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Tratamiento de superficies

aguas residuales municipales

Tabla de contenido(Haga clic para ir a donde desea ver)

6.1.Métodos de tratamiento físico ( Principales productos y casos de nuestra empresa.)

6.2. método químico
6.3. método mecánico
6.4. Tratamiento biológico
6.5 tecnología de agua supercrítica
6.6 Tecnología de oxidación fotocatalítica.
6.7 Microelectrólisis
6.8 Tecnología de separación de membranas.

¿Cómo se generan las aguas residuales aceitosas y emulsionadas?

Las fuentes de aguas residuales aceitosas son extensas.Las aguas residuales aceitosas se producirán en la minería de yacimientos petrolíferos, la extracción de gas natural, la producción química diaria, el procesamiento de alimentos, la producción farmacéutica y el procesamiento de metales.La composición y propiedades de las aguas residuales aceitosas en diferentes industrias son diferentes.

El vertido industrial de aguas residuales oleosas se produce en una cantidad importante por alimentos y bebidas.Aún así, desde la perspectiva de las grasas, los hidrocarburos y las fracciones del petróleo como el diésel, la gasolina y el queroseno, la mayoría de los disueltos en agua provienen de las industrias petroquímica y procesadora de metales.Estos ingredientes están presentes como una emulsión de aceite en agua.Las aguas residuales aceitosas son cancerígenas y mutagénicas para la salud humana e inhiben el crecimiento de las plantas.

Sin un tratamiento adecuado, la descarga de aguas residuales aceitosas aumentará la demanda biológica de oxígeno y la demanda química de oxígeno del cuerpo de agua y formará una película en la superficie del agua que reduce la penetración de la luz solar en el cuerpo de agua, dañando así el sistema acuático.

¿Cuáles son las características de las aguas residuales aceitosas?

Hay más de 230 tipos de especies orgánicas en las aguas residuales oleosas, incluidos fenoles volátiles, nitrógeno amoniacal, cianuros, organofosforados, fenoles, ácidos orgánicos, etc. Los aceites tienen composiciones complejas y pueden contener más de 150 sustancias tóxicas y nocivas, entre ellas naftaleno, pireno, fenantreno, antraceno, etc.

A menudo, las aguas residuales aceitosas también pueden causar graves daños a los ecosistemas en concentraciones más bajas.Hay muchos tipos de especies orgánicas en aguas residuales oleosas con componentes complejos, y sus propiedades morfológicas pueden cambiar con los cambios de pH en el ambiente acuático.

Las sustancias oleosas en las aguas residuales oleosas generalmente existen en cuatro formas: aceite flotante, disperso, emulsionado y disuelto.Entre ellos, los aceites flotantes y dispersos se pueden eliminar eficazmente mediante métodos físicos generales, mientras que los aceites emulsionados y disueltos son más difíciles de tratar.

La dificultad en el tratamiento del aceite emulsionado se refleja principalmente en el hecho de que hay una película emulsionada estable en su superficie, lo que dificulta la coalescencia de las gotas de aceite y hace que sea más difícil de eliminar cuando ingresa al medio ambiente.Afectará gravemente al suelo, al agua y a todo el ecosistema;el aceite que disuelve el aceite El diámetro de las perlas es mucho menor que el del aceite emulsionado, siendo el más pequeño de solo unos pocos nanómetros.Es difícil de eliminar y puede causar fácilmente contaminación ambiental.

Por lo tanto, el tratamiento inofensivo y la utilización de recursos del aceite emulsionado y disuelto son esenciales para el desarrollo industrial sostenible.

¿Cuáles son las principales fuentes de aguas residuales aceitosas?

Proceso de extracción de petróleo y gas natural.

La producción mundial de aguas residuales aceitosas procedentes de la extracción de petróleo y gas natural es de aproximadamente 800 millones de barriles diarios.
Además de petróleo, estas aguas residuales contienen componentes complejos como hidrocarburos de cadena lineal, hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, xileno), metales, sustancias radiactivas naturales e inhibidores de corrosión.
Procesamiento de alimentos y lácteos

En las industrias de alimentos, bebidas y lácteos, los componentes principales de las aguas residuales aceitosas son el agua y el aceite.La mayoría de los aceites provienen de la carne, las aves, los mariscos y los propios productos lácteos, por lo que el contenido de carbono orgánico de las aguas residuales suele ser alto.Además, los diferentes procesos de producción también incorporan otros aditivos.
Proceso de trabajo de metales

Otra fuente principal de aguas residuales aceitosas es la industria de procesamiento de metales, principalmente a partir de fluidos de corte de metales y agua de lavado de piezas que pierden su rendimiento durante el procesamiento de la pieza.Las aguas residuales se componen principalmente de fluidos de corte de metales usados, principalmente de aceites, ácidos grasos, tensioactivos, metales pesados y otros aditivos.Generalmente, las aguas residuales de los fluidos para corte de metales tienen una biodegradabilidad deficiente y algunos fluidos para corte de metales son altamente tóxicos y se han clasificado como desechos peligrosos.Categoría.

¿Cuáles son los peligros de las aguas residuales aceitosas?

Impacto en los cuerpos de agua

Cuando el petróleo ingresa a la masa de agua, dado que la densidad del petróleo es menor que la del agua y no es miscible con ella, el petróleo flotará en la superficie de la masa de agua y se esparcirá rápidamente para formar una película de aceite.

Los estudios han demostrado que 1 litro de petróleo crudo puede cubrir de 100 a 2.000 m2 de superficie de agua.La película de aceite generada es perjudicial para la fotosíntesis de las plantas en el agua.Dificulta el proceso de transferencia de calor entre el agua y la atmósfera, provocando efectos adversos en las condiciones hidrológicas y meteorológicas de las zonas locales.Cierta influencia.Al mismo tiempo, la degradación del petróleo requiere una gran cantidad de oxígeno disuelto en el agua.La degradación completa de 1 L de petróleo crudo implica el consumo de 0,4 × 106 L de oxígeno disuelto en el agua.El consumo excesivo de oxígeno disuelto provocará hipoxia en la masa de agua, lo que a su vez reducirá la capacidad de la masa de agua para purificarse y provocará que se agote.Oler.
Efectos sobre los seres vivos.

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos presentes en el petróleo afectarán la visión y el desarrollo de los peces.El petróleo crudo de alta viscosidad también se adherirá a los huevos de pescado, lo que provocará que estos no eclosionen.El petróleo disperso en el agua es perjudicial para los embriones de aves y también puede contaminar las plumas de las aves, afectando su capacidad de volar, incapacitándolas para moverse y perdiendo su capacidad de cazar, provocándoles la muerte y una serie de efectos adversos;

Otra característica de los peligros biológicos de las aguas residuales oleosas es su acumulación.La acumulación de algunas sustancias tóxicas en el cuerpo de agua provocará daños al ecosistema.También puede transmitirse al cuerpo humano a través de la cadena alimentaria, perjudicando la salud humana.
Impacto en el suelo y las aguas subterráneas.

Los experimentos han demostrado que incluso agregar una pequeña cantidad de aceite emulsionado a las aguas residuales domésticas causará graves daños al medio ambiente del suelo.Las aguas residuales aceitosas cubrirán el suelo y dificultarán la respiración normal de varios organismos, lo que provocará la muerte de muchos organismos.Al mismo tiempo, se reducirá el N del suelo., El contenido de P también puede causar una reducción del rendimiento de los cultivos.
Impacto en la atmósfera

Las sustancias volátiles (benceno, tolueno, cloroformo, ciclohexano, etc.) en las aguas residuales aceitosas emitirán olores desagradables y afectarán el medio ambiente atmosférico.Al mismo tiempo, estas sustancias volátiles dispersas en el aire también pueden dañar los organismos, el hígado y el sistema nervioso, e incluso provocar cáncer.
Toxicidad aditiva

Además del daño causado por el petróleo, varios contaminantes disueltos en aguas residuales aceitosas también son una razón esencial para su profundo impacto.

Los estudios han demostrado que entre las diversas sustancias orgánicas contenidas en las aguas residuales industriales, a excepción de las sustancias fenólicas que son solubles en agua, otras sustancias como los pesticidas orgánicos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos, los hidrocarburos aromáticos, los bifenilos policlorados, los colorantes, etc., son todos aceites- soluble.Por lo tanto, cuando los contaminantes del petróleo contienen este tipo de materia orgánica, la toxicidad de las aguas residuales aumentará significativamente.La mayoría de estas sustancias son artificiales, tienen buena estabilidad química y son difíciles de degradar.La mayoría de ellos tienen riesgo de causar cáncer, deformaciones y malformaciones neonatales.

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¿Cuáles son las dificultades técnicas en el tratamiento de aguas residuales que contienen aceite emulsionado?

En general, el aceite y el agua no se disuelven entre sí y son más fáciles de separar.Sin embargo, bajo condiciones de surfactantes, cizallamiento a alta velocidad y colisión, los sistemas de mezcla de petróleo y agua pueden formar un estado termodinámicamente estable o metaestable.
El petróleo se puede dividir en cuatro categorías según su estado en agua:

**La presencia de aceites en el agua.**
Tipo	Rango de tamaño de partículas	Características
Fuga de petróleo	>150 µm	Formará una película/capa continua de aceite en la superficie del agua.
Aceite de dispersión	20-150 micras	Derrame de petróleo inestable y fácil de formar bajo influencia externa
aceite emulsionado	0,1-20 µm	Estable en agua y no es fácil de fusionar.
disolver el aceite	<0,1 µm	Disuelto en agua en estado molecular, representa una porción muy pequeña del petróleo total.

Entre ellos, el petróleo flotante y el petróleo disperso tienen tamaños de partículas de gotas de petróleo relativamente grandes.Cuando la mezcla de aceite y agua está estacionaria/fluye lentamente, las gotas de aceite se fusionan y flotan hacia la superficie del agua para formar una capa continua de aceite.Es relativamente fácil separarlo del agua.

Sin embargo, el aceite emulsionado contiene tensioactivos que promueven la emulsificación, lo que da como resultado un tamaño de partícula más pequeño del aceite emulsionado, y el sistema mixto de aceite y agua es notablemente estable.Por lo general, el tratamiento de aguas residuales que contienen aceite emulsionado requiere dos pasos de 'emulsificación + separación de agua y aceite' para purificar completamente las aguas residuales.En este proceso, el aceite emulsionado debe separarse después de la demulsificación.De lo contrario, las gotitas de aceite desemulsionado se separarán de las gotitas de aceite emulsionado.El tensioactivo vuelve a entrar en contacto y lentamente se fusiona y dispersa en el agua, con el riesgo de una emulsificación secundaria.

La tecnología tradicional de separación de petróleo y agua dificulta la coordinación simultánea de la 'emulsificación' y la 'separación de petróleo y agua'. Los métodos de separación con diferencias de densidad entre el petróleo y el agua (como la sedimentación, flotación, e hidrociclón) requieren tiempos de residencia muy largos.Por el contrario, los tratamientos químicos (como los métodos de Fenton y de coagulación) deben cumplir simultáneamente con fuertes capacidades de demulsificación y cantidades suficientes de adición: un tiempo de residencia adecuado.

En comparación con los métodos tradicionales, el método de separación por membrana puede realizar directamente la conexión entre la 'emulsificación' y la 'separación de agua y aceite'. Tiene las ventajas de no necesitar productos químicos adicionales, una contaminación secundaria mínima y no generar lodos aceitosos. bajos costos de posprocesamiento, productos derivados del petróleo reciclables, etc., características, por lo que tiene una ventaja competitiva en el tratamiento de aguas residuales que contienen aceite emulsionado.

¿Cuáles son los métodos de tratamiento de aguas residuales aceitosas?

Muchos países y regiones han formulado regulaciones regionales para fortalecer el tratamiento de aguas residuales oleosas antes de su descarga.En la región del Mar del Norte, el Convenio Oslo-París (OSPAR) estipula que el límite superior de contenido de petróleo en las aguas residuales vertidas es de 30 mg L −1.El Convenio de París firmado en 1883 estipula que el límite superior del contenido de petróleo en el agua vertida al mar desde yacimientos petrolíferos marinos es de 40 mg L-1. Los yacimientos petrolíferos terrestres son de 5 mg L-1.China estipula que la concentración máxima permitida de descarga de aguas residuales oleosas es de 10 mg L-1.Noruega ha reducido el límite de concentración de petróleo permitido para la descarga desde instalaciones costa afuera a la plataforma continental noruega de 40 mg L-1 a 30 mg L-1 desde 2007. Para alcanzar los límites de descarga requeridos por las regulaciones anteriores, existe una necesidad urgente de Desarrollar tecnologías de tratamiento de aguas residuales oleosas para lograr objetivos de tratamiento con una menor rentabilidad.

Los métodos estándar de tratamiento de aguas residuales oleosas actualmente incluyen sedimentación por gravedad, flotación, coagulación, oxidación, biodegradación, adsorción y separación de membranas.Sus características y rango de aplicación se muestran en la figura.


Método	Principio de procesamiento	Características	Solicitud
Separación por gravedad/mecánica	Diferencia de densidad aceite-agua	Buena adaptabilidad a la concentración de aceite.
		Largo tiempo de separación
		No apto para emulsionar/disolver aceites.
Flotación	Pequeñas burbujas altamente dispersas sirven como portadores para adherir pequeñas gotas de aceite en el agua.	Puede separar partículas de aceite más grandes en agua.
		Menos lodos y alta eficiencia de separación
		Alto consumo de energía y largo tiempo de residencia.
Concreto	Los coagulantes reducen la carga superficial de las gotas de petróleo y promueven su agregación y sedimentación.	Gran cantidad de dosis farmacéutica.
		La producción de lodos es demasiado alta
		Altos costos de procesamiento
Oxidación	Las sustancias extremadamente oxidantes convierten los contaminantes del petróleo en sustancias moleculares pequeñas	Alta eficiencia y respuesta rápida
		Pequeña huella de pie
		Requiere muchos productos químicos y cuesta mucho.
Adsorción	Los adsorbentes porosos absorben los contaminantes del petróleo en el agua.	Puede eliminar la mayoría de los contaminantes.
		El contenido de aceite del efluente se puede reducir a 0,2 mg L^-1
		Capacidad de adsorción limitada, alto costo y difícil de regenerar.
Biología	El propio metabolismo de los microorganismos degrada los aceites.	Sin contaminación secundaria, más respetuoso con el medio ambiente.
		Adecuado para baja concentración de aceite.
		Las sustancias tóxicas en el agua afectarán el efecto.
Separación de membranas	Cribado o permeación selectiva de membranas.	No se requieren aditivos químicos
		Ocupa menos espacio y puede disponer de recursos
		Existe un problema de regeneración de la contaminación.

Métodos de tratamiento físico (principales productos y casos de nuestra empresa)

Los métodos físicos para la purificación de aguas residuales oleosas se pueden dividir en separación por gravedad (GS) y flotación por aire disuelto (DAF).El sistema GS se basa en la diferencia de densidad entre el petróleo y el agua.Se requiere una diferencia de densidad significativa entre el petróleo y el agua para lograr una buena separación.

Actualmente, GS se utiliza como proceso de separación de primer nivel para petróleo flotante disperso y no es adecuado para separar petróleo emulsionado.GS es un sistema sencillo con muchas deficiencias, como una capacidad de separación limitada, la necesidad de una gran área de instalación y una gestión y operación complejas.

El principio de DAF consiste en introducir aire a presión en el fondo de un recipiente abierto.Cuando las burbujas suban a la parte superior del recipiente, traerán contaminantes consigo.El tamaño de las microburbujas producidas por el DAF tradicional oscila entre 20 y 100 µm.Las microburbujas se adhieren a las gotas de aceite, aumentando la flotabilidad de las gotas de aceite y haciendo que se muevan hacia arriba.Durante el proceso DAF, la presión y la saturación de aire en las aguas residuales son dos parámetros críticos a monitorear.Para que surjan microburbujas y floten hacia la superficie del sistema, la presión debe reducirse a condiciones atmosféricas que contengan un exceso de gases disueltos.

Caso de aplicación(Método físico de preprocesamiento)

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Estudios de caso: un ejemplo de un proyecto de tratamiento de aguas residuales de pintura en una empresa de fabricación de automóviles.

Aunque las aguas residuales de pintura de automóviles tienen una alta complejidad en cuanto a calidad del agua y son difíciles de tratar, es necesario clasificar, recolectar y pretratar las aguas residuales según su calidad siempre que se comprendan las características de las aguas residuales y se adopten procesos de tratamiento adecuados.

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Estudios de caso: proyecto de aceite y emulsión para una empresa de reciclaje de combustible en Zhejiang

Este caso presenta una empresa de reciclaje de combustible en la provincia de Zhejiang, que utiliza la flotación de aire disuelto de alta eficiencia producida por nuestra fábrica para separar eficazmente el aceite y la emulsión, proporcionando buenas condiciones para el tratamiento posterior de aguas residuales.

Estudios de caso: proyecto de aguas residuales de galvanoplastia de una empresa de Jiangsu

Este caso presenta un proyecto de tratamiento de aguas residuales de una empresa de galvanoplastia en Jiangsu.La tecnología de flotación por aire disuelto de alta eficiencia de nuestra fábrica se utilizó para tratar eficazmente las aguas residuales de galvanoplastia, proporcionando buenas condiciones para el tratamiento posterior de las aguas residuales.

Estudios de caso: Proyecto siderúrgico de Nanjing

Este estudio de caso presenta cómo Nanjing Iron and Steel Group utiliza nuestro clarificador de placas de láminas para eliminar partículas finas de relaves diluidos, logrando buenos resultados de separación y efluentes claros.

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Estudios de caso: tratamiento de aguas residuales de producción de maquinaria agrícola de Changzhou Dongfeng

Este estudio de caso presenta cómo Changzhou Dongfeng Agriculture Machinery Group utiliza la flotación de aire disuelto de alta eficiencia de nuestra fábrica para tratar aguas residuales aceitosas, como fluidos de mecanizado y corte.Después del tratamiento, la tasa de eliminación de aceite, grasa, sólidos suspendidos, etc., en el agua cruda es superior al 90%, lo que reduce significativamente la carga de procesamiento final.

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método químico

La tecnología de floculación es un método químico estándar que se utiliza actualmente para limpiar aguas residuales aceitosas.El método de floculación agrega un floculante al agua residual para neutralizar la carga negativa de la suspensión o emulsión de aceite y une las partículas para formar un flóculo.Este método ha sido ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas residuales de aceite de palma.La efectividad de este método depende principalmente del tipo y dosis del floculante, la concentración inicial del aceite y la temperatura y el pH del agua residual.

En comparación con la filtración por membrana, DAF, y métodos biotecnológicos, la floculación es simple y tiene menores costos de capital y operación.Sin embargo, la principal desventaja de este método está relacionada con los floculantes.Los floculantes inorgánicos como el sulfato de aluminio, el sulfato ferroso polimerizado y el policloruro de aluminio son baratos y fáciles de usar, pero tienen efectos de floculación deficientes.Cuando se utilizan floculantes inorgánicos, es necesario ajustar el pH.Los floculantes de polímeros orgánicos, como la poliacrilamida, tienen una alta capacidad de floculación en dosis bajas y pueden usarse en varios rangos de pH.Sin embargo, al no ser biodegradables, dañan la salud y el medio ambiente.

método mecánico

Los coalescentes mecánicos (MC) se utilizan en métodos mecánicos.En MC, pequeñas gotas de aceite chocan y se adhieren a otras sustancias en el coalescente.Se forman gotas más grandes, que pueden separarse por flotabilidad debido a diferencias de densidad.

La separación mecánica de aceite emulsionado mediante el método MC es eficaz, especialmente cuando el tamaño de la gota de aceite es inferior a 10 m.Debido a limitaciones de espacio, el MC se utiliza a menudo para tratar aguas residuales aceitosas en el mar.Los agentes coalescentes son compactos, duraderos, separan eficazmente las fases líquido-líquido y requieren una cantidad mínima de productos químicos adicionales.

Los agentes coalescentes comunes incluyen agentes coalescentes de placas, agentes coalescentes de relleno, separadores de filtro coalescentes y agentes coalescentes de fibras.Se informa sobre un nuevo agente coalescente de fibras.El coalescente puede reducir el contenido de petróleo del agua producida en alta mar de 1 200 mg/L a 25 mg/L con un tiempo de residencia de 1 h; los coalescentes de placa y empaquetados separan los petróleos emulsionados con tamaños de gotitas superiores a 20 µm.En comparación, los filtros separadores y coalescentes de fibras se utilizan para aceites emulsionados con tamaños de gotas inferiores a 10 µm.

Tratamiento biológico

Los métodos de tratamiento biológico estándar se pueden dividir en sistemas de tratamiento aeróbicos y anaeróbicos.

Los sistemas anaeróbicos requieren menos energía porque eliminan el proceso de aireación, pueden convertir contaminantes orgánicos en gas metano, requieren menos nutrientes y producen menos lodos.El método también puede producir subproductos valiosos, como plásticos biodegradables.

El método de tratamiento biológico aeróbico trata aguas residuales con altas temperaturas y concentraciones de contaminantes debido a su cinética de biodegradación acelerada.Sin embargo, en estos sistemas de tratamiento biológico, las células microbianas pueden verse afectadas por productos químicos tóxicos y aguas residuales de alta salinidad, lo que reduce la eficiencia general del sistema.Para resolver este problema, se ha explorado la tecnología de granulación aeróbica y su aplicación en reactores de lodos activados granulares aeróbicos.

Los reactores aeróbicos de lodos activados granulares son más estables en el tratamiento de aguas residuales oleosas debido a su diversidad microbiana, estructura compacta de partículas, buena sedimentabilidad, tasa razonable de retención de biomasa y estabilidad frente a contaminantes tóxicos.Estos gránulos aeróbicos tienen requisitos de volumen de reactor menores, menores costos de inversión y la capacidad de eliminar nutrientes instantáneamente.La tecnología de granulación aeróbica se puede utilizar para tratar aguas residuales de la industria láctea, aguas residuales y aguas residuales de cervecerías.

tecnología de agua supercrítica

La oxidación con agua supercrítica (SCWO) y la gasificación con agua supercrítica (SCWG) se utilizan para tratar aguas residuales aceitosas pesadas, como lodos aceitosos, como alternativa a la incineración.

La tecnología SCWO utiliza agua por encima de su punto termodinámico crítico (374 °C, 22,1 MPa) como medio de reacción para convertir hidrocarburos en agua, nitrógeno molecular y dióxido de carbono rápidamente mediante un proceso de oxidación acelerada.Los subproductos como cloro, fósforo y azufre se convierten después de la neutralización con álcali en los correspondientes ácidos inorgánicos o sales.Los productos líquidos y gaseosos pueden ser vertidos al medio ambiente sin ningún tratamiento posterior.SCWG explota la capacidad del agua supercrítica para disolver componentes de biomasa orgánica en aguas residuales y descomponer estructuras de biomasa polimérica.

Su principal ventaja es la capacidad de generar energía gasificando aguas residuales aceitosas.

Microelectrólisis

La microelectrólisis trata aguas residuales aceitosas de alta concentración que contienen grandes cantidades de polímeros orgánicos, sales y agentes químicos de limpieza, como aguas residuales previas al recubrimiento, drenaje ácido de minas y agua de lluvia.

La microelectrólisis es un proceso que combina redox, electroquímica, adsorción física, floculación y otras funciones.Este método puede lograr procesos de tratamiento como decoloración, floculación mejorada, oxidación orgánica refractaria y biodegradabilidad mejorada.

Tecnología de separación de membranas

En la última década, la tecnología de separación por membranas (MST) ha eliminado la mayoría de las sustancias químicas y compuestos orgánicos e inorgánicos de las aguas residuales.MST requiere una superficie de terreno más pequeña en comparación con otros métodos tradicionales.

MST permite una separación de contaminantes eficiente, selectiva y consistente.MST también tiene buena productividad, estabilidad, baja tasa de fallas y uso económico.Actualmente, las membranas poliméricas y cerámicas se estudian ampliamente para la filtración de aguas residuales oleosas.

MST se puede dividir en tres categorías según la fuerza impulsora de la separación: impulsada por presión, impulsada por osmótica y impulsada térmicamente.Entre estas tres fuerzas impulsoras, la conducción por presión es la más comúnmente utilizada en el tratamiento de aguas residuales oleosas.Las membranas impulsadas por presión se pueden clasificar además en ósmosis inversa (RO), nanofiltración (NF), ultrafiltración (UF) y microfiltración (MF).Se ha informado que los procesos de microfiltración y ultrafiltración tratan aguas residuales aceitosas.La ultrafiltración es una operación de baja presión que requiere bajos costos operativos y de capital.

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