Elektrochemiczne urządzenia do oczyszczania ścieków przeznaczone do zaawansowanego oczyszczania ścieków.

I. Przegląd produktu

Zaawansowane oczyszczanie ścieków odnosi się do późniejszego procesu oczyszczania stosowanego w celu usunięcia resztkowego ChZT, azotu amonowego, barwnika, zawiesin stałych i charakterystycznych substancji zanieczyszczających ze ścieków po konwencjonalnym oczyszczaniu wtórnym (oczyszczanie biologiczne lub fizykochemiczne) w celu spełnienia bardziej rygorystycznych norm dotyczących odprowadzania lub wymagań dotyczących ponownego wykorzystania. Wraz z ciągłym podnoszeniem standardów odprowadzania ścieków, zaawansowane oczyszczanie stało się sztywnym wymogiem w wielu systemach oczyszczania ścieków.

Wyzwanie zaawansowanego oczyszczania polega na tym, że zanieczyszczenia pozostające w ściekach po oczyszczaniu biologicznym to uparte związki organiczne, które są trudne do biodegradacji, w tym kwas humusowy, kwas fulwowy, pochodne ligniny, pozostałości barwników i półproduktów, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i pozostałości antybiotyków. Chociaż stężenie tych substancji nie jest wysokie, ich stabilna struktura i duża obojętność chemiczna sprawiają, że są one trudne do skutecznego usunięcia konwencjonalnymi metodami.

Tradycyjne, zaawansowane metody leczenia mają swoje ograniczenia:

Adsorpcja na węglu aktywnym: Skutecznie absorbuje uporczywą materię organiczną, ale jedynie ją „przenosi”, a nie „eliminuje”; węgiel nasycony staje się odpadem niebezpiecznym, a koszty regeneracji są wysokie.

Utlenianie Fentona: Silne działanie utleniające, ale wymaga dodatku dużych ilości H₂O₂ i Fe²⁺, powodując powstawanie dużych ilości szlamu żelaznego (odpady niebezpieczne) i ma wysokie koszty operacyjne.

Separacja membranowa (UF/RO): Może zatrzymywać zanieczyszczenia w stężonej wodzie, ale wytwarza 20–30% stężonej wody o wysokim stężeniu, wymagającej dalszego oczyszczania.

System ten wykorzystuje technologię utleniania elektrochemicznego, instalowaną po systemie biologicznym lub konwencjonalnym oczyszczaniu fizykochemicznym, jako zaawansowana jednostka oczyszczania, precyzyjnie utleniająca i atakująca uporczywe substancje organiczne w ściekach biologicznych. W wyniku bezpośredniego utleniania anodowego i rodników hydroksylowych (·OH) i innych silnych tlenków wytwarzanych przez elektrokatalizę, resztkowy ChZT, azot amonowy i barwnik, których nie można usunąć konwencjonalnymi procesami, ulegają dokładnej mineralizacji lub rozkładowi.

Cały proces zużywa wyłącznie energię elektryczną, nie wprowadza środków chemicznych, nie wytwarza osadu ani stężonej wody. Działa w normalnej temperaturze i ciśnieniu, co czyni go idealnym urządzeniem na końcu rury do uzdatniania i zaawansowanego oczyszczania ścieków.

II.Trudności w zaawansowanym oczyszczaniu ścieków i rozwiązaniach za pomocą tego sprzętu

III. Zasada działania

Ścieki z układu biochemicznego lub konwencjonalnego oczyszczania fizykochemicznego trafiają do reaktora elektrochemicznego w celu głębokiego oczyszczenia pod działaniem elektrod:

(1) Głębokie utlenianie trwałej materii organicznej (głębokie usuwanie ChZT)

ChZT pozostający w ściekach biochemicznych to głównie strukturalnie stabilna, oporna materia organiczna – kwasy huminowe, kwasy fulwowe, pochodne ligniny, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, długołańcuchowe alkany, resztkowe cząsteczki barwników itp. Substancje te prawie nie są wykorzystywane przez mikroorganizmy w konwencjonalnym środowisku biochemicznym (B/C < 0,05).

W reaktorze elektrochemicznym: Część materii organicznej traci elektrony bezpośrednio na powierzchni anody i ulega utlenieniu, niszcząc stabilną strukturę molekularną. Rodniki hydroksylowe (·OH) atakują uporczywą materię organiczną w sposób nieselektywny swoją silną siłą utleniającą, powodując otwieranie pierścieni aromatycznych, pękanie długich łańcuchów węglowych i rozkład heterocykli. Jony chlorkowe w ściekach są poddawane elektrolizie w celu wytworzenia aktywnego chloru, który uzupełnia utlenianie pozostałości materii organicznej. Uporczywa materia organiczna → otwarcie pierścienia/zerwanie łańcucha → kwasy organiczne/alkohole/aldehydy → dalsza mineralizacja do CO₂ + H₂O.

(2)Głębokie usuwanie resztkowego azotu amonowego Pozostały azot amonowy w ściekach biochemicznych jest usuwany poprzez pośrednią ścieżkę utleniania: Jony chlorkowe poddawane są elektrolizie na anodzie w celu wytworzenia aktywnego chloru, który szybko utlenia azot amonowy do azotu gazowego.

(3)Głębokie usuwanie koloru Zabarwienie ścieków biochemicznych pochodzi głównie z pozostałości barwników o stabilnych strukturach chromoforowych, pochodnych ligniny i substancji humusowych. Pod działaniem elektrochemicznym te chromofory: Nienasycone struktury sprzężone (-N=N-, typy chinonowe, sprzężone wiązania podwójne itp.) ulegają utlenieniu i rozbiciu, w wyniku czego powstaje całkowicie bezbarwny i przezroczysty wyciek. Ścieki są bezbarwne, przezroczyste, bezwonne i sterylne.

IV. Podstawowe zalety (w przypadku zaawansowanego oczyszczania ścieków)

V.Parametry techniczne (konfigurowalne)

VI.Lokalizacja procesu

Opcja 1: Zaawansowane oczyszczanie ścieków biologicznych

Wtórne oczyszczanie biologiczne (A/O, A²/O, SBR, MBR itp.) → Osadnik wtórny → Jednostka zaawansowanej obróbki elektrochemicznej → Zrzut spełniający standardy/Ponowne wykorzystanie do produkcji

Opis: Sprzęt elektrochemiczny jest instalowany bezpośrednio na końcu układu biologicznego w celu oczyszczania opornych resztkowych ChZT, azotu amonowego i barwnika w ściekach biologicznych. Jest to najbardziej standardowa zaawansowana konfiguracja oczyszczania, odpowiednia do modernizacji miejskich oczyszczalni ścieków, oczyszczalni ścieków w parkach przemysłowych i różnych oczyszczalni ścieków przemysłowych. Oryginalny system biologiczny nie wymaga modyfikacji; na końcu instalacji dodawana jest tylko zaawansowana jednostka oczyszczania, co skutkuje niewielkim nakładem pracy inżynieryjnej, inwestycją pod kontrolą i szybkimi wynikami.

Opcja 2: Dalsze ulepszone standardy rozładowania

Ścieki biologiczne → Zaawansowane konwencjonalne oczyszczanie (spełniające istniejące normy) → Jednostka oczyszczania elektrochemicznego → Ścieki spełniające bardziej rygorystyczne normy → Zrzut do wrażliwych zbiorników wodnych lub ponowne wykorzystanie