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

I. Visão Geral do Produto

As águas residuais do processamento de alimentos originam-se de inúmeros subsetores, incluindo abate e processamento de carne, laticínios, fabricação de cerveja (cerveja/baijiu/huangjiu), produção de bebidas, processamento de grãos e óleos, refino de açúcar, produção de amido, produção de glutamato monossódico/levedura, processamento de produtos aquáticos, conservas e enlatados, etc. É um tipo típico de água residual com grande volume de água e alta carga de poluição no setor de indústria leve. Suas características de qualidade da água são as seguintes: alta concentração de matéria orgânica (DQO geralmente é de 800 a 10000 mg/L, e algumas águas residuais de processo de alta concentração podem atingir mais de 20000 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 geralmente é 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 de conservas/molhos) inibe a atividade microbiana; drenagem intermitente causa choques de carga hidráulica; alto SS causa bloqueio do sistema biológico e formação de espuma de lodo; as águas residuais frequentemente 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 geralmente seguem um processo de "pré-tratamento físico (grade/peneira/separador de óleo) → flotação/coagulação e sedimentação → tratamento biológico anaeróbico + aeróbico". No entanto, essa abordagem enfrenta vários desafios na operação real: Remoção incompleta de graxa/sólidos suspensos — mesmo após a separação de óleo e flotação, óleo emulsificado e óleo finamente disperso (50~200 mg/L) permanecem. Altas concentrações de sólidos suspensos (SS) entrando no sistema biológico se acumulam e revestem o lodo ao longo do tempo, levando à deterioração do desempenho de sedimentação do lodo e à diminuição da eficiência de aeração. Alto SS causa bloqueio no sistema biológico — águas residuais de abatedouros, processamento de amido e refino de açúcar contêm grandes quantidades de sólidos suspensos orgânicos, que são difíceis de remover completamente por sedimentação convencional, fazendo com que os sistemas anaeróbicos/aeróbicos enfrentem bloqueio de embalagem e dificuldades na remoção de lodo. Águas residuais de alimentos com alto teor de sal (conservas, molhos, etc.) inibem processos biológicos — quando o teor de sal (Cl⁻/Na⁺) atinge 2%~5%, a pressão osmótica do lodo ativado convencional fica desequilibrada e a taxa de remoção de DQO diminui significativamente. Drenagem sazonal/intermitente dificulta a operação estável do sistema biológico — o processamento de alimentos é frequentemente 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/desligamento. O sistema sofre de vários desafios: longos períodos de partida e aclimatação; e problemas com a cor do efluente e desinfecção. Águas residuais de fabricação de cerveja, molho de soja e produção de suco de frutas contêm altos níveis de pigmentos, resultando em cor persistentemente alta mesmo após o tratamento bioquímico. Águas residuais de alimentos também apresentam indicadores microbianos como coliformes, exigindo grandes doses de desinfetantes com métodos tradicionais.

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

Para águas residuais orgânicas de alta concentração (abatedouro, fabricação de cerveja, 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 de afluente de baixa carga e qualidade estável para sistemas anaeróbicos/aeróbicos subsequentes.

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

Todo o processo consome apenas eletricidade. Uma pequena quantidade de eletrólito (como sal, que tem um custo muito baixo) pode ser adicionada para auxiliar na condução. Não introduz floculantes químicos nocivos (substituindo PAC/PAM) e não produz uma grande quantidade de lodo químico. O equipamento pode ser operado intermitentemente e está pronto para uso imediato, tornando-o perfeitamente adequado aos padrões de produção sazonais 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 de processamento de alimentos, após serem tratadas por uma peneira/grade para remover sólidos grosseiros, entram em um reator eletroquímico onde passam por purificação sinérgica através de múltiplos mecanismos sob a ação de eletrodos:

(1) Eletro-oxidação direta – mineralização e degradação de matéria orgânica dissolvida: Proteínas dissolvidas, peptídeos, aminoácidos, açúcares, ácidos orgânicos, álcoois, etc., nas águas residuais de alimentos 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 (posteriormente oxidado a N₂); açúcares e ácidos orgânicos são diretamente mineralizados em CO₂ e H₂O, com uma taxa de remoção de DQO de 40%~70% (estágio de pré-tratamento)

(2) Eletro-oxidação indireta (com • OH e cloro ativo como componentes principais) OH- e cloro ativo são gerados por eletrólise anódica da água. Radicais hidroxila são gerados utilizando íons cloreto naturalmente presentes nas águas residuais (águas residuais de alimentos contêm uma certa quantidade de NaCl, ou uma quantidade mínima de sal pode ser adicionada) para produzir cloro ativo (Cl₂, HOCl, OCl⁻): 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 dissolvida residual, e a DQO e o nitrogênio amoniacal no efluente são reduzidos simultaneamente.

(3) Descoloração profunda e desinfecção A cor caramelo, polímeros oxidados de polifenóis, produtos de reação de Maillard e outros cromóforos em águas residuais de alimentos como fabricação de 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 eficazmente microrganismos patogênicos como coliformes fecais e Salmonella nas águas residuais, e os indicadores microbianos do efluente atendem totalmente aos padrões.

IV. Vantagens Principais (Focadas em 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 → Grade/peneira (remoção de sólidos grosseiros) → Tanque de equalização → Equipamento de tratamento eletroquímico → Separação óleo-água/sedimentação (separação de flocos) → Sistema biológico anaeróbico/aeróbico → Tanque de sedimentação secundário → Descarga em conformidade com os padrões

Opção 2: Tratamento Avançado de Efluente Biológico (Atualização para Padrões ou Reutilização)

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

Opção 3: Tratamento Direto de Águas Residuais de Alimentos com Alto Teor de Sal (Conservas/Molhos/Molho de Soja)

Águas residuais de conservas/molhos de alta salinidade → Grade/tanque de equalização → Equipamento de tratamento eletroquímico (degradação de DQO + descoloração + remoção de nitrogênio amoniacal) → Efluente → Descarga em conformidade com os padrões/Cristalização por evaporação (recuperação de recursos)