Las tecnologías de control de la contaminación del agua se pueden dividir en varios tipos. Se introducen brevemente técnicas de control importantes.
1. Fuentes de contaminación industriales de los "tres desechos"
Industrial. Los "tres desechos" (aguas residuales, gases residuales y residuos) son uno de los principales factores de contaminación de las aguas subterráneas.
(1) Aguas residuales industriales
Por ejemplo: (1) Aguas residuales de galvanoplastia industrial, los principales contaminantes son CN, Cr, Cd, Ni, Zn, Hg y "tres ácidos" ( HCL, HSO4, HNO 3); (2) Aguas residuales de decapado industrial, cuyo componente principal es triácido; (3) Aguas residuales industriales metalúrgicas, los principales contaminantes son cobre, aluminio, zinc, níquel, cadmio y otros contaminantes metálicos (4; ) Aguas residuales industriales ligeras, los principales contaminantes son álcalis, grasas, alcohol, aldehídos, nitrógeno amoniacal, colorantes, azufre, etc. (5) Aguas residuales orgánicas petroquímicas, los contaminantes incluyen diversos compuestos nitro, amino, aceites, fenoles, alcoholes, ácidos y bases, cloruros, cianuros, diversos compuestos metálicos, compuestos orgánicos, hidrocarburos aromáticos y su composición derivada. Si estas aguas residuales tóxicas y nocivas se vierten directamente en las alcantarillas urbanas, ríos, lagos y mares sin tratamiento, o directamente en zanjas y grandes pozos de filtración, son la principal causa de contaminación química de las aguas subterráneas.
(2) Gas residual industrial
Algunos gases residuales industriales típicos, como SO2, H2S, CO, CO2, óxidos de nitrógeno, benzopireno, etc., pueden provocar humo y polvo graves. a la atmósfera contaminan. Estos contaminantes caerán con las lluvias y entrarán en el ciclo del agua a través de la escorrentía superficial, provocando una contaminación secundaria de las aguas superficiales y subterráneas.
(3) Escoria de residuos industriales
La escoria de residuos industriales incluye escoria de alto horno, escoria de acero, cenizas volantes, escoria de pirita, escoria de carburo de calcio, lodo rojo, lodos de lavado de carbón y escoria de ferrosilicio. , Relaves de plantas de procesamiento de minerales y lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales. Por ejemplo, la industria metalúrgica produce residuos que contienen cianuro, la industria papelera produce residuos que contienen sulfitos; la industria electrónica produce residuos que contienen mercurio; la industria petroquímica produce residuos de pesticidas policlorados que contienen fenol, residuos de alquitrán de fenol y residuos ricos en aceites minerales e hidrocarburos; los disolventes de la lixiviación del polvo de las centrales térmicas de carbón producen arsénico, cromo, selenio, cloro, etc. Algunos de estos residuos se acumulan de forma natural y otros se entierran bajo tierra. En estratos con malas propiedades impermeables, sustancias tóxicas y nocivas como metales pesados, fenoles volátiles y cianuros ingresan al agua y al suelo después de ser arrastradas por el viento y la lluvia. Una parte se infiltra directamente con la precipitación y otra migra río abajo y se infiltra con la escorrentía superficial, provocando contaminación superficial y lineal de las aguas subterráneas. En ciudades como Shenyang, Jinzhou y Jilin, los residuos de cromo se acumulan como montañas, formando una importante fuente de contaminación de las aguas subterráneas.
2. Fuentes de contaminación en la vida urbana
Durante mucho tiempo, las aguas residuales domésticas urbanas se vierten directamente sin ningún tratamiento, y sólo se valora la capacidad de autodepuración de las masas de agua superficiales. se utilizan para eliminar contaminantes y la capacidad de autodepuración de los cuerpos de agua es limitada. Según las estadísticas, más del 80% de los ríos de China están contaminados. Algunos ríos están tan contaminados que ni siquiera pueden utilizarse para irrigar tierras de cultivo. También contaminan las fuentes de agua subterránea.
(1) Aguas residuales domésticas
Las aguas residuales domésticas incluyen principalmente SS (sólidos en suspensión), DBO (demanda bioquímica de oxígeno), NH4-N (nitrógeno amoniacal), ABS (detergente sintético), P,CL,bacterias. La mayoría de los contaminantes contenidos en las aguas residuales domésticas y residuales vertidas por los hospitales son nitrógeno amoniacal, fósforo, detergentes sintéticos, bacterias anaeróbicas, fenoles volátiles, mercurio, virus y sustancias radiactivas. La mayoría de ellos se vierten en ríos, acequias o pozos de filtración, contaminando la superficie. agua y agua subterránea. La basura doméstica no tratada, acumulada al azar, se lixivia con el viento y las precipitaciones, y las sustancias tóxicas y nocivas que contiene entran en los cuerpos de agua, contaminando las aguas superficiales y subterráneas.
(2) Residuos domésticos
Los residuos domésticos generalmente se eliminan en vertederos. Con la erosión del sol, la lluvia y el escurrimiento superficial, estos residuos enterrados alrededor de la ciudad se disuelven. se filtra lentamente en el suelo, contaminando los acuíferos subterráneos. Los desechos domésticos son ricos en materia orgánica y sales, que se descomponen en nitrógeno orgánico → nitrógeno amoniacal → nitrógeno nitrito → nitrógeno nitrato bajo la acción de microorganismos. Por lo tanto, la tasa de detección de trinitrógeno en el agua subterránea es del 10% al 46%, y el total. Número de bacterias e intestino grueso. La tasa de detección de flora bacteriana es del 10% al 26%. Por tanto, la basura doméstica y las fosas sépticas de las zonas residenciales son los principales canales de contaminación orgánica.
Tres. Fuentes de contaminación agrícola
Las principales fuentes de contaminación de las aguas subterráneas causadas por las actividades agrícolas incluyen pesticidas residuales, fertilizantes químicos, descomposición de restos de animales y plantas y riego excesivo con aguas residuales. Provocan el deterioro de la calidad de las aguas subterráneas poco profundas en grandes superficies, siendo los más importantes el aumento de NO3-N y la contaminación por pesticidas y fertilizantes.
Contaminación por pesticidas
La contaminación por pesticidas tiene efectos cancerígenos, teratogénicos y mutagénicos en humanos y animales. Se informa que este pesticida todavía existe en las aguas subterráneas donde se usaba DDT hace 30 años. En algunos lugares, el contenido de DDT por litro de agua subterránea excede miles de veces el límite legal. Los pesticidas que ahora se utilizan ampliamente se lixivian a través de la precipitación atmosférica y contaminan las aguas subterráneas en una gran superficie en forma de "fuente".
(2) Contaminación por fertilizantes químicos
Por un lado, la aplicación excesiva de fertilizantes nitrogenados aumentará el contenido de NO3, la dureza permanente y la salinidad del agua; provocar la eutrofización de las masas de agua. Cuando el contenido de nitrógeno inorgánico supera los 300 mg/m3 y el fósforo total supera los 20 mg/m3, se producirá eutrofización, provocando la muerte de un gran número de organismos acuáticos.
(3) Riego con aguas residuales
Muchas aguas residuales contienen elementos y compuestos tóxicos, lo que a menudo conduce a una grave contaminación de las aguas subterráneas en áreas de suelo arenoso con entierro de aguas subterráneas poco profundas y buena permeabilidad en la zona vadosa. Por ejemplo, los seis depósitos de aguas residuales y más de 20 estanques de aguas residuales de Xi'an almacenan más de 300.000 m3 de agua, lo que provoca una gran contaminación en la primera y segunda terrazas del río Wei.
IV.Metales pesados y fuentes de contaminación radiactiva
Hg, cadmio, plomo, cromo, zinc, cobalto, níquel, estaño y otros metales pesados y metaloides arsénico, entre los que se encuentran el mercurio, el cadmio. , cromo, arsénico La contaminación es la más destacada; la contaminación radiactiva es un tipo especial de contaminación compuesta principalmente por elementos nucleares radiactivos, incluida la contaminación radiactiva del agua. Los elementos radionucleares naturales, la lluvia radiactiva de las pruebas de armas nucleares, las aguas residuales radiactivas y los desechos de otras industrias pueden contaminar las aguas subterráneas y causar cáncer y enfermedades genéticas.
Las tecnologías de control de la contaminación de las aguas subterráneas se pueden resumir en: tratamiento físico, control hidrodinámico, tratamiento por extracción y tratamiento in situ.
1.1 Método físico
El método físico es un método que utiliza medios físicos para tratar aguas subterráneas contaminadas, que se puede resumir en:
①Método de blindaje
Este método consiste en establecer varias barreras físicas bajo tierra para interceptar el agua contaminada y evitar una mayor propagación de los contaminantes. El método de cortina de mortero comúnmente utilizado es verter mortero en el suelo mediante presión para formar una cortina alrededor del cuerpo de agua contaminada, atrapando así el cuerpo de agua contaminada. Otros métodos de barrera física incluyen muros de contención de lechada, muros de contención de pilotes vibrantes, muros de contención de tablestacas, reemplazo de bloques, trampas de membrana y cortinas sintéticas, etc. , su principio es similar al método de la cortina de mortero. En términos generales, el método de protección física sólo puede considerarse como un método de sellado permanente cuando se trata de una pequeña gama de contaminantes altamente tóxicos y difíciles de degradar. En la mayoría de los casos, sólo se utiliza como método de control temporal en las primeras etapas del control de la contaminación de las aguas subterráneas.
②Método de recolección pasiva
Este método consiste en cavar una zanja lo suficientemente profunda aguas abajo del flujo de agua subterránea y disponer un sistema de recolección en la zanja para recolectar los contaminantes que flotan en la superficie del agua. como los contaminantes del petróleo, o recolectar todas las aguas subterráneas contaminadas para su tratamiento. Los métodos de recolección pasiva generalmente son efectivos para tratar contaminantes ligeros (como petróleo, etc.). ), se ha utilizado ampliamente en los Estados Unidos para controlar la contaminación por petróleo de las aguas subterráneas.
1.2 Método de control hidrodinámico
El método de control hidrodinámico utiliza un sistema de grupo de pozos para cambiar artificialmente el gradiente hidráulico del agua subterránea bombeando agua o inyectando agua en el acuífero, separando así el agua contaminada de agua limpia. Según los diferentes diseños del sistema de grupo de pozos, el método de control hidráulico se puede dividir en el método de cuenca aguas arriba y el método de cuenca aguas abajo. El método de la cuenca aguas arriba consiste en disponer una fila de pozos de inyección de agua aguas arriba del cuerpo de agua contaminado e inyectar agua dulce en el acuífero a través de los pozos de inyección de agua, de modo que se forme una cuenca subterránea en los pozos de inyección de agua, evitando así la cuenca aguas arriba. el cuerpo de agua limpia reabastece el cuerpo de agua contaminada hacia abajo; al mismo tiempo, se dispone una fila de pozos de bombeo aguas abajo para bombear el agua contaminada para su tratamiento; La regla de la cuenca aguas abajo es disponer una hilera de pozos de inyección de agua aguas abajo del cuerpo de agua contaminado para inyectar agua, formando una cuenca aguas abajo para evitar que la columna de contaminación se propague aguas abajo, y disponer una hilera de pozos de bombeo aguas arriba para extraer agua limpia y enviarlo aguas abajo para inyección. De manera similar, en las etapas iniciales del control de la contaminación de las aguas subterráneas, los métodos de control hidrodinámico generalmente se utilizan como métodos de control temporal para prevenir la propagación de contaminantes.
1.3 Método de tratamiento por extracción
El tratamiento por extracción es un método ampliamente utilizado en la actualidad. Puede seleccionarse según el tipo de contaminantes y el costo del tratamiento, y se puede dividir aproximadamente en tres categorías. :
①Método físico. Incluyendo adsorción, separación por gravedad, filtración, ósmosis inversa, soplado de aire e incineración.
②Método químico. Incluye coagulación y precipitación, redox, intercambio iónico y neutralización.
③Métodos biológicos. Incluyendo: método de lodos activados, método de biopelícula, método de digestión anaeróbica y método de eliminación del suelo. Los métodos de tratamiento de las aguas subterráneas contaminadas después de la extracción son los mismos que para las aguas superficiales.
Cabe señalar que el establecimiento de un sistema de grupo de pozos es la clave para extraer agua subterránea contaminada. El sistema de grupo de pozos debe poder controlar el flujo de toda la masa de agua contaminada. El agua subterránea tratada tiene dos destinos, uno es el aprovechamiento directo y el otro la recarga. La razón por la que se utiliza para recarga es que puede diluir masas de agua contaminadas y erosionar acuíferos; por otro lado, también puede acelerar el flujo de circulación del agua subterránea, acortando así el tiempo de recuperación del agua subterránea;
1.4 Método de tratamiento in situ
El tratamiento in situ es un tema candente en la investigación de tecnologías de control de la contaminación de las aguas subterráneas. No solo ahorra costos de tratamiento, sino que también reduce la cantidad de tratamientos de superficie. instalaciones y minimiza la contaminación. La exposición de los objetos reduce la perturbación del medio ambiente. Se trata de una tecnología prometedora para el control de la contaminación de las aguas subterráneas. Las tecnologías de tratamiento in situ incluyen el tratamiento físico y químico y el tratamiento biológico.
1.4.1 Métodos de tratamiento físico y químico
①Método de administración. Se inyectan agentes químicos en cuerpos de agua contaminados a través del sistema de pozos, como la inyección de neutralizadores para neutralizar lixiviados ácidos o alcalinos, la adición de oxidantes para degradar la materia orgánica o precipitar compuestos inorgánicos, etc.
②Cama de tratamiento penetrante. El lecho de tratamiento de permeación es adecuado principalmente para acuíferos poco profundos y poco profundos, y generalmente se utiliza para el tratamiento inofensivo de lixiviados de vertederos. El método específico consiste en cavar una zanja aguas abajo de la columna de contaminación para llegar al lecho de roca o capa de arcilla impermeable en el fondo del acuífero y luego llenar la zanja con un medio permeable que pueda reaccionar con los contaminantes. Después de que el agua subterránea contaminada fluye hacia la zanja, reacciona con el medio para generar productos o sedimentos inofensivos, que se eliminan. Los medios de relleno comúnmente utilizados son: a. Piedra caliza, utilizada para neutralizar aguas subterráneas ácidas o eliminar metales pesados. b. ;c Las zeolitas y las resinas sintéticas de intercambio iónico se utilizan para eliminar metales pesados disueltos.
③Método de modificación del suelo. Utilizando la capa de arcilla del suelo, se inyectan in situ tensioactivos y sustancias de modificación orgánica a través de pozos de inyección para convertir la arcilla del suelo en arcilla orgánica. La organoarcilla modificada puede absorber eficazmente los contaminantes orgánicos del agua subterránea.
1.4.2 Método de tratamiento biológico
El principio de la biorremediación in situ es en realidad la mejora artificial del proceso de biodegradación natural. Mejora el proceso de biodegradación natural de los contaminantes mediante la adopción de medidas artificiales, incluida la adición de oxígeno y nutrientes, para estimular el crecimiento de microorganismos in situ. Por lo general, el proceso de biorremediación in situ consiste en: primero, determinar la capacidad de los microorganismos in situ para degradar contaminantes mediante investigación experimental, luego determinar la demanda de oxígeno y la proporción de nutrientes que pueden maximizar el crecimiento de los microorganismos y, finalmente, aplicar los resultados de la investigación. para practicar. Varias tecnologías de biorremediación in situ que se utilizan actualmente giran en torno a varias medidas de fortalecimiento, como la tecnología de suministro mejorado de oxígeno, que son aproximadamente las siguientes:
①Tecnología biológica de impacto del aire. Esta tecnología es similar a la tecnología de lavado de aire en el método fisicoquímico in situ, que inyecta aire en el fondo del área contaminada, pero la diferencia es que el volumen de suministro de aire del lavado de aire biológico es menor, siempre que pueda estimular el crecimiento de microorganismos.
②Tecnología de suministro de oxígeno agua aire disuelto. Esta es una tecnología desarrollada por investigadores de Virginia Tech. Puede producir gas-agua disuelto compuesto de 2/3 de gas y 1/3 de agua, y el diámetro de la burbuja puede ser tan pequeño como 55 μm. La inyección de esta mezcla de gas y agua en áreas contaminadas puede mejorar en gran medida la eficiencia de la transferencia de oxígeno.
③Tecnología de suministro de oxígeno con peróxido de hidrógeno. Esta tecnología inyecta peróxido de hidrógeno en aguas subterráneas contaminadas como fuente de oxígeno. El peróxido de hidrógeno se descompone para producir oxígeno para el crecimiento microbiano. El peróxido de hidrógeno a menudo se inyecta con un catalizador, que se utiliza para controlar la velocidad de descomposición del peróxido de hidrógeno para que coincida con la tasa de consumo de oxígeno de los microorganismos.
Espero adoptar.