1. ¿Qué es la autodepuración de cuerpos de agua?
Autodepuración de los cuerpos de agua: Los ríos contaminados se someten a procesos físicos, químicos, biológicos y otros para reducir o transformar la concentración de contaminantes, restaurando el cuerpo de agua a su estado original o reduciéndolo de exceder los estándares de calidad del agua a igualar los estándares de calidad del agua.
2. ¿Cuáles son los métodos básicos de tratamiento de aguas residuales?
El método básico de tratamiento de aguas residuales consiste en utilizar diversos medios y tecnologías para separar y eliminar los contaminantes de las aguas residuales, reciclarlos y reutilizarlos o convertirlos en sustancias inocuas para purificarlas. Generalmente se divide en tratamiento de agua y tratamiento de aguas residuales.
3. ¿Cuáles son las tecnologías actuales de tratamiento de aguas residuales?
La tecnología moderna de tratamiento de aguas residuales se puede dividir en método de tratamiento físico, método de tratamiento químico y método de tratamiento biológico según el principio de acción.
4. Cinco indicadores de medición del agua
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): se refiere a la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos para degradar la materia orgánica en condiciones aeróbicas. Es un indicador integral que indica que las aguas residuales están contaminadas con materia orgánica.
Demanda teórica de oxígeno (dOt): demanda teórica de oxígeno de un determinado compuesto orgánico en el agua. Por lo general, se refiere al valor teórico de oxígeno necesario para oxidar por completo los elementos de carbono e hidrógeno de la materia orgánica y convertirlos en dióxido de carbono y agua (es decir, la demanda de oxígeno calculada según la ecuación de reacción de oxidación completa).
Demanda Total de Oxígeno (DOT): Se refiere a la cantidad de oxígeno requerida para que las sustancias en el agua que pueden oxidarse, principalmente sustancias orgánicas, se conviertan en óxidos estables durante la combustión, expresada en mg/L de O2.
Demanda química de oxígeno (DQO): es un método químico que se utiliza para medir la cantidad de sustancias reducibles que se deben oxidar en una muestra de agua. El equivalente en oxígeno de las sustancias (normalmente compuestos orgánicos) que pueden oxidarse mediante oxidantes fuertes en aguas residuales, efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales y aguas contaminadas.
Carbono orgánico total (COT): se refiere a la cantidad total de materia orgánica disuelta y suspendida en el agua que contiene carbono.
5. ¿En qué circunstancias se utiliza el tratamiento bioquímico?
En general, se cree que las aguas residuales con un valor de DBO/DQO superior a 0,3 son adecuadas para el tratamiento bioquímico.
6. ¿Cuáles son las normas de higiene del agua potable en la vida diaria?
Los indicadores físicos de los estándares de higiene del agua potable incluyen el color, la turbidez, el olor y el sabor.
7. ¿Qué es la eutrofización de las masas de agua?
La eutrofización de los cuerpos de agua es un fenómeno natural que ocurre en agua dulce debido al crecimiento repentino de algas causado por los altos niveles de nitrógeno, fósforo y potasio en el agua.
La principal causa de la eutrofización en los cuerpos de agua es la descarga de elementos como nitrógeno, fósforo y potasio en cuerpos de agua superficiales con caudales lentos y ciclos de renovación largos, lo que conduce al crecimiento y reproducción masivos de organismos acuáticos como las algas. Esto da como resultado tasas de producción de materia orgánica muy superiores a las tasas de consumo, lo que conduce a la acumulación de materia orgánica en los cuerpos de agua y al desequilibrio de la ecología acuática.
8. ¿Qué es el oxígeno disuelto?
El oxígeno disuelto en el agua se denomina oxígeno disuelto. Los organismos y microorganismos aeróbicos del agua dependen del oxígeno disuelto para su supervivencia. Los distintos microorganismos tienen diferentes necesidades de oxígeno disuelto.
9. ¿Cuáles son los métodos básicos del tratamiento moderno de aguas residuales?
La tecnología moderna de tratamiento de aguas residuales se puede dividir en método de tratamiento físico, método de tratamiento químico y método de tratamiento biológico según el principio de acción.
10. ¿Cuál es la estabilidad de los coloides?
Estabilidad coloidal: se refiere a la característica de las partículas coloidales de mantener un estado disperso y suspendido en el agua durante mucho tiempo.
11. ¿Qué es una posición eléctrica?
Potencial cinético: El potencial en la superficie deslizante de un coloide, también conocido como potencial zeta.
12. ¿Cómo forman los coloides hidrófobos partículas grandes?
Para que los coloides hidrófobos colisionen entre sí mediante el movimiento browniano y formen partículas grandes, es necesario reducir o eliminar el pico de energía de repulsión. La forma de reducir el pico de energía de repulsión es reducir o eliminar el potencial zeta de las partículas coloidales.
13. ¿Cuál es la función del puente de adsorción?
La formación de puentes de adsorción se refiere a la adsorción y formación de puentes de sustancias poliméricas y partículas coloidales.
14. ¿Cuál es la función de la rejilla?
La función de una rejilla es interceptar sólidos suspendidos de mayor tamaño o impurezas flotantes.
15. ¿Cuáles son los principales factores que afectan el efecto de la coagulación?
Los principales factores que afectan el efecto de la coagulación son la temperatura del agua, el pH y la alcalinidad del agua, la concentración de sólidos suspendidos en el agua y las condiciones hidráulicas.
16. ¿Cuántos tipos de sedimentos existen? ¿Cuáles son respectivamente?
Existen cuatro tipos de precipitación, que son:
Precipitación libre: las partículas se encuentran en un estado discreto durante el proceso de precipitación y su forma, tamaño y masa no cambian. La velocidad de sedimentación no se altera y completan el proceso de precipitación de forma independiente.
Sedimentación turbulenta: durante el proceso de sedimentación, el tamaño, la masa y la velocidad de sedimentación de las partículas aumentan con la profundidad.
Sedimentación aglomerada: Las partículas tienen una alta concentración en el agua y se interfieren entre sí durante el proceso de hundimiento, formando una interfaz clara entre el agua clara y el agua turbia y moviéndose gradualmente hacia abajo.
Precipitación comprimida: La concentración de partículas en el agua es muy alta y durante el proceso de precipitación, las partículas entran en contacto entre sí y en su mayoría son sostenidas por el material comprimido, lo que hace que los espacios entre las partículas inferiores se expriman.
17. ¿Qué tipos de tanques de sedimentación se pueden clasificar según la dirección del flujo de agua en el tanque?
Según las diferentes direcciones del flujo de agua en el tanque de sedimentación, se puede dividir en flujo horizontal, flujo inclinado, flujo radial y flujo vertical.
18. ¿Cuáles son los patrones de distribución de impurezas dentro de la capa de filtro?
Patrón de distribución de impurezas en la capa de material filtrante: al comienzo de la filtración, el material filtrante está relativamente limpio, los poros son grandes, la fuerza de corte del flujo de agua es pequeña y la adherencia es fuerte. En este momento, las partículas en el agua son interceptadas primero por el material filtrante de la superficie. A medida que se prolonga el tiempo de filtración, las impurezas en la capa filtrante aumentan y la porosidad disminuye gradualmente. Especialmente para el material filtrante fino de la superficie, la fuerza de corte del flujo de agua aumenta y el efecto de desprendimiento se mejora. Finalmente, las partículas adheridas a él primero se caen y se mueven a la capa inferior, y son interceptadas por el material filtrante inferior.
El resultado es que en una determinada altura de filtración, la tasa de filtración disminuirá drásticamente, o cuando la pérdida de la altura de filtración alcanza su límite en una determinada altura de filtración, o cuando la película de lodo se agrieta debido a una fuerza desigual en la superficie de la capa de filtro, una gran cantidad de agua fluye desde las grietas, lo que hace que las impurezas en el agua penetren en la capa de filtro y deterioren la calidad del efluente.
19. ¿Cuáles son las formas de mejorar la eficiencia de la filtración?
Formas de mejorar la eficiencia de filtración: Para cambiar esta situación y aumentar la capacidad de ensuciamiento de la capa filtrante, ha surgido la filtración de "tamaño de partícula inverso", lo que significa que el tamaño de las partículas del material filtrante disminuye de grande a pequeño en la dirección del flujo de agua. Debido a la estructura compleja del filtro de flujo ascendente y bidireccional, es inconveniente enjuagarlo y otras razones.
20. ¿Cuál es la composición del material filtrante homogéneo?
Composición del material de filtro homogéneo: El material de filtro homogéneo se refiere a cualquier sección transversal en la dirección de profundidad de toda la capa de filtro, y la composición y el tamaño de partícula promedio del material de filtro son uniformes y consistentes, en lugar de referirse a que el tamaño de partícula del material de filtro sea completamente el mismo.
21. ¿Qué es el fenómeno de presión negativa? ¿Qué métodos se pueden utilizar para evitarlo?
Fenómeno de carga negativa: fenómeno que ocurre durante el proceso de filtración cuando una gran cantidad de impurezas quedan atrapadas en la capa de filtro, lo que provoca que la pérdida de carga a una determinada profundidad debajo de la superficie de la arena supere la profundidad del agua a esa profundidad.
El método para evitar la carga de agua negativa es aumentar la profundidad del agua en la superficie de la arena o asegurarse de que la posición de salida del filtro sea igual o superior a la superficie de la capa filtrante. La razón por la que los filtros de sifón y los filtros sin válvula no experimentan una carga de agua negativa es la siguiente.
¿Cuántos métodos existen para suministrar agua de retrolavado a un filtro rápido normal?
Hay dos formas de suministrar agua de retrolavado para un filtro rápido común: bomba de agua de lavado y torre de agua.
23. ¿Qué es esta adición de cloro?
Cuando la materia orgánica del agua está compuesta principalmente por amoniaco y compuestos nitrogenados, y se satisface la demanda real de cloro, la cantidad de cloro añadido aumenta y la cantidad de cloro residual aumenta. Sin embargo, este último aumenta lentamente. Después de un período de tiempo, la cantidad de cloro añadido aumenta, pero la cantidad de cloro residual disminuye. Posteriormente, la cantidad de cloro añadido aumenta y la cantidad de cloro residual aumenta de nuevo. Después de este punto de inflexión, aparece cloro residual libre. Continuar añadiendo cloro para la desinfección tiene el mejor efecto, es decir, añadir cloro en el punto de inflexión.
24. ¿Cuáles son los sistemas del proceso de lodos activados?
El proceso de lodos activados consta de un tanque de aireación, un tanque de sedimentación, un sistema de reflujo de lodos y un sistema de eliminación de lodos residuales.
25. ¿Qué es el índice de sedimentación de lodos?
Relación de sedimentación de lodos (SV%): se refiere a la relación de volumen (%) de lodo sedimentado con respecto al líquido mezclado en un tanque de aireación, que se deja sedimentar en un cilindro de medición de 1000 ml durante 30 minutos.
26. ¿Qué es el índice de lodos?
Índice de Lodos (SVI): se refiere al volumen de lodo seco por gramo del líquido mezclado a la salida del tanque de aireación después de sedimentarse durante 30 minutos, medido en mL.
Si el valor de SVI es demasiado bajo, indica que las partículas de lodo son pequeñas y compactas, con gran cantidad de sustancias inorgánicas, carentes de actividad y capacidad de adsorción; si el valor de SVI es demasiado alto, indica que el lodo es difícil de sedimentar y separar, y está a punto de expandirse o ya se ha expandido. Se debe identificar la causa y tomar medidas.
27. ¿Qué son la acumulación de lodos, la desintegración, la corrupción, la flotación y la espuma?
Hinchamiento de lodos: cuando el lodo se deteriora, no es fácil de asentar, el valor SVI aumenta, la estructura del lodo se afloja, el volumen se expande, el contenido de humedad aumenta, el líquido clarificado es menor y el color también cambia.
Desintegración de lodos: El fenómeno de desintegración de lodos ocurre cuando la calidad del agua es turbia, el lodo se vuelve más fino debido a la coagulación y el efecto del tratamiento se deteriora.
Descomposición de lodos: En el tanque de sedimentación secundaria, puede ocurrir una fermentación anaeróbica debido a la retención a largo plazo de lodos, lo que genera gas y da como resultado el fenómeno de grandes trozos de lodos flotando.
Flotación de lodos: Fenómeno en el que los lodos flotan en bloques en el tanque de sedimentación secundaria.
Problema de espuma: en el tanque de aireación se produce espuma, causada principalmente por una gran cantidad de detergentes sintéticos u otras sustancias espumosas en las aguas residuales.
28. ¿Cuál es la curva de crecimiento de los lodos activados?
Los microorganismos de lodos activados son una población mixta de múltiples especies bacterianas y sus patrones de crecimiento son relativamente complejos, pero sus curvas de crecimiento también se pueden utilizar para representar ciertos patrones. Esta curva expresa la proliferación y la disminución de la cantidad de microbios a lo largo del tiempo después de una adición suficiente de nutrientes, en condiciones ambientales como la temperatura y el oxígeno disuelto que satisfacen los requisitos de crecimiento de los microorganismos y con una cierta cantidad de inoculación microbiana inicial.
El cambio en la tasa de crecimiento del lodo activado se debe principalmente a la relación entre nutrientes o materia orgánica y microorganismos (generalmente expresada como F/M). El valor F/M también es un factor importante que influye en la tasa de degradación de los sustratos orgánicos, la tasa de utilización del oxígeno y el rendimiento de coagulación y adsorción del lodo activado.
Las cuatro etapas de la curva de crecimiento de los lodos activados son: período de adaptación, período de crecimiento logarítmico, período de crecimiento de desaceleración (con la mayor biomasa) y período de respiración endógena (con el mejor efecto del tratamiento de la calidad del agua).
29. ¿Cuántos procesos intervienen en la depuración de lodos activados?
La depuración de aguas residuales mediante lodos activados se realiza mediante tres etapas:
En la primera etapa, las aguas residuales se purifican principalmente mediante la adsorción de lodos activados. El proceso de adsorción avanza muy rápidamente, generalmente se completa en 30 minutos, y la tasa de eliminación de DBO5 puede alcanzar hasta el 70%. También tiene un efecto oxidante parcial, pero la adsorción es la función principal.
La segunda etapa, también conocida como etapa de oxidación, consiste principalmente en continuar con la descomposición de la materia orgánica adsorbida y absorbida en la etapa de preoxidación, mientras se continúan adsorbiendo algunas sustancias disueltas residuales.
La tercera etapa es la de separación del agua del lodo. En esta etapa, el lodo activado se sedimenta y se separa en el tanque de sedimentación secundaria. Tanto el metabolismo de síntesis como el metabolismo de descomposición de los microorganismos pueden eliminar los contaminantes orgánicos de las aguas residuales, pero los productos son diferentes.
¿Cuáles son las características de un tanque de sedimentación secundaria?
Características del tanque de sedimentación secundaria: En términos de función, no solo separa los lodos del agua, sino que también los concentra y los almacena temporalmente debido a los cambios en la calidad y cantidad del agua.
31. ¿Qué es un sistema de infiltración lenta para aguas residuales?
La infiltración lenta de aguas residuales es el proceso de permitir que las aguas residuales pasen lentamente a través del terreno y lo purifiquen mediante filtración por infiltración natural. Adecuado para suelos con buena permeabilidad al agua y áreas con baja evaporación y clima húmedo.
32. ¿Qué es un sistema de filtración rápida de aguas residuales?
Adecuado para suelos con excelente permeabilidad, como suelos arenosos, suelos arenosos con grava, etc. Una vez que el tanque de aguas residuales llega a la superficie del campo de infiltración rápida, se infiltra rápidamente en el subsuelo y finalmente ingresa a la capa de agua subterránea.
¿Cuántas etapas hay en las reacciones anaeróbicas? ¿Cuáles son respectivamente?
Las reacciones anaeróbicas se dividen en tres etapas:
La primera etapa es la descomposición de la materia orgánica en productos mecánicos de ácidos grasos bajo la acción de bacterias de hidrólisis y fermentación.
La segunda etapa es la conversión adicional de hidrógeno y ácido acético en hidrógeno, dióxido de carbono y ácido acético bajo la acción de bacterias.
La tercera etapa es la de fermentación del metano (etapa de fermentación alcalina), en la que intervienen dos grupos diferentes de bacterias productoras de metano. Un grupo convierte el hidrógeno y el dióxido de carbono en metano, mientras que el otro grupo convierte el ácido acético para producir metano.
34. ¿Qué es la digestión de dos fases?
La digestión de dos fases es el proceso de separar la etapa de producción de ácido y la etapa de producción de metano de la digestión anaeróbica de sustratos orgánicos.
¿Cuáles son los componentes materiales de los lodos?
La composición de sustancias en los lodos se puede dividir en lodos orgánicos y lodos inorgánicos.
Según la fuente de los lodos, se pueden dividir en lodos sedimentarios primarios, lodos activados residuales, lodos húmicos, lodos maduros y lodos químicos.
¿Qué humedad contienen los lodos?
El contenido de agua en el lodo se divide en cuatro categorías: agua intersticial entre partículas, agua capilar, agua adsorbida en partículas de lodo y agua interna de las partículas.
Métodos de eliminación: gravedad, flotación por aire, centrifugación.
¿Qué incluye la deshidratación mecánica?
Deshidratación mecánica: deshidratación por filtración al vacío, deshidratación por filtración a presión, deshidratación por rodadura, deshidratación centrífuga de lodos.
¿Cuál es el propósito de estabilizar los lodos?
El propósito de estabilizar los lodos es eliminar el olor emitido por los lodos y matar los microorganismos patógenos en los lodos.
39. ¿Qué es la adsorción?
El uso de sólidos porosos (como el carbón activado) o flóculos (como el poliiron) para adsorber sustancias tóxicas y nocivas presentes en las aguas residuales sobre la superficie o los microporos de los sólidos o flóculos, con el fin de purificar la calidad del agua, se denomina tratamiento de adsorción. El objeto de la adsorción puede ser sustancias sólidas insolubles o sustancias solubles.
¿Cuáles son las características de la adsorción física y la adsorción química?
Características físicas de adsorción: El calor de adsorción es pequeño, se puede realizar a bajas temperaturas, la adsorción es reversible y la adsorción es básicamente no selectiva.
Características de adsorción química: alto calor de adsorción, adsorción irreversible, adsorción selectiva.
41. ¿Qué es la densidad de la resina?
Densidad de resina: generalmente se refiere a dos métodos de expresión: densidad real húmeda y densidad aparente húmeda. La densidad real húmeda está relacionada con la resistencia al retrolavado y la tasa de expansión de la capa de resina, así como con la estratificación de la resina del lecho mixto y del lecho doble. La densidad aparente húmeda se utiliza para calcular la cantidad de resina húmeda necesaria para llenar el intercambiador de iones.
¿Cuál es la función del material de relleno de agua?
La función del llenador de pulverización de agua es dispersar las gotas de agua salpicadas en el sistema de distribución de agua en gotas finas o películas de agua después de múltiples salpicaduras, aumentar el área de contacto entre el agua y el aire, prolongar el tiempo de contacto y garantizar un buen intercambio de calor y masa entre el aire y el agua.
43. ¿Qué es un sólido suspendido volátil líquido mixto?
Los sólidos suspendidos volátiles líquidos mixtos (MLVSS) se refieren al peso de las sustancias volátiles en el lodo seco contenido en el líquido mixto de un tanque bioquímico por unidad de volumen, también en mg/L. Dado que no incluye sustancias inorgánicas en el lodo activado, puede representar con precisión la cantidad de microorganismos en el lodo activado.
¿Por qué se genera un exceso de lodos?
Durante el proceso de tratamiento bioquímico, los microorganismos del lodo activado consumen continuamente materia orgánica presente en las aguas residuales.
En la materia orgánica consumida, una parte se oxida para proporcionar la energía necesaria para las actividades vitales de los microbios, mientras que otra parte es utilizada por los microorganismos para sintetizar nuevo citoplasma, promoviendo así la reproducción microbiana. Mientras los microorganismos metabolizan, algunos microorganismos viejos mueren, lo que da lugar a la producción de lodos en exceso.
45. ¿Qué es la tecnología de carbón de aguja?
El método de tratamiento de hierro y carbono, también conocido como método de microelectrólisis de hierro y carbono o método de electrólisis interna de hierro y carbono, es una forma de aplicación de la tecnología de tratamiento de aguas residuales de hierro y metal. El uso del método de hierro y carbono como tecnología de pretratamiento para tratar aguas residuales tóxicas y nocivas con alta concentración de DQO tiene un efecto único.
¿Por qué el pH del efluente del tanque de sedimentación de neutralización se ajusta por encima de 9?
El efluente de carbón de hierro contiene una gran cantidad de sulfato ferroso, que, si no se elimina, afectará el crecimiento y la reproducción de microorganismos en el depósito bioquímico posterior.
Por lo tanto, debemos utilizar cal para aumentar el valor de pH de las aguas residuales de 5-6 a más de 9, a fin de convertir el sulfato ferroso soluble en agua en hidróxido ferroso insoluble y sulfato de calcio, y luego precipitarlos a través de coagulación y sedimentación para garantizar que las aguas residuales que ingresan al tanque bioquímico no contengan sulfato ferroso.
¿Cuáles son los tipos de flotación por aire?
La flotación por aire se divide en flotación por aire disuelto (dividida en flotación por aire disuelto al vacío y flotación por aire disuelto presurizado), flotación por aire disperso y flotación por aire electrolítico.
48. ¿Qué es la floculación?
La floculación es el proceso de agregar coagulantes de alto peso molecular a las aguas residuales, que se disuelven para formar polímeros de alto peso molecular. La estructura de este polímero es una estructura lineal, con un extremo de la línea tirando de una partícula diminuta y el otro extremo tirando de otra partícula diminuta, desempeñando un papel en la unión y el puente entre dos partículas que están muy separadas, aumentando gradualmente el tamaño de las partículas y finalmente formando un flóculo de partículas grandes (comúnmente conocido como flor de alumbre), acelerando la sedimentación de las partículas.
¿Por qué es necesario utilizar poliiron para el tratamiento de coagulación y adsorción de aguas residuales?
Durante el proceso de coagulación, el poliiron forma flóculos de hidróxido de hierro, que tienen una excelente capacidad para adsorber sustancias orgánicas en las aguas residuales. Los datos experimentales muestran que después de utilizar la coagulación con poliiron para adsorber las aguas residuales, se puede eliminar aproximadamente entre el 10% y el 20% de la DQO en las aguas residuales, lo que puede reducir en gran medida la carga operativa del tanque bioquímico y facilitar la descarga estándar del tratamiento de aguas residuales.
Además, el uso de poliiron para el pretratamiento de coagulación puede eliminar las sustancias traza que son tóxicas e inhibidoras de los microorganismos en las aguas residuales, lo que garantiza el funcionamiento normal de los microorganismos en el tanque bioquímico. Entre muchos agentes de coagulación, el precio del poliiron es relativamente barato (25-300 yuanes/tonelada), por lo que el costo del tratamiento es relativamente bajo y es más adecuado para el pretratamiento de aguas residuales de proceso.
¿Por qué las partículas coloidales en las aguas residuales son difíciles de precipitar de forma natural?
Muchas impurezas, sólidos suspendidos, partículas grandes y sólidos suspendidos que sedimentan fácilmente con una gravedad específica mayor a 1 en aguas residuales se pueden eliminar mediante sedimentación natural, centrifugación y otros métodos.
Sin embargo, las partículas en suspensión con una gravedad específica inferior a 1, que son pequeñas e incluso invisibles a simple vista, son difíciles de sedimentar de forma natural. Por ejemplo, las partículas coloidales son partículas pequeñas con un tamaño de 10-4-10-6 mm, que son muy estables en el agua. Su velocidad de sedimentación es extremadamente lenta y se necesitan 200 años para cultivarlas por cada metro de sedimentación.
