¿Tecnologías comúnmente utilizadas para el tratamiento químico de aguas residuales?
Las características básicas de las aguas residuales químicas son:
(1) La calidad del agua tiene una composición compleja y muchos subproductos. Las materias primas de reacción suelen ser disolventes o compuestos cíclicos, lo que aumenta la dificultad del tratamiento de aguas residuales.
(2) El alto contenido de contaminantes en las aguas residuales se debe a la reacción incompleta de las materias primas y a la entrada en el sistema de aguas residuales de grandes cantidades de medios solventes utilizados en las materias primas o en la producción;
(3) Hay muchas sustancias tóxicas y nocivas. Muchos contaminantes orgánicos en las aguas residuales de productos químicos finos son tóxicos y dañinos para los microorganismos, como compuestos halógenos, compuestos nitro, dispersantes o tensioactivos con efectos bactericidas.
(4) Hay muchas sustancias biodegradables, baja relación B/C y mala biodegradabilidad.
(5) Las aguas residuales tienen un color intenso;
1 Técnicas de procesamiento comunes
(1) Los métodos físicos comúnmente utilizados incluyen filtración, sedimentación en tubos inclinados (vinculada al producto) y flotación por aire (vinculada al producto). El método de filtración utiliza una capa de partículas granulares con agujeros para interceptar las impurezas del agua, principalmente para reducir los sólidos suspendidos en el agua. En el tratamiento de filtración de aguas residuales químicas se utilizan generalmente filtros de placa y marco y filtros microbianos. Los tubos microporosos están fabricados en polietileno, con tamaño de poro regulable y de fácil sustitución. El método de sedimentación en tubo inclinado es un proceso de separación sólido-líquido que utiliza la sedimentabilidad de las partículas suspendidas en el agua y el asentamiento natural bajo la acción del campo de gravedad. La flotación por aire es un método para sacar partículas suspendidas mediante la creación y adsorción de pequeñas burbujas de aire. Estos tres métodos físicos son simples en proceso y fáciles de manejar, pero no son adecuados para eliminar componentes solubles de aguas residuales y tienen grandes limitaciones. Al mismo tiempo, puede ver más documentos técnicos de la Red de ingeniería de tratamiento de aguas residuales de China.
(2) El método químico elimina las impurezas orgánicas e inorgánicas del agua mediante reacciones químicas. Existen principalmente métodos de coagulación química (conectados al tanque de reacción del producto), métodos de oxidación química, métodos de oxidación catalítica y métodos de precipitación en tubo inclinado (conectados a la tolva del producto) (conectados a la caja), etc. La coagulación química (según la dosis del producto) se dirige a pequeños sólidos suspendidos y sustancias coloidales en el agua. Mediante la coagulación y floculación provocada por la adición de productos químicos, los coloides se desestabilizan para formar precipitados y se eliminan. La coagulación no solo puede eliminar partículas finas suspendidas con un tamaño de partícula de 10-3 ~ 10-6 mm en aguas residuales, sino también eliminar color, microorganismos y materia orgánica. Este método se ve muy afectado por los cambios en la temperatura del agua, el valor del pH, la calidad del agua y el volumen del agua, y tiene una baja tasa de eliminación de algunas sustancias orgánicas e inorgánicas con buena solubilidad. La oxidación química suele ser un método que utiliza oxidantes para oxidar y eliminar contaminantes orgánicos en aguas residuales químicas. Las sustancias tóxicas orgánicas e inorgánicas contenidas en las aguas residuales se pueden convertir en sustancias no tóxicas o menos tóxicas después de la oxidación y reducción química, logrando así el propósito de purificar las aguas residuales. Los métodos comúnmente utilizados incluyen la oxidación del aire, la oxidación del cloro y la oxidación del ozono. El método de oxidación al aire se utiliza principalmente para tratar aguas residuales que contienen sustancias reductoras fuertes debido a su débil capacidad de oxidación. Cl2 es un oxidante de uso común, utilizado principalmente para tratar aguas residuales orgánicas que contienen fenol y cianuro. El ozono se utiliza para tratar aguas residuales, con una fuerte capacidad de oxidación y sin contaminación secundaria. La oxidación del ozono y la oxidación del cloro tienen buenos efectos en el tratamiento del agua, pero consumen mucha energía y costos, y no son adecuadas para el tratamiento de aguas residuales químicas con grandes cantidades de agua y concentraciones relativamente bajas. El método de oxidación electroquímica se realiza en una celda electrolítica. Los contaminantes orgánicos de las aguas residuales se eliminan mediante una reacción redox en el electrodo. Los contaminantes de las aguas residuales pierden electrones y se oxidan en el ánodo de la celda electrolítica. Además, el Cl- y el OH- del agua también pueden descargarse en el ánodo para generar Cl2 y oxígeno, oxidando y destruyendo indirectamente los contaminantes. De hecho, para mejorar la oxidación del ánodo y reducir la resistencia interna de la celda electrolítica, a menudo se agrega algo de cloruro de sodio a la celda electrolítica de aguas residuales para realizar la llamada electrocloración. Después de añadir NaCl se puede generar cloro e hipoclorito en el ánodo, lo que también tiene un fuerte efecto oxidante sobre las sustancias orgánicas e inorgánicas del agua. En los últimos años, se han descubierto algunos materiales de electrodos nuevos en electrooxidación y electroreducción, y se han logrado algunos resultados. Sin embargo, todavía existen problemas como el alto consumo de energía, el alto costo y los grandes efectos secundarios.
(3) El método biológico (enlace a bioquímica del producto) (enlace a caso) es un proceso que utiliza el metabolismo de microorganismos para degradar y transformar la materia orgánica. Con el desarrollo de la industria química, la composición de los contaminantes se ha vuelto cada vez más compleja y las aguas residuales contienen una gran cantidad de contaminantes orgánicos. Es difícil cumplir los requisitos de procesamiento únicamente mediante métodos físicos o químicos. Utilizando el metabolismo de los microorganismos, los contaminantes orgánicos de las aguas residuales se pueden transformar y estabilizar, haciéndolos inofensivos. Los métodos de tratamiento bioquímico se dividen principalmente en tratamiento aeróbico y tratamiento anaeróbico, y los métodos de tratamiento aeróbico se dividen principalmente en método de lodos activados y método de biopelícula.
El lodo activado es un método de tratamiento de aguas residuales utilizando flóculos microbianos en suspensión, que se denomina lodo activado. Está formado por microorganismos aeróbicos y las sustancias orgánicas e inorgánicas que metabolizan y adsorben, y tiene la capacidad de degradar los contaminantes orgánicos de las aguas residuales. El método de la biopelícula se realiza mediante el contacto entre las aguas residuales y la biopelícula, y la biopelícula adsorbe y oxida la materia orgánica de las aguas residuales. El tratamiento biológico anaeróbico de aguas residuales se refiere al proceso de descomposición de la materia orgánica de las aguas residuales en metano y dióxido de carbono mediante la acción de microorganismos anaeróbicos (o microorganismos facultativos) en ausencia de oxígeno molecular, por lo que también se denomina digestión anaeróbica. El tratamiento biológico anaeróbico es en realidad un proceso bioquímico complejo. Las investigaciones muestran que el proceso anaeróbico se basa principalmente en la acción conjunta de tres grupos principales de bacterias: las bacterias acidogénicas hidrolíticas, las bacterias acetogénicas productoras de hidrógeno y las bacterias metanogénicas.
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