Requisitos de vertido de aguas residuales para el contenido de sal:
1. Aguas residuales industriales: <800-1000 mg/L
2. Aguas residuales domésticas: <150-200 mg/L
Según el TDS, las aguas residuales pueden dividirse en tres tipos:
1. Aguas residuales de salinidad extremadamente alta (>30000 mg/L TDS)
2. Aguas residuales de salinidad media a alta (2000-10000 mg/L)
3. Aguas residuales de baja salinidad (500-2000 mg/L)
¿Cuáles son los métodos de desalinización?
1. Métodos químicos: consisten en añadir agentes químicos, como cloruros e hidróxidos, para que reaccionen químicamente con las sales de las aguas residuales y reduzcan su contenido. Este método es sencillo y eficaz, pero puede provocar una contaminación secundaria y aumentar los costes de tratamiento.
2. Métodos biológicos: utilizan la acción degradadora de los microorganismos para descomponer los materiales orgánicos que contienen sal en sustancias con bajo contenido en sal o sin sal. Entre los métodos biológicos más comunes se encuentran los lodos activados, los métodos de biopelícula y el tratamiento biológico anaeróbico. Este método es respetuoso con el medio ambiente y tiene bajos costes de tratamiento, pero tiene un ciclo de tratamiento más largo y es sensible a la calidad del agua y a los factores ambientales.
3. Métodos físicos: incluyen la electrodiálisis, la ósmosis inversa y el intercambio iónico. Estos métodos utilizan membranas de separación o agentes de intercambio iónico para separar selectivamente las sales de las aguas residuales y conseguir la desalinización. Los métodos físicos pueden lograr un alto efecto de desalinización, pero la inversión en equipos y los costes de mantenimiento son elevados. Tanques de sedimentación, tanques anaeróbicos-aeróbicos, electrodiálisis.
Aplicaciones de la desalinización de aguas residuales
1. Método de evaporación: Las aguas residuales de alta salinidad se evaporan por calentamiento, dejando la sal en el sólido después de la evaporación. Este método es muy eficaz y sencillo de manejar, pero requiere una gran cantidad de energía térmica y espacio.
2. Método de intercambio iónico: Utiliza resina de intercambio iónico para intercambiar iones en las aguas residuales con iones en la resina, con una tasa de desalinización superior a 90%. Sin embargo, la resina debe sustituirse periódicamente, y la salmuera concentrada tras el tratamiento requiere un tratamiento posterior.
3. Método de ósmosis inversa: Las aguas residuales de alta salinidad se someten a ósmosis inversa a alta presión para separar las sales y los contaminantes. La eficacia del tratamiento es extremadamente alta, pero el coste del equipo es elevado y los gastos de funcionamiento son caros.
4. Tecnología de cristalización de concentración por evaporación multiefecto a baja temperatura: Utiliza múltiples evaporadores interconectados en los que el vapor generado por una etapa se utiliza como fuente de calor para la etapa siguiente, con lo que se consigue una utilización escalonada de la energía y se reduce el consumo energético. En última instancia, esto separa las aguas residuales de las sales sólidas, y el agua desalinizada puede devolverse al sistema de producción para su reutilización.
¿Cuáles son los retos de la desalinización de aguas residuales?
1. Inhibición de la actividad microbiana debido a la alta salinidad: Las aguas residuales de alta salinidad suprimen significativamente el crecimiento y la actividad de los microorganismos, lo que provoca la deshidratación o incluso la muerte de las células microbianas, imposibilitando la degradación efectiva de la materia orgánica de las aguas residuales. Además, la alta salinidad también puede causar corrosión y daños en los equipos de tratamiento, aumentando el coste de mantenimiento y sustitución.
2. Costes de tratamiento elevados: Para reducir la salinidad de las aguas residuales suele ser necesario diluirlas, lo que aumenta el consumo de agua y los costes de tratamiento del proceso. Además, el tratamiento de aguas residuales de alta salinidad consume mucha energía térmica y eléctrica, lo que aumenta aún más los costes de tratamiento.
3. Selección de tecnologías y aplicabilidad: Las distintas tecnologías de desalinización tienen sus propias ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, la tecnología de separación por membranas es eficaz y respetuosa con el medio ambiente, pero los materiales de las membranas son propensos a la contaminación y requieren una limpieza y un mantenimiento periódicos; los métodos electrolíticos son adecuados para tratar aguas residuales de alta salinidad que contienen iones de metales pesados, pero tienen un mayor consumo de energía; los métodos de evaporación y concentración tienen un alto consumo de energía y equipos complejos; el tratamiento biológico requiere un tiempo de reacción biológica más largo. La elección de la tecnología adecuada debe sopesarse en función de las circunstancias específicas.
4. Complejidad de la composición de las aguas residuales: Las aguas residuales de los yacimientos de petróleo y gas contienen diversas sustancias orgánicas y sales inorgánicas, cada una con propiedades químicas y biodegradabilidad diferentes, lo que aumenta la dificultad de su eliminación. Además, impurezas como los sólidos en suspensión y los iones de metales pesados presentes en las aguas residuales también pueden afectar a la eficacia del tratamiento.
¿Cuáles son los peligros de las aguas residuales de alta salinidad?
Los peligros medioambientales de las aguas residuales de alta salinidad se manifiestan principalmente en la toxicidad para los microorganismos, la corrosión de los equipos y la destrucción del ecosistema.
1. Toxicidad para los microorganismos: Las altas concentraciones de sal pueden aumentar la presión osmótica, provocando la deshidratación de las células microbianas y la separación del protoplasma celular. Los efectos de salinización pueden reducir la actividad de la deshidrogenasa, y el aumento de la concentración de iones cloruro también puede ser tóxico para las bacterias. Además, las altas concentraciones de sal aumentan la densidad de las aguas residuales, lo que facilita que los lodos activados floten y se pierdan, afectando gravemente a la eficacia de depuración de los sistemas de tratamiento biológico.
2. Corrosión de los equipos: Las sales de las aguas residuales de alta salinidad pueden corroer tuberías y equipos, afectando a su vida útil y calidad. Por ejemplo, concentraciones de sal excesivamente altas pueden provocar la corrosión de tuberías y equipos, afectando a su funcionamiento y mantenimiento normales.
3. Destrucción del ecosistema: Contaminantes como los sólidos en suspensión, la materia orgánica, los metales pesados y las sustancias químicas nocivas presentes en las aguas residuales de alta salinidad pueden tener un enorme impacto sobre el medio ambiente y los ecosistemas. Estas sustancias no sólo tienen efectos tóxicos sobre los microorganismos, sino que también pueden acumularse a través de la cadena alimentaria, afectando en última instancia al equilibrio y la salud de todo el ecosistema.
¿Qué importancia tiene la desalinización de aguas residuales?
1. Protección del medio ambiente: Si el contenido en sal de las aguas residuales se vierte sin tratamiento, puede provocar una grave contaminación del medio ambiente. La sal puede alterar las propiedades químicas de las masas de agua, afectando a la supervivencia de los organismos acuáticos, provocando el endurecimiento del agua y la eutrofización. El tratamiento de desalinización puede eliminar eficazmente las sales de las aguas residuales, reduciendo los daños medioambientales.
2. Reutilización y reciclaje: Muchas sales de las aguas residuales son recursos valiosos; por ejemplo, las sales de ciertas aguas residuales químicas pueden utilizarse para producir sulfato sódico, cloruro sódico y otros productos químicos. Mediante el tratamiento de desalinización, estos valiosos recursos pueden extraerse, consiguiendo así la utilización de los recursos de las aguas residuales.
3. Cumplimiento de las normas de vertido: Muchos países y regiones tienen normas estrictas sobre el contenido de sal en las aguas residuales. Para cumplir las normas de vertido, el tratamiento de desalinización es necesario para reducir el contenido de sal en las aguas residuales por debajo de la concentración especificada, garantizando que las aguas residuales puedan verterse al medio ambiente de forma segura.
4. Evitar la corrosión de los equipos y la formación de incrustaciones: El contenido en sales de las aguas residuales puede corroer los equipos y las tuberías, acortando su vida útil. El tratamiento de desalinización puede eliminar las sales de las aguas residuales, reduciendo la corrosión y las incrustaciones en los equipos, lo que prolonga su vida útil.
5. Prevención de la contaminación del suelo y de las aguas subterráneas: Las altas concentraciones de sales y sustancias inorgánicas solubles en las aguas residuales pueden provocar la salinización del suelo y la contaminación de las aguas subterráneas si se vierten directamente o se infiltran en el suelo y las aguas subterráneas. El tratamiento de desalinización puede reducir el riesgo de contaminación del suelo y las aguas subterráneas.
6. Protección de los ecosistemas: El vertido de aguas residuales en masas de agua naturales puede aumentar la concentración de sal, alterando el equilibrio de los ecosistemas acuáticos y afectando a la supervivencia y reproducción de los organismos acuáticos. Mediante el tratamiento de desalinización, se puede reducir el impacto negativo de las aguas residuales en los ecosistemas acuáticos, protegiendo la biodiversidad y el equilibrio ecológico de las masas de agua.
