu bakterii osadu czynnego przez ścieki znacznie maleje (zazwyczaj z >80% do <20%), co pozwala mikroorganizmom na normalny wzrost i metabolizm.

Poprawa biodegradowalności: Oporne substancje toksyczne o dużej masie cząsteczkowej są rozkładane do mniejszych cząsteczek, zwiększając stosunek BZT₅/ChZTcr o ponad 0,2, co ułatwia dalsze oczyszczanie biochemiczne.

System cyrkuluje ścieki do momentu, gdy poziom toksyczności spełni normy, po czym może przejść do kolejnych jednostek biochemicznych lub zostać bezpośrednio odprowadzony.

Główne zalety

Precyzyjne usuwanie toksyczności mikrobiologicznej: Celuje w hamowanie osadu czynnego, hamowanie nitryfikacji i toksyczność bakterii beztlenowych, osiągając wskaźnik usunięcia 80%-95%. Oczyszczone ścieki nie wykazują hamującego wpływu na system biologiczny.

Ochrona stabilności systemu biologicznego: Jako jednostka wstępnego oczyszczania zapobiega paraliżowi biologicznego zbiornika oczyszczania przez wpływ toksycznych ścieków, znacznie poprawiając niezawodność operacyjną oczyszczalni ścieków lub stacji oczyszczania ścieków przemysłowych.

Poprawa biodegradowalności: Przekształca oporną materię organiczną w łatwo biodegradowalne substancje, zwiększając stosunek BZT/ChZT o 0,2-0,4, tworząc korzystne warunki dla dalszego zakwaszania hydrolitycznego, oczyszczania tlenowego lub beztlenowego.

Bez użycia chemikaliów: Do oczyszczonych ścieków nie dodaje się żadnych odczynników chemicznych i nie powstają żadne pozostałości stałych odpadów.

Szerokie zastosowanie: Skuteczne przeciwko typowym substancjom toksycznym dla mikroorganizmów, takim jak antybiotyki, środki biobójcze, cyjanki, fenole, formaldehyd, pirydyna i chinolina.

Łatwa obsługa: Automatyczne sterowanie PLC pozwala na elastyczne reagowanie na wahania jakości wody poprzez regulację prądu/napięcia, eliminując potrzebę częstych analiz i regulacji odczynników.

Długa żywotność elektrod: Moduły elektrod nie zużywają się, nie osadzają się na nich kamień i nie zatykają się; są odporne na korozję i pasywację, a przy normalnym użytkowaniu mogą służyć ponad 2 lata.

Modułowa konstrukcja na ramie: Mają niewielką powierzchnię i mogą być elastycznie integrowane z istniejącymi sekcjami wstępnego oczyszczania.

Parametry techniczne

Wydajność przetwarzania: 1 – 50 m³/h

Moc znamionowa: 5 – 200 kW (możliwość dostosowania w zależności od jakości wody)

Napięcie: 0 – 20 V (regulowane)

Czas retencji hydraulicznej (HRT): Możliwość dostosowania w zależności od jakości wody

Wskaźnik usunięcia toksyczności mikrobiologicznej: ≥80% (może zredukować toksyczność do poziomu niehamującego)

Poprawa BZT₅/ChZTcr: Może zostać zwiększona do 0,2 – 0,4

Wskaźnik usunięcia ChZT: 40% – 75% (częściowo przekształcone w biodegradowalne produkty pośrednie)

Objętość zbiornika wody obiegowej: 1 – 30 m³

Główny materiał: PP / FRP / stal nierdzewna 304/316L

Zasilanie: Możliwość dostosowania na życzenie

Obszary zastosowań

Ścieki farmaceutyczne (hamowanie osadu czynnego przez antybiotyki i półprodukty syntetycznych leków)

Ścieki po pestycydach i herbicydach (toksyczność dla bakterii nitryfikacyjnych i bakterii tlenowych)

Ścieki z syntezy chemicznej (zawierające cyjanki, fenole i związki heterocykliczne)

Odcieki ze składowisk odpadów (hamowanie mikroorganizmów przez wysokie stężenia azotu amonowego i toksyn organicznych)

Ścieki z przemysłu farbiarskiego i drukarskiego (biotoksyczność niektórych opornych barwników i środków pomocniczych)

Ścieki z szpitali i centrów medycznych (wpływ pozostałości dezynfekujących na systemy biochemiczne)

Ścieki przemysłowe zawierające inhibitory, takie jak środki biobójcze, konserwanty i środki powierzchniowo czynne

Możemy zapewnić dobór elektrod, gęstość prądu i czas obróbki na podstawie wyników testów hamowania osadu czynnego przez ścieki. Zapraszamy do przesyłania próbek wody lub podawania danych dotyczących toksyczności mikrobiologicznej w celu uzyskania spersonalizowanych rozwiązań.