Электрохимическое оборудование для очистки сточных вод.

I. Обзор продукта

Продвинутая очистка сточных вод относится к последующему процессу очистки, используемому для удаления остаточного ХПК, аммонийного азота, цвета, взвешенных твердых частиц и характерных загрязнителей из сточных вод после традиционной вторичной очистки (биологической или физико-химической очистки) для соответствия более строгим нормам сброса или требованиям повторного использования. С постоянным повышением стандартов сброса сточных вод продвинутая очистка стала жестким требованием во многих системах очистки сточных вод.

Сложность продвинутой очистки заключается в том, что загрязнители, остающиеся в сточных водах после биологической очистки, представляют собой стойкие органические соединения, которые трудно поддаются биоразложению — включая гуминовую кислоту, фульвовую кислоту, производные лигнина, остаточные красители и промежуточные продукты, полициклические ароматические углеводороды и остатки антибиотиков. Хотя концентрация этих веществ невелика, их стабильная структура и сильная химическая инертность затрудняют их эффективное удаление традиционными методами.

Традиционные методы продвинутой очистки имеют свои ограничения:

Адсорбция активированным углем: Эффективна для адсорбции стойких органических веществ, но только «переносит», а не «устраняет» их; насыщенный уголь становится опасным отходом, а затраты на регенерацию высоки.

Окисление Фентона: Сильная окислительная способность, но требует добавления больших количеств H₂O₂ и Fe²⁺, образует большое количество шлама железа (опасный отход) и имеет высокие эксплуатационные расходы.

Мембранное разделение (УФ/РО): Может удерживать загрязнители в концентрированной воде, но образует 20%–30% концентрированной воды высокой концентрации, требующей дальнейшей обработки.

Данная система использует технологию электрохимического окисления, устанавливаемую после биологической системы или традиционной физико-химической очистки в качестве блока продвинутой очистки, точно окисляя и атакуя стойкие органические вещества в биологических сточных водах. Через прямое анодное окисление и генерируемые электрокатализом гидроксильные радикалы (·OH) и другие сильные окислители, остаточный ХПК, аммонийный азот и цвет, которые не могут быть удалены традиционными процессами, полностью минерализуются или разлагаются.

Весь процесс потребляет только электроэнергию, не вводит химические реагенты и не производит шлам или концентрированную воду. Он работает при нормальной температуре и давлении, что делает его идеальным конечным блоком для модернизации и продвинутой очистки сточных вод.

II. Трудности в продвинутой очистке сточных вод и решения с помощью данного оборудования

III. Принцип работы

Сточные воды из биохимической системы или традиционной физико-химической очистки поступают в электрохимический реактор для глубокой очистки под действием электродов:

(1) Глубокое окисление стойких органических веществ (глубокое удаление ХПК)

Остаточный в биохимических сточных водах ХПК в основном состоит из структурно стабильных, трудноразлагаемых органических веществ — гуминовых кислот, фульвовых кислот, производных лигнина, полициклических ароматических углеводородов, длинноцепочечных алканов, остаточных молекул красителей и т. д. Эти вещества практически не используются микроорганизмами в обычной биохимической среде (B/C < 0,05).В электрохимическом реакторе: Некоторые органические вещества напрямую теряют электроны на поверхности анода и окисляются, разрушая стабильную молекулярную структуру. Гидроксильные радикалы (·OH) неселективно атакуют стойкие органические вещества своей сильной окислительной способностью, вызывая раскрытие ароматических колец, разрыв длинных углеродных цепей и разложение гетероциклов. Хлорид-ионы в сточных водах электролизуются с образованием активного хлора, который восполняет окисление остаточных органических веществ. Стойкие органические вещества → раскрытие цикла/разрыв цепи → органические кислоты/спирты/альдегиды → дальнейшая минерализация до CO₂ + H₂O.

(2) Глубокое удаление остаточного аммонийного азота

Остаточный аммонийный азот в биохимических сточных водах удаляется путем непрямого окисления: Хлорид-ионы электролизуются на аноде с образованием активного хлора, который быстро окисляет аммонийный азот до газообразного азота.(3) Глубокое удаление цвета

Цвет в биохимических сточных водах в основном обусловлен остатками красителей со стабильными структурами хромофоров, производными лигнина и гуминовыми веществами. Под действием электрохимического воздействия эти хромофоры: ненасыщенные сопряженные структуры (—N=N—, хиноны, сопряженные двойные связи и т. д.) окисляются и разрываются, в результате чего сточные воды становятся полностью бесцветными и прозрачными. Сточные воды бесцветны, прозрачны, без запаха и стерильны.IV. Ключевые преимущества (для продвинутой очистки сточных вод)

Преимущества

параметрдиапазон

Вторичная биологическая очистка (A/O, A²/O, SBR, MBR и т. д.) → Отстойник вторичного осаждения → Блок электрохимической продвинутой очистки → Сброс, соответствующий стандартам/Повторное использование для производстваОписание: Электрохимическое оборудование устанавливается непосредственно на выходе биологической системы для очистки трудноразлагаемого остаточного ХПК, аммонийного азота и цвета в биологических сточных водах. Это наиболее стандартная конфигурация продвинутой очистки, подходящая для модернизации муниципальных очистных сооружений, очистных сооружений промышленных парков и различных промышленных очистных сооружений. Исходная биологическая система не требует модификации; на выходе добавляется только блок продвинутой очистки, что приводит к небольшому объему инженерных работ, контролируемым инвестициям и быстрым результатам.Вариант 2: Дальнейшее повышение стандартов сброса

Биологические сточные воды → Традиционная продвинутая очистка (соответствие существующим стандартам) → Блок электрохимической очистки → Сточные воды, соответствующие более строгим стандартам → Сброс в чувствительные водоемы или повторное использование