Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania ścieków do odzyskiwania zasobów ścieków o wysokiej zawartości soli.

I.Przegląd produktu

Woda ściekowa o wysokiej zawartości soli pochodzi głównie z syntezy chemicznej, produkcji farmaceutycznej, produkcji pestycydów, przemysłu chemicznego węgla, druku i barwienia, przetwarzania żywności, wycieku z wysypisk odpadów,W przypadku takich ścieków wykorzystuje się metodę krystalizacji parowania (MVR,odparowanie wieloefektywne, itp.) jest obecnie najczęstszą drogą odzysku zasobów, odzyskując kondensat poprzez parowanie i sól przemysłową poprzez krystalizację.

Jednak proces parowania stoi w obliczu dwóch długotrwałychkluczowe wyzwania:

 kluczowe wyzwanie1: Ciągłe gromadzenie się płynu macierzystego.W trakcie cyklu parowania, COD i kolor płynu macierzystego stale rosną, wraz z lepkością i temperaturą wrzenia, co prowadzi do zmniejszenia wydajności parowania i zwiększonego zużycia energii.W celu utrzymania działania systemu, pewna ilość wysoko skoncentrowanego płynu macierzyńskiego musi być okresowo usuwana jako odpady niebezpieczne, co powoduje nie tylko utratę soli, ale również wysokie koszty transportu i usuwania.

 kluczowe wyzwanie2: niska jakość i niska bieliwość odparowanej soli; podczas procesu odparowania w soli krystalicznej częściowo przewożone lub skasowane są COD i substancje chromogeniczne,powodując, że sól przemysłowa wydaje się żółta, czarny lub szary, a jego czystość maleje, co utrudnia spełnienie norm soli przemysłowej.znacząco zmniejszenie wartości zasobów.

System ten umieszcza urządzenia do utleniania elektrochemicznego przed systemem parowania jako etap wstępnego obróbki. Wastewater is first treated electrochemically—direct anodic oxidation and electrocatalytic generation of strong oxidizing species such as hydroxyl radicals (·OH) oxidize and decompose COD (including recalcitrant organic matter, czynników powierzchniowo czynnych, czynników kompleksujących, grup chromogenicznych itp.) w CO2 i H2O; jednocześnie całkowicie niszczy nienasyconą konwigowaną strukturę grup chromogenicznych,znaczące zmniejszenie koloru ściekówPo poddaniu elektrochemicznej wstępnej obróbce wodę ściekową o wysokiej zawartości soli, o znacznie zmniejszonej COD i kolorze, wprowadza się do systemu parowania, osiągając następujące cele:Znacząco zmniejszona produkcja płynu macierzystego w wyniku parowaniaZnacząco poprawiono białość i czystość soli krystalicznej; wydłużony cykl pracy systemu parowania i zmniejszona częstotliwość czyszczenia;Realizowane odzyskiwanie zasobów soli o wysokiej wartości zamiast unieszkodliwiania jej jako soli odpadowejCały proces zużywa tylko energię elektryczną, nie wprowadza środków chemicznych, nie zwiększa zawartości soli w ściekach (COD mineralizuje się w CO2 i uwalnia,i substancje niebarwiące są utleniane na bezbarwne małe cząsteczki)Jest to idealna jednostka "przetwarzania" dla systemów parowania.

II. Trudności w chemicznym oczyszczaniu ścieków o wysokiej zawartości soli i roztwory tych urządzeń

III. Zasada działania

Po usunięciu zawieszonych materiałów stałych za pomocą ekranu/filtru, ścieki o wysokiej zawartości soli trafiają do reaktora elektrochemicznego.

(1) Bezpośrednie utlenianie elektryczne (mineralizacja COD i niszczenie chromforów)

Zanieczyszczenia organiczne w wodach ściekowych (pozostałości rozpuszczalników, środki powierzchniowo czynne, środki kompleksujące, barwniki i środki pośrednie, substancje huminowe itp.) bezpośrednio tracą elektrony i utleniają się na powierzchni anody:

Rozerwanie łańcucha chemicznego makromolekularnej materii organicznej → Kwasy organiczne/alkohole/aldehydy → Dalsze utlenianie do CO2 i H2O

Zniszczenie chrophor → Odbarwienie ścieków

Otwarcie pierścienia aromatycznego → Eliminacja koloru i COD

Bezpośrednie utlenianie ma efekt mineralizacji zanieczyszczeń organicznych na powierzchni elektrody, z wysoką skutecznością usuwania COD i kontrolowanym zużyciem energii.

(2) pośrednia utlenianie elektryczne (utlenianie o szerokim spektrum, zdominowane przez ·OH i aktywny chlor)

Elektroliza anodowa wody wytwarza rodniki hydroksylowe (·OH),które wykorzystują naturalnie występujące wysokie stężenie jonów chlorku (jeden z głównych składników soli) w wodzie ściekowej w celu wytworzenia aktywnego chloru (Cl2, HOCl, OCl−):

Radikale hydroksylowe bez rozróżnienia utleniają różne związki organiczne, zwłaszcza aromatyczne i heterocykliczne rekalcytujące czynniki przyczyniające się do powstawania COD.

Chlor aktywny rozprasza się dalej w roztworze, uzupełniając utlenianie zanieczyszczeń organicznych, które nie miały bezpośredniego kontaktu z anodą.

Oksydacja pośrednia zapewnia jednolite usunięcie COD i całkowite usunięcie koloru we wszystkich obszarach reaktora.

Synergiczny efekt bezpośredniego i pośredniego utleniania zapewnia maksymalne pokrycie różnych rodzajów związków organicznych,zapewnienie, że zarówno stopa usuwania COD, jak i stopa odbarwienia spełniają normy.

(1)Efekt kluczowy: "zmniejszenie obciążenia" systemu parowania zamiast "przeniesienia" go

Produktem końcowym utleniania COD jest CO2 i H2O ▌CO2 wchodzi w fazę gazową w postaci gazowej, a H2O odparowuje się w kondensat w systemie parowania.W wodzie macierzystej lub krystalizowanej soli nie pozostaje ani COD, ani kolorMałe cząsteczki (zwykle bezbarwne kwasy organiczne) powstałe w wyniku degradacji koloru są przenoszone przez płyn matki w minimalnych ilościach podczas parowania,nie wpływając w ten sposób na białość soli.

Krótko mówiąc: Elektrochemiczna jednostka zapewnia, że COD i kolor "opuszczają" system soli w postaci gazowej i bezbarwnej przed parowaniem, pozostawiając czystszą, białą solę i mniejszą ilość płynu macierzystego.

IV. Główne zalety ( ukierunkowanie wykorzystania zasobów ścieków o wysokiej zasolności)

V. Parametry techniczne (wykonalne)

VI. Stosowane do konkretnych scenariuszy wykorzystania zasobów ścieków o wysokiej zawartości soli

VII. Lokalizacja procesu

Opcja 1: wstępna obróbka przed parowaniem

Woda ściekowa o wysokiej zawartości soli → zbiornik wyrównawczy → usuwanie SS (opad lub filtracja) → pH

dostosowanie → urządzenia elektrochemiczne do wstępnej obróbki (COD i usunięcie barwy) → system parowania (MVR/parowanie wieloefektywne) → krystalizowana sól + kondensat (odzyskiwany po spełnieniu norm)

Wyjaśnienie: urządzenie elektrochemiczne umieszcza się przed parownikiem w ramach etapu "rafinacji".przed wejściem do układu parowania poddawany jest znacznemu usuwaniu COD i usuwaniu barwy za pomocą obróbki elektrochemicznejSystem parowania przetwarza "czyste sole słone", co daje wysoką wydajność parowania, niską ilość alkoholu matki i wysokiej jakości sól.Obecnie jest to najcenniejsza konfiguracja procesów przyrostowych w projektach wykorzystania zasobów o zerowym zrzutu i wysokiej zasolności.

Opcja 2: Redukcja płynu macierzystego (w przypadku istniejących systemów parowania)

System parowania → Wyparowanie płynu macierzystego (wysoki COD, wysoki kolor,wysoka lepkość) → sprzęt do elektrochemicznego oczyszczania (usunięcie wzbogaconego COD i koloru) → powrót do układu parowania w celu dalszego parowania (lub częściowego rozładowania)

Wyjaśnienie: W przypadku istniejących systemów parowania największym wyzwaniem operacyjnym jest ciągłe wzbogacanie COD i koloru w wodzie macierzystej.Mała jednostka oczyszczania elektrochemicznego może być dodana do rurociągu cyrkulatora płynu macierzystego w celu ciągłego lub przerywanego cyrkulacji i oczyszczania płynu macierzystego, usuwając i wzbogacając COD i kolor online, utrzymując wodę matkę w stanie o niskim COD i niskim kolorze przez długi czas i znacznie zmniejszając częstotliwość wydalania wody matki.Ta metoda nie zmienia pierwotnego procesu głównego, wymaga niewielkich inwestycji i daje szybkie rezultaty.

Opcja 3: Bezpośrednie wykorzystanie zasobów wody surowej Wysoko słone organiczne ścieki → Filtracja → Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania (wydzielanie COD do ≤ 200 mg/l,całkowita odbarwienie) → odparowanie i krystalizacja → Sól przemysłowa rafinowana + Woda odzyskana