¿Cómo tratar las aguas residuales industriales?
Con el desarrollo de la sociedad moderna, los requisitos de calidad del agua mejoran constantemente y la demanda de cantidad de agua aumenta. Debido a la excesiva contaminación de las masas de agua y al uso excesivo de los recursos hídricos, muchas regiones del mundo se enfrentan a graves crisis hídricas. El control de la calidad del agua se ha convertido en una prioridad absoluta para todas las unidades de uso de agua industrial. Las aguas residuales industriales son una fuente importante de contaminación en las aguas. Tienen las características de gran volumen, amplia gama, composición compleja, alta toxicidad y dificultad de purificación. dificultad en el tratamiento. Este artículo presenta brevemente varios métodos adecuados para tratar la contaminación del agua industrial en función de las características de la contaminación del agua industrial.
Desde el comienzo del nuevo siglo, con el rápido y sostenido desarrollo de la economía y la sociedad, las personas participan en actividades de producción más activas que nunca. El rápido desarrollo económico también ha traído muchos impactos negativos. Las cuestiones ambientales se han vuelto cada vez más prominentes. Las empresas industriales urbanas de hoy se han desarrollado bajo la regulación del mercado de la economía mercantil para adaptarse o aliviar la contradicción entre la oferta y la demanda en la sociedad mercantil. Por tanto, las empresas industriales tienen muchas categorías y productos, y la composición de las aguas residuales también es muy compleja. Según el análisis de la situación actual de la contaminación del agua industrial, se deben adoptar principalmente los siguientes métodos para controlar la contaminación del agua industrial:
1. Método de separación por membrana
Los componentes de la membrana El proceso de separación generalmente no cambia de fase, el consumo de energía es pequeño y la temperatura de funcionamiento es aproximadamente la temperatura ambiente. Es una tecnología que ahorra energía. La separación por membranas tiene una amplia gama y se puede utilizar independientemente de la materia orgánica o inorgánica, las bacterias o las partículas minerales en las aguas residuales industriales. Existen muchos sistemas adecuados para la separación por membranas y la mayoría de ellos se pueden utilizar para la separación por membranas. El dispositivo de separación de membranas es relativamente simple, fácil de controlar y puede funcionar de forma continua. Sin embargo, también existen algunos problemas: la estabilidad térmica y la estabilidad química no son altas, es necesario mejorar aún más el flujo y la selectividad de la membrana, la prevención y el control de la contaminación de la membrana y la polarización de la concentración, etc. El tratamiento industrial de aguas contaminadas es un campo de aplicación importante de la separación por membranas. Las membranas microporosas y las membranas de ultrafiltración tienen tamaños de poro más grandes y, a menudo, se utilizan como pretratamiento o postratamiento antes y después del tratamiento profundo. Dado que el proceso de separación por membrana es básicamente un proceso físico, no es necesario agregar otros productos químicos y no se producen subproductos. Cuando se utiliza para el tratamiento de agua potable, puede mejorar en gran medida la calidad del agua.
2. Método de tratamiento por campo eléctrico
El método de tratamiento por campo eléctrico aplica un campo eléctrico al agua industrial contaminada a tratar y observa cambios en las propiedades físicas y químicas del sistema de agua. . Estas propiedades incluyen cambios en la densidad, absorbancia, conductividad y el impacto en la incrustación del sistema de agua. El tratamiento del campo eléctrico se puede dividir en método de campo electrostático de alto voltaje, método de campo eléctrico de alta frecuencia y método de tratamiento electrónico según las diferentes condiciones de trabajo de contaminación del agua.
2.1 Método electrostático de alto voltaje
La intensidad del campo eléctrico del campo electrostático de alto voltaje es de 3 000-5000 V/cm. Cuando los académicos estadounidenses aplican un alto voltaje de 10.000 V al agua contaminada industrialmente, se produce un excelente efecto antical. Creen que este efecto antical se debe a la débil corriente generada por el agua que fluye bajo la acción del campo eléctrico. . La mayoría de los compuestos que forman incrustaciones son compuestos iónicos, que están compuestos de iones positivos y negativos. Cuando se aplica un campo eléctrico al agua, los iones serán atraídos por el campo eléctrico, lo que dificulta su combinación en una sustancia sólida. A finales de la década de 1970, Japón combinó descalcificadores electrostáticos con tanques de suministro de agua y dispositivos de desgasificación para el tratamiento del suministro de agua industrial. Eliminó la necesidad de dosificación química y también pudo lograr el propósito de prevenir la incrustación y la inhibición de la corrosión. A finales de la década de 1970, también se desarrollaron en China procesadores de agua electrostáticos que se aplicaron en algunas plantas de tratamiento de agua industriales. Además de inhibir y eliminar las incrustaciones, el método de campo electrostático de alto voltaje también puede inhibir la corrosión y eliminar las bacterias en las aguas residuales industriales.
2.2 Método de campo eléctrico magnético alto
La intensidad del campo eléctrico del método de campo eléctrico de alta frecuencia no es grande, generalmente por debajo de 1 000 V/cm, mientras que la frecuencia del campo eléctrico es alto, generalmente por encima de 10Mnz. Las pruebas han demostrado que cuando el caudal de agua contaminada industrial es constante, a medida que aumenta la frecuencia del campo eléctrico, la tasa de inhibición de incrustaciones aumenta; cuando la frecuencia es superior a 10 MHZ, el caudal tiene poco efecto sobre la tasa de inhibición de incrustaciones; Se puede observar que cuando la frecuencia es lo suficientemente alta, se puede prevenir la formación de incrustaciones de residuos industriales en poco tiempo. El efecto inhibidor de incrustaciones puede deberse a que bajo la acción de campos eléctricos de alta frecuencia, la superficie de granos extremadamente pequeños se carga, lo que dificulta el crecimiento normal de los granos. La diferencia en la forma sólida en el agua contaminada industrialmente se puede ver claramente en la imagen. Fotos de microscopio electrónico antes y después del tratamiento.
2.3 Método de tratamiento electrónico
La diferencia entre el método de tratamiento electrónico y los dos primeros métodos de campo eléctrico es que este método pasa directamente una pequeña corriente al agua industrial contaminada, por lo que el dispositivo Se compone de una fuente de alimentación regulada por CC y el procesador consta de dos partes. El procesador tubular tiene un electrodo positivo de metal en el centro y la carcasa del procesador es el electrodo negativo. Este tipo de procesador se desarrolló con éxito por primera vez en los Estados Unidos en la década de 1970, y también se lanzaron productos nacionales a finales de la década de 1980.
La investigación realizada por Chen Jiasen y otros ha demostrado que los campos eléctricos también pueden afectar la estructura del agua contaminada industrialmente, provocando la rotura de algunos enlaces hidrógeno-oxígeno en el agua y la aparición de un exceso de radicales libres aniónicos superóxido, peróxido de hidrógeno y protones libres en el agua. agua. La ruptura del enlace hidrógeno-oxígeno se estima mediante la energía adicional del campo eléctrico sobre las moléculas de agua: el tiempo de relajación longitudinal magnética nuclear del protón se mide con un espectrómetro de campo magnético nuclear para confirmar la existencia de un exceso de radicales aniónicos superóxido en el agua. después del tratamiento con campo eléctrico. Estos radicales libres, como las moléculas de oxígeno, son paramagnéticos; utilizando un contador de fotones a través del fenómeno de quimioluminiscencia del luminol, se puede determinar el cambio en la concentración de peróxido de hidrógeno en el sistema antes y después del tratamiento con campo eléctrico.
3. Método de tratamiento por campo magnético
El método de magnetización tiene un efecto antical evidente en las aguas residuales industriales. Además, los experimentos han demostrado que el agua magnetizada puede aumentar la capacidad de intercambio iónico de la resina y puede usarse como pretratamiento antes del intercambio iónico. El agua magnetizada se puede utilizar en el hormigón para acortar el tiempo de curado, mejorar la resistencia y aumentar la resistencia a las heladas y la estabilidad química. Beber agua magnetizada tratada también puede eliminar los cálculos biliares en el cuerpo humano. La tecnología de tratamiento de agua magnético también se puede utilizar en el tratamiento de aguas residuales industriales aceitosas. En comparación con otros métodos, la tecnología de purificación y separación magnética es más completa y está libre de contaminación secundaria. Los materiales magnéticos (como la ferrita de Ni-Cu-Zn, etc.) se convierten en polvo, se colocan en aguas residuales industriales aceitosas y se agitan, y el polvo magnético absorbe el aceite. Luego, a través del dispositivo de separación magnética, el polvo magnético adsorbido con aceite permanece en el campo magnético y se separa el agua. El método del polvo magnético modificado puede tratar la superficie del polvo magnético con materiales apropiados para hacerlo lipófilo. Si se trata con cera de parafina, ácidos grasos superiores, etc., la superficie quedará cubierta con una capa de película lipófila e hidrófoba. Cuando este polvo magnético modificado se agrega a aguas residuales aceitosas, aumenta su afinidad por el aceite, y el aceite y el polvo magnético se condensan formando lodo y se hunden. Finalmente, se utiliza un campo magnético para separar los lodos.
4. Tratamiento biológico de la contaminación de aguas industriales
4.1 Método biológico tradicional
Los métodos biológicos tradicionales para el tratamiento de aguas contaminadas industriales incluyen el método de lodos activados y el método biológico de estanques de oxidación. Filtros, tocadiscos biológicos, etc. El método de lodos activados es el método biológico tradicional más importante. El tanque de aireación se utiliza para el tratamiento de aguas residuales. Se utilizan microorganismos para purificar las aguas residuales. Las sustancias grasas activas suelen ser inoculadas, cultivadas y domesticadas y están compuestas de bacterias, protozoos y otras impurezas. Los estanques de oxidación son el método biológico de tratamiento de agua más primitivo. Puede utilizar estanques y depresiones y no requiere instalaciones adicionales. Debido a su pobre efecto de tratamiento, a finales de la década de 1960 se agregaron condiciones de fortalecimiento artificial y se desarrollaron como una nueva tecnología de zanjas de oxidación. Todos los filtros biológicos y los platos giratorios biológicos utilizan la biopelícula adherida al material filtrante. Este método es superior al método de lodos activados en algunos aspectos. El sistema de métodos biológicos tradicionales consta de agua, contaminantes, microorganismos y oxígeno. Este sistema de tratamiento natural aparece generalmente allí donde existen aguas residuales industriales. El lodo activado es a la vez un portador microbiano y un producto del metabolismo microbiano. Durante el funcionamiento del sistema, se inyecta aire continuamente desde el exterior y el oxígeno que contiene se disuelve en las aguas residuales industriales e interactúa con los contaminantes mediante la catálisis de enzimas biológicas. Los contaminantes son generalmente materia orgánica que contiene carbono. Si las condiciones son adecuadas, sufrirán una degradación gradual o una degradación completa y, finalmente, se convertirán en dióxido de carbono y agua. A menudo hay una variedad de microorganismos en el lodo activado, que pueden sobrevivir normalmente cerca de temperaturas normales. El sistema de tratamiento tiene una estructura simple, por lo que sus ventajas son que puede tratar una amplia variedad de contaminantes y tiene una alta eficiencia en el tratamiento de muchas materias orgánicas. se ve menos afectado por las condiciones climáticas y su gestión es sencilla. La aplicación de esta tecnología se inició en 1914. Durante mucho tiempo ha sido el principal método de tratamiento de aguas residuales urbanas y algunas aguas residuales industriales. Dado que la concentración de contaminantes y oxígeno en las aguas residuales industriales en general es baja, la especificidad de los microorganismos no es muy alta y la tasa de oxidación de la materia orgánica es lenta. Las principales desventajas de este sistema son el largo ciclo de tratamiento, la gran superficie de suelo y el suelo. Costos de operación simultánea. También mayores.
4.2 Método de tratamiento enzimático
Cuando los microorganismos entran en contacto con la materia orgánica de las aguas residuales industriales se producen diversas reacciones químicas, como oxidación-reducción, descarboxilación, desnitrificación, deshidratación e hidrólisis. Estos efectos no son reacciones directas entre microorganismos y materia orgánica, sino la degradación de la materia orgánica a través de una serie de etapas catalíticas a través de enzimas producidas por células microbianas. El sistema enzimático de los microorganismos tiene una gran adaptabilidad al medio ambiente debido a la variación genética y la reproducción a alta velocidad, y puede utilizarse para tratar diferentes calidades de aguas residuales industriales. Según las características de los microorganismos, se puede dividir en métodos aeróbicos y anaeróbicos. Los métodos aeróbicos se utilizan ampliamente y también se valoran los métodos anaeróbicos. La oxidación biológica de la materia orgánica suele realizarse por etapas. La biodegradación inicial sólo provoca cambios en la estructura original del compuesto, es decir, la formación de productos intermedios. En última instancia, biodegradable puede ser completamente inorgánico.
5. Resumen
En resumen, este estudio analizó el control de la contaminación del agua industrial a través de varios métodos de tratamiento de aguas industriales contaminadas que se vierten directamente o se tratan de forma inadecuada. afectan la autodepuración de la masa de agua, deteriorando así la calidad del agua. Debido a la compleja composición de las aguas residuales industriales, un sistema de tratamiento a menudo necesita estar compuesto por varios métodos para completar las funciones de tratamiento requeridas. Por lo tanto, los métodos químicos, físicos y químicos y los métodos biológicos aplicados al tratamiento de aguas residuales industriales han logrado grandes avances. Investigación El desarrollo de nuevas tecnologías eficientes y económicas para el tratamiento de aguas residuales industriales se convertirá en un nuevo foco de investigación medioambiental en los próximos años.
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