Equipo de tratamiento de aguas residuales electroquímicas para el tratamiento de aguas residuales de tinción e impresión.

I. Descripción general del producto

Las aguas residuales de teñido e impresión son la fuente de contaminación más importante en la industria textil, originadas en procesos como el desengomado, el purgado, el blanqueo, el teñido, la impresión y el acabado. Es una de las mayores fuentes de aguas residuales industriales en términos de consumo y descarga de agua. Las aguas residuales de teñido e impresión se caracterizan por cinco características principales: alta concentración, alto croma, alto pH, degradación recalcitrante y alta variabilidad. Las aguas residuales tienen alta DQO, alto croma, alto contenido de sólidos totales y un valor de pH fluctuante entre 5 y 10. Contienen una gran cantidad de agentes de encolado (alcohol polivinílico PVA, almidón, etc.), colorantes (azo, antraquinona, ftalocianina, etc.), auxiliares, tensioactivos, etc., lo que hace que su composición sea extremadamente compleja. La calidad de las aguas residuales varía significativamente entre los diferentes procesos.

El tratamiento de las aguas residuales de teñido e impresión ha enfrentado durante mucho tiempo dos desafíos centrales: primero, la DQO es difícil de reducir eficazmente; las aguas residuales contienen una gran cantidad de colorantes sintéticos recalcitrantes y agentes de encolado, que son estructuralmente estables y químicamente inertes, lo que hace ineficaz el tratamiento biológico convencional; segundo, las aguas residuales de alto croma son difíciles de decolorar; los cromóforos en las moléculas de colorante (enlaces azo -N=N-, grupos quinona, dobles enlaces conjugados, etc.) son muy resistentes a los oxidantes convencionales. Las rutas de proceso tradicionales suelen seguir una secuencia de "rejilla → regulación → coagulación y sedimentación → hidrólisis y acidificación → tratamiento biológico aeróbico → tratamiento avanzado", pero cada etapa tiene limitaciones: la coagulación y sedimentación son ineficaces para decolorar colorantes solubles en agua; el sistema de tratamiento biológico tiene bajas tasas de eliminación de materia orgánica recalcitrante como los colorantes azo; y la etapa de tratamiento avanzado (Fenton/carbón activado) tiene altos costos operativos y genera grandes cantidades de residuos peligrosos.

Este sistema emplea tecnología de oxidación electroquímica, integrando múltiples mecanismos de degradación por electro-oxidación, electrocoagulación y electroflotación, dirigidos específicamente a las características de alto color, degradación recalcitrante y alta salinidad de las aguas residuales de teñido e impresión: Para la decoloración de aguas residuales de teñido/impresión, los cromóforos (enlaces azo, grupos quinona, dobles enlaces conjugados, etc.) se oxidan y rompen directamente en la superficie del ánodo, o sus estructuras conjugadas se rompen bajo el ataque de radicales hidroxilo (·OH), logrando una tasa de eliminación de color del 92%~99%, lo que resulta en un efluente incoloro y transparente.

Para la degradación de materia orgánica en aguas residuales de desengomado/purgado, el PVA, la pasta de almidón y varios auxiliares se oxidan y mineralizan directamente en la superficie del ánodo. Las moléculas orgánicas grandes rompen sus cadenas de carbono, descomponiéndose gradualmente en ácidos orgánicos más pequeños y finalmente convirtiéndose en CO₂ y H₂O, logrando una tasa de eliminación de DQO del 70%–94%.

Para la utilización de recursos de aguas residuales de teñido de alta salinidad, las aguas residuales de teñido generalmente contienen altas concentraciones de NaCl. Los métodos electroquímicos utilizan iones cloruro en las aguas residuales para generar cloro activo, mejorando la eficiencia de oxidación. La salmuera tratada puede reutilizarse en el proceso de teñido.

Todo el proceso consume solo electricidad, sin añadir ningún agente químico ni generar grandes cantidades de lodos químicos. Los electrodos son resistentes a la sal y a la corrosión, adaptables a las condiciones complejas de aguas residuales de teñido de alta salinidad y alta temperatura (hasta 60°C), y operan de forma segura a temperatura y presión normales.

II. Dificultades en el tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido y soluciones de este equipo

III.Principio de funcionamiento

Después de ser tamizada, regulada y sedimentada para eliminar los sólidos en suspensión, las aguas residuales de teñido e impresión entran en el reactor electroquímico, donde se someten a purificación sinérgica multimecanismo bajo la acción de los electrodos:

(1) Electro-oxidación directa: rotura de cromóforos y mineralización orgánica (vía principal)

Los cromóforos de las moléculas de colorante en las aguas residuales de teñido e impresión (enlace azo -N=N-, estructura quinona, doble enlace conjugado, anillo aromático, etc.) pierden directamente electrones y se oxidan en la superficie del ánodo:

Rotura del enlace azo: el núcleo cromóforo en la molécula de colorante azo se oxida y se rompe, generando intermedios de amina aromática y luego se mineraliza aún más.

Apertura del anillo aromático: el sistema de anillo aromático de los colorantes de antraquinona y trifenilmetano se hidroxila y luego se abre el anillo en la superficie del ánodo.

Destrucción del sistema conjugado: el cromóforo se oxida y se rompe, lo que resulta en la desaparición completa del color.

Cadena de rotura de oxidación de PVA/almidón: las macromoléculas de alcohol polivinílico y almidón en las aguas residuales de desengomado se oxidan y se descomponen, descomponiéndose gradualmente en ácidos orgánicos de molécula pequeña y finalmente mineralizándose en CO₂ y H₂O.

(2) Electro-oxidación indirecta (dominada por ·OH y cloro activo)

La electrólisis anódica del agua genera radicales hidroxilo (·OH), mientras que utiliza la alta concentración natural de iones cloruro (sales de NaCl) en las aguas residuales de teñido para generar cloro activo (Cl₂, HOCl, OCl⁻):

Los radicales hidroxilo oxidan indiscriminadamente las moléculas de colorante en la solución que no han contactado directamente con el ánodo.

El cloro activo se difunde y oxida los cromóforos residuales y la materia orgánica.

(3) Decoloración profunda y desinfección

Después de que los cromóforos se descomponen por completo, el efluente es incoloro y transparente. Al mismo tiempo, el cloro activo generado por la electroquímica inactiva eficazmente los microorganismos patógenos en las aguas residuales, y los indicadores microbianos del efluente cumplen plenamente las normas.

IV. Ventajas principales (dirigidas a aguas residuales de teñido e impresión)

alcance

Opción 1: Pretratamiento mejorado antes del procesamiento bioquímicoAguas residuales de teñido e impresión (procesos de alta concentración como desengomado/purgado) → Cribado/tanque de ecualización → Equipo de tratamiento electroquímico (reducción de DQO + decoloración + mejora B/C) → Coagulación y sedimentación → Hidrólisis y acidificación → Tratamiento biológico aeróbico → Descarga conforme a las normas

Opción 2: Decoloración y reutilización de aguas residuales de teñido

Aguas residuales de teñido de alta salinidad → Filtración (eliminación de residuos de fibra) → Equipo electroquímico (decoloración + reducción de DQO + control de cloro residual) → Reutilización en el proceso de teñido

Nota: Después del tratamiento electroquímico, las aguas residuales de alta salinidad generadas en el proceso de teñido de las empresas de teñido e impresión eliminan completamente el color y reducen la DQO a un nivel aceptable. La salmuera tratada se puede reutilizar directamente en el proceso de teñido.

Opción 3: Tratamiento profundo de efluentes bioquímicos

Aguas residuales integrales de teñido e impresión → Pretratamiento → Hidrólisis y acidificación → Tratamiento biológico aeróbico → Tanque de sedimentación secundaria → Equipo de tratamiento electroquímico (eliminación de DQO y color residual) → Descarga conforme a las normas/Reutilización