En sectors industrials com el petroquímic, el farmacèutic i l'impressió i el tint,el procés de producció genera un tipus d'aigua residual que suposa un gran repte per als enginyers ambientals. Normalment es caracteritza per una salinitat extremadament alta, altes concentracions de matèria orgànica i una gran quantitat de components refractaris estructuralment estables, tòxics i nocius. AixòAigües residuals "d'alta-salinitat, alta-concentració, refractàries"s'ha convertit en un sever coll d'ampolla que limita el desenvolupament verd i la descàrrega conforme de les empreses.
► I. Per què "fallen" els mètodes convencionals?
Davant d'aquest tipus d'aigües residuals, molts processos convencionals de tractament d'aigües semblen inadequats.La "coagulació-floculació" tradicional s'adreça principalment a sòlids en suspensió i col·loides,amb una eficàcia limitada en l'eliminació de substàncies orgàniques tòxiques dissoltes. Mentrestant,Els mètodes de tractament biològic, que s'utilitzen àmpliament, es basen en l'acció metabòlica dels microorganismes com a principi bàsic.Un entorn d'alta-salinitat imposa estrès osmòtic a les cèl·lules microbianes, inhibint o fins i tot matant la població microbiana, provocant el col·lapse del sistema bioquímic, una caiguda important de l'eficiència del tractament o fins i tot un fracàs total. Per als compostos orgànics macromoleculars complexos que són inherentment difícils de "digerir" pels microorganismes, la via de degradació dels mètodes biològics és molt llarga i ineficient.
► II. Processos Avançats d'Oxidació: Obrint Noves Avingudes
Per afrontar aquest repte,Processos avançats d'oxidació (AOP)han sorgit. El concepte bàsic és agenerar un gran nombre d'espècies altament reactives, com els radicals hidroxil (•OH), dins del sistema de reacció per mitjans físics o químics. Aquests "atacants" altament reactius poden reaccionar de manera no-selectiva amb la gran majoria dels compostos orgànics, descompondre'ls i, finalment, mineralitzar-los en diòxid de carboni i aigua, aconseguint així una eliminació completa sense deixar enrere productes intermedis nocius.
Entre les diferents AOP,tecnologia de plasmaha cridat una atenció important a causa dels seus avantatges únics. Mitjançant mètodes com ara la descàrrega d'alta tensió-, genera directament una "sopa reactiva" a l'aigua, que conté una barreja sinèrgica de components actius, com ara electrons, ions, radicals lliures i llum ultraviolada (UV). Aquest entorn d'alta-energia concentrat pot escindir instantàniament els enllaços químics dels compostos orgànics refractaris. En particular, la seva excel·lent tolerància a entorns d'alta-salinitat li confereix un avantatge importanten el tractament d'aigües residuals-salades.
► III. Els avantatges únics de la tecnologia de plasma
En comparació amb altres AOP, la via de la tecnologia de tractament d'aigua amb plasma és més directa i eficient. Per exemple, elprocés tradicional de Fentonrequereix l'addició de sals de ferro i peròxid d'hidrogen, que pot provocar una contaminació secundària dels fangs de ferro i és sensible als valors de pH.Ozonització,d'altra banda, està limitada per la solubilitat i l'eficiència de transferència de massa de l'ozó a l'aigua, donant lloc sovint a una oxidació incompleta de certs contaminants persistents.tecnologia de plasma,no obstant això, no requereix cap o només una petita quantitat d'additius químics durant el tractament, evitant el risc de contaminació secundària. Al mateix temps, el seu procés electrofísic és més adaptable a les fluctuacions de la qualitat de l'aigua (com alta salinitat i alta toxicitat), permetent una descomposició més estable i completa dels contaminants.
► IV. El seu paper en la cadena del procés industrial
En aplicacions pràctiques d'enginyeria, aquesta tecnologia demostra un posicionament flexible. Per a aigües residuals amb una biodegradabilitat extremadament pobra, pot servir com a unitat de "pretractament" altament eficient. En trencar ràpidament les cadenes químiques dels contaminants i augmentar la biodegradabilitat de les aigües residuals, es crea condicions favorables per al tractament biològic posterior. Per als efluents que encara no compleixen els estàndards de descàrrega després del tractament biològic, pot actuar com a salvaguarda fiable per al "tractament terciari", degradant directament quantitats de traça de DQO refractari per garantir una descàrrega estable i compatible. A més, es pot integrar de manera eficient amb processos com la separació de membranes per mitigar l'encrassement de la membrana i millorar l'eficiència i l'estabilitat del sistema global.
En conclusió, el procés d'oxidació avançat basat en plasma-ofereix una solució innovadora eficaç, neta i altament adaptable per tractar aigües residuals industrials difícils, especialment aquelles amb una salinitat elevada, una gran toxicitat i característiques refractàries. Està passant del laboratori a aplicacions d'enginyeria més àmplies, ajudant a més empreses industrials a superar els colls d'ampolla ambientals i aconseguir un desenvolupament sostenible.