Yüksek tuzlu atık suların kaynak geri kazanımı için elektro-kimyasal atık su arıtma ekipmanları.

I. Ürün Genel Bakışı 

Yüksek tuzlu atık su, kimyasal sentez, ilaç üretimi, pestisit üretimi, kömür kimya endüstrisi, baskı ve boyama, gıda işleme, çöp sızıntı suyu ve sıfır deşarj projelerinden yaygın olarak kaynaklanmaktadır. Bu tür atık su sadece yüksek tuz içeriğine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda genellikle yüksek KOİ ve renge sahiptir. Bu tür atık su için buharlaştırma kristalizasyonu (MVR, çok etkili buharlaştırma vb.), şu anda en yaygın kaynak geri kazanım rotasıdır; buharlaştırma yoluyla yoğuşmayı ve kristalizasyon yoluyla endüstriyel tuzu geri kazanır.

Ancak, buharlaştırma süreci iki uzun süredir devam eden temel zorluklakarşı karşıyadır:

 temel zorluk 1: Ana likörün sürekli birikmesi. Atık sudaki KOİ ve renk oluşturan maddeler buharlaştırma sırasında uçucu hale gelmez ve tamamen ana likörde yoğunlaşır. Buharlaştırma döngüsü devam ettikçe, ana likörün KOİ ve rengi viskozite ve kaynama noktası ile birlikte sürekli artar, bu da buharlaştırma verimliliğinin düşmesine ve enerji tüketiminin artmasına neden olur. Sistem çalışmasını sürdürmek için, belirli miktarda yüksek konsantrasyonlu ana likör periyodik olarak tehlikeli atık olarak boşaltılmalıdır, bu da sadece tuz kaybına değil, aynı zamanda yüksek nakliye ve bertaraf maliyetlerine de yol açar.

 temel zorluk 2: Buharlaştırılmış tuzun düşük kalitesi ve düşük beyazlığı. Buharlaştırma işlemi sırasında, KOİ ve renklendirici maddeler kısmen kristalize tuza taşınır veya kapsüllenir, bu da endüstriyel tuzun sarı, siyah veya gri görünmesine ve saflığının azalmasına neden olur, bu da endüstriyel tuz standartlarını karşılamasını zorlaştırır. Sadece düşük değerli atık tuz olarak depolama alanlarına bertaraf edilebilir, bu da kaynak değerini önemli ölçüde azaltır.

Bu sistem, ön işlem adımı olarak buharlaştırma sisteminin önüne elektrokimyasal oksidasyon ekipmanı yerleştirir. Atık su önce elektrokimyasal olarak işlem görür; doğrudan anot oksidasyonu ve hidroksil radikalleri (·OH) gibi güçlü oksitleyici türlerin elektro katalitik üretimi, KOİ'yi (dirençli organik madde, yüzey aktif maddeler, şelatlayıcı ajanlar, renklendirici gruplar vb. dahil) CO₂ ve H₂O'ya oksitleyerek ve ayrıştırarak; aynı zamanda, renklendirici grupların doymamış konjuge yapısını tamamen yok eder, atık suyun rengini önemli ölçüde azaltır. Elektrokimyasal ön işlemden sonra, KOİ ve rengi önemli ölçüde azalmış yüksek tuzlu atık su, aşağıdaki hedeflere ulaşmak için buharlaştırma sistemine girer: Buharlaştırma ana likör üretiminin önemli ölçüde azalması; Kristalize tuzun beyazlığının ve saflığının önemli ölçüde iyileşmesi; Buharlaştırma sisteminin çalışma döngüsünün uzaması ve temizleme sıklığının azalması; Atık tuz olarak bertaraf yerine tuz kaynaklarının yüksek değerli geri kazanımının gerçekleştirilmesi. Tüm süreç sadece elektrik tüketir, kimyasal madde eklemez, atık sudaki tuz içeriğini artırmaz (KOİ, CO₂'ye mineralize olur ve salınır, renksizleştirici olmayan maddeler renksiz küçük moleküllere oksitlenir) ve katı atık veya konsantre su üretmez. Buharlaştırma sistemleri için ideal bir "ön işlem" birimidir.

II. Yüksek Tuzlu Atık Suyun Kimyasal Arıtımındaki Zorluklar ve Bu Ekipmanın Çözümleri

III. Çalışma Prensibi

Askıda katılar bir elek/filtre ile giderildikten sonra, yüksek tuzlu atık su bir elektrokimyasal reaktöre girer. Elektrotların etkisi altında:

(1) Doğrudan elektro-oksidasyon (KOİ mineralizasyonu ve kromofor yıkımı)

Atık sudaki organik kirleticiler (çözücü kalıntıları, yüzey aktif maddeler, şelatlayıcı ajanlar, boyalar ve ara ürünler, hümik maddeler vb.) doğrudan elektron kaybeder ve anot yüzeyinde oksitlenir:

Makromoleküler organik maddenin kimyasal zincir kırılması → Organik asitler/alkoller/aldehitler → CO₂ ve H₂O'ya daha fazla oksidasyon

Kromofor yıkımı → Atık su renk giderme

Aromatik halka açılması → Renk ve KOİ'nin giderilmesi

Doğrudan oksidasyon, elektrot yüzeyindeki organik kirleticiler üzerinde mineralizasyon etkisine sahiptir, yüksek KOİ giderme verimliliği ve kontrol edilebilir enerji tüketimi ile.

(2) Dolaylı elektro-oksidasyon (·OH ve aktif klor tarafından domine edilen geniş spektrumlu oksidasyon)

Suyun anot elektrolizi, atık sudaki klorür iyonlarının (tuzların ana bileşenlerinden biri) doğal olarak yüksek konsantrasyonunu kullanarak aktif klor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) üreten hidroksil radikalleri (·OH) üretir:

Hidroksil radikalleri, özellikle aromatik ve heterosiklik dirençli KOİ katkıda bulunan çeşitli organik bileşikleri rastgele oksitler.

Aktif klor, anota doğrudan temas etmeyen organik kirleticilerin oksidasyonunu tamamlayarak çözeltiye yayılır.

Dolaylı oksidasyon, reaktörün tüm alanlarında KOİ'nin düzgün giderilmesini ve rengin tamamen ortadan kaldırılmasını sağlar.

Doğrudan ve dolaylı oksidasyonun sinerjik etkisi, farklı türdeki organik bileşiklerin maksimum kapsama alanını sağlar, hem KOİ giderme oranının hem de renk giderme oranının standartları karşılamasını sağlar.

(1) Ana etki: Yükü "aktarmak" yerine buharlaştırma sisteminin "yükünü azaltmak"

KOİ oksidasyonunun nihai ürünleri CO₂ ve H₂O'dur; CO₂ gaz fazına gaz halinde kaçar ve H₂O buharlaştırma sistemi ile yoğuşmaya buharlaşır. Ne KOİ ne de renk ana likörde veya kristalize tuzda kalır. Renk bozunmasından kaynaklanan küçük moleküller (genellikle renksiz organik asitler), buharlaştırma sırasında minimum miktarda ana likör tarafından taşınır, böylece tuzun beyazlığını etkilemez.

Kısacası: Elektrokimyasal birim, KOİ ve rengin buharlaştırmadan önce gaz ve renksiz formlarda tuz sisteminden "ayrılmasını" sağlayarak daha saf, daha beyaz bir tuz ve daha az ana likör bırakır.

IV. Temel Avantajlar (Yüksek Tuzlu Atık Suyun Kaynak Kullanımını Hedefleme)

V. Teknik Parametreler (Özelleştirilebilir)

VI. Yüksek Tuzlu Atık Suyun Kaynak Kullanımının Belirli Senaryolarına Uygulanabilir

VII. Süreç Konumu

Seçenek 1: Buharlaştırmadan önce ön işlem

Yüksek tuzlu atık su → Eşitleme tankı → SS giderme (çöktürme veya filtreleme) → pH

ayarlama → Elektrokimyasal ön işlem ekipmanı (KOİ ve renk giderme) → Buharlaştırma sistemi (MVR/çok etkili buharlaştırma) → Kristalize tuz + yoğuşma (standartları karşıladıktan sonra geri dönüştürülür)

Açıklama: Elektrokimyasal ekipman, bir "rafine etme" adımı olarak buharlaştırıcının önüne yerleştirilir. SS giderildikten sonra atık su, buharlaştırma sistemine girmeden önce elektrokimyasal işlemle önemli ölçüde KOİ ve renk giderilir. Buharlaştırma sistemi "temiz tuzlu su"yu işler, bu da yüksek buharlaştırma verimliliği, düşük ana likör ve yüksek kaliteli tuz ile sonuçlanır. Bu, şu anda sıfır deşarj ve yüksek tuzlu kaynak kullanımı projelerindeki en değerli artımlı süreç yapılandırmasıdır.

Seçenek 2: Ana likör azaltma (mevcut buharlaştırma sistemleri için)

Buharlaştırma sistemi → Buharlaştırma ana likörü (yüksek KOİ, yüksek renk, yüksek viskozite) → Elektrokimyasal arıtma ekipmanı (zenginleştirilmiş KOİ ve rengin giderilmesi) → Daha fazla buharlaştırma için buharlaştırma sistemine geri dönüş (veya kısmi boşaltma)

Açıklama: Mevcut buharlaştırma sistemleri için, ana likördeki KOİ ve rengin sürekli zenginleşmesi en büyük operasyonel zorluktur. Ana likör dolaşım boru hattına küçük bir elektrokimyasal arıtma ünitesi eklenebilir, ana likörü çevrimiçi olarak sürekli veya aralıklı olarak dolaştırıp arıtarak, KOİ ve rengi çevrimiçi olarak giderip zenginleştirerek, ana likörü uzun süre düşük KOİ ve düşük renk durumunda tutarak ve ana likör boşaltma sıklığını önemli ölçüde azaltarak. Bu yöntem, orijinal ana süreci değiştirmez, düşük yatırım gerektirir ve hızlı sonuç verir.

Seçenek 3: Ham suyun doğrudan kaynak kullanımı Yüksek tuzlu organik atık su → Filtreleme → Elektrokimyasal arıtma ekipmanı (KOİ ≤200 mg/L'ye kadar giderilir, tam renk giderme) → Buharlaştırma ve kristalizasyon → Rafine endüstriyel tuz + Geri kazanılmış su