1 Método de lodos activados
El método de lodos activados tiene la ventaja de una alta capacidad de tratamiento y es actualmente el proceso de tratamiento biológico más utilizado. El proceso de lodos activados se puede dividir en tres tipos de sistemas: alto, medio y bajo según los diferentes tamaños de edad de los lodos. El proceso de lodos activados consta principalmente de un tanque de aireación, un tanque de sedimentación, un retorno de lodos y un sistema de descarga de lodos residuales. Las aguas residuales y el lodo activado devuelto ingresan juntos al tanque de aireación para formar un líquido mezclado. El patrón de flujo del tanque de aireación se puede dividir en tres tipos básicos: flujo de pistón, mezcla completa y flujo de circulación. El flujo de circulación es en realidad un método de mezcla especial de flujo de pistón y mezcla completa. El equipo de mezcla de aireación desempeña el papel de suministro y mezcla de oxígeno. El oxígeno del aire se disuelve en el líquido mezclado a través del equipo de aireación, de modo que la materia orgánica y el oxígeno de las aguas residuales pueden entrar en contacto completo con los microorganismos para producir un metabolismo de oxígeno. Posteriormente, los sólidos suspendidos en el líquido mezclado se sedimentan y separan el agua, permitiendo que el agua purificada fluya fuera del tanque de sedimentación y permitiendo que el lodo regrese. El grado de estabilización del lodo aumenta con la edad del lodo y el lodo de retorno puede mantener una cierta concentración de sólidos suspendidos en el tanque de aireación. El sistema de descarga de lodos restantes elimina principalmente del tanque de sedimentación los microorganismos proliferados por reacciones bioquímicas en el tanque de aireación para mantener el funcionamiento estable del sistema de lodos activados. El lodo activado no solo tiene la capacidad de oxidar y descomponer la materia orgánica, sino que también tiene buenas propiedades de coagulación y sedimentación, que pueden separar el lodo activado del líquido mezclado y separar el agua clarificada. El método tradicional de lodos activados es propenso a la expansión de los lodos debido a la baja eficiencia y el alto consumo de equipos. A medida que las ciudades mejoran los estándares de descarga de aguas residuales y reducen el nitrógeno, el fósforo y otros nutrientes en las aguas residuales, el método tradicional de lodos activados necesita formar un sistema de múltiples etapas. El tanque de reacción logra el propósito de eliminar nitrógeno y fósforo aumentando la circulación interna, lo que inevitablemente aumentará el costo de la inversión en infraestructura y el consumo de energía, lo que es contradictorio con la actual falta de fondos, alta eficiencia y baja energía. Y complica la gestión de las operaciones.
2 Método de biopelícula
En el desarrollo y aplicación del tratamiento biológico de aguas residuales, los métodos de lodos activados y biopelículas siempre han ocupado una posición dominante. El método de biopelícula se utiliza principalmente para eliminar contaminantes orgánicos disueltos de las aguas residuales. La característica principal es que los microorganismos se adhieren a la superficie del "material filtrante" del medio para formar una biopelícula. Después de que las aguas residuales entran en contacto con la biopelícula, los contaminantes orgánicos disueltos. se absorben y se convierten en H20, CO2, NH3 y materiales celulares microbianos, las aguas residuales se purifican y la oxidación requerida generalmente proviene directamente de la atmósfera. El sistema de tratamiento de biopelículas es adecuado para el tratamiento de aguas residuales urbanas de tamaño pequeño y mediano. Las estructuras de tratamiento utilizadas incluyen filtros biológicos de alta carga y filtros biológicos que son más adecuados en el sur de mi país.
3 Método de oxidación
El método de oxidación es actualmente uno de los métodos de pretratamiento de aguas residuales domésticas urbanas más utilizados con un gran potencial de desarrollo. Según el tipo de oxidante y el tipo de reactor, el método de oxidación se puede dividir en método de oxidación química, método de oxidación catalítica, método de oxidación húmeda (catalítica), método de oxidación fotocatalítica, método de oxidación supercrítica, etc. Se ha convertido en un tema de investigación muy activo en el país y en el extranjero. Algunos expertos predicen que la oxidación se convertirá en uno de los métodos importantes en el tratamiento de aguas residuales en el siglo XXI.
3.1 Método de oxidación profunda
En la actualidad, el método de oxidación profunda de aguas residuales utiliza O2 como oxidante para oxidar la materia orgánica, incluyendo principalmente el método de oxidación con aire húmedo, el método de oxidación con agua supercrítica, etc. . La oxidación por aire húmedo (WAO) es un método de tratamiento que utiliza el aire como oxidante para oxidar compuestos orgánicos y sustancias reductoras inorgánicas en aguas residuales en dióxido de carbono y agua a alta temperatura y alta presión. El método de oxidación con agua supercrítica se refiere al proceso de oxidación de otra materia orgánica en el estado crítico del agua. La materia orgánica se oxida en la fase homogénea rica en oxígeno del agua supercrítica. Entre 400 y 600 °C, la velocidad de reacción es extremadamente alta y puede destruir eficazmente la estructura de la materia orgánica en unos pocos segundos. Este método tiene las características de una reacción exhaustiva y una conversión completa de carbono orgánico e hidrógeno en CO2 y H2O. , El método WAO tiene un buen efecto de tratamiento en el tratamiento de aguas residuales de tintes de alta concentración y alto color, y mejora en gran medida la biodegradabilidad de las aguas residuales refractarias.
3.2 Oxidación fotoquímica
La oxidación fotoquímica es una nueva tecnología que ha surgido en el campo del tratamiento de aguas residuales en los últimos años. Según diferentes principios de reacción, la oxidación fotoquímica se puede dividir en fotodescomposición, oxidación fotosensibilizada, oxidación fotoexcitada y oxidación fotocatalítica.
El principio básico de la fotodescomposición es que las moléculas reactivas absorben fotones y entran en el estado excitado, y las moléculas en el estado excitado consumen energía a través de reacciones químicas para regresar al estado fundamental. La fotodescomposición actúa solo sobre sustancias que tienen una fuerte absorción de luz ultravioleta de una longitud de onda determinada. Al mismo tiempo, el proceso de fotodescomposición no puede lograr la oxidación completa de la materia orgánica.
3.3 Método de oxidación electroquímica
La oxidación electroquímica tradicional utiliza principalmente HO generado durante el proceso de electrólisis y materia orgánica para oxidar directamente los contaminantes de las aguas residuales en la superficie del electrodo. Problemas como la capacidad de oxidación limitada y la vida útil de los electrodos debido al H2o limitan su desarrollo posterior. La oxidación electroquímica utiliza el alto potencial y la actividad catalítica del ánodo para degradar directamente los contaminantes en el agua, o utiliza oxidantes fuertes como los radicales hidroxilo para degradar los contaminantes tóxicos en el agua. Sin embargo, la reacción está limitada por el material del electrodo y la reacción secundaria: reacción de desprendimiento de oxígeno, que reduce la eficiencia anticorredor. La degradación electroquímica de la materia orgánica se puede dividir en dos categorías: oxidación electroquímica directa y oxidación electroquímica indirecta. El método de oxidación directa electroquímica utiliza el alto potencial del ánodo para oxidar y degradar contaminantes orgánicos o inorgánicos en las aguas residuales. En el proceso inverso, los contaminantes transfieren electrones directamente con el electrón. Se producen productos intermedios de oxidación o reacciones distintas a la reacción anódica; , provocando la oxidación de los contaminantes y finalmente logra el propósito de la degradación oxidativa de los contaminantes.
3.4 Oxidación catalítica fotoquímica
La oxidación fotoquímica se refiere a la degradación fotocatalítica, que generalmente se puede dividir en dos tipos: homogénea y heterogénea. Solo la tecnología de tratamiento de contaminantes tiene ventajas sobresalientes, como bajo consumo de energía, operación simple, condiciones de reacción suaves y sin contaminación secundaria. Puede convertir efectivamente los contaminantes orgánicos en pequeñas moléculas inorgánicas para lograr una inorganización completa. La oxidación catalítica fotoquímica es una tecnología de oxidación de tratamiento de aguas residuales altamente eficiente entre las tecnologías avanzadas de oxidación de tratamiento de agua.