Por tratamiento de aguas residuales se entiende el proceso de depuración de aguas residuales domésticas, aguas residuales industriales y otras aguas que contienen sustancias nocivas para eliminar o reducir los contaminantes de modo que cumplan las normas de emisión al medio ambiente o los requisitos de calidad del agua reutilizable.
El tratamiento de las aguas residuales suele constar de cuatro etapas: pretratamiento, tratamiento primario, tratamiento intermedio y tratamiento avanzado. El pretratamiento elimina principalmente las partículas grandes y los sedimentos; el tratamiento primario elimina la materia flotante, la materia orgánica y parte de la materia inorgánica mediante métodos físicos y químicos; el tratamiento intermedio utiliza principalmente tecnología de tratamiento biológico para utilizar microorganismos para degradar los contaminantes orgánicos; el tratamiento avanzado elimina la materia orgánica difícil de degradar y las trazas de contaminantes mediante otros métodos físicos, químicos y biológicos.
Los métodos habituales de tratamiento de aguas residuales son el tratamiento físico, el tratamiento químico y el tratamiento biológico. El tratamiento físico incluye el desarenador y el tanque de sedimentación, etc. El tratamiento químico utiliza principalmente la coagulación, la floculación y la oxidación, etc. El tratamiento biológico utiliza microorganismos para degradar la materia orgánica.
Entre los equipos de tratamiento de aguas residuales más comunes se encuentran las cribas, los desarenadores, las cámaras de gas, los tanques de lodos activados, los tanques de coagulación y sedimentación, los tanques de filtrado, los desinfectadores ultravioleta, etc. Estos equipos se utilizan para eliminar los distintos contaminantes de las aguas residuales según las distintas etapas y métodos de tratamiento.
Tras el tratamiento de las aguas residuales, el agua puede cumplir las normas medioambientales de vertido y utilizarse también para el riego agrícola, el agua de refrigeración industrial circulante, el reverdecimiento urbano, etc. Algunas zonas también utilizan el agua tratada para la reposición de agua potable, y mediante un tratamiento avanzado posterior, su calidad cumple las normas de agua potable.
El tratamiento de las aguas residuales tiene muchos efectos positivos para el medio ambiente. En primer lugar, puede eliminar eficazmente las sustancias nocivas de las aguas residuales, reducir la contaminación del agua y proteger los recursos hídricos. En segundo lugar, el agua tratada puede cumplir las normas de emisión ambiental y reducir la carga sobre el medio acuático natural. Además, el tratamiento de las aguas residuales también puede reducir la eutrofización de las masas de agua y la muerte de organismos acuáticos, manteniendo el equilibrio ecológico.
Los retos a los que se enfrenta el tratamiento de aguas residuales son principalmente la escala de tratamiento, el proceso de tratamiento y la gestión de las operaciones. Con el aumento de la población urbana y el desarrollo industrial, es necesario ampliar continuamente la escala de tratamiento de las aguas residuales. Al mismo tiempo, los distintos tipos de contaminantes de las aguas residuales son complejos y diversos, por lo que es necesario seleccionar los procesos de tratamiento adecuados. En cuanto a la gestión de la explotación, es necesario garantizar el funcionamiento normal de los equipos y el mantenimiento y reparación oportunos.
La tendencia de desarrollo futuro del tratamiento de aguas residuales se refleja principalmente en la innovación tecnológica y la utilización de recursos. Con el avance de la ciencia y la tecnología, se generalizará el uso de nuevas tecnologías de tratamiento como la separación por membranas y los reactores de biopelícula. Al mismo tiempo, la materia orgánica y los recursos energéticos de las aguas residuales se reciclarán y utilizarán con mayor eficacia para lograr el aprovechamiento de los recursos.
Sí, el tratamiento de las aguas residuales necesita el apoyo del gobierno. Al tiempo que formula las leyes, reglamentos y normas pertinentes, el gobierno debe reforzar la supervisión de la construcción y el funcionamiento de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales para garantizar su normal funcionamiento. El gobierno también puede proporcionar apoyo financiero y orientación técnica para promover la innovación y la promoción de la tecnología de tratamiento de aguas residuales.
La importancia del tratamiento de las aguas residuales es proteger los recursos hídricos, mejorar la calidad del medio acuático, reducir el impacto de la contaminación del agua en el ecosistema y mejorar la calidad de vida de las personas. Mediante un tratamiento eficaz de las aguas residuales, se puede lograr un desarrollo sostenible y proteger el hogar de la Tierra.
(1) Garantizar la calidad del agua entrante;
(2) Garantizar la calidad de la regeneración y ampliar el ciclo de producción de agua.
(3) Garantizar la calidad y pureza del fluido de regeneración y controlar estrictamente los procedimientos operativos de regeneración.
(4) Garantizar que el equipo funcione de forma segura, fiable y normal.
(1) La superficie del coloide está cargada;
(2) Hay una capa de agua en la superficie del coloide
(3) La superficie del coloide adsorbe determinadas sustancias que lo estabilizan.
1) Mejorar la estructura del flóculo, hacer las partículas más grandes, más fuertes y más pesadas.
2) Ajustar el valor del pH y la alcalinidad del agua tratada para conseguir las mejores condiciones de coagulación y mejorar el efecto coagulante; el coagulante en sí no tiene efecto coagulante, pero puede favorecer el proceso de coagulación de las impurezas del agua.
Como las partículas coloidales del agua están cargadas negativamente, se repelen entre sí y, al mismo tiempo, realizan constantemente un "movimiento browniano" en el agua, lo que las hace extremadamente estables y no fáciles de hundir. Cuando se añade una cantidad adecuada de coagulante, las diminutas partículas coloidales del agua pueden desestabilizarse, produciendo un efecto de adsorción y de puente, floculando en flóculos y hundiéndose rápidamente. Este proceso se denomina coagulación.
1) pH del agua: Si se añade PAC y se hidroliza para producir coloide AI(OH)3, la disolución es mínima cuando el pH está entre 6,5 y 7,5, y el efecto de coagulación también es bueno:
2) Alcalinidad del agua: Cuando la alcalinidad es insuficiente, el coagulante producirá continuamente H+ durante el proceso de hidrólisis, haciendo que el valor del pH baje y el efecto de coagulación disminuya;
3) Temperatura del agua: Cuando la temperatura es baja, la viscosidad del agua es alta, la velocidad de hidrólisis es lenta, los flóculos se forman lentamente y la estructura es suelta, las partículas son pequeñas y no es fácil que precipiten.
4) Composición de las impurezas en el agua: las propiedades y la concentración tienen una gran influencia en el efecto de coagulación.
1) Cuando el valor del pH es <4,3, sólo hay C02 (libre) en el agua.
2) Cuando el valor del pH es 8,3-3,4, más de 98% es HCO3-.
3) Cuando el pH es >8,4, no hay C02 en el agua.
17.¿Para qué sirve el tratamiento del agua en la caldera?
1) Evitar que el agua y el vapor del cuerpo de la caldera y sus sistemas auxiliares acumulen sedimentos y corrosión durante el funcionamiento. Mejorar la eficiencia de transferencia de calor de la caldera.
2) Garantizar la calidad del vapor, evitar la formación de incrustaciones y la corrosión de los componentes de la turbina, reducir las pérdidas por purga de la caldera y mejorar los beneficios económicos al tiempo que se garantiza la calidad del agua.
La bomba centrífuga funciona utilizando la rotación del impulsor para generar fuerza centrífuga en el agua. Antes de poner en marcha la bomba, la carcasa de la bomba y el tubo de aspiración deben llenarse de agua, y a continuación se pone en marcha el motor para que el eje de la bomba impulse el impulsor y el agua giren a gran velocidad. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, el agua es lanzada hacia el borde exterior del impulsor y recogida en la carcasa de la bomba, y fluye hacia la tubería de presión de agua de la bomba de agua a través del canal de flujo de la carcasa de la bomba de vórtice. Al mismo tiempo, se forma un vacío en el centro del impulsor de la bomba de agua debido al agua expulsada, y el agua de la piscina de succión es aspirada hacia el impulsor a través del tubo de succión bajo la acción de la presión atmosférica. El impulsor sigue girando, y el agua se expulsa y se repone constantemente. Esto constituye el suministro continuo de agua de la bomba centrífuga.
Tras un periodo de ablandamiento o desalinización, la resina pierde su capacidad de intercambiar iones. En ese momento, puede reducirse y regenerarse con ácido, álcali o sal para restaurar su capacidad de intercambio. Este proceso de restauración de la capacidad de la resina se denomina regeneración de la resina.
(1) La calidad del agua afluente;
(2) Indicadores de control para el punto final de intercambio;
(3) Altura de la capa de resina;
(4) Temperatura del agua y caudal de agua;
(5) El efecto de la regeneración del agente de intercambio y el rendimiento de la propia resina
1) Reversibilidad de las reacciones de intercambio iónico, como: RH + Na+ RNa + H+
2) Acidez y alcalinidad: ROH R+O H-; RH R +H+
3) Selectividad: Las resinas de intercambio iónico adsorben iones diferentes de forma distinta.
4) Capacidad de intercambio de resina
Resina catiónica:Fe 3+ >Al3+ >Ca 2+ >Mg 2+ >K + NH 4+ >Na+
Resina aniónica: S042->N03->CI->HC03->HSi
1) Contaminación en suspensión: principalmente en forma de resina catiónica. Reforzar el pretratamiento del agua bruta.
2) Contaminación orgánica: se produce principalmente en la resina catiónica alcalina fuerte. Principal método de recuperación: Sumergir la resina en una solución mixta de NaOH (1-4%) y NaCl (5-12%) durante 24 horas.
3) Contaminación por hierro iónico de metales pesados: se forma principalmente en la resina aniónica, lo que aumenta la corrosión de tuberías y equipos, reduce el contenido de Fe del agua entrante y aumenta las medidas de eliminación del hierro.
24. ¿Cómo evitar la formación de incrustaciones en la membrana de ósmosis inversa?
1) Realizar un buen trabajo de pretratamiento del agua bruta para garantizar un SOI < 4, y añadir bactericida para evitar el crecimiento de microorganismos;
2) Durante el funcionamiento de la ósmosis inversa, debe mantenerse una presión de trabajo adecuada. Generalmente, a medida que aumenta la presión de trabajo, aumenta también la producción de agua, pero una presión demasiado alta compactará la membrana.
3) Durante el funcionamiento de la ósmosis inversa, el agua concentrada debe mantenerse en estado de floculación para reducir la polarización de la concentración de la solución en la superficie de la membrana y evitar la precipitación de sales insolubles en la superficie de la membrana;
4) Cuando se apague la ósmosis inversa, deberá lavarse con productos químicos a corto plazo y protegerse con una solución protectora CH20 a largo plazo.
5) Cuando la producción de agua de ósmosis inversa se reduce significativamente o aumenta el contenido de sal, la superficie está incrustada o contaminada y debe realizarse una limpieza química.
Eliminar o reducir el contenido de cloro residual en el agua para garantizar la estabilidad de los elementos de ósmosis inversa. El residual de nuestra empresa es inferior a 0,1 mg/L.
Evite que la bomba de alta presión se ponga en marcha y se detenga repentinamente durante la operación de ósmosis inversa para aumentar la presión, lo que causará un impacto de alta presión en el elemento de membrana de ósmosis inversa y formará un golpe de ariete que dañará la membrana de ósmosis inversa.
El contralavado sirve para eliminar la suciedad acumulada durante el proceso de filtración y restablecer la capacidad del medio filtrante para interceptar la suciedad.
El lavado positivo es un paso necesario para garantizar la operación de filtrado y que el agua esté cualificada. Sólo después de que el lavado positivo se califica la producción de agua puede entrar en la operación del ciclo.
El carbón activado no elimina el cloro residual por adsorción física, sino por reacción química. Cuando el cloro residual libre atraviesa el carbón activado, se produce un efecto catalítico en su superficie. El cloro residual libre se hidroliza rápidamente para producir átomos de oxígeno [0] y reacciona químicamente con átomos de carbono para producir dióxido de carbono. Al mismo tiempo, el HCLO del agua bruta también se convierte rápidamente en gas C02.
Reacción global: C+2C12+2H20→4HcI+C021
De acuerdo con lo anterior, el carbón activado en el recipiente de reacción disminuirá gradualmente en función del contenido residual en el agua bruta y deberá suplementarse adecuadamente cada año.
La ósmosis inversa utiliza la propiedad de la membrana semipermeable que es permeable al agua pero no a la sal para eliminar la mayor parte de la sal del agua. Presurizar el lado del agua bruta de R0 para que parte del agua pura del agua bruta pase a través de la membrana en dirección perpendicular a la membrana. Las sales y coloides del agua se concentran en la superficie de la membrana, y el agua bruta restante se lleva las sustancias concentradas en dirección paralela a la membrana. Sólo hay una pequeña cantidad de sal en el agua permeada, y el agua permeada se recoge para lograr el propósito de la desalinización.
Por aguas residuales industriales se entienden las aguas residuales, las aguas negras y los residuos líquidos generados en el proceso de producción industrial, que contienen materiales de producción industrial, productos intermedios y productos que se pierden con el agua, así como contaminantes generados en el proceso de producción.
Las aguas residuales domésticas se refieren principalmente a las aguas de vertido generadas por diversas aguas de cocina, de lavado y de inodoros utilizadas en la vida humana. Por lo general, se trata de sales inorgánicas no tóxicas. Las aguas residuales contienen mucho nitrógeno, fósforo, azufre y bacterias patógenas.
Las aguas residuales municipales incluyen principalmente las domésticas y las industriales, que son recogidas por la red de alcantarillado urbano y transportadas a la depuradora para su tratamiento.
Los tamices en el tratamiento de aguas residuales se utilizan principalmente para eliminar objetos flotantes en el agua.
La función de la trampa de grasa es separar la materia en suspensión y el agua de las aguas residuales utilizando los diferentes pesos específicos.
El tanque de sedimentación primaria también se denomina primer tanque de sedimentación. Se utiliza principalmente para eliminar la materia sedimentable y la materia flotante en el tratamiento de aguas residuales.
La flotación puede lograr la separación sólido-líquido produciendo un gran número de burbujas diminutas en el agua, lo que permite que el aire se adhiera a las partículas en suspensión en forma de burbujas diminutas muy dispersas, dando lugar a un estado con una densidad inferior a la del agua. El principio de flotabilidad se utiliza para hacer que las partículas floten en la superficie del agua.
El tanque de regulación regula principalmente la cantidad y la calidad del agua, así como el valor del pH y la temperatura del agua de las aguas residuales, y tiene una función de regulación de la preaireación.
Cuando se trata de aguas residuales de alta concentración vertidas por plantas químicas y petroquímicas, suelen crearse piscinas de accidentes para almacenar el agua de los accidentes. La razón es que cuando estas plantas tienen accidentes de producción, vierten una gran cantidad de aguas residuales orgánicas de alta concentración con grandes fluctuaciones de pH en un corto periodo de tiempo. Si entra directamente en el sistema de tratamiento de aguas residuales, supondrá una gran carga de impacto para el sistema de tratamiento biológico en funcionamiento.
La piscina bioquímica es una tecnología que utiliza el metabolismo de los microorganismos para tratar las aguas residuales. Su principio es utilizar el metabolismo de los microorganismos para descomponer la materia orgánica en materia inorgánica, consiguiendo así el efecto de depurar las aguas residuales.
El tanque de sedimentación secundario es un componente importante del sistema de lodos activados. Su función principal es separar los lodos, clarificar, concentrar el licor mezclado y devolver los lodos activados.
Además de nutrientes, los microorganismos también necesitan factores ambientales adecuados como temperatura, pH, oxígeno disuelto, presión osmótica, etc. para sobrevivir.
Al igual que las plantas y los animales, los microorganismos también necesitan los nutrientes necesarios para crecer y reproducirse. Los nutrientes que necesitan los microorganismos se refieren principalmente al carbono, el nitrógeno y el fósforo. Existen ciertos requisitos para la relación de composición de los principales nutrientes en las aguas residuales. Para la bioquímica aeróbica, suele ser C:N:P=100:5:1 (relación en peso).
La demanda química de oxígeno (DQO) se refiere a la cantidad de oxígeno que necesitan las sustancias oxidables de las aguas residuales cuando son oxidadas por oxidantes químicos, y se mide en miligramos de oxígeno por litro. Actualmente es el método más utilizado para determinar el contenido de materia orgánica en las aguas residuales.
La demanda bioquímica de oxígeno también puede caracterizar el grado de contaminación orgánica de las aguas residuales. La más utilizada es la demanda bioquímica de oxígeno a 5 días, expresada como DBO5, que indica la cantidad de oxígeno necesaria para que las aguas residuales sufran una degradación bioquímica en presencia de microorganismos en un plazo de 5 días. En el futuro, utilizaremos a menudo la demanda bioquímica de oxígeno a 5 días.
El nitrógeno amoniacal se refiere al nitrógeno combinado en forma de amoníaco o iones de amonio, es decir, nitrógeno en forma de amoníaco libre (NH3) e iones de amonio (NH4+) en el agua. El nitrógeno combinado en forma de amoníaco libre (NH3) e iones de amonio (NH4+) se denomina nitrógeno amoniacal. El nitrógeno amoniacal es un nutriente de las masas de agua, que puede causar la eutrofización del agua. Es el principal contaminante que consume oxígeno en las masas de agua y es tóxico para los peces y algunos organismos acuáticos.
El fósforo total se denomina TP. Es el resultado de la determinación de diversas formas de fósforo en muestras de agua tras la digestión, y se mide en miligramos de fósforo por litro de muestra de agua. El fósforo en el agua puede existir en forma de fósforo elemental, ortofosfato, fosfato condensado, pirofosfato, metafosfato y fosfato combinado con grupos orgánicos.
Por aguas residuales con metales pesados se entienden las aguas residuales que contienen metales pesados vertidos por procesos de producción industrial como la minería, la fabricación de maquinaria, la industria química, la electrónica y la instrumentación. Las aguas residuales de metales pesados (como cadmio, níquel, mercurio, zinc, etc.) son una de las aguas residuales industriales más graves que contaminan el medio ambiente y causan mayores daños a los seres humanos.
Los agentes de tratamiento de aguas residuales más comunes son: cloruro de polialuminio PAC, poliacrilamida PAM, eliminador de fósforo, eliminador de nitrógeno amoniacal, agente de captura de metales pesados...
El cloruro de polialuminio es un coagulante polimérico inorgánico, abreviado como PAC. Es un compuesto polimérico inorgánico y un producto de hidrólisis entre el cloruro de aluminio y el hidróxido de aluminio. Debido al efecto puente de los iones hidróxido y a la polimerización de los aniones multivalentes, genera un agente de tratamiento del agua polimérico inorgánico con un gran peso molecular y una carga elevada.
La poliacrilamida es un polímero macromolecular orgánico lineal, abreviado como PAM. Es un producto floculante macromolecular para el tratamiento del agua que puede adsorber específicamente partículas suspendidas en el agua, actuar como enlace y puente entre las partículas, hacer que las partículas finas formen flóculos relativamente grandes y acelerar la velocidad de precipitación. Con un buen efecto de floculación, la PAM se utiliza como floculante para el tratamiento del agua y se emplea ampliamente en el tratamiento de aguas residuales.
También conocido como antiincrustante, se refiere a una clase de productos químicos que pueden inhibir la formación de incrustaciones por sales formadoras de incrustaciones como el calcio y el magnesio en el agua. Hay antiincrustantes naturales, como los taninos y los derivados de la lignina; inorgánicos, como el hexametafosfato sódico y el tripolifosfato sódico; orgánicos y poliméricos, entre los que los antiincrustantes poliméricos tienen el mejor efecto y un futuro prometedor.
Los eliminadores de fósforo utilizan principalmente la floculación y la sedimentación para eliminar el fósforo. Tras añadir los eliminadores de fósforo a las aguas residuales, neutralizan rápidamente la carga negativa de la superficie de las partículas coloidales del agua y se combinan fácilmente con los iones de fósforo del agua para producir precipitados. A continuación, mediante tanques de sedimentación o procesos de filtración, se puede garantizar que el fósforo de las aguas residuales cumple las normas de vertido. Se utiliza comúnmente para la eliminación de fósforo en plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas, farmacéuticas, de fabricación de papel, pesticidas, plantas de fertilizantes y otros tratamientos de aguas residuales.
El eliminador de nitrógeno amoniacal se utiliza principalmente para eliminar el nitrógeno amoniacal de las aguas residuales. Tras la adición, el nitrógeno amoniacal de las aguas residuales generará nitrógeno insoluble en agua, dióxido de carbono y agua, y puede ayudar a eliminar la DQO y decolorar. Tiene una reacción rápida, sin residuos, sin contaminación, y una alta tasa de eliminación. Es adecuado para el tratamiento de fábricas farmacéuticas, fábricas de circuitos impresos, coquerías y aguas residuales domésticas.
Es un agente químico que quela fuertemente los iones de metales pesados. Mediante el proceso de síntesis por injerto, los grupos quelantes de sus cadenas ramificadas pueden quelar metales pesados para formar sustancias insolubles estables y precipitar. La reacción no sólo puede llevarse a cabo a temperatura ambiente y en una amplia gama de condiciones de pH, sino que tampoco se ve afectada por la concentración de iones de metales pesados. Aunque las aguas residuales tratadas contengan componentes complejos, puede precipitar mejor diversos iones de metales pesados presentes en las aguas residuales, de modo que éstas cumplan las normas de vertido.
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