Rollen for avancerede oxidationprocesser i spildevandrensning

Mange industrielle affaldsvand indeholder forbindelser, der omfatter komplekse organiske molekyler, som ikke kan behandles med almindelige bioteknologiske og fysisk-kemiske teknikker. Disse såkaldte «resistente» forurenende stoffer udgør en ekstraordinær trussel mod miljøet og menneskers sundhed og kræver mere kraftfulde løsninger til deres behandling. Avancerede oxidationsteknikker (AOP) kan vise sig at være en nøgleteknologi til at løse ovenstående problemer, da de har evnen til at mineralisere så mange forurenende stoffer som muligt, så de bliver uskadelige biprodukter. Qingdao Yimei Environment Project Co., Ltd., som har mere end 30 års erfaring med design og fremstilling af udstyr til miljøbeskyttelse, forstår fuldt ud, at AOP-teknologier vil blive øget integreret i omfattende spildevandsbehandlingsløsninger.

Forståelse af avancerede oxidationsteknikker

Avancerede oxidationprocesser henviser til kemiske teknologier, der er udviklet til at fjerne organiske og uorganiske stoffer fra vand og kloakvand ved oxidation. Produkterne af disse processer er især reaktive, og deres oxidationsevne er kun overgået af fluor –10; det primære produkt er hydroxylradikaler.

I modsætning til traditionelle behandlingsteknikker, der flytter forureninger inden for samme fase, kan AOP’er opnå fuldstændig mineralisering, hvor komplekse organiske molekyler mineraliseres til kuldioxid, vand og uorganiske salte. Dette gør dem særligt nyttige til spildevandbehandling med giftige og biologisk resistente forureninger, som ikke let kan håndteres i miljøet.

Det brede anvendelsesområde og de mange muligheder med AOP gør det muligt at bruge dem i forskellige industrielle processer, såsom kemisk fremstilling, farmaceutisk produktion, fødevare- og drikkevarebehandling samt behandling af farligt affald osv. Det faktum, at de er kraftfulde ved desinficering, afblegning og afodorering, udvider også betydeligt deres anvendelsesmuligheder.

Nøgle-AOP-teknologier og deres virkningsmekanismer

En række AOP-teknologier anvendes bredt i spildevandrensningssystemer (WWTF), og de har forskellige virkningsmekanismer og anvendelsesområder.

Ozonbaserede processer omfatter en oxidationproces med ozongas, der danner hydroxylradikaler; processen kan kombineres med UV-stråling eller hydrogenperoxid. Disse systemer producerer store mængder reaktive arter og fungerer inden for et bredt pH-interval.

Brintoveroxid reagerer med jernsalte og danner hydroxylradikaler, som er kendt som Fenton-processen og Fenton-lignende processer. Disse systemer har en god nedbrydningseffektivitet og er ret nemme at implementere. Udfordringerne omfatter: pH-følsomhed samt produktionen af jernslam, som skal behandles efter fremstillingen.

Fotokatalytiske processer bygger på halvlederkatalysatorer såsom titandioxid eller zinkoxid samt UV- eller synlig energi til dannelse af aktive arter. Processerne kræver ingen ekstra kemikalier ud over katalysatoren og lyskilden, hvilket gør dem miljømæssigt attraktive. Dog kan genindvindingen af katalysatorer samt begrænsningerne i masseoverførsel forbedres.

Elektrokemiske AOP’er omfatter direkte elektrokemisk oxidation/elektro-Fenton-reaktioner, der danner hydroxylradikaler på overfladen af elektroder. Bor-dopede diamant (BDD)-elektroder er meget effektive (op til 93 % fjernelse af kemisk iltoptag) ved behandling af rigtigt spildevand.

Integration med konventionelle behandlingssystemer

Det ville være svært at anvende AOP’er som en enkelt behandlingsmetode. De har den største værdi, når de kombineres med traditionelle biologiske/fysiske behandlingssystemer.

Ved forbehandling anvendes de dyre AOP’er til at nedbryde modstandsdygtige forbindelser til mere biologisk nedbrydelige forbindelser før den biologiske behandling. Dette gør det nemmere for dem at fungere i efterfølgende processer og reducerer de samlede behandlingsomkostninger.

Efterbehandlingsanvendelsen polerer yderligere afløbsvandet fra biologiske behandlingssystemer og fjerner reststoffer, der forbliver længere og ikke kan fjernes fra det behandlede vand ved hjælp af biologiske behandlingssystemer, således at de strenge udledningskrav overholdes. Dette gælder især i systemer til genbrug og genanvendelse af vand.

Integration af hybride teknologier, såsom AOP sammen med MF og/eller biologisk behandling, kan kombinere fordelagtige egenskaber for at yderligere forbedre spildevandsbehandlingens effektivitet samt mindske forbruget af kemikalier og energi. Yimeis spildevandsbehandlingsudstyr, såsom Lamella-klareringsbassiner og skrueafvandere, kan kombineres meget effektivt med AOP-teknologier, således at der opbygges en komplet behandlingskæde, der både sikrer faststofadskillelse og slamhåndtering.

Udfordringer og fremtidsorienteringer

Selvom AOP'er er effektive og ønskelige, findes der adskillige udfordringer, der påvirker deres anvendelse. Et andet kritisk spørgsmål er energiforbruget: for fotoozoneringssystemer 7–161,8 kWh/m³/ord og for fotoelektrokemiske oxidationssystemer 39,3–331,8 kWh/m³/ord. De høje driftsomkostninger, især for Fenton-baserede systemer, kan hindre større skala-ansøgninger.

Andre faktorer såsom katalysatornedbrydning, genopretning, masseoverførsel og mulig dannelse af sekundære produkter skal omhyggeligt kontrolleres. Trods disse mangler fortsætter aktive materialerforskning og procesoptimeringsfremskridt, og nye teknologier såsom UV-LED-reaktorer, plasmaoxidation og AI-drevne hybride reaktorer debuterer også.

Konklusion

AOP’er repræsenterer en vigtig teknologi, der i dag anvendes til spildevandrensning for nedbrydning af modstandsdygtige organiske forbindelser, som ikke kan nedbrydes ved hjælp af andre metoder. De kan kombineres med biologiske og fysiske rensningssystemer for at danne en komplet renseanlægsanlæg, der overholder endnu strengere regler, og som kan anvendes i vandgenbrugsprogrammer. Qingdao Yimei Environment Project Co., Ltd. leverer udstyr og faglig ekspertise, der kan integreres i spildevandsrensningssystemer, der anvender AOP-teknologier – bekræftet af virksomhedens dygtighed inden for pålidelig adskillelse og håndtering af faste stoffer samt integration i industrielle proceslinjer. Kontakt os i dag for at få mere at vide om, hvordan vores løsninger kan fungere sammen med dine avancerede rensningsplaner.