Thiết bị xử lý nước thải điện hóa học, được sử dụng để xử lý nước thải hóa học mịn.

I. Tổng quan về sản phẩm

Nước thải hóa học mịn là một trong những loại xử lý nước thải công nghiệp khó khăn nhất.Các chất trung gian thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm / sắc tố, chất hoạt tính bề mặt, nước hoa và hương vị, hóa chất điện tử, chất xử lý nước, chất kết dính và phụ gia sơn.một loạt các sản phẩm, quá trình sản xuất phức tạp và thay đổi lô thường xuyên dẫn đến các nguồn nước thải đa dạng, thành phần cực kỳ phức tạp và biến động mạnh về chất lượng và số lượng nước;nồng độ COD cực cao; sự hiện diện của một số lượng lớn các hợp chất thơm không kiên quyết, các hợp chất heterocyclic, hydrocarbon halogen, các hợp chất nitro và polyme;độc tính sinh học mạnh (nhiều chất trung gian có tác dụng ức chế đáng kể đối với vi sinh vật); hàm lượng muối cao (Cl−, SO42−, Na+, NH4+, vv); tỷ lệ BOD5/COD thường cực kỳ thấp (0,02~0,15), dẫn đến khả năng phân hủy sinh học rất kém; và sự hiện diện thường xuyên của các dung môi hữu cơ,Chất thải từ chất xúc tác, nguyên liệu chưa phản ứng và các sản phẩm phụ.

Những thách thức vàNhững khó khăn chínhcủa xử lý nước thải từ các ngành công nghiệp hóa chất mịn là cực kỳ nổi bật:

Thường xuyên bị hỏng hệ thống sinh hóa  Chất thải trong nước thải có chất độc hại cao đối với bùn hoạt.Ngay cả sau khi xử lý trước thủy phân và axit hóa, hệ thống sinh hóa thường bị ảnh hưởng, dẫn đến bùn lớn và thậm chí tử vong.

Sự biến động đáng kể về chất lượng nước do chuyển đổi sản phẩm  Các doanh nghiệp hóa chất tốt thường hoạt động gián đoạn.COD của nước thải có thể tăng đáng kể trong vài giờ, và các loại chất độc hại thay đổi đồng thời, mà các hệ thống sinh hóa truyền thống không thể thích nghi.

Khả năng phân hủy sinh học cực kỳ kém  Vòng hoa thơm, vòng hoa heterocyclic và hydrocarbon thơm đa chu kỳ có cấu trúc ổn định, với tỷ lệ B / C thường dưới 0.10, làm cho chúng gần như không thể sử dụng bởi vi sinh vật.

Độ mặn cao tiếp tục ức chế các quá trình sinh hóa. Khi độ mặn > 3%, áp suất osmotic của các hệ thống bùn hoạt hóa thông thường trở nên không cân bằng.dẫn đến cái chết của một số lượng lớn vi sinh vật.

Hệ thống này sử dụng công nghệ oxy hóa điện hóa và có thể được cấu hình linh hoạt trong nhiều giai đoạn xử lý nước thải hóa học mịn:Đối với xử lý trước và giải độc nước thô hỗn hợp nồng độ cao, nó xử lý trực tiếp nước thô có COD cao (không pha loãng)Thông qua oxy hóa anodic trực tiếp và điện xúc tác, các gốc hydroxyl (OH) và clo hoạt động, cùng với các oxit mạnh khác, nhanh chóng tấn công các cấu trúc ổn định như vòng thơm,heterocycle, nhóm nitro và nhóm halogen, phá vỡ liên kết và mở vòng trong vòng 1-2 giờ, giảm đáng kể độc tính sinh học. tỷ lệ B / C được tăng từ 0,02-0,10 lên trên 0.30, tạo ra điều kiện tác động an toàn và phân hủy sinh học cho các hệ thống sinh học tiếp theo.

Để xử lý chất thải sinh học tiên tiến, nó loại bỏ sâu COD và màu sắc từ chất thải sinh học, đáp ứng ổn định các tiêu chuẩn thải trực tiếp hoặc tái sử dụng,đạt được không hóa chất, không có chất thải rắn, và không có chất thải nguy hiểm.

Đối với nước ngọt mẹ có nhiều muối / xử lý trước bằng bay hơi, nó loại bỏ COD và màu sắc từ nước thải có nhiều muối, cải thiện màu trắng và độ tinh khiết của muối tinh thể hóa bay hơi,Giảm đáng kể sự thải ra của nước mẹ bay hơi, và đạt được việc phục hồi tài nguyên của nước thải có hàm lượng muối cao.

Giải quyết các vấn đề về lượng khí thải liên tục và nồng độ cao trong quá trình chuyển đổi sản phẩmxử lý nước thải nồng độ cao/chất độc cao khi nó được tạo ra, do đó ngăn chặn sự gián đoạn của toàn bộ hệ thống nước thải của nhà máy.

Toàn bộ quy trình chỉ tiêu thụ điện, không thêm bất kỳ tác nhân hóa học nào hoặc tạo ra các chất gây ô nhiễm thứ cấp như bùn sắt, carbon bão hòa hoặc chất lỏng tập trung.Nó hoạt động ở nhiệt độ và áp suất xung quanh, với điện áp hoạt động 3-15V DC, làm cho nó an toàn và dễ sử dụng.cung cấp một giải pháp công nghệ quan trọng để giải quyết ba thách thức cốt lõi của "chất lượng nước phức tạp", biến động mạnh mẽ và độc tính cao" trong các hệ thống xử lý nước thải hóa học tinh vi.

II. Khó khăn trong xử lý nước thải hóa học tinh vi và các giải pháp với thiết bị này

III. Nguyên tắc hoạt động

Nước thải hóa học tinh khiết đi vào lò phản ứng điện hóa sau khi được sàng lọc, lắng đọng hoặc lọc để loại bỏ chất rắn lơ lửng.Dựa trên đặc điểm của nước thải và mục tiêu xử lý, thanh lọc hiệu quả đạt được thông qua các tuyến oxy hóa sau:

(1) Điện oxy hóa trực tiếp (con đường cốt lõi của vòng hoa thơm / vòng heterocyclic mở và phá vỡ liên kết)

Một số lượng lớn các hợp chất thơm và heterocyclic trong nước thải hóa học mịn được oxy hóa trực tiếp bằng cách mất electron trên bề mặt anode:

Các hợp chất thơm (số benzen, loạt naphthalene, biphenyls, vv): Vòng benzen được hydroxylated bởi các loài oxy hoạt động trên bề mặt anode, và sau đó bị oxy hóa để mở vòng,tạo ra các axit hữu cơ phân tử nhỏ (axit maleic), axit oxalic, axit acetic, vv), giúp cải thiện đáng kể khả năng sinh học của vi sinh vật

Các hợp chất heterocyclic (pyridine, quinoline, thiazole, furan, imidazole, vv): Các vòng heterocyclic có chứa N/S/O được oxy hóa để mở vòng trên bề mặt anode,và N được giải phóng dưới dạng NH3 hoặc N2, loại bỏ độc tính sinh học chu kỳ

Các hợp chất nitro (nitrobenzene, nitrobenzene, v.v.): Nhóm nitro được giảm ở cathode hoặc oxy hóa ở bề mặt anodic, vòng benzen được mở ra và tính đột biến được loại bỏ

Các hợp chất halogen (chlorobenzene, hợp chất brom, v.v.): Liên kết carbon-halogen bị phá vỡ trên bề mặt anode, halogen được loại bỏ dưới dạng ion,và khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ được cải thiện đáng kể sau khi dehalogenationCác chất hữu cơ có liên kết không bão hòa (olefin, alkyn, vv): Các liên kết không bão hòa được oxy hóa và phá vỡ, và chuyển đổi thành axit, cồn, vv.

(2) Tăng điện oxy hóa gián tiếp

Điện phân cực nước tạo ra các gốc hydroxyl (· OH), và đồng thời,các ion clorua có mặt tự nhiên trong nước thải (nước thải hóa học tốt thường chứa Cl−) được điện phân để tạo ra clo hoạt động (Cl2, HOCl, OCl−):

Các gốc hydroxyl thực hiện các cuộc tấn công oxy hóa không chọn lọc đối với các chất hữu cơ khác nhau, đặc biệt hiệu quả trong việc mở các vòng thơm và phá vỡ các vòng heterocyclic.

Chlor hoạt tính khuếch tán vào dung dịch để bổ sung cho quá trình oxy hóa các chất gây ô nhiễm không tiếp xúc trực tiếp với anode và loại bỏ nitơ amoniac hiệu quả.

Các ion clorua được tái chế trong phản ứng và liên tục tham gia vào quá trình oxy hóa.

(3) Cải thiện đồng thời giảm COD và khả năng phân hủy sinh học

Hiệu ứng phối hợp của oxy hóa trực tiếp và oxy hóa gián tiếp: Vật chất hữu cơ phản kháng phân tử lớn → Mở vòng / phá vỡ liên kết → Các axit hữu cơ phân tử nhỏ, rượu, aldehyd

Một số chất hữu cơ tiếp tục oxy hóa → CO2 + H2O (COD khoáng hóa)

BOD5 của nước thải được xử lý tăng đáng kể (các phân tử lớn được chuyển đổi thành các chất phân tử nhỏ có thể phân hủy), COD giảm và tỷ lệ B / C tăng từ 0,02 ~ 0,10 lên trên 0.30, cung cấp một nguồn carbon có thể phân hủy chất lượng cao cho các hệ thống sinh hóa tiếp theo.

(4) Hiệu ứng khử hoạt động của các nhóm chức năng độc hại

Một trong những mục tiêu cốt lõi của quá trình oxy hóa điện hóa là tấn công chính xác các nhóm chức năng độc hại để "thiết lập" chúng. Nhóm nitro của nitrobenzene được loại bỏ,liên kết C-X của các sản phẩm halogen bị phá vỡ, và heterocycle mở ra để giải phóng N. Sau khi các nhóm độc hại bị phá hủy, ngay cả khi bộ xương phân tử không được khoáng hóa hoàn toàn,tác dụng ức chế của nó đối với vi sinh vật về cơ bản được loại bỏ, và các hệ thống sinh hóa tiếp theo có thể tiếp tục phân hủy các phân tử nhỏ còn lại một cách an toàn và hiệu quả.

(5) Loại bỏ màu sắc

Các sắc tố bị oxy hóa và bị phá vỡ, và nước thải thay đổi từ tối đến không màu hoặc sáng trong suốt.

IV. Ưu điểm chính (Mục tiêu nước thải hóa học tốt)

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

VI. Địa điểm quá trình

Tùy chọn 1: Khử độc trước khi điều trị

Nước thải hóa học mịn (nước thô / nước hỗn hợp) → Màn hình thanh / bể cân bằng → Sedimentation / floatation (SS và loại bỏ dầu nổi) → Thiết bị xử lý điện hóa học (mở vòng,loại bỏ độc tính nitro/halogen/heterocyclic, Tăng tỷ lệ B / C) → Thùng trung gian / thùng đệm → Hệ thống sinh học (sự axit hóa thủy phân + A / O hoặc A / O) → Tiêu chuẩn thải đáp ứng

Giải thích: Đơn vị giải độc điện hóa học nằm trước hệ thống sinh học, thực hiện các chức năng cốt lõi là "loại bỏ độc tính + mở vòng + tăng tỷ lệ B / C." Đây là quá trình quan trọng nhất và không thể thiếu trong xử lý nước thải hóa học tinh khiết nếu nước thải hóa học tinh khiết mà không cần giải độc điện hóa trực tiếp vào hệ sinh học, nguy cơ hoạt động của hệ thống là cực kỳ cao, với ngộ độc và sụp đổ thường xuyên.30, tỷ lệ loại bỏ COD của giai đoạn sinh học được cải thiện đáng kể và hoạt động tổng thể của hệ thống ổn định và đáng tin cậy.Cấu hình này đặc biệt phù hợp với các doanh nghiệp hóa chất tinh tế với thành phần nước thải phức tạp và thường xuyên chuyển đổi sản phẩm.

Tùy chọn 2: Xử lý nâng cao để đáp ứng các tiêu chuẩn (Đối với trường hợp COD trong nước thải từ xử lý sinh học vẫn không đáp ứng các tiêu chuẩn)

Fine Chemical Wastewater → Pretreatment → Biological System → Secondary Sedimentation Tank → Electrochemical Advanced Treatment Unit (Removal of Residual Stubborn COD and Color) → Compliant Discharge/Reuse

Giải thích: Khi COD và màu sắc của nước thải từ xử lý sinh học vẫn không thể đáp ứng các tiêu chuẩn xả,một đơn vị xử lý điện hóa học tiên tiến được thêm sau hệ thống sinh học. Đơn vị này loại bỏ sâu các polymer thơm còn lại, các chất humic và các COD cứng đầu khác, giảm COD xuống tiêu chuẩn xả / tái sử dụng.

Tùy chọn 3: Phân giải độc trước khi điều trị + Điều trị nâng cao

Fine Chemical Wastewater → Electrochemical Detoxification Unit (Before Biological Treatment) → Biological System → Electrochemical Advanced Treatment Unit (After Biological Treatment) → Compliant Discharge/High-Quality Reuse

Giải thích: Đối với các nhà máy xử lý nước thải hóa học mịn mới được xây dựng hoặc các dự án có tiêu chuẩn thải cực kỳ nghiêm ngặt,một đơn vị điện hóa được lắp đặt cả trước và sau khi xử lý sinh học. Phần trước đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống sinh học, trong khi phần sau đảm bảo rằng nước thải luôn đáp ứng các tiêu chuẩn thải nghiêm ngặt nhất.Với hai hệ thống làm việc cùng nhau, hệ thống có sức đề kháng mạnh nhất đối với các cú sốc và sự chắc chắn cao nhất trong lượng nước.