En el proceso de operación real, dado que la calidad de las aguas residuales de desulfuración se compone principalmente de contaminantes de primera clase y contaminantes de segunda clase, bajo las reacciones físicas y químicas de productos químicos, iones de metales pesados, sólidos suspendidos y El pH en las aguas residuales de desulfuración El valor y otros indicadores pueden cumplir con los requisitos de emisión, pero los indicadores de contaminantes orgánicos (DQO, etc.) son muy inestables porque el flujo del proceso no ha sido especialmente diseñado y solo una parte se elimina junto con otros. contaminantes durante el proceso de reacción química. En la mayoría de los casos, los estándares de emisión no se pueden cumplir y los contaminantes orgánicos son difíciles de eliminar.
En la actualidad, la situación nacional de protección del medio ambiente es desalentadora. En el contexto de la conservación del agua, la conservación de la energía y la protección del medio ambiente, muchas centrales eléctricas han presentado requisitos para el tratamiento sin descarga y la reutilización de las aguas residuales de desulfuración que están en consonancia con la situación nacional de protección del medio ambiente. Por lo tanto, la eliminación del contaminante orgánico DQO en las aguas residuales de desulfuración se ha convertido en un problema difícil que debe superarse en el tratamiento de aguas residuales de desulfuración. Este artículo analiza principalmente la eliminación de contaminantes orgánicos en aguas residuales de desulfuración y estudia un método de tratamiento adecuado para la eliminación de contaminantes orgánicos en aguas residuales de desulfuración.
Tecnología.
2 Características de las aguas residuales de desulfuración
Las aguas residuales de desulfuración producidas por el proceso de desulfuración de las centrales eléctricas son principalmente débilmente ácidas, con un valor de pH de 5 a 6. Sus principales características son alta materia en suspensión, alta turbidez, alta viscosidad, alto contenido en sales y materia orgánica refractaria, y contiene iones de metales pesados como mercurio, plomo, níquel, Hs, As, Cd, Cr y fluoruro. El contenido de DQO de los contaminantes orgánicos es generalmente de 1,50 ~ 400 mg/L. Los contaminantes orgánicos provienen de algunos productos del agente desulfurante en el proceso de desulfuración con carbón y son difíciles de degradar. Con base en las características de las aguas residuales de desulfuración, como el alto contenido de sal y la dificultad para degradar la materia orgánica, y considerando la estabilidad del funcionamiento del sistema durante el proceso de tratamiento, la consideración principal es utilizar métodos de tratamiento biológico que sean más propicios para el tratamiento de contaminantes orgánicos. para eliminar este indicador en aguas residuales de desulfuración.
3 Métodos de tratamiento biológico
Un análisis exhaustivo de los métodos de tratamiento biológico existentes muestra que existen principalmente cinco procesos de tratamiento biológico adecuados a las características de las aguas residuales de desulfuración:
3.1 Actividad tradicional Método de lodos
El método de lodos activados es una tecnología de tratamiento de aguas residuales con lodos activados como cuerpo principal. Utiliza aireación artificial para dispersar y suspender uniformemente el lodo activado en el reactor, entrar en contacto total con las aguas residuales y llevar a cabo actividades metabólicas como la síntesis microbiana y la descomposición de la materia orgánica contenida en las aguas residuales en condiciones de oxígeno disuelto. Sin embargo, la salinidad de las aguas residuales de desulfuración tiene un gran impacto en el proceso de lodos activados. Por lo tanto, domesticar lodos activados y cultivar microorganismos tolerantes a la sal con buenas propiedades de degradación orgánica son requisitos previos importantes para el tratamiento de aguas residuales de alta salinidad.
3.2 Sistema de tratamiento anaeróbico
En las últimas décadas, debido al rápido desarrollo de la biotecnología anaeróbica, han aparecido un gran número de reactores anaeróbicos eficientes. Estos reactores tienen una alta concentración de biosólidos, una larga edad de los lodos, una capacidad de tratamiento muy mejorada y se han utilizado ampliamente en aguas residuales de alta concentración. Altas concentraciones de Na+ o CL- inhibirán los organismos anaeróbicos, pero la adaptabilidad de los microorganismos anaeróbicos o facultativos a la sal y el antagonismo producido por otros iones reducirán el efecto tóxico de la sal sobre los microorganismos, por lo que se pueden aplicar métodos anaeróbicos a aguas residuales con alto contenido de sal. sistema de tratamiento.
3.3 Lodos granulares aeróbicos
La tecnología de lodos granulares aeróbicos aplica el principio de autofloculación biológica a un reactor aeróbico para producir lodos floculantes aeróbicos en un proceso determinado. Lograr la granulación aeróbica en determinadas condiciones. El lodo granular aeróbico tiene las ventajas de una buena sedimentabilidad, una fuerte resistencia al impacto de la carga, una alta retención de biomasa y buenos efectos de eliminación de nitrógeno y fósforo. También puede integrar microorganismos aeróbicos, anaeróbicos y facultativos. Por lo tanto, el lodo granular aeróbico puede tratar eficazmente varios refractarios. aguas residuales.
3.4 Halobacterias
Como nuevo recurso microbiano con grandes perspectivas de aplicación, las bacterias halófilas han recibido amplia atención en los últimos años. Tienen estructuras fisiológicas y mecanismos metabólicos extremadamente especiales y también pueden producir muchas sustancias biológicamente activas con propiedades especiales, por lo que se utilizan ampliamente en el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de sal.
3.5 Proceso combinado aeróbico-anaeróbico
Debido a las muchas limitaciones de los procesos aeróbicos y anaeróbicos separados para el tratamiento de aguas residuales, un solo sistema no puede eliminar completamente los contaminantes orgánicos, especialmente los sistemas de aguas residuales refractarios. Por lo tanto, para tratar mejor las aguas residuales de desulfuración con alto contenido de sal, a menudo se combinan procesos combinados aeróbicos y anaeróbicos para lograr mejores resultados.
Este artículo utiliza el proceso combinado aeróbico-anaeróbico para el tratamiento biológico de aguas residuales de desulfuración. No se discutirá el tratamiento de sólidos suspendidos y metales pesados en las aguas residuales. Las aguas residuales de desulfuración tratadas biológicamente son aguas residuales después de que el sistema de pretratamiento elimina estos indicadores.
4 Tecnología de tratamiento de proceso combinado aeróbico-anaeróbico
La DQO y otros contaminantes orgánicos en las aguas residuales de desulfuración provienen principalmente de la quema de carbón (compuesto principalmente de materia orgánica), piedra caliza y productos de la reacción de desulfuración Nitrito, sulfito y otras sustancias reductoras en las aguas residuales, mientras que la DBO es principalmente óxidos de nitrógeno en las aguas residuales. Después del pretratamiento, se eliminan el valor del pH, la materia en suspensión, los iones de metales pesados, el fluoruro y otros indicadores de contaminación de las aguas residuales, pero la DQO, el sulfato y otros indicadores de las aguas residuales no se eliminan, y se requieren métodos de tratamiento biológico para un tratamiento posterior. El alto contenido de sales como sulfatos y cloruros tiene cierto efecto inhibidor sobre el tratamiento bioquímico de las aguas residuales, dificultando el tratamiento bioquímico de las aguas residuales de desulfuración. Por lo tanto, para mejorar su biodegradabilidad, es necesario agregar nutrientes equilibrados durante el proceso de tratamiento bioquímico para garantizar diversos indicadores nutricionales necesarios para el tratamiento bioquímico microbiano. Las plantas de energía básicamente tienen sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas y el volumen de agua es pequeño, principalmente entre 5 y 15 t/h. Esta parte del agua que ingresa al sistema de aguas residuales de desulfuración puede resolver bien el problema del equilibrio de nutrientes y mejorar la tasa de recuperación de agua. La introducción de las aguas residuales domésticas de la zona habitable de la central eléctrica al sistema de aguas residuales de desulfuración para un tratamiento integral permitirá alcanzar simultáneamente los objetivos de ahorro de agua y garantizar las condiciones nutricionales básicas para el tratamiento biológico de las aguas residuales de desulfuración. El sistema de tratamiento biológico para aguas residuales de desulfuración adopta un proceso de tratamiento combinado anaeróbico y aeróbico. El sistema anaeróbico utiliza el sistema anaeróbico EGSB y el sistema aeróbico utiliza el sistema aeróbico de filtro biológico aireado BAF. El sistema anaeróbico EGSB elimina SO2-2, iones de metales pesados residuales y parte de DQO en aguas residuales mediante el cultivo de bacterias anaeróbicas SRB, y elimina nitrato de DQO y nitrógeno mediante la acción bioquímica del filtro biológico aireado BAF para cumplir con los requisitos de tratamiento. Después de ser tratadas por este sistema, las aguas residuales pueden ingresar a los sistemas posteriores de desalinización u otros sistemas de tratamiento indicador para su posterior tratamiento y obtener agua reciclada de alta calidad. El diagrama de flujo del tratamiento biológico de aguas residuales de desulfuración se muestra en la Figura 1:
El sistema anaeróbico EGSB es adecuado para sistemas de tratamiento de contaminantes orgánicos de baja concentración. Durante la operación, se cultivan bacterias anaeróbicas SRB adecuadas para el ambiente de aguas residuales de desulfuración para tratar los contaminantes. Las bacterias anaeróbicas SRB son un tipo de bacterias que pueden reducir el sulfato mediante disimilación. Aunque esta bacteria anaeróbica crece lentamente, tiene una gran capacidad de supervivencia y está ampliamente distribuida. Las bacterias anaeróbicas SRB se han utilizado con éxito en muchos sistemas de tratamiento de agua que son muy similares a las aguas residuales de desulfuración. Su metabolismo utiliza sulfato como aceptor final de electrones y contaminantes orgánicos como fuentes de carbono y donadores de electrones para la síntesis celular. Al mismo tiempo, el sulfato se reduce a sulfuro, de modo que se puede eliminar el sulfato de las aguas residuales. El S2 disuelto generado reacciona con los iones de metales pesados que quedan en las aguas residuales para formar precipitación de sulfuro metálico, que puede eliminar aún más los iones de metales pesados. Además, las bacterias anaeróbicas SRB descomponen el azufre orgánico en forma de dióxido de carbono durante el proceso metabólico.
Alta.
Después de la reacción anaeróbica, se eliminan algunos indicadores bioquímicos importantes de inhibición en las aguas residuales y se mejora la biodegradabilidad de las aguas residuales. Por lo tanto, las aguas residuales ingresan a un sistema biológico aeróbico para su posterior tratamiento. El sistema de reacción biológica aeróbica utiliza un sistema de tratamiento de filtro biológico aireado BAF, que se inocula con bacterias halófilas como principal microorganismo de tratamiento para adaptarse al ambiente de alta salinidad de las aguas residuales de desulfuración. El filtro biológico aireado es un tipo de biorreactor inmovilizado que se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de diversas aguas residuales de alta salinidad en los últimos años. Los filtros biológicos aireados protegen a los microorganismos mediante la inmovilización, reducen su daño en ambientes extremos, mejoran la tolerancia del sistema a sustancias tóxicas y nocivas y cargas de impacto ambiental y mantienen la estabilidad del sistema. Las investigaciones muestran que los filtros biológicos aireados pueden mantener una alta tasa de eliminación de materia orgánica en ambientes de alta salinidad.
Debido al alto contenido de sal de las aguas residuales de desulfuración, traerá ciertas dificultades a las actividades de los microorganismos, y el principal portador de tratamiento del cultivo de inoculación con filtro biológico aireado son las bacterias halófilas que crecen específicamente en ambientes con alto contenido de sal. bacterias.
Dado que las bacterias halófilas pueden acumular iones de potasio y sustancias polares de moléculas pequeñas en células en ambientes con alto contenido de sal, pueden regular la presión osmótica de las células y mantener el equilibrio de la presión osmótica dentro y fuera de las células, lo que ayuda a obtener nutrientes para las actividades microbianas de Se requiere agua en entornos con alto contenido de sal, y estas moléculas polares pueden sintetizarse y perderse rápidamente para adaptarse a los cambios en el entorno externo. Las proteínas de las bacterias halófilas contienen un exceso de aminoácidos ácidos y residuos no polares. Las sustancias ácidas excesivas requieren cargas negativas cercanas al equilibrio catiónico, por lo que las enzimas de las bacterias halófilas sólo pueden permanecer activas en ambientes con alto contenido de sal. Según el mecanismo de reacción de las bacterias halófilas, se pueden eliminar los contaminantes orgánicos de las aguas residuales.
A través de una investigación experimental, bajo las condiciones de simulación de la calidad de las aguas residuales de desulfuración, a través del aumento y cambio continuo de la salinidad, la tasa de eliminación de contaminantes orgánicos en BAF se dibujó en una curva y la relación entre la salinidad y efecto de eliminación de DQO Como se muestra en la Figura 2:
Como se puede ver en la Figura 2, en el rango de 10000 ~ 24000 mg/L, la tasa de eliminación de DQO se puede mantener estable en 94% ~ 96% . Dentro de este rango de salinidad de las aguas residuales de desulfuración, las bacterias halófilas pueden mantener su buena actividad metabólica fisiológica y tienen fuertes capacidades de degradación de los contaminantes orgánicos en las aguas residuales.
Después del tratamiento mediante filtro aireado biológico (BAF), se pueden eliminar los contaminantes orgánicos y otros indicadores de las aguas residuales, y las aguas residuales de desulfuración pueden pasar a la siguiente etapa de tratamiento.
5 Conclusión
El tratamiento de contaminantes orgánicos en las aguas residuales de desulfuración es un problema común al que se enfrentan las centrales térmicas nacionales y extranjeras. Para lograr una reutilización que ahorre agua del sistema de aguas residuales de desulfuración, los contaminantes orgánicos en las aguas residuales de desulfuración deben tratarse antes del tratamiento de membrana posterior o del tratamiento de desalinización del sistema de intercambio iónico. La investigación exitosa sobre la tecnología de tratamiento de contaminantes orgánicos en las aguas residuales de desulfuración se convertirá en un gran avance para superar el problema de la reutilización de las aguas residuales de desulfuración con ahorro de agua y una opción confiable para la tecnología de tratamiento de descarga cero de las aguas residuales de desulfuración.
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