El proceso de tratamiento de aguas residuales en la industria de la pulpa y el papel es un proceso complejo y sistemático, que normalmente comprende tres etapas: pretratamiento, tratamiento biológico y tratamiento avanzado. Los pasos detallados de este proceso son los siguientes:
I. Etapa de pretratamiento
El objetivo principal de la etapa de pretratamiento es eliminar los sólidos en suspensión, ajustar el pH y reducir la concentración de materia orgánica en las aguas residuales, creando las condiciones para un posterior tratamiento biológico.
1. Criba de barra: Elimina grandes sólidos suspendidos y materia flotante de las aguas residuales para reducir la carga en los procesos de tratamiento posteriores. Las rejillas de barras generalmente están soldadas de acero plano y retorcido, y el espacio entre las barras se puede ajustar de acuerdo con las condiciones reales.
2. Tanque de Ecualización: Regula el flujo de aguas residuales y estabiliza la calidad del agua, proporcionando condiciones estables de calidad del agua para su posterior tratamiento. Los tanques de ecualización suelen tener un gran volumen para amortiguar las fluctuaciones en el flujo de aguas residuales.
3. Tanque de sedimentación/tanque de flotación: Elimina aún más los sólidos finos suspendidos y algo de materia orgánica de las aguas residuales. Los tanques de sedimentación utilizan la gravedad para sedimentar los sólidos suspendidos, mientras que los tanques de flotación inyectan microburbujas en las aguas residuales, lo que hace que los sólidos suspendidos se adhieran a las burbujas y floten hacia la superficie.
4. Tanque de Neutralización: Ajusta el pH del agua residual a un rango adecuado para el tratamiento biológico. Esto generalmente se logra agregando ácido o álcali.
II. Etapa de tratamiento biológico
La etapa de tratamiento biológico es la etapa central del tratamiento de aguas residuales de la fabricación de papel, y emplea principalmente tecnologías de tratamiento biológico como lodos activados y procesos de biopelículas para eliminar contaminantes como materia orgánica, nitrógeno y fósforo de las aguas residuales.
1. Tratamiento Biológico Aeróbico:
* Proceso de lodos activados: se proporciona suficiente oxígeno disuelto a las aguas residuales a través del equipo de aireación, lo que permite que el lodo y las aguas residuales se mezclen completamente. Los microorganismos degradan la materia orgánica. Después de un período de tiempo, el licor mezclado en el tanque de aireación ingresa a un tanque de sedimentación para la separación sólido-líquido. El agua tratada se descarga o se trata adicionalmente, mientras que parte del lodo se devuelve al tanque de aireación para mantener la población microbiana.
* Proceso de biopelícula: utiliza una biopelícula adherida a la superficie de un portador para degradar los contaminantes orgánicos. A medida que las aguas residuales atraviesan la capa de biopelícula, los microorganismos degradan los contaminantes orgánicos. En comparación con el proceso de lodos activados, el proceso de biopelícula tiene una mayor resistencia a las cargas de choque, requiere menos terreno y es más fácil de operar y gestionar.
2. Tratamiento biológico anaeróbico: en condiciones anaeróbicas, los microorganismos anaeróbicos convierten los contaminantes orgánicos de las aguas residuales en sustancias como metano y dióxido de carbono. Las tecnologías de tratamiento biológico anaeróbico incluyen principalmente sistemas de manto anaeróbico de lodos de flujo ascendente (UASB), caracterizados por su alta capacidad de carga, bajo costo y recuperación de energía.
3. Eliminación biológica de nitrógeno y fósforo: en la etapa de tratamiento bioquímico también se debe considerar la eliminación de nutrientes como nitrógeno y fósforo. La eliminación biológica de nitrógeno suele incluir tres etapas: amonificación, nitrificación y desnitrificación, logrando la conversión y eliminación del nitrógeno mediante la acción sinérgica de diferentes tipos de microorganismos. La eliminación biológica de fósforo utiliza bacterias acumuladoras de polifosfato-para acumular fósforo en las aguas residuales como polifosfato dentro de los microorganismos, que luego se elimina mediante la descarga de lodos.
III. Etapa de tratamiento avanzado
La etapa de tratamiento avanzado se dirige principalmente a aguas residuales que aún contienen altas concentraciones de materia orgánica recalcitrante y contaminantes de color después del tratamiento bioquímico. Se utilizan tecnologías avanzadas de oxidación, adsorción y separación por membrana para un tratamiento adicional que garantice que las aguas residuales cumplan con los estándares de descarga.
1. Tecnologías de oxidación avanzadas: como la oxidación con ozono y la oxidación Fenton, utilizan oxidantes fuertes para descomponer la materia orgánica recalcitrante, reduciendo la DQO y el color en las aguas residuales.
2. Tecnologías de adsorción: utilice materiales de adsorción, como carbón activado, para eliminar materia orgánica, color y otros contaminantes de las aguas residuales.
3. Tecnologías de separación por membranas: emplear tecnologías de separación por membranas, como la nanofiltración y la ósmosis inversa, para lograr una separación eficiente de la materia orgánica, los sólidos suspendidos y otros contaminantes de las aguas residuales.
