Thiết bị xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa để thu hồi tài nguyên từ nước thải có độ mặn cao.

I.Tổng quan về sản phẩm

Nước thải có độ mặn cao có nguồn gốc rộng rãi từ tổng hợp hóa học, sản xuất dược phẩm, sản xuất thuốc trừ sâu, ngành công nghiệp hóa chất than, in ấn và nhuộm, chế biến thực phẩm, xả chất thải bãi rác,và các dự án không thải. loại nước thải này không chỉ có hàm lượng muối cao mà còn thường có COD và màu sắc cao.bốc hơi đa hiệu ứng, v.v.) hiện là con đường phục hồi tài nguyên phổ biến nhất. phục hồi ngưng tụ bằng cách bay hơi và muối công nghiệp thông qua tinh thể hóa.

Tuy nhiên, quá trình bay hơi phải đối mặt với hai vấn đề lâu dài.Những thách thức chính:

 thách thức chính1: Sự tích lũy liên tục của nước mẹ. COD và các chất tạo màu trong nước thải không bay hơi trong quá trình bay hơi và hoàn toàn tập trung trong nước mẹ.Khi chu kỳ bay hơi tiếp tục, COD và màu sắc của nước mẹ liên tục tăng lên, cùng với độ nhớt và điểm sôi, dẫn đến giảm hiệu quả bay hơi và tăng tiêu thụ năng lượng.Để duy trì hoạt động của hệ thống, một lượng nước mẹ có nồng độ cao phải được thải theo định kỳ dưới dạng chất thải nguy hiểm, dẫn đến không chỉ mất muối mà còn có chi phí vận chuyển và xử lý cao.

 thách thức chính2: Chất lượng kém và màu trắng thấp của muối bốc hơi. Trong quá trình bốc hơi, COD và các chất nhiễm sắc thể được mang hoặc đóng gói một phần trong muối tinh thể,làm cho muối công nghiệp xuất hiện màu vàng, màu đen, hoặc màu xám, và độ tinh khiết của nó giảm, làm cho nó khó để đáp ứng các tiêu chuẩn muối công nghiệp. nó chỉ có thể được xử lý như muối thải có giá trị thấp trong bãi rác,giảm đáng kể giá trị tài nguyên của nó.

Hệ thống này đặt thiết bị oxy hóa điện hóa trước hệ thống bay hơi như một bước xử lý trước. Wastewater is first treated electrochemically—direct anodic oxidation and electrocatalytic generation of strong oxidizing species such as hydroxyl radicals (·OH) oxidize and decompose COD (including recalcitrant organic matter, chất hoạt bề mặt, chất phức tạp, nhóm nhiễm sắc thể, v.v.) thành CO2 và H2O; đồng thời nó phá hủy hoàn toàn cấu trúc liên hợp không bão hòa của các nhóm nhiễm sắc thể,giảm đáng kể màu sắc của nước thảiSau khi xử lý trước bằng điện hóa học, nước thải có hàm lượng muối cao, với COD và màu sắc giảm đáng kể, đi vào hệ thống bay hơi, đạt được các mục tiêu sau:Giảm đáng kể sản xuất nước ngưng bốc; Tăng đáng kể độ trắng và độ tinh khiết của muối tinh thể; Chu kỳ hoạt động hệ thống bay hơi kéo dài và giảm tần suất làm sạch;Phân hồi giá trị cao của nguồn tài nguyên muối thay vì xử lý như muối thảiToàn bộ quá trình chỉ tiêu thụ điện, không đưa ra các tác nhân hóa học, không làm tăng hàm lượng muối trong nước thải (COD được khoáng hóa thành CO2 và giải phóng,và các chất không màu được oxy hóa thành các phân tử nhỏ không màu), và không tạo ra chất thải rắn hoặc nước tập trung.

II. Khó khăn trong xử lý hóa học nước thải có hàm lượng muối cao và các giải pháp của thiết bị này

III. Nguyên tắc hoạt động

Sau khi chất rắn treo được loại bỏ bằng một màn hình / bộ lọc, nước thải có độ mặn cao đi vào lò phản ứng điện hóa.

(1) Điện oxy hóa trực tiếp (COD khoáng hóa và phá hủy chromophore)

Các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải (rác thải dung môi, chất hoạt tính bề mặt, chất phức tạp, thuốc nhuộm và chất trung gian, chất humic, v.v.) trực tiếp mất electron và bị oxy hóa trên bề mặt anode:

Phá vỡ chuỗi hóa học của chất hữu cơ macromolecular → axit hữu cơ / cồn / aldehydes → oxy hóa thêm thành CO2 và H2O

Sự phá hủy Chrophore → Mất màu nước thải

Mở vòng thơm → Loại bỏ màu sắc và COD

Ôxy hóa trực tiếp có tác dụng khoáng hóa các chất ô nhiễm hữu cơ trên bề mặt điện cực, với hiệu quả loại bỏ COD cao và tiêu thụ năng lượng có thể kiểm soát được.

(2) Chất điện oxy hóa gián tiếp (chất oxy hóa phổ rộng do · OH và clo hoạt động chiếm ưu thế)

Các chất điện phân anodic của nước tạo ra các gốc hydroxyl (· OH),sử dụng nồng độ cao tự nhiên của ion clorua (một trong những thành phần chính của muối) trong nước thải để tạo ra clo hoạt động (Cl2, HOCl, OCl−):

Các gốc hydroxyl oxy hóa một cách không phân biệt các hợp chất hữu cơ khác nhau, đặc biệt là các chất góp COD độc đoán aromatic và heterocyclic.

Chlor hoạt tính tiếp tục khuếch tán vào dung dịch, bổ sung cho sự oxy hóa của các chất ô nhiễm hữu cơ không tiếp xúc trực tiếp với anode.

Chất oxy hóa gián tiếp đảm bảo loại bỏ đồng đều COD và loại bỏ hoàn toàn màu sắc ở tất cả các khu vực của lò phản ứng.

Hiệu ứng phối hợp của quá trình oxy hóa trực tiếp và gián tiếp đạt được mức phủ sóng tối đa của các loại hợp chất hữu cơ khác nhau,đảm bảo rằng cả tỷ lệ loại bỏ COD và tỷ lệ làm mất màu đều đáp ứng các tiêu chuẩn.

(1)Hiệu ứng chính: "Giảm tải trọng" của hệ thống bay hơi thay vì "chuyển nó"

Các sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa COD là CO2 và H2O ≈ CO2 thoát vào pha khí dưới dạng khí, và H2O bay hơi thành ngưng tụ với hệ thống bay hơi.Không có COD hoặc màu sắc còn lại trong nước mẹ hoặc muối tinh thểCác phân tử nhỏ (thường là axit hữu cơ không màu) do sự phân hủy màu sắc được chất lỏng mẹ mang đi với số lượng tối thiểu trong quá trình bay hơi.do đó không ảnh hưởng đến màu trắng của muối.

Tóm lại: Đơn vị điện hóa đảm bảo rằng COD và màu sắc "rời" hệ thống muối ở dạng khí và vô màu trước khi bốc hơi, để lại một muối tinh khiết, trắng hơn và ít nước mẹ hơn.

IV. Ưu điểm chính (Mục tiêu sử dụng tài nguyên của nước thải có độ mặn cao)

V. Các thông số kỹ thuật (có thể tùy chỉnh)

VI. Áp dụng cho các kịch bản cụ thể về việc sử dụng tài nguyên nước thải có độ mặn cao

VII. Nơi xử lý

Tùy chọn 1: Xử lý trước trước khi bay hơi

Nước thải có độ mặn cao → bể cân bằng → loại bỏ SS (thuỷ hoặc lọc) → pH

điều chỉnh → Thiết bị xử lý trước bằng điện hóa học (COD và loại bỏ màu sắc) → Hệ thống bốc hơi (MVR / bốc hơi đa hiệu ứng) → Muối tinh thể + ngưng tụ (được tái chế sau khi đáp ứng các tiêu chuẩn)

Giải thích: Thiết bị điện hóa được đặt trước máy bay bốc hơi như một bước tinh chế.trải qua COD đáng kể và loại bỏ màu bằng cách xử lý điện hóa trước khi đi vào hệ thống bay hơiHệ thống bốc hơi xử lý "mặn sạch", kết quả là hiệu quả bốc hơi cao, rượu mẹ thấp và muối chất lượng cao.Đây hiện là cấu hình quy trình gia tăng có giá trị nhất trong các dự án sử dụng tài nguyên không thải và độ mặn cao.

Tùy chọn 2: Giảm nước mẹ (đối với các hệ thống bay hơi hiện có)

Hệ thống bốc hơi → Bốc hơi nước mẹ (COD cao, màu cao,độ nhớt cao) → Thiết bị xử lý điện hóa (loại bỏ COD và màu sắc làm giàu) → Trở lại hệ thống bay hơi để bay hơi thêm (hoặc xả một phần)

Giải thích: Đối với các hệ thống bốc hơi hiện có, việc làm giàu liên tục COD và màu sắc trong nước mẹ là thách thức hoạt động lớn nhất.Một đơn vị xử lý điện hóa học nhỏ có thể được thêm vào đường ống lưu thông nước mẹ để lưu thông liên tục hoặc gián đoạn và xử lý nước mẹ, loại bỏ và làm giàu COD và màu trực tuyến, duy trì nước mẹ ở trạng thái COD thấp và màu thấp trong một thời gian dài, và giảm đáng kể tần suất thải nước mẹ.Phương pháp này không thay đổi quá trình chính ban đầu, đòi hỏi đầu tư thấp và mang lại kết quả nhanh chóng.

Tùy chọn 3: Sử dụng tài nguyên trực tiếp của nước thô Nước thải hữu cơ có độ mặn cao → lọc → Thiết bị xử lý điện hóa (sử dụng COD ≤ 200 mg/L,hoàn toàn mất màu) → Bốc hơi và tinh thể → Muối công nghiệp tinh chế + Nước tái chế