Petrokimyasal atık su arıtma için kullanılan elektrokimyasal atık su arıtma ekipmanları.

I. Ürüne Genel Bakış

Petrokimya atıksuları esas olarak iki ana sektörden kaynaklanmaktadır: petrol rafinasyonu (petrol rafinasyonu) ve petrokimyasallar (etilen, aromatikler, sentetik reçineler, sentetik elyaflar, sentetik kauçuk vb.). Büyük hacimli, karmaşık bileşimli ve yüksek arıtma zorluğuyla karakterize edilen tipik bir endüstriyel atık su türüdür. Su kalitesi özellikleri şunları içerir: çok çeşitli atık su türleri (proses atık suyu, yağlı atık su, kükürt içeren atık su, alkali atık su, sirkülasyon suyu deşarjı ve evsel kanalizasyon dahil), yüksek KOİ konsantrasyonu, büyük miktarlarda petrol/hidrokarbon organik madde, fenoller, sülfitler, amonyak nitrojen ve siyanürler gibi toksik maddeler ve dirençli organik madde (polisiklik aromatik hidrokarbonlar, heterosiklik bileşikler, polimer monomerler vb.), genellikle düşük biyolojik olarak parçalanabilirlik (B/C) oranı 0,15~0,30) ve ham petrol türü ve işleme yöntemlerindeki değişiklikler nedeniyle su kalitesi ve miktarında önemli dalgalanmalar.

Geleneksel petrokimyasal atık su arıtma işlemleri tipik olarak "yağ ayırma → yüzdürme → biyolojik arıtma → ileri arıtma" yolunu takip eder. Ancak uygulamada bu yaklaşım uzun süredir aşağıdaki zorluklarla karşı karşıyadır: 1. Yağlı maddeler biyolojik arıtma sistemine müdahale eder; petrol ayırma ve flotasyondan sonra bile, emülsifiye edilmiş yağ ve çözünmüş yağlar kalır, bu da aktif çamur aktivitesinin azalmasına ve zamanla çökeltme performansının bozulmasına neden olur. 2. Dirençli organik maddenin biyolojik olarak uzaklaştırılması zordur; polisiklik aromatik hidrokarbonlar, heterosiklik bileşikler ve polimer monomerler, mikroorganizmalara karşı oldukça dirençlidir ve bu KOİ'lerin biyolojik arıtma aşamasında uzaklaştırılma oranını sınırlar. 3. Biyolojik arıtma sistemi hem sülfitler hem de amonyak nitrojeni tarafından engellenir; sülfitler ve serbest amonyak, hem nitrifikasyon hem de heterotrofik bakterileri inhibe eder, bu da biyolojik arıtma sisteminin verimliliğinin düşmesine neden olur. 4. Atık suyun tuzluluğu arttıkça biyolojik verimlilik azalır; petrokimyasal atık su, ince kimyasal atık su kadar aşırı olmasa da, bazı atık sular hala önemli miktarda tuz içerir. Çıkarma oranı, geleneksel biyokimyasal süreçleri inhibe ederek %2 ~ %5'e ulaşabilir. Kışın düşük sıcaklıklar biyokimyasal nitrifikasyon verimliliğini azaltır, bu da amonyak nitrojen giderim oranlarının düşmesine ve atık sudaki amonyak nitrojeninin standartları aşma riskinin yüksek olmasına neden olur. Atık suyun yeniden kullanımına yönelik artan talep; dolaşımdaki su deşarjının ve bazı uyumlu atık suların yeniden kullanılması gerekiyor, ancak mevcut süreçler, yeniden kullanılan su kalitesinin uzun vadeli istikrarını garanti edemiyor. Bu sistem, petrokimyasal atık su arıtma prosesinin birden fazla aşamasına esnek bir şekilde entegre edilebilen elektrokimyasal oksidasyon teknolojisini kullanır:

Yağ-su ayrımı ve flotasyondan sonra birleşik atık su için — artık yağ, fenoller, sülfürler ve dirençli organik madde içeren atık suyu doğrudan arıtır, toksik maddeleri 1 ila 2 saat içinde oksitler ve ayrıştırır, emülsifiye edilmiş ve çözünür yağları giderir ve halka açılması yoluyla polisiklik aromatik hidrokarbonları bozar. B/C oranı 0,15~0,20'den 0,30'un üzerine çıkarılarak sonraki biyokimyasal sistemler için güvenli ve biyolojik olarak parçalanabilir giriş koşulları yaratılır.

Biyokimyasal atıkların gelişmiş arıtımı için — biyokimyasal atıklardan artık COD'yi (dirençli polimerler, polisiklik aromatik hidrokarbon halka açma ürünleri vb.), amonyak nitrojenini ve rengi derinlemesine gidererek yeniden kullanım standartlarını istikrarlı bir şekilde karşılar.

Yağlı emülsifiye edilmiş atık su için bu sistem, yağı ve KOİ'yi gidermek için verimli bir şekilde emülsiyondan arındırır ve oksitler, böylece geleneksel hava yüzdürmenin + emülsifiye edilmiş yağ için biyolojik arıtmanın zayıf arıtma etkinliği sorununu çözer.

Sirkülasyonlu su tahliyesi ve yeniden kullanım sistemleri için bu sistem, suyu sirkülasyonlu soğutma suyu sisteminde yeniden kullanmadan önce KOİ, amonyak nitrojeni ve mikroorganizmaları gidererek suyun kademeli kullanımını ve kaynak geri kazanımını sağlar.

Tüm süreç, herhangi bir kimyasal madde (mülsifiye edici maddeler, pıhtılaştırıcılar, oksidanlar) eklemeden yalnızca elektrik tüketir ve kimyasal çamur, demir çamuru veya adsorbe edilmiş doymuş karbon gibi ikincil kirleticiler üretmez. Elektrotlar, yağlı atık suyun karmaşık çalışma koşullarına uyum sağlayarak yağ kirliliğine direnecek şekilde tasarlanmıştır. Normal sıcaklık ve basınçta (0~40°C) çalışır, mevsimsel ve sıcaklık değişikliklerinden etkilenmez.

II.Petrokimyasal atıksu arıtımındaki zorluklar ve bu ekipmanların çözümleri

III. Çalışma Prensibi

Yüzen yağı ve askıda kalan katı maddelerin çoğunu uzaklaştırmak için yağ ayırma ve yüzdürme gibi ön işlemlerden sonra, petrokimyasal atık su, elektrotların etkisi altında aşağıdaki saflaştırma reaksiyonlarının meydana geldiği elektrokimyasal reaktöre girer:

(1) Doğrudan elektro-oksidasyon

Petrokimya atık suyundaki karakteristik kirleticiler anot yüzeyinde doğrudan oksitlenir:

Petrol/hidrokarbon organikleri (alkanlar, sikloalkanlar, aromatikler, vb.): Uzun karbon zincirleri ve sikloalkanlar, anot yüzeyinde kademeli olarak oksitlenir ve kırılır, küçük moleküllü organik asitlere ve alkollere dönüşür ve sonunda CO₂ ve H₂O'ya mineralize olur.

Polisiklik aromatikler (naftalin, antrasen, fenantren, piren vb.): Aromatik halka sistemleri anot yüzeyinde kademeli olarak oksitlenerek açılır ve polisiklik yapılar monosiklik veya küçük moleküllü organiklere açılarak biyotoksisiteyi ortadan kaldırır.

Fenolikler (fenol, kresol, ksilenol vb.): Benzen halkaları anot yüzeyinde kademeli olarak oksitlenerek açılır ve polisiklik yapılar monosiklik veya küçük moleküllü organiklere açılarak biyotoksisiteyi ortadan kaldırır.

Fenolikler (fenol, kresol, ksilenol vb.): Benzen halkaları anot yüzeyinde açılıp açılarak polisiklik yapıları monosiklik veya küçük moleküllü organiklere dönüştürür. Hidroksilasyondan sonra anot yüzeyi daha da oksitlenir ve halka açılarak küçük moleküllü organik asitlere dönüşür. Heterosiklik bileşikler (N/S/O heterosiklleri içeren): Heterosikller oksitlenir ve anot yüzeyinde halkaları açılır, bu da biyotoksisiteyi önemli ölçüde azaltır. Sülfitler (S²⁻): Anotta doğrudan sülfat iyonlarına (S²⁻→SO₄²⁻) oksitlenerek mikroorganizmalar üzerindeki toksik inhibisyonu ortadan kaldırır.

(2)Dolaylı elektro-oksidasyon: Anotta suyun elektrolizi, aktif klor (Cl₂, HOCl, OCl⁻) üretmek için atık sudaki doğal olarak oluşan klorür iyonlarını (petrokimyasal atık su Cl⁻ içerir) kullanırken hidroksil radikalleri (·OH) üretir ve anotla doğrudan temas edemeyen kirleticilerin oksidasyonunu destekler, özellikle çözünür yağlar ve dirençli organik maddeler için önemli oksidasyon verimliliği gösterir.

(3)Emülsiyondan arındırma ve emülsifiye edilmiş yağın uzaklaştırılması: Yağlı atık sudaki emülsifiye edilmiş yağ damlacıkları, yüzeylerinde negatif bir yük taşıyarak stabil bir emülsiyon durumu oluşturur ve bunun geleneksel hava yüzdürme kullanılarak tamamen giderilmesi zordur. Elektrokimyasal reaktörde: Anodik oksidasyon tarafından üretilen mikrokabarcıklar ve elektrik alanı, emülsifiye edilmiş yağ damlacıklarının yüzey potansiyelinde değişikliklere neden olur, çift katman sıkıştırılır, kararsız emülsiyon durumundaki yağ damlacıkları toplanır ve yüzer, çözünmüş yağ organik maddesi oksitlenir ve mineralleştirilir ve atık sudaki yağ içeriği 1 ~ 3 mg/L'nin altına düşürülebilir.

(4)Amonyak nitrojeni ve sülfitlerin eş zamanlı oksidasyonu Aktif klor, amonyak nitrojenini nitrojen gazına (2NH₃+3HOCl→N₂+3Cl⁻+3H₂O) oksitler ve amonyak nitrojen giderme oranı %80~%95'e ulaşabilir. Sülfürler anotta doğrudan sülfata oksitlenerek toksisitelerini tamamen ortadan kaldırırlar.

(5)COD azalması ve biyolojik olarak parçalanabilirliğin iyileştirilmesi Doğrudan oksidasyon ve dolaylı oksidasyonun sinerjistik etkisi, büyük moleküler dirençli organik maddenin halka açılmasına ve bağlarının kırılmasına neden olarak küçük moleküler parçalanabilir maddelere dönüşmesine neden olur ve B/C oranı 0,15~0,20'den 0,30'un üstüne çıkar; Bazı organik maddeler tamamen mineralize olur, bu da doğrudan KOİ'yi azaltır ve sonraki biyokimyasal sistem için iyi giriş koşulları yaratır.

IV. Temel Avantajlar (Petrokimyasal Atık Suyun Hedeflenmesi)

V. Teknik Parametreler (Özelleştirilebilir)

VI. İşlem Yeri

Seçenek 1: Biyokimyasal İşleme Öncesi Ön Arıtma ve Detoksifikasyon

Petrokimyasal Atık Su (yağ ayrıştırma ve flotasyondan sonra) → Elektrokimyasal Ön Arıtma Ekipmanı (artık yağın uzaklaştırılması, sülfitlerin oksidasyonu, halka açıcı polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve B/C oranının iyileştirilmesi) → Ara Tank/Dengeleme Tankı → Biyokimyasal Sistem → İkincil Sedimantasyon Tankı → Deşarj standartları karşılanıyor

Açıklama: Elektrokimyasal ön arıtma ünitesi, yağ ayırma ve flotasyondan sonra ve biyokimyasal sistemden önce yer alır ve "yağ giderme + kükürt giderme + detoksifikasyon + halka açma + B/C iyileştirme" gibi kapsamlı işlevleri üstlenir. Bu, petrokimyasal atık suyun biyokimyasal öncesi arıtımı için önemli bir garantidir; yağ ayırma ve yüzdürme sonrasında kalan emülsifiye yağı ve çözünür yağı etkili bir şekilde uzaklaştırır, biyokimyasal süreçleri önemli ölçüde engelleyen sülfürleri oksitler, halka açılması yoluyla polisiklik aromatik hidrokarbonları bozar, biyolojik parçalanabilirliği büyük ölçüde artırır ve sonraki biyokimyasal sistemin uzun vadeli istikrarlı ve verimli çalışmasını sağlar.

Seçenek 2: Biyolojik Atıkların İleri Arıtımı

Petrokimya Atıksu → Ön Arıtma → Biyolojik Sistem → İkincil Çökeltme Tankı → Elektrokimyasal İleri Arıtma Ünitesi (Artık COD ve Amonyak Azotunun Giderilmesi) → Standarda Deşarj/Dolaşımdaki Su Sistemine Yeniden Kullanım

Not: Mevcut biyolojik sistemleri olan ancak çıkış suyu KOİ ve amonyak nitrojen seviyeleri mevcut deşarj standartlarını karşılayamayan işletmeler için biyolojik sistemden sonra elektrokimyasal ileri arıtma ünitesi eklenebilir. Mevcut biyolojik sistemde herhangi bir değişiklik yapılmasına gerek yoktur; KOİ ve amonyak nitrojen seviyeleri, doğrudan deşarj standartlarını veya yeniden kullanım gerekliliklerini karşılamak üzere azaltılacaktır.

Seçenek 3: Yağlı Emülsifiye Atık Su için Özel Arıtma

Yağlı Emülsifiye Atıksu → Dengeleme Tankı → Elektrokimyasal Demülsifikasyon ve Yağ Giderme Ekipmanları → Atık Su

Seçenek 4: Yüksek Tuzluluk/Alkali Çamur Atıksularının Ön Arıtımı

Yüksek Tuzlu Atık Su/Alkali Çamur Atık Su → Elektrokimyasal Yüksek Konsantrasyonlu Arıtma Ünitesi → Entegre Atık Su Sistemine/Buharlaştırma Sistemine Atık Su

Not: Alkali çamur atık suyu ve elektro tuzdan arındırma atık suyu, yüksek tuz içeriğine, yüksek COD'ye ve yüksek toksisiteye sahiptir; entegre sisteme doğrudan deşarj şoka neden olacaktır. Elektrokimyasal arıtma üniteleri, bu tür atık suları gruplar halinde arıtmak için tahsis edilebilir, KOİ ve toksisiteyi tüm tesis sistemine sorunsuz bir şekilde entegre etmeden önce önemli ölçüde azaltır, tesis dışı bertarafın yüksek maliyetlerinden kaçınır ve ekonomik faydalar önemli olmaya devam eder.