อุปกรณ์บํารุงรักษาน้ําเสียด้วยสารไฟฟ้าเคมี สําหรับบํารุงรักษาน้ําเสียที่ทันสมัย

I. ภาพรวมผลิตภัณฑ์

การบำบัดน้ำเสียขั้นสูง หมายถึง กระบวนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมที่ใช้ในการกำจัด COD ที่ตกค้าง ไนโตรเจนแอมโมเนีย สี สารแขวนลอย และมลพิษเฉพาะออกจากน้ำทิ้งหลังจากการบำบัดขั้นทุติยภูมิแบบดั้งเดิม (การบำบัดทางชีวภาพหรือทางเคมีกายภาพ) เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการระบายน้ำที่เข้มงวดขึ้น หรือข้อกำหนดในการนำกลับมาใช้ใหม่ ด้วยการยกระดับมาตรฐานการระบายน้ำเสียอย่างต่อเนื่อง การบำบัดขั้นสูงจึงกลายเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นในระบบบำบัดน้ำเสียหลายแห่ง

ความท้าทายของการบำบัดขั้นสูงอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่ามลพิษที่ตกค้างในน้ำทิ้งหลังจากการบำบัดทางชีวภาพเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ดื้อยาซึ่งย่อยสลายได้ยาก — รวมถึงกรดฮิวมิก กรดฟุลวิก อนุพันธ์ลิกนิน สีย้อมตกค้างและสารตัวกลาง ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกโพลีไซคลิก และสารตกค้างจากยาปฏิชีวนะ แม้ว่าความเข้มข้นของสารเหล่านี้จะไม่สูง แต่โครงสร้างที่เสถียรและความเฉื่อยทางเคมีที่แข็งแกร่งทำให้ยากต่อการกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม

วิธีการบำบัดขั้นสูงแบบดั้งเดิมแต่ละวิธีมีข้อจำกัดของตนเอง:

การดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์: มีประสิทธิภาพในการดูดซับสารอินทรีย์ที่ดื้อยา แต่เพียงแค่ "ถ่ายโอน" แทนที่จะ "กำจัด" มัน ถ่านที่อิ่มตัวจะกลายเป็นของเสียอันตราย และต้นทุนในการฟื้นฟูสูง

การออกซิเดชันแบบเฟนตัน: มีกำลังออกซิไดซ์สูง แต่ต้องเติม H₂O₂ และ Fe²⁺ ในปริมาณมาก ทำให้เกิดกากตะกอนเหล็กจำนวนมาก (ของเสียอันตราย) และมีต้นทุนการดำเนินงานสูง

การแยกด้วยเมมเบรน (UF/RO): สามารถกักเก็บมลพิษในน้ำเข้มข้นได้ แต่จะผลิตน้ำเข้มข้นความเข้มข้นสูง 20%–30% ซึ่งต้องมีการบำบัดเพิ่มเติม

ระบบนี้ใช้เทคโนโลยีการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้า ติดตั้งหลังระบบชีวภาพหรือการบำบัดทางเคมีกายภาพแบบดั้งเดิมเป็นหน่วยบำบัดขั้นสูง ออกซิไดซ์และโจมตีสารอินทรีย์ที่ดื้อยาในน้ำทิ้งทางชีวภาพอย่างแม่นยำ ผ่านการออกซิเดชันแอโนดโดยตรงและไฮดรอกซิลแรดิคัลที่เกิดจากการเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้า (·OH) และออกซิไดเซอร์ที่แข็งแกร่งอื่นๆ COD ที่ตกค้าง ไนโตรเจนแอมโมเนีย และสีที่ไม่สามารถกำจัดได้ด้วยกระบวนการแบบดั้งเดิมจะถูกทำให้เป็นแร่ธาตุหรือย่อยสลายอย่างสมบูรณ์

กระบวนการทั้งหมดใช้เพียงไฟฟ้า ไม่มีการเติมสารเคมี และไม่ก่อให้เกิดกากตะกอนหรือน้ำเข้มข้น ดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันปกติ ทำให้เป็นหน่วยปลายทางที่เหมาะสำหรับการยกระดับน้ำเสียและการบำบัดขั้นสูง

II. ความยากลำบากในการบำบัดน้ำเสียขั้นสูงและวิธีแก้ปัญหาด้วยอุปกรณ์นี้

III. หลักการทำงาน

น้ำทิ้งจากระบบชีวเคมีหรือการบำบัดทางเคมีกายภาพแบบดั้งเดิมจะเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าเคมีเพื่อการทำให้บริสุทธิ์ขั้นลึกภายใต้การทำงานของอิเล็กโทรด:

(1) การออกซิเดชันขั้นลึกของสารอินทรีย์ที่คงทน (การกำจัด COD ขั้นลึก)

COD ที่ตกค้างในน้ำทิ้งทางชีวเคมีส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์ที่โครงสร้างเสถียรและดื้อยา — กรดฮิวมิก กรดฟุลวิก อนุพันธ์ลิกนิน ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกโพลีไซคลิก แอลเคนสายยาว โมเลกุลสีย้อมตกค้าง ฯลฯ สารเหล่านี้แทบไม่ถูกนำไปใช้โดยจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมทางชีวเคมีแบบดั้งเดิม (B/C < 0.05).

ในเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าเคมี: สารอินทรีย์บางส่วนสูญเสียอิเล็กตรอนโดยตรงบนพื้นผิวแอโนดและถูกออกซิไดซ์ ทำลายโครงสร้างโมเลกุลที่เสถียร ไฮดรอกซิลแรดิคัล (·OH) โจมตีสารอินทรีย์ที่ดื้อยาอย่างไม่เลือกด้วยกำลังออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง ทำให้วงแหวนอะโรมาติกเปิดออก สายคาร์บอนยาวแตกออก และวงแหวนเฮเทอโรไซคลิกสลายตัว ไอออนคลอไรด์ในน้ำเสียจะถูกอิเล็กโทรไลซ์เพื่อสร้างคลอรีนที่ใช้งาน ซึ่งเติมเต็มการออกซิเดชันของสารอินทรีย์ที่ตกค้าง สารอินทรีย์ที่ดื้อยา → การเปิดวงแหวน/การแตกสาย → กรดอินทรีย์/แอลกอฮอล์/อัลดีไฮด์ → การทำให้เป็นแร่ธาตุต่อไปเป็น CO₂ + H₂O.

(2) การกำจัดไนโตรเจนแอมโมเนียตกค้างขั้นลึก ไนโตรเจนแอมโมเนียตกค้างในน้ำทิ้งทางชีวเคมีจะถูกกำจัดผ่านเส้นทางการออกซิเดชันทางอ้อม: ไอออนคลอไรด์จะถูกอิเล็กโทรไลซ์ที่แอโนดเพื่อสร้างคลอรีนที่ใช้งาน ซึ่งจะออกซิไดซ์ไนโตรเจนแอมโมเนียอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นก๊าซไนโตรเจน.

(3) การกำจัดสีขั้นลึก สีในน้ำทิ้งทางชีวเคมีส่วนใหญ่มาจากสีย้อมตกค้างที่มีโครงสร้างสารให้สีที่เสถียร อนุพันธ์ลิกนิน และสารฮิวมิก ภายใต้การทำงานของไฟฟ้าเคมี สารให้สีเหล่านี้: โครงสร้างคอนจูเกตไม่อิ่มตัว (—N=N—, ควิโนน, พันธะคู่คอนจูเกต ฯลฯ) จะถูกออกซิไดซ์และแตกออก ส่งผลให้น้ำทิ้งไม่มีสีและโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ น้ำทิ้งจะไม่มีสี โปร่งใส ไม่มีกลิ่น และปราศจากเชื้อ.

IV. ข้อได้เปรียบหลัก (สำหรับการบำบัดน้ำเสียขั้นสูง)

V. พารามิเตอร์ทางเทคนิค (ปรับแต่งได้)

VI . ตำแหน่งกระบวนการ

ตัวเลือกที่ 1: การบำบัดขั้นสูงของน้ำทิ้งทางชีวภาพ

การบำบัดทางชีวภาพขั้นทุติยภูมิ (A/O, A²/O, SBR, MBR ฯลฯ) → ถังตกตะกอนขั้นทุติยภูมิ → หน่วยบำบัดขั้นสูงด้วยไฟฟ้า → การระบายน้ำที่ได้มาตรฐาน/การนำกลับมาใช้เพื่อการผลิต

คำอธิบาย: อุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีถูกติดตั้งโดยตรงที่ปลายทางด้านล่างของระบบชีวภาพเพื่อบำบัด COD ที่ตกค้างดื้อยา ไนโตรเจนแอมโมเนีย และสีในน้ำทิ้งทางชีวภาพ นี่คือการกำหนดค่าการบำบัดขั้นสูงที่เป็นมาตรฐานที่สุด เหมาะสำหรับการอัปเกรดโรงบำบัดน้ำเสียเทศบาล โรงบำบัดน้ำเสียในนิคมอุตสาหกรรม และโรงบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมต่างๆ ระบบชีวภาพเดิมไม่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยน เพียงเพิ่มหน่วยบำบัดขั้นสูงที่ปลายทางด้านล่าง ส่งผลให้ปริมาณงานวิศวกรรมน้อย การลงทุนที่ควบคุมได้ และผลลัพธ์ที่รวดเร็ว

ตัวเลือกที่ 2: มาตรฐานการระบายน้ำที่ได้รับการอัปเกรดเพิ่มเติม

น้ำทิ้งทางชีวภาพ → การบำบัดขั้นสูงแบบดั้งเดิม (เป็นไปตามมาตรฐานปัจจุบัน) → หน่วยทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า → น้ำทิ้งที่ได้มาตรฐานที่เข้มงวดขึ้น → การระบายน้ำไปยังแหล่งน้ำที่ละเอียดอ่อนหรือการนำกลับมาใช้ใหม่