Flotação industrial para tratamento de águas residuais: tipos, dispositivo, princípio de funcionamento

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Hoje, as questões ambientais estão na cabeça da mesa em quase todas as reuniões dos Governos Mundiais. Não é nenhum segredo que a ecologia se tornou a nova religião do século 21. 2017 foi declarado o ano da proteção ambiental na Rússia e, portanto, a educação ambiental é uma das tarefas deste ano.

Por que a água deve ser purificada?

Do abastecimento total do Oceano Mundial, apenas 3% é água doce, dos quais 68% são geleiras (impróprias para beber), 30% são fontes subterrâneas (muitas vezes poluídas pelos solos) e apenas 2% são fontes terrestres de abastecimento de água. A partir da imagem global do mundo, fica claro que a disponibilidade de água doce limpa não é apenas uma necessidade, mas às vezes um luxo.

Águas residuais geradas durante as atividades econômicasas empresas contêm um grande número de poluentes em concentrações superiores às permitidas e normativas. Como regra, estamos falando de metais pesados (ferro, níquel, cobre, chumbo, mercúrio, cádmio, etc.), derivados de petróleo, sólidos suspensos, alumínio, surfactantes (surfactantes sintéticos, para o leigo isso é tudo que espuma). Essas substâncias, entrando em corpos d'água, atrapalham o funcionamento normal das biogeocenoses aquáticas, envenenam o solo, provocam o crescimento de algas verde-azuladas e são tóxicas para os animais. Esses contaminantes também são tóxicos para os seres humanos.

As atividades humanas em residências multiapartamentos e casas particulares também geram uma grande quantidade de poluentes. Basicamente, são surfactantes e resíduos orgânicos, mas sais metálicos também entram no esgoto.

O que é um skimmer de águas residuais?

Floater é um dispositivo projetado para remover impurezas finas da água por um método físico e químico. Relativamente falando, este é o mecanismo de um dos principais módulos de processamento na engenharia e tecnologia de tratamento de efluentes. É no flutuador que ocorre a principal separação de substâncias dissolvidas e purificação da água para indicadores padrão.

Os skimmers industriais podem ser projetados tanto para grandes fábricas quanto para lavagens de carros, diferindo em tamanho e material.

A principal tarefa do flutuador é isolar e precipitar da água os poluentes nela dissolvidos, transferindo-os paraforma insolúvel. Isso sopra ar no aparelho para aumentar o efeito de limpeza.

Princípio de funcionamento da máquina de flotação de águas residuais

O princípio de funcionamento do flutuador é baseado na passagem de bolhas de ar pelo meio a ser limpo para formar espuma. Essa espuma é chamada de lodo de flotação, que é removida e descarregada em dispositivos especiais de desidratação. Para que as bolhas capturem e transportem os contaminantes, é necessário primeiro adicionar substâncias especiais - coagulantes e floculantes. Essas substâncias são altamente adesivas, o que significa que ajudam os poluentes a aderirem uns aos outros e às bolhas de ar, formando os chamados flóculos.

A bolha, passando do bocal ou bocal do dispensador para o topo, captura contaminantes pegajosos com ela. Este processo é realizado até que a água atinja o efeito de limpeza desejado.

A complexidade do processo é selecionar com precisão a dose de coagulante e floculante para que a força de adesão seja alta o suficiente para grudar na bolha, mas os flocos resultantes não sejam muito pesados, para não danificar o ar bolha.

Esquema incluindo uma máquina de flotação de águas residuais

A tecnologia, que assume uma máquina de flotação como módulo principal de processamento, sempre inclui um farm de reagentes e um dispositivo de bolhas de ar. A instalação de reagentes é um recipiente com reagentes (coagulantes, floculantes, álcalis para ajuste de pH) e um reator para misturar o reagente com água.

Como dispositivo para criar bolhas de ar, como regra, é usado um saturador, que é uma câmara para misturar ar com água para criar uma mistura água-ar. Esta mistura é então enviada para o skimmer. O dispositivo de saturação está equipado com uma potente bomba de ar.

O skimmer nunca é usado separadamente, está sempre incluído no esquema geral de purificação da água. O esquema completo, via de regra, consiste nas etapas de decantação preliminar, tratamento físico-químico (flotação ou coagulador) e posterior limpeza mecânica nos filtros.

Em outras palavras, o skimmer não pode fornecer toda a limpeza, é apenas uma unidade separada que requer pré-tratamento e pós-tratamento. Se areia ou outras impurezas grossas entrarem no flutuador, o dispositivo quebrará. Além disso, este dispositivo não pode fornecer desinfecção e purificação completa de produtos petrolíferos. Portanto, após isso, é necessária uma instalação ultravioleta e filtros de sorção (ou mecânicos).

O diagrama de circuito é baseado no processo de flotação. A flotação é o tratamento de águas residuais com bolhas de ar para extrair substâncias solúveis e emulsionadas. A água entra no módulo de processamento principal. Lá, em modo de pressão (ou sem pressão), um reagente pré-preparado é fornecido no reator. Bolhas de ar também são alimentadas no flutuador por meio de um dispositivo de saturação. No tanque de flotação de água, as águas residuais são tratadas com reagentes e bolhas de ar, e muito maispartes de flóculos na forma de lodo de flotação. O lodo flutuante é removido da superfície da água por um transportador raspador para o coletor de lodo.

Esta lama é muito instável a vibrações mecânicas, pelo que é recolhida cuidadosamente da superfície da água para não romper a espuma.

Dispositivo de flutuação

Slootator é um recipiente aberto de aço ou plástico, equipado com um mecanismo raspador para coleta de lodo de flotação e com formato cônico no fundo. O tanque de flotação implica a presença de bicos nele para fornecer uma mistura ar-água do saturador, para despejar o lodo de flotação e esvaziamento de emergência, para fornecer esgoto e descarregar água purificada. A instalação do skimmer geralmente está localizada no local de manutenção por conveniência.

Tipos de skimmers

Flutuadores para tratamento de efluentes se distinguem pela forma como a água é saturada com bolhas e pela natureza das bolhas. Os métodos mais comuns são mecânicos, de pressão e eletroflotação. A flutuação de pressão implica a presença de uma câmara de saturação e um grupo de bombas. Além disso, reagentes são frequentemente usados neste método. A eletroflotação não necessita de reagente e saturador, pois se baseia na dissolução de eletrodos em água.

Flotação Mecânica

Mecânico (ou impulsor) implica a presença de um agitador, que, em alta velocidade de rotação, rompe bolhas de ar na água. Este tipo de tratamento de água é adequado para águas propensas à formação de espuma e saturadas com gases. No método mecânico, reagentes não podem ser usados, poisos fluxos criados pelo agitador simplesmente quebram os flocos de contaminantes. No momento, a flutuação mecânica não é comum, pois raramente fornece um efeito de limpeza suficiente.

Em regra, este segmento de tratamento inclui máquinas de flotação para tratamento de efluentes de derivados de petróleo.

Flotação de pressão

Neste caso, os flutuadores de tratamento de águas residuais são equipados com um dispositivo de saturação e uma instalação de reagentes. O saturador é uma câmara na qual o ar é injetado a uma pressão acima da atmosférica. O meio preparado no saturador é chamado de mistura água-ar. Este é o tipo mais comum de flutuação e o mais comumente usado. O processo de purificação ocorre devido ao tratamento preliminar da água com um reagente (coagulante ou floculante) e posterior tratamento com pressão de uma mistura água-ar. Cada bolha de gás atribui poluição a si mesma, pois possui uma grande força de atração devido ao limite de fase (água-ar). O pré-tratamento da água com reagente melhora a limpeza, pois cria flóculos (micelas), que também possuem uma certa força de atração. A parte principal da água é descarregada através do tubo de água purificada para posterior tratamento ou descarga. De cima, um raspador especial remove o lodo de flutuação - contaminantes transportados para cima com bolhas de ar de forma concentrada.

A principal vantagem da flotação por pressão é uma ampla gama de aplicações. As desvantagens incluem a presença de dispositivos adicionais (instalações de reagentes, saturador,bombas) que ocupam muito espaço e precisam ser automatizadas (por exemplo, a seleção da dose de reagentes). Determinar a quantidade do reagente desempenha um grande papel, pois uma pequena dose levará a uma limpeza insuficiente (nem todas as pequenas partículas dissolvidas ficarão grossas), e uma grande dose pode levar ao fato de que as bolhas não suportarão o peso dos flocos e colapso, o que também levará a uma diminuição do efeito de limpeza.

Máquina de Eletroflotação

Este tipo de máquina de flotação de águas residuais é caracterizada pela concisão e facilidade de operação. A essência do método está na eletrólise do líquido a ser purificado e na liberação de gases dos eletrodos. O processo de eletrólise ocorre no flutuador: o hidrogênio é liberado no cátodo, o oxigênio é liberado no ânodo. Ao usar eletrodos solúveis (por exemplo, alumínio ou ferro), a água é adicionalmente saturada com íons metálicos com alto grau de oxidação, que desempenha o papel de reagentes para criar flocos de poluição. Este processo ajuda a isolar e precipitar ainda mais contaminantes da água. Como o espaço do skimmer não é grande, nessas condições, os flocos e as bolhas de ar aderem bem, o que garante o maior efeito de limpeza.

A principal vantagem de tal dispositivo é a ausência de instalações de reagentes e outros dispositivos volumosos, com alto grau de purificação da água. As desvantagens incluem o alto consumo de energia e a necessidade de equipamentos para remover o hidrogênio.

Flotação do bico

Neste caso, especialbicos para introduzir ar na água processada, que é alimentada no skimmer, onde é decomposta em uma mistura de duas fases. A vantagem deste método será menor desgaste das partes da planta e, portanto, maior vida útil.

Instalações de reagentes

Alguns métodos de flutuação usam os seguintes reagentes para melhorar o efeito de limpeza:

• reagentes para ajuste de pH são ácidos e álcalis que são adicionados à água para garantir condições normais de trabalho para o coagulante e floculante;
• coagulantes - reagentes que promovem a floculação e são sais de ferro e alumínio;
• floculantes são reagentes que criam flocos maiores e mais estáveis e são compostos de poliacrilamida.

As principais desvantagens de se ter um método de tratamento de água reagente são a necessidade da presença de pessoal, bem como a área que deve ser alocada para tanques e reatores. Também é muito importante escolher a dose certa de reagentes, o que só é possível empiricamente.