1. El concepto de DQO y DBO
En primer lugar, para comprender mejor el efecto de eliminación del carbón activado sobre la DQO, debemos comprender claramente el significado de DQO y DBO, dos indicadores de monitoreo de la calidad del agua. La DQO y la DBO son indicadores para medir el grado de contaminación orgánica en el agua y reflejan la capacidad del agua para consumir oxígeno en determinadas condiciones.
DQO (Demanda Química de Oxígeno): Indica la cantidad de oxígeno necesaria para toda la materia orgánica oxidable del agua bajo la acción de oxidantes fuertes. En resumen, la DQO refleja la cantidad total de contaminantes orgánicos en el agua. Cuanto mayor sea el valor de DQO, más contaminantes orgánicos habrá en el agua y peor será la calidad del agua.
DBO (demanda bioquímica de oxígeno): indica la cantidad de oxígeno necesaria para la degradación de la materia orgánica del agua por parte de microorganismos en determinadas condiciones de temperatura y tiempo. La DBO refleja principalmente el contenido de materia orgánica biodegradable en el agua, que suele ser inferior al valor de DQO.
Aunque tanto la DQO como la DBO pueden reflejar el grado de contaminación del agua, la DQO es más completa porque incluye toda la materia orgánica oxidable, ya sea fácilmente degradable o difícil de degradar. Por tanto, la reducción de DQO es un objetivo importante en el proceso de tratamiento de aguas residuales.
2. El efecto de eliminación del carbón activado sobre la DQO.
El carbón activado es un material carbonoso poroso con una capacidad de adsorción extremadamente fuerte. Puede eliminar materia orgánica e inorgánica del agua mediante adsorción física, adsorción química y otros métodos. Por lo tanto, el carbón activado se usa a menudo para reducir la DQO en el tratamiento de aguas residuales, especialmente cuando se trata de materia orgánica difícil de degradar, el efecto del carbón activado es particularmente significativo.
Mecanismo de adsorción del carbón activado: el principio de descontaminación del carbón activado es principalmente adsorber la materia orgánica en el agua a través de una gran cantidad de microporos y mesoporos en su superficie. Debido a la fuerte interacción entre la materia orgánica y el carbón activado, esta materia orgánica será adsorbida en la superficie o en los poros del carbón activado, reduciendo así el valor de DQO en el agua.
Factores que afectan la eficiencia de eliminación de DQO: La eficiencia de eliminación del carbón activado para DQO se ve afectada por muchos factores, entre los que se incluyen principalmente:
Tipos de carbón activado: El carbón activado de diferentes formas (como carbón activado en columna, carbón activado granular, carbón activado en polvo) tiene diferentes distribuciones de tamaño de poro y propiedades de adsorción, por lo que su efecto de eliminación de DQO también es diferente, entre los cuales el carbón activado en polvo tiene el mejor tasa de eliminación.
Tiempo de adsorción: La adsorción de carbón activado es un proceso dinámico. Por lo general, con la extensión del tiempo de adsorción, el efecto de eliminación aumentará gradualmente, pero después de un cierto período de tiempo, tenderá a saturarse y ya no podrá eliminar la DQO de manera efectiva.
Valor de PH: El pH del agua tiene una influencia importante en el efecto de adsorción del carbón activado. En términos generales, el efecto de adsorción del carbón activado es mejor en un ambiente débilmente ácido a neutro.
Temperatura de reacción: el aumento de temperatura generalmente aumenta la tasa de adsorción del carbón activado, pero una temperatura demasiado alta puede destruir la estructura del carbón activado y reducir su capacidad de adsorción.
Cantidad de carbón activado: La cantidad de carbón activado determina directamente su efecto en la eliminación de DQO. En el caso de una DQO alta, es necesario aumentar la cantidad de carbón activado para mejorar la tasa de eliminación.
Tiempo de agitación: La agitación ayuda a que los contaminantes del agua entren en contacto total con el carbón activado, mejorando así la eficiencia de adsorción.
3. Aplicabilidad del carbón activado a diferentes niveles de DQO
Aunque el carbón activado puede reducir eficazmente la DQO, su ámbito de aplicación no es ilimitado. De hecho, el efecto de eliminación del carbón activado sobre la DQO está estrechamente relacionado con la concentración de DQO en el agua. Cuando se tratan aguas residuales con un alto contenido de DQO, depender únicamente del carbón activado puede generar costos excesivos. Por lo tanto, se debe considerar el nivel específico de DQO al elegir el carbón activado.
Cuando el valor de DQO es bajo (50-500 mg/L): Para aguas residuales con un valor de DQO bajo, el carbón activado es un método de tratamiento más adecuado. En este momento, la materia orgánica del agua tiene cierto grado de dificultad de degradación y no encarecerá demasiado el uso de carbón activado. Por lo tanto, el uso de carbón activado en este caso puede reducir efectivamente la DQO manteniendo un costo de tratamiento relativamente económico.
When the COD value is high (>500 mg/L): Cuando el valor de DQO en el agua es alto, el efecto de la eliminación de DQO mediante carbón activado solo se reducirá considerablemente. En este momento, la capacidad de adsorción del carbón activado se acercará gradualmente a la saturación y el costo del tratamiento también aumentará considerablemente. Por lo tanto, para aguas residuales con un valor de DQO superior a 500 mg/L, generalmente es necesario utilizar carbón activado en combinación con otros métodos de tratamiento (como tratamiento de oxidación, filtración por membrana, tratamiento biológico, etc.) para mejorar el efecto general del tratamiento y reducir costos.
4. El mejor momento para utilizar carbón activado en la eliminación de DQO
De acuerdo con las características de degradación de la materia orgánica en el agua, generalmente se utilizan varios metros cúbicos de carbón activado en la parte final del tratamiento de aguas residuales, especialmente en la etapa posterior del tratamiento, para eliminar aún más la materia orgánica difícil de degradar en el agua. A continuación se detallan varios puntos clave para la aplicación de carbón activado en el tratamiento de aguas residuales:
Etapa de pretratamiento: cuando el valor de DQO es alto, a menudo es necesario utilizar primero métodos físicos y químicos (como coagulación, precipitación, filtración por membrana, etc.) para el pretratamiento para reducir la concentración de DQO y reducir la carga de carbón activado posterior.
Etapa de postratamiento: cuando la materia orgánica fácilmente degradable del agua ha sido biodegradada o eliminada mediante otros métodos, se puede utilizar carbón activado para eliminar aún más la materia orgánica difícil de degradar, optimizar la calidad del agua y reducir el valor de DQO. a un rango apropiado.
Etapa de tratamiento profundo: en algunas industrias o regiones que necesitan cumplir estándares de emisiones de DQO extremadamente bajas, se puede utilizar carbón activado como parte del tratamiento profundo para garantizar que la calidad del agua descargada cumpla con estrictos requisitos de protección ambiental.
5. Recomendaciones para la aplicación de carbón activado en la eliminación de DQO
Las características de adsorción del carbón activado le hacen desempeñar un papel importante en el tratamiento de aguas residuales, especialmente en el tratamiento de materia orgánica difícil de degradar. Sin embargo, la elección del carbón activado y cuándo usarlo debe decidirse razonablemente en función de la concentración de DQO del cuerpo de agua. Para aguas residuales con un valor de DQO de 50-500 mg/L, el carbón activado es más eficaz como método de tratamiento final, pero en el caso de valores de DQO extremadamente altos, el efecto del tratamiento de depender únicamente del carbón activado es limitado. , y debe usarse en combinación con otros métodos de tratamiento.
Por lo tanto, cuando se utiliza carbón activado, se deben considerar exhaustivamente la concentración de DQO, el tipo de carbón activado, el entorno de uso y otras condiciones del proceso para lograr la optimización de la rentabilidad.
