El método básico de tratamiento de aguas residuales consiste en utilizar diversos medios técnicos para separar, eliminar y reciclar los contaminantes contenidos en las aguas residuales, o convertirlos en sustancias inocuas para purificar el agua.
Existen muchas formas de tratar las aguas residuales, que generalmente se pueden clasificar en cuatro categorías: tratamiento biológico, tratamiento físico, tratamiento químico y tratamiento natural.
1. Tratamiento biológico
Mediante el metabolismo de los microorganismos, los contaminantes orgánicos presentes en las aguas residuales, en forma de soluciones, coloides y suspensiones finas, se transforman en sustancias estables e inocuas. Según los distintos microorganismos, el tratamiento biológico se puede clasificar en dos tipos: tratamiento biológico aeróbico y tratamiento biológico anaeróbico.
El método de tratamiento biológico aeróbico se utiliza ampliamente en el tratamiento biológico de aguas residuales. Según los diferentes métodos de proceso, el tratamiento biológico aeróbico se divide en dos tipos: método de lodos activados y método de biopelícula. El proceso de lodos activados es una unidad de tratamiento que cuenta con diversos modos de operación. El equipo de tratamiento del método de biopelícula incluye biofiltros, plataformas giratorias biológicas, tanques de oxidación biológica por contacto y lechos fluidizados biológicos, entre otros. El método de lagunas de oxidación biológica también se denomina tratamiento biológico natural. El tratamiento biológico anaeróbico, también conocido como tratamiento de reducción biológica, se utiliza principalmente para tratar aguas residuales y lodos orgánicos de alta concentración.
2. Tratamiento físico
Los métodos de separación y recuperación de contaminantes suspendidos insolubles (incluyendo películas de aceite y gotas de aceite) en aguas residuales mediante acción física se pueden dividir en método de separación por gravedad, método de separación centrífuga y método de retención por tamizado. Las unidades de tratamiento que pertenecen al método de separación por gravedad incluyen sedimentación, flotación (flotación por aire), etc., y el equipo de tratamiento correspondiente es cámara de arena, tanque de sedimentación, trampa de grasa, tanque de flotación por aire y sus dispositivos auxiliares, etc.; la separación centrífuga en sí es un tipo de unidad de tratamiento, los dispositivos de procesamiento utilizados incluyen centrífuga e hidrociclón, etc.; el método de retención por tamizado tiene dos unidades de procesamiento: retención por tamiz de rejilla y filtración. El primero utiliza rejillas y tamices, mientras que el segundo utiliza filtros de arena y filtros microporosos, etc. El método de tratamiento basado en el principio de intercambio de calor también es un método de tratamiento físico, y sus unidades de tratamiento incluyen evaporación y cristalización.
3. Tratamiento químico
Método de tratamiento de aguas residuales que separa y elimina contaminantes disueltos y coloidales o los transforma en sustancias inocuas mediante reacciones químicas y transferencia de masa. En el método de tratamiento químico, las unidades de procesamiento basadas en la reacción química de dosificación son: coagulación, neutralización, redox, etc.; mientras que las unidades de procesamiento basadas en la transferencia de masa son: extracción, desorción, adsorción, intercambio iónico, electrodiálisis y ósmosis inversa, etc. Estas dos últimas unidades de procesamiento se denominan colectivamente tecnología de separación por membrana. Entre ellas, la unidad de tratamiento que utiliza transferencia de masa combina acción química y acción física relacionada, por lo que también puede separarse del método de tratamiento químico y convertirse en otro tipo de método de tratamiento, denominado método fisicoquímico.
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Proceso común de tratamiento de aguas residuales
1. Desengrasado de aguas residuales
Los indicadores de contaminación como el contenido de aceite, DQOcr y DBO5 en el líquido residual de desengrasado son muy altos. Los métodos de tratamiento incluyen extracción ácida, centrifugación o extracción con solventes. El método de extracción ácida es ampliamente utilizado, agregando H2SO4 para ajustar el valor de pH a 3-4 para la desemulsificación, vaporizando y agitando con sal, y dejando reposar a 45-60 t durante 2-4 h, el aceite flota gradualmente para formar una capa de grasa. La recuperación de grasa puede alcanzar el 96%, y la eliminación de DQOcr es más del 92%. Generalmente, la concentración másica de aceite en el agua de entrada es de 8-10 g/L, y la concentración másica de aceite en el agua de salida es menor a 0,1 g/L. El aceite recuperado se procesa más adelante y se convierte en ácidos grasos mixtos que pueden usarse para hacer jabón.
2. Aguas residuales de encalado y depilación
Las aguas residuales de encalado y depilación contienen proteínas, cal, sulfuro de sodio, sólidos en suspensión, un 28 % de la DQOcr total, un 92 % del S2- total y un 75 % de los SS totales. Los métodos de tratamiento incluyen acidificación, precipitación química y oxidación.
El método de acidificación se utiliza frecuentemente en la producción. Bajo presión negativa, se añade H2SO4 para ajustar el pH a 4-4,5, generando gas H2S. Este gas se absorbe con una solución de NaOH, generando un álcali sulfurado para su reutilización. La proteína soluble precipitada en las aguas residuales se filtra, lava y seca, convirtiéndose en un producto. La tasa de eliminación de sulfuro puede superar el 90%, y la DQOcr y los SS se reducen en un 85% y un 95%, respectivamente. Su costo es bajo, la operación de producción es sencilla, fácil de controlar y el ciclo de producción se acorta.
3. Aguas residuales de curtido al cromo
El principal contaminante de las aguas residuales del curtido al cromo es el metal pesado Cr3+, con una concentración de aproximadamente 3-4 g/L y un pH ligeramente ácido. Los métodos de tratamiento incluyen la precipitación alcalina y el reciclaje directo. El 90% de las curtidurías nacionales utilizan el método de precipitación alcalina, que consiste en añadir cal, hidróxido de sodio, óxido de magnesio, etc., al líquido residual de cromo, provocando su reacción y deshidratación para obtener lodos que contienen cromo, los cuales pueden reutilizarse en el proceso de curtido tras disolverse en ácido sulfúrico.
Durante la reacción, el pH se sitúa entre 8,2 y 8,5, y la precipitación es óptima a 40 °C. El precipitante alcalino es óxido de magnesio, la tasa de recuperación de cromo es del 99 % y la concentración másica de cromo en el efluente es inferior a 1 mg/L. Sin embargo, este método es adecuado para curtidurías a gran escala, y las impurezas como aceites solubles y proteínas presentes en el lodo de cromo reciclado afectarán al proceso de curtido.
4. Tratamiento integral de aguas residuales
4.1. Sistema de pretratamiento: Incluye principalmente instalaciones de tratamiento como rejillas, tanques de regulación, tanques de sedimentación y tanques de flotación por aire. La concentración de materia orgánica y sólidos en suspensión en las aguas residuales de las curtidurías es elevada. El sistema de pretratamiento se utiliza para regular el volumen y la calidad del agua, eliminar los sólidos en suspensión, reducir la carga contaminante y crear condiciones óptimas para el posterior tratamiento biológico.
4.2. Sistema de tratamiento biológico: ρ(CODcr) de las aguas residuales de curtiduría es generalmente 3000-4000 mg/L, ρ(BOD5) es 1000-2000 mg/L, lo que pertenece a aguas residuales orgánicas de alta concentración, el valor m(BOD5)/m(CODcr) es 0,3-0,6, lo que es adecuado para el tratamiento biológico. En la actualidad, el canal de oxidación, SBR y la oxidación biológica por contacto son los más utilizados en China, mientras que la aireación por chorro, el reactor de biopelícula por lotes (SBBR), el lecho fluidizado y el lecho de lodos anaeróbicos de flujo ascendente (UASB).
Fecha de publicación: 17 de enero de 2023
