Equipamento de tratamento de águas residuais eletroquímicas para águas residuais de transformação de alimentos.

I. Visão geral do produto

As águas residuais de processamento de alimentos têm origem em vários subsetores, incluindo abate e processamento de carne, produtos lácteos, fabricação de cerveja (cerveja/baijiu/huangjiu), produção de bebidas, processamento de grãos e óleo, refino de açúcar, produção de amido, produção de glutamato monossódico/levedura, processamento de produtos aquáticos, decapagem e conservas, etc. Suas características de qualidade da água são as seguintes: alta concentração de matéria orgânica (DQO é geralmente 800 ~ 10.000 mg / L, e algumas águas residuais de processo de alta concentração podem atingir mais de 20.000 mg / L), contendo uma grande quantidade de matéria orgânica biodegradável (proteína, gordura, amido, açúcar, celulose, etc.), e também contendo altas concentrações de sólidos suspensos (SS), graxa / óleo vegetal (FOG), nitrogênio amoniacal e fósforo total; as águas residuais geralmente têm boa biodegradabilidade (B/C é geralmente de 0,3 a 0,6), mas há problemas inibitórios óbvios – alta concentração de graxa reveste o lodo ativado, levando à obstrução da transferência de massa; alta salinidade (águas residuais em conserva/molho) inibe a atividade microbiana; drenagem intermitente provoca choques de carga hidráulica; alto SS causa bloqueio do sistema biológico e acúmulo de lodo; as águas residuais geralmente contêm resíduos de aditivos alimentares, pigmentos e resíduos de desinfetantes, que têm um certo efeito inibitório sobre os microrganismos.

As rotas de tratamento tradicionais para águas residuais de processamento de alimentos normalmente seguem um processo de "pré-tratamento físico (grade/tela/separador de óleo) → flotação/sedimentação por coagulação → tratamento biológico anaeróbico + aeróbio". No entanto, esta abordagem enfrenta vários desafios na operação real: Remoção incompleta de graxa/sólidos suspensos – mesmo após a separação e flotação do óleo, permanecem óleo emulsionado e óleo finamente disperso (50~200 mg/L). Altas concentrações de sólidos suspensos (SS) que entram no sistema biológico acumulam-se e revestem o lodo ao longo do tempo, levando à deterioração do desempenho de sedimentação do lodo e à diminuição da eficiência da aeração. Altos SS causam bloqueio no sistema biológico – águas residuais de matadouros, processamento de amido e refino de açúcar contêm grandes quantidades de sólidos orgânicos em suspensão, que são difíceis de remover completamente por sedimentação convencional, fazendo com que os sistemas anaeróbios/aeróbios enfrentem bloqueios de empacotamento e dificuldades na remoção de lodo. Águas residuais de alimentos com alto teor de sal (em conserva, molho, molho de soja, etc.) inibem os processos biológicos - quando o teor de sal (Cl⁻/Na⁺) atinge 2% ~ 5%, a pressão osmótica do lodo ativado convencional torna-se desequilibrada e a taxa de remoção de DQO diminui significativamente. A drenagem sazonal/intermitente dificulta o funcionamento estável do sistema biológico – o processamento de alimentos é muitas vezes sazonal (época de prensagem, época de processamento de frutas) ou intermitente, dificultando a manutenção e o restabelecimento do sistema biológico durante os períodos de inverno/paralisação. O sistema enfrenta vários desafios: longos períodos de arranque e aclimatação; e problemas com cor e desinfecção de efluentes. As águas residuais da produção de cerveja, molho de soja e suco de frutas contêm altos níveis de pigmentos, resultando em uma cor persistentemente elevada mesmo após o tratamento bioquímico. As águas residuais alimentares também apresentam indicadores microbianos, como bactérias coliformes, necessitando de grandes doses de desinfetantes com métodos tradicionais.

Este sistema emprega tecnologia de oxidação eletroquímica, integrando degradação por eletrooxidação com eletrocoagulação/eletroflotação, tornando-o particularmente adequado para as características das águas residuais de processamento de alimentos.

Para águas residuais orgânicas de alta concentração (matadouro, cervejaria, etc.), a oxidação anódica direta e a eletrocatálise geram radicais hidroxila (·OH) para mineralizar diretamente a matéria orgânica dissolvida (proteínas, açúcares, ácidos orgânicos, etc.), alcançando uma taxa de remoção de DQO de 60% a 85%, criando condições influentes de baixa carga e qualidade estável para sistemas anaeróbicos/aeróbicos subsequentes.

Para águas residuais de decapagem/molho com alto teor de sal, a eletroquímica não é inibida pelo alto teor de sal; O Cl⁻ no sal pode ser convertido em cloro ativo para aumentar a eficiência da oxidação, permitindo o tratamento direto de águas residuais com alto teor de sal antes da evaporação ou descarga.

Todo o processo consome apenas eletricidade. Uma pequena quantidade de eletrólito (como sal, de custo muito baixo) pode ser adicionada para auxiliar na condução. Não introduz floculantes químicos nocivos (em substituição ao PAC/PAM) e não produz grande quantidade de lamas químicas. O equipamento pode ser operado de forma intermitente e está pronto para uso imediato, tornando-o perfeitamente adequado aos padrões de produção sazonal de processamento de alimentos.

II. Dificuldades no tratamento de águas residuais de processamento de alimentos e soluções deste equipamento

III. Princípio de funcionamento

As águas residuais do processamento de alimentos, após serem tratadas por uma tela/grade para remoção de sólidos grossos, entram em um reator eletroquímico onde passam por uma purificação sinérgica através de múltiplos mecanismos sob a ação de eletrodos:

(1) Eletro-oxidação direta - mineralização e degradação da matéria orgânica dissolvida: Proteínas dissolvidas, peptídeos, aminoácidos, açúcares, ácidos orgânicos, álcoois, etc., nas águas residuais alimentares perdem elétrons diretamente na superfície do ânodo e são oxidados: As cadeias de carbono de grandes moléculas orgânicas são oxidadas e quebradas, decompondo-se gradualmente em pequenos ácidos orgânicos; os grupos amino em aminoácidos/proteínas são oxidados e liberados como NH₃ (ainda oxidados em N₂); açúcares e ácidos orgânicos são mineralizados diretamente em CO₂ e H₂O, com uma taxa de remoção de DQO de 40%~70% (estágio de pré-tratamento)

(2) Eletrooxidação indireta (com • OH e cloro ativo são os componentes principais) OH- e cloro ativo são gerados pela eletrólise anódica da água. Os radicais hidroxila são gerados pela utilização dos íons cloreto naturalmente presentes nas águas residuais (águas residuais alimentares contêm uma certa quantidade de NaCl, ou uma pequena quantidade de sal pode ser adicionada) para produzir cloro ativo (Cl₂, HOCl, OCl⁻): Os radicais hidroxila oxidam indiscriminadamente a matéria orgânica na solução que não entrou em contato direto com o ânodo. O cloro ativo difunde e oxida a matéria orgânica residual dissolvida, e o DQO e o nitrogênio amoniacal no efluente são reduzidos simultaneamente.

(3) Descoloração e desinfecção profunda A cor caramelo, polímeros oxidados de polifenol, produtos de reação de Maillard e outros cromóforos em águas residuais alimentares, como cerveja/molho de soja/suco, são oxidados e suas estruturas conjugadas são quebradas por radicais hidroxila e cloro ativo, e o efluente é incolor e transparente. Ao mesmo tempo, o cloro ativo inativa efetivamente microrganismos patogênicos, como coliformes fecais e Salmonella nas águas residuais, e os indicadores microbianos do efluente atendem plenamente aos padrões.

4. Principais vantagens (visando águas residuais de processamento de alimentos)

V. Parâmetros Técnicos (Personalizáveis)

VI. Localização do Processo

Opção 1: Pré-tratamento aprimorado antes do tratamento bioquímico

Águas residuais de processamento de alimentos → Peneira/peneira de barras (remoção de sólidos grossos) → Tanque de equalização → Equipamento de tratamento eletroquímico → Separação/sedimentação óleo-água (separação de flocos) → Sistema biológico anaeróbio/aeróbio → Tanque de sedimentação secundário → Descarga atendendo aos padrões

Opção 2: Tratamento Avançado de Efluentes Biológicos (Atualização para Padrões ou Reutilização)

Águas residuais de processamento de alimentos → Pré-tratamento → Sistema biológico → Tanque de sedimentação secundário → Equipamento avançado de tratamento eletroquímico (remoção de DQO residual, cor, fósforo total, nitrogênio amoniacal, desinfecção) → Descarga atendendo aos padrões/Reutilização

Opção 3: Tratamento direto de águas residuais de alimentos com alta salinidade (decapagem/molho/molho de soja)

Águas residuais de decapagem/molho com alto teor de sal → Tela de barra/tanque de equalização → Equipamento de tratamento eletroquímico (degradação de DQO + descoloração + remoção de nitrogênio amoniacal) → Efluente → Descarga atendendo aos padrões/Cristalização por evaporação (recuperação de recursos)