Equipamento eletroquímico para tratamento de águas residuais para recuperação de recursos de águas residuais de alta salinidade.

I.Visão geral do produto

As águas residuais de alta salinidade são amplamente originárias da síntese química, da fabricação farmacêutica, da produção de pesticidas, da indústria química do carvão, da impressão e tintura, do processamento de alimentos, do lixiviação de aterros sanitários,Para este tipo de águas residuais, a cristalização por evaporação (MVR,Evaporação multi-efectoO processo de recuperação de resíduos é actualmente a via mais comum de recuperação de recursos, que consiste na recuperação de condensado por evaporação e de sal industrial por cristalização.

No entanto, o processo de evaporação enfrenta doisOs principais desafios:

 Desafio fundamental1: acumulação contínua de líquido-mãe. O DCO e as substâncias que produzem cor nas águas residuais não se volatilizam durante a evaporação e estão inteiramente concentrados no líquido-mãe.À medida que o ciclo de evaporação continua, a DCO e a cor do líquido-mãe aumentam continuamente, juntamente com a viscosidade e o ponto de ebulição, levando a uma diminuição da eficiência de evaporação e a um aumento do consumo de energia.Para manter o funcionamento do sistema, uma certa quantidade de licor-mãe de alta concentração deve ser periodicamente descarregada como resíduos perigosos, o que resulta não só na perda de sal, mas também em elevados custos de transporte e eliminação.

 Desafio fundamental2: Baixa qualidade e baixa brancura do sal evaporado: durante o processo de evaporação, o COD e substâncias cromogénicas são parcialmente transportados ou encapsulados no sal cristalino,fazendo com que o sal industrial pareça amarelo, preto ou cinza, e a sua pureza diminui, dificultando o cumprimento dos padrões de sal industrial.Redução significativa do seu valor de recurso.

Este sistema coloca o equipamento de oxidação eletroquímica antes do sistema de evaporação como etapa de pré-tratamento. 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, agentes tensioactivos, complexantes, grupos cromogénicos, etc.) em CO2 e H2O; ao mesmo tempo, destrói completamente a estrutura conjugada insaturada dos grupos cromogénicos,Redução significativa da cor das águas residuaisApós o pré-tratamento eletroquímico, as águas residuais com elevado teor de sal, com DCO e cor significativamente reduzidas, entram no sistema de evaporação, atingindo os seguintes objectivos:Redução significativa da produção de licor-mãe de evaporação· Melhoria significativa da brancura e pureza do sal cristalino; ciclo de funcionamento alargado do sistema de evaporação e frequência de limpeza reduzida;Recuperação de alto valor dos recursos de sal realizados em vez de eliminação como resíduos de salO processo inteiro consome apenas electricidade, não introduz agentes químicos, não aumenta o teor de sal nas águas residuais (o COD é mineralizado em CO2 e liberado,e substâncias não colorantes são oxidadas em pequenas moléculas incolores)É uma unidade de "pré-tratamento" ideal para sistemas de evaporação.

II. Dificuldades no tratamento químico das águas residuais com elevado teor de sal e soluções deste equipamento

III. Princípio de funcionamento

Após a remoção dos sólidos em suspensão por um filtro, as águas residuais de elevada salinidade entram num reator eletroquímico.

(1) Electro-oxidação directa (mineralização do COD e destruição dos cromóforos)

Os poluentes orgânicos nas águas residuais (resíduos de solventes, surfactantes, complexantes, corantes e intermediários, substâncias húmicas, etc.) perdem directamente elétrons e são oxidados na superfície do ânodo:

Ruptura da cadeia química da matéria orgânica macromolecular → Ácidos/alcoóis/aldeídos orgânicos → Oxidação adicional em CO2 e H2O

Destruição das crateras → descoloração das águas residuais

Abertura do anel aromático → Eliminação da cor e da DCO

A oxidação directa tem um efeito de mineralização sobre os poluentes orgânicos na superfície do eléctrodo, com uma elevada eficiência de remoção de COD e um consumo de energia controlado.

(2) Electro-oxidação indirecta (oxidação de amplo espectro dominada por ·OH e cloro ativo)

A eletrólise anódica da água gera radicais hidroxilo (· OH),que utilizam a elevada concentração natural de íons cloreto (um dos principais componentes dos sais) nas águas residuais para gerar cloro ativo (Cl2, HOCl, OCl−):

Os radicais hidroxilo oxidam indiscriminadamente vários compostos orgânicos, especialmente os contribuintes de COD recalcitrante aromático e heterocíclico.

O cloro ativo difunde-se ainda mais na solução, complementando a oxidação dos poluentes orgânicos que não entraram em contacto direto com o ânodo.

A oxidação indireta garante a remoção uniforme da DCO e a eliminação completa da cor em todas as áreas do reator.

O efeito sinérgico da oxidação direta e indireta permite uma cobertura máxima dos diferentes tipos de compostos orgânicos,assegurar que tanto a taxa de eliminação de DCO como a taxa de descoloração cumprem as normas.

(a)Efeito-chave: "Redução da carga" do sistema de evaporação em vez de "transferência"

Os produtos finais da oxidação do COD são o CO2 e o H2O – CO2 escapa para a fase gasosa em forma gasosa, e o H2O evapora em condensado com o sistema de evaporação.Não permanece nem COD nem cor no líquido-mãe nem no sal cristalizadoAs pequenas moléculas (geralmente ácidos orgânicos incolores) resultantes da degradação da cor são transportadas pelo líquido-mãe em quantidades mínimas durante a evaporação.não afetando assim a brancura do sal.

Em resumo: a unidade eletroquímica garante que o COD e a cor "saem" do sistema de sal em formas gasosas e incolores antes da evaporação, deixando um sal mais puro e mais branco e menos líquido-mãe.

IV. Vantagens essenciais (orientação da utilização de recursos das águas residuais de elevada salinidade)

V. Parâmetros técnicos (personalizáveis)

VI. Aplicável a cenários específicos de utilização de recursos de águas residuais de elevada salinidade

VII. Localização do processo

Opção 1: Pré-tratamento antes da evaporação

Águas residuais de elevada salinidade → Tanque de equalização → remoção de SS (precipitação ou filtragem) → pH

Ajuste → Equipamento de pré-tratamento eletroquímico (COD e remoção de cor) → Sistema de evaporação (MVR/evaporação multi-efecto) → Sal cristalizada + condensado (reciclado após cumprimento das normas)

Explicação: O equipamento eletroquímico é colocado diante do evaporador como uma etapa de "refinamento".submetido a uma DCO significativa e à remoção da cor através de um tratamento eletroquímico antes de entrar no sistema de evaporaçãoO sistema de evaporação trata a "salmoura limpa", resultando numa elevada eficiência de evaporação, baixo teor de líquido e sal de alta qualidade.Esta é atualmente a configuração de processo incremental mais valiosa em projetos de descarga zero e utilização de recursos de alta salinidade.

Opção 2: redução do líquido-mãe (para sistemas de evaporação existentes)

Sistema de evaporação → Liquor-mãe de evaporação (COD elevada, cor elevada,Equipamento de tratamento eletroquímico (eliminação de COD enriquecido e cor) → Retorno ao sistema de evaporação para evaporação adicional (ou descarga parcial)

Explicação: Para os sistemas de evaporação existentes, o maior desafio operacional é o enriquecimento contínuo de DCO e cor no líquido-mãe.Uma pequena unidade de tratamento eletroquímico pode ser adicionada ao tubo de circulação do líquido-mãe para circular e tratar o líquido-mãe de forma contínua ou intermitente, removendo e enriquecendo COD e cor on-line, mantendo o licor mãe em um estado de baixa COD e baixa cor por um longo tempo, e reduzindo significativamente a frequência de descarga de licor mãe.Este método não altera o processo principal original, requer pouco investimento e produz resultados rápidos.

Opção 3: Utilização direta de recursos de água crua Águas residuais orgânicas com alto teor de sal → Filtração → Equipamento de tratamento eletroquímico (eliminação de COD até ≤ 200 mg/L,Descoloração completa) → Evaporação e cristalização → Sal industrial refinada + Água recuperada