O método básico de tratamento de águas residuais consiste em utilizar diversos meios técnicos para separar, remover e reciclar os poluentes contidos no esgoto e nas águas residuais, ou convertê-los em substâncias inofensivas para purificar a água.
Existem muitas maneiras de tratar o esgoto, que geralmente podem ser classificadas em quatro categorias: tratamento biológico, tratamento físico, tratamento químico e tratamento natural.
1. Tratamento biológico
Por meio do metabolismo de microrganismos, poluentes orgânicos presentes em soluções, coloides e suspensões finas em águas residuais são convertidos em substâncias estáveis e inofensivas. De acordo com os diferentes microrganismos, o tratamento biológico pode ser dividido em dois tipos: tratamento biológico aeróbio e tratamento biológico anaeróbio.
O tratamento biológico aeróbio é amplamente utilizado no tratamento biológico de águas residuais. De acordo com os diferentes métodos de processo, o tratamento biológico aeróbio divide-se em dois tipos: método de lodo ativado e método de biofilme. O processo de lodo ativado constitui uma unidade de tratamento, com diversos modos de operação. Os equipamentos de tratamento do método de biofilme incluem biofiltro, mesa rotativa biológica, tanque de oxidação biológica por contato e leito fluidizado biológico, entre outros. O método de lagoa de oxidação biológica também é denominado tratamento biológico natural. O tratamento biológico anaeróbio, também conhecido como tratamento biológico de redução, é utilizado principalmente para tratar águas residuais e lodos com alta concentração de matéria orgânica.
2. Tratamento físico
Os métodos de separação e recuperação de poluentes insolúveis em suspensão (incluindo película e gotículas de óleo) em águas residuais por ação física podem ser divididos em separação por gravidade, separação centrífuga e retenção por peneiramento. As unidades de tratamento que pertencem ao método de separação por gravidade incluem sedimentação, flotação (flotação por ar), etc., e os equipamentos de tratamento correspondentes são câmara de areia, tanque de sedimentação, caixa de gordura, tanque de flotação por ar e seus dispositivos auxiliares, etc.; a separação centrífuga em si é um tipo de unidade de tratamento, cujos dispositivos de processamento incluem centrífuga e hidrociclone, etc.; o método de retenção por peneiramento possui duas unidades de processamento: retenção por tela e filtração. A primeira utiliza grades e telas, enquanto a segunda utiliza filtros de areia e filtros microporosos, etc. O método de tratamento baseado no princípio da troca de calor também é um método de tratamento físico, e suas unidades de tratamento incluem evaporação e cristalização.
3. Tratamento químico
Um método de tratamento de águas residuais que separa e remove poluentes dissolvidos e coloidais presentes nas águas residuais, ou os converte em substâncias inofensivas por meio de reações químicas e transferência de massa. No método de tratamento químico, as unidades de processamento baseadas em reações químicas de dosagem incluem: coagulação, neutralização, redox, etc.; enquanto as unidades de processamento baseadas em transferência de massa incluem: extração, dessorção, adsorção, troca iônica, eletrodiálise e osmose reversa, etc. As duas últimas unidades de processamento são coletivamente denominadas tecnologia de separação por membranas. Dentre elas, a unidade de tratamento que utiliza transferência de massa possui tanto ação química quanto ação física relacionada, podendo, portanto, ser separada do método de tratamento químico e se tornar um outro tipo de método de tratamento, denominado método físico-químico.
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Processo comum de tratamento de esgoto
1. Águas residuais de desengorduramento
Os indicadores de poluição, como teor de óleo, DQOcr e DBO5, no efluente líquido da desengorduragem são muito elevados. Os métodos de tratamento incluem extração ácida, centrifugação ou extração com solvente. O método de extração ácida é amplamente utilizado, adicionando-se H2SO4 para ajustar o pH para 3-4 para desestabilização da emulsão, seguido de vaporização e agitação com sal, e mantendo-se a mistura a 45-60 °C por 2-4 horas. O óleo gradualmente flutua, formando uma camada de gordura. A recuperação da gordura pode atingir 96%, e a remoção da DQOcr é superior a 92%. Geralmente, a concentração mássica de óleo na água de entrada é de 8-10 g/L, e a concentração mássica de óleo na água de saída é inferior a 0,1 g/L. O óleo recuperado é posteriormente processado e convertido em ácidos graxos mistos, que podem ser utilizados na fabricação de sabão.
2. Efluentes de calagem e depilação
A água residual da calagem e da depilação contém proteína, cal, sulfeto de sódio, sólidos em suspensão, 28% de DQO total, 92% de S2- total e 75% de SS total. Os métodos de tratamento incluem acidificação, precipitação química e oxidação.
O método de acidificação é frequentemente utilizado na produção. Sob condições de pressão negativa, adiciona-se H₂SO₄ para ajustar o pH para 4-4,5, gerando gás H₂S, que é absorvido com solução de NaOH, gerando um álcali sulfurado para reutilização. A proteína solúvel precipitada nas águas residuais é filtrada, lavada e seca, tornando-se um produto. A taxa de remoção de sulfeto pode atingir mais de 90%, e a DQO (Demanda Química de Oxigênio) e os SS (Sólidos Suspensos) são reduzidos em 85% e 95%, respectivamente. Seu custo é baixo, a operação de produção é simples e fácil de controlar, e o ciclo de produção é reduzido.
3. Águas residuais do curtimento ao cromo
O principal poluente das águas residuais do curtimento ao cromo é o metal pesado Cr3+, com concentração de massa de cerca de 3-4 g/L e pH levemente ácido. Os métodos de tratamento incluem precipitação alcalina e reciclagem direta. 90% dos curtumes nacionais utilizam o método de precipitação alcalina, adicionando cal, hidróxido de sódio, óxido de magnésio, etc., ao líquido residual de cromo, reagindo e desidratando para obter um lodo contendo cromo, que pode ser reutilizado no processo de curtimento após ser dissolvido em ácido sulfúrico.
Durante a reação, o valor do pH é de 8,2 a 8,5, e a precipitação ocorre melhor a 40 °C. O precipitante alcalino é o óxido de magnésio, a taxa de recuperação de cromo é de 99% e a concentração de massa de cromo no efluente é inferior a 1 mg/L. No entanto, esse método é adequado para curtumes de grande escala, e impurezas como óleo solúvel e proteína na lama de cromo reciclada podem afetar o efeito do curtimento.
4. Esgoto abrangente
4.1. Sistema de pré-tratamento: Inclui principalmente instalações de tratamento como grelha, tanque de regulagem, tanque de sedimentação e tanque de flotação por ar. A concentração de matéria orgânica e sólidos em suspensão nas águas residuais de curtumes é alta. O sistema de pré-tratamento é utilizado para ajustar o volume e a qualidade da água; remover sólidos em suspensão e outros sólidos em suspensão; reduzir parte da carga poluente e criar condições favoráveis para o tratamento biológico subsequente.
4.2. Sistema de tratamento biológico: A concentração de DQO (ρ(CODcr)) em efluentes de curtume geralmente varia de 3000 a 4000 mg/L, enquanto a de DBO5 (ρ(DBO5)) fica entre 1000 e 2000 mg/L, caracterizando-se como efluentes com alta concentração de matéria orgânica. A relação m(DBO5)/m(CODcr) varia de 0,3 a 0,6, sendo adequada para tratamento biológico. Atualmente, os sistemas de tratamento mais utilizados na China são valas de oxidação, reatores SBR e oxidação biológica por contato, enquanto aeração por jato, reatores de biofilme em batelada (SBBR), leito fluidizado e reatores anaeróbios de leito de lodo ascendente (UASB) também são bastante comuns.
Data da publicação: 17/01/2023
