Thiết bị xử lý nước thải điện hóa dùng để xử lý nước thải sản xuất sinh hóa.

I. Tổng quan sản phẩm

sản xuất hóa sinh nước thải được công nhận rộng rãi là một trong những loại nước thải công nghiệp khó xử lý nhất, có nguồn gốc chủ yếu từ các quy trình tổng hợp hóa học, lên men, chiết xuất, bào chế và chiết xuất y học cổ truyền. Đặc điểm điển hình của nó bao gồm: nồng độ COD cao, thành phần phức tạp (chứa một lượng lớn dung môi hữu cơ, chất trung gian, chất chưa phản ứng và sản phẩm phụ), độc tính sinh học mạnh (dư lượng kháng sinh, hợp chất nitro, hợp chất dị vòng, v.v., ức chế hoạt động của vi sinh vật), khả năng phân hủy sinh học cực kỳ kém (tỷ lệ B/C thường dưới 0,15), độ mặn cao (Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺, v.v.) và biến động lớn về chất lượng và số lượng nước (sự khác biệt đáng kể giữa nước thải từ các sản phẩm và quy trình khác nhau).

Truyền thống sản xuất hóa sinh các quy trình xử lý nước thải điển hình sử dụng quy trình dài kết hợp "tiền xử lý + xử lý sinh hóa (thủy phân axit hóa + A/O, v.v.) + xử lý nâng cao". Tuy nhiên, trong quá trình vận hành thực tế, các khó khăn sau đây đã được phát hiện từ lâu: Dư lượng kháng sinh ức chế hệ thống sinh hóa: Kháng sinh còn sót lại trong nước thải lên men và bán tổng hợp sản xuất hóa sinh ức chế đáng kể vi khuẩn nitrat hóa và vi khuẩn dị dưỡng trong bùn hoạt tính, dẫn đến hiệu quả xử lý thấp hoặc thậm chí sụp đổ hệ thống trong hệ thống sinh hóa. Chất hữu cơ khó phân hủy không thể loại bỏ bằng sinh học: Các hợp chất dị vòng, nitrobenzen và hydrocacbon clo hóa trong nước thải tổng hợp sản xuất hóa sinh rất khó phân hủy bởi vi sinh vật, và giai đoạn sinh hóa hầu như không có tác dụng loại bỏ các loại COD này. Độ mặn cao ức chế các quá trình sinh hóa và thậm chí có thể làm tê liệt hệ thống: Các hệ thống bùn hoạt tính thông thường về cơ bản không thể hoạt động với nước thải có độ mặn cao, đòi hỏi phải pha loãng hoặc khử muối bằng bay hơi, làm tăng đáng kể chi phí xử lý. Chuyển đổi loại sản phẩm dẫn đến thay đổi mạnh mẽ chất lượng nước thải. Sự biến động về chất lượng nước và thời gian thích ứng dài (2-4 tuần) cho hệ thống sinh hóa, cùng với những khó khăn trong việc đạt tiêu chuẩn nước thải trong thời gian chuyển đổi, tất cả đều góp phần vào các vấn đề sau:

Hệ thống này sử dụng công nghệ oxy hóa điện hóa, đóng vai trò quan trọng trong nhiều giai đoạn của quy trình xử lý nước thải sản xuất hóa sinh :

Đối với nước thải tổng hợp sản xuất hóa sinh nồng độ cao — cho dù là nước thô được xử lý trực tiếp hay nước thải sau tiền xử lý đơn giản — nó nhanh chóng tấn công các nhóm hoạt tính kháng sinh, phá vỡ cấu trúc dị vòng và nitro, và phân hủy các hợp chất thơm thông qua oxy hóa anot trực tiếp và các gốc hydroxyl (·OH) được tạo ra bằng điện hóa xúc tác, loại bỏ hoàn toàn độc tính sinh học trong vòng 1-2 giờ. Tỷ lệ B/C tăng từ 0,05-0,10 lên trên 0,35, tạo điều kiện đầu vào an toàn cho các hệ thống sinh hóa tiếp theo.

Đối với nước thải lên men sản xuất hóa sinh — nó loại bỏ hiệu quả hoạt tính kháng sinh còn sót lại, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống sinh hóa; nó cũng loại bỏ đồng thời COD và amoniac nitơ.

Đối với xử lý nâng cao nước thải sinh hóa — nó loại bỏ sâu COD khó phân hủy và màu còn sót lại khỏi nước thải sinh hóa, đảm bảo nước thải luôn đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt nhất hoặc yêu cầu tái sử dụng.

Hệ thống này nhắm mục tiêu nước thải mẹ/tiền xử lý bay hơi có độ mặn cao — loại bỏ COD và màu khỏi nước thải có độ mặn cao, cải thiện chất lượng muối kết tinh bay hơi và giảm lượng nước thải mẹ.

Toàn bộ quy trình chỉ tiêu thụ điện năng, không cần phụ gia hóa học, không tạo ra bùn sắt hoặc chất thải nguy hại khác, và hoạt động ở nhiệt độ và áp suất môi trường. Đây là một đơn vị công nghệ quan trọng trong toàn bộ quy trình xử lý nước thải sản xuất hóa sinh , từ "tiền xử lý → đảm bảo sinh hóa → tuân thủ sâu → sử dụng tài nguyên có độ mặn cao".

II. Khó khăn trong xử lý nước thải sản xuất hóa sinh và giải pháp của thiết bị này

Sự phá vỡ điện hóa cấu trúc liên hợp của các nhóm màu dẫn đến nước thải không màu và trong suốt với tốc độ loại bỏ màu ≥90%.

sản xuất hóa sinhsản xuất hóa sinh

 nước thải, sau khi được xử lý bằng sàng lọc, lắng hoặc lọc để loại bỏ các chất rắn lơ lửng, đi vào lò phản ứng điện hóa. Quá trình tinh chế đạt được thông qua các con đường oxy hóa sau đây, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý và đặc điểm nước thải:(1) Bất hoạt kháng sinh/

Chất hoạt tính Dư lượng kháng sinh và chất hoạt tínhsản xuất hóa sinhsản xuất hóa sinh

 là nguyên nhân gốc rễ của sự sụp đổ hệ thống sinh hóa. Trong lò phản ứng điện hóa:

Kháng sinh (penicillin, cephalosporin): Dưới tác động của oxy hóa anot, vòng bị phá vỡ, mất hoạt tính kháng khuẩn.

Macrolacton: Vòng lacton bị oxy hóa và mở ra, cấu trúc phân tử sắp xếp lại, và hoạt tính sinh học biến mất.

Tetracycline: Cấu trúc đa vòng liên hợp bị tấn công bởi các gốc hydroxyl, hệ thống vòng bị phá vỡ và khả năng kháng khuẩn bị mất.

Nitroimidazole, Quinolone: Nhóm nitro và cấu trúc dị vòng bị oxy hóa và phá hủy, loại bỏ tính gây đột biến và hoạt tính kháng khuẩn."Bất hoạt hoạt tính sinh học" khác với loại bỏ COD đơn giản — ngay cả khi phân tử kháng sinh không được khoáng hóa hoàn toàn, miễn là nhóm hoạt tính bị phá hủy, tác động ức chế của nó đối với vi sinh vật về cơ bản sẽ bị loại bỏ, và hệ thống sinh hóa có thể tiếp nhận nó một cách an toàn.

 (2) Oxy hóa điện trực tiếp (Các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải (nitrobenzen, anilin, hợp chất dị vòng, hydrocacbon clo hóa, hydrocacbon đa vòng thơm, v.v.) bị oxy hóa trực tiếp trên bề mặt anot bằng cách mất electron:

Vòng thơm bị hydroxyl hóa và sau đó mở ra → axit hữu cơ phân tử nhỏ

Vòng dị vòng (chứa N/S/O) bị oxy hóa và mở ra → loại bỏ độc tính sinh học

Nhóm nitro bị khử/oxy hóa → khử nitơ và mở vòng

Các hợp chất hữu cơ mạch cacbon dài bị phá vỡ → (2) Các phân tử nhỏ có thể phân hủy: Oxy hóa trực tiếp biến đổi các phân tử COD lớn, khó phân hủy trong nước thải thành chất hữu cơ phân tử nhỏ có thể phân hủy bằng vi sinh vật, làm tăng đáng kể tỷ lệ B/C.

(3) Oxy hóa điện gián tiếp: Điện phân nước bằng anot tạo ra các gốc hydroxyl (·OH), đồng thời sử dụng các ion clorua tự nhiên có trong nước thải để tạo ra clo hoạt tính (Cl₂, HOCl, OCl⁻). Hai tác nhân oxy hóa mạnh này khuếch tán trong dung dịch, bổ sung cho quá trình oxy hóa các chất ô nhiễm mà oxy hóa trực tiếp không thể đạt tới, đảm bảo giải độc hoàn toàn và hiệu quả loại bỏ COD.

(4) Loại bỏ đồng thời COD và Amoniac Nitơ: Đối với nước thải sản xuất hóa sinh chứa amoniac nitơ, clo hoạt tính có thể đồng thời oxy hóa amoniac nitơ thành khí nitơ, đạt được việc loại bỏ đồng thời COD và amoniac nitơ trong cùng một thiết bị.

(5) Loại bỏ màu: Các nhóm tạo màu như hợp chất nitro, chất trung gian thuốc nhuộm azo và quinon bị oxy hóa, phá vỡ cấu trúc liên hợp của chúng, dẫn đến nước thải không màu và trong suốt.

IV. Ưu điểm cốt lõi (Nhắm mục tiêu nước thải sản xuất hóa sinh )

V. Thông số kỹ thuật (Có thể tùy chỉnh)

VI.Vị trí quy trình

Tùy chọn 1: Tiền xử lý giải độc

sản xuất hóa sinh nước thải (nồng độ cao/độc tính cao) → Lưới chắn/Bể cân bằng → Lắng/Nổi (loại bỏ SS và dầu) → Thiết bị điện hóa (bất hoạt kháng sinh, mở vòng và phá vỡ liên kết, tăng tỷ lệ B/C) → Bể trung gian → Hệ thống sinh học (thủy phân axit hóa + A/O hoặc A²/O) → Xả đạt tiêu chuẩn

Giải thích: Đơn vị giải độc điện hóa được đặt trước hệ thống sinh học và đảm nhận các chức năng cốt lõi là "bất hoạt kháng sinh + loại bỏ độc tính + mở vòng các chất khó phân hủy". Đây là quy trình quan trọng nhất trong xử lý nước thải sản xuất hóa sinh — việc đưa trực tiếp nước thải sản xuất hóa sinh chưa qua xử lý vào hệ thống sinh học có nguy cơ sụp đổ hệ thống cực kỳ cao. Sau khi giải độc, tỷ lệ B/C của nước thải ≥0,35, tỷ lệ loại bỏ COD của giai đoạn sinh học được cải thiện đáng kể, và toàn bộ hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy.

Tùy chọn 2: Xử lý nâng cao để đạt tiêu chuẩn (Áp dụng khi COD/màu của nước thải sinh hóa vẫn không đạt tiêu chuẩn)

sản xuất hóa sinh Nước thải → Tiền xử lý → Hệ thống sinh hóa → Bể lắng thứ cấp → Đơn vị xử lý điện hóa (Loại bỏ COD dai dẳng còn sót lại và Màu) → Xả tiêu chuẩn/Tái sử dụng

Lưu ý: Khi nước thải sinh hóa và màu sắc vẫn không đạt tiêu chuẩn xả thải, một đơn vị xử lý nâng cao bằng điện hóa được thêm vào sau hệ thống sinh hóa để giảm COD và loại bỏ hoàn toàn màu sắc, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn xả thải trực tiếp.

Tùy chọn 3: Tuân thủ trực tiếp nước thô

sản xuất hóa sinh Nước thải → Tiền xử lý (Loại bỏ SS) → Thiết bị xử lý điện hóa → Nước thải → Xả tiêu chuẩn hoặc Đường ống công nghiệp