Um tanque de sedimentação é um dispositivo técnico utilizado para remover sólidos e partículas em suspensão da água ou das águas residuais. Funciona de acordo com o princípio físico da sedimentação, em que as partículas se separam da água devido à gravidade e assentam no fundo do tanque. Os tanques de sedimentação são uma parte essencial de muitos processos de tratamento de água e de águas residuais e são frequentemente utilizados no pré-tratamento mecânico, no tratamento químico-físico da água e no tratamento biológico de águas residuais.
Índice
Significado de bacia de sedimentação
Proteção dos sistemas a jusante:
- Os tanques de sedimentação reduzem a carga de sólidos nas fases de tratamento a jusante, como os reactores biológicos.
Aumentar a eficiência dos processos físico-químicos:
- A separação dos produtos de precipitação e dos flocos após o tratamento em instalações de PC é apoiada pela sedimentação.
Tratamento de águas residuais:
- Nas estações de tratamento de águas residuais municipais e industriais, os tanques de sedimentação são utilizados para separar as lamas primárias e secundárias e para produzir água limpa.
Conservação dos recursos:
- Recuperação de sólidos, tais como metais ou produtos químicos valiosos, a partir de águas residuais industriais.
Funcionalidade da bacia de sedimentação
A sedimentação no tanque baseia-se nas diferentes densidades da água e dos sólidos. As partículas pesadas afundam-se sob o efeito da gravidade, enquanto os componentes mais leves, como as gorduras ou os óleos, podem flutuar à superfície.
Tipos de bacias de sedimentação
A conceção e a função de um tanque de sedimentação dependem muito da respectiva aplicação e dos requisitos específicos. Existem vários tipos que são utilizados na prática:
1. bacias de sedimentação rectangulares
- Estrutura:
- A água flui horizontalmente através da bacia.
- Os sedimentos são recolhidos no fundo e removidos por raspadores de lamas.
- Aplicação:
- Pré-tratamento mecânico em estações de tratamento de águas residuais, separação de sólidos grosseiros em suspensão.
- Vantagens:
- Construção e manutenção simples.
- Desvantagens:
- Necessidade de espaço relativamente grande.
Bacia de sedimentação da 2ª fase
- Estrutura:
- A água flui radialmente do centro para a periferia ou vice-versa.
- As lamas são recolhidas e descarregadas a nível central.
- Aplicação:
- Frequentemente utilizados como clarificadores secundários em estações de tratamento de águas residuais municipais.
- Vantagens:
- Design compacto, distribuição uniforme do caudal.
- Desvantagens:
- Construção mais complexa em comparação com as piscinas rectangulares.
3. clarificador de lamelas
- Estrutura:
- Piscinas equipadas com placas ou tubos inclinados.
- Aumento da superfície de sedimentação devido à estrutura lamelar.
- Aplicação:
- Alta eficiência de separação com tamanho pequeno, especialmente em aplicações industriais.
- Vantagens:
- Poupança de espaço, elevada eficiência.
- Desvantagens:
- Custos de manutenção mais elevados devido às estruturas de persianas.
4. clarificadores primários e secundários
- Clarificador primário:
- Elimina as partículas grosseiras antes do tratamento biológico.
- Clarificador secundário:
- Separa as lamas activadas das águas residuais tratadas após o tratamento biológico.
Foto: O nosso clarificador secundário com raspador circular como parte da nossa estação de tratamento biológico ALMA BHU BIO
Parâmetros de conceção importantes
Carga hidráulica:
- O caudal deve ser regulado de modo a que não ocorram turbulências que possam prejudicar a sedimentação.
- Velocidade de fluxo típica: 0,3-0,5 m/s.
Tempo de espera:
- O tempo de retenção no tanque depende do tamanho das partículas e das propriedades de sedimentação.
- Típico: 1-2 horas.
Carga superficial:
- Rácio entre o caudal e a área da superfície da bacia, especificado em m3/m2⋅h (caudal volúmico por área de superfície).
- Valores típicos: 0,5-2 m³/m²-h.
Remoção de lamas:
- A remoção regular das lamas sedimentadas é necessária para manter um funcionamento eficiente e evitar a ressuspensão de partículas.
Eficiência de separação:
- O objetivo é separar pelo menos 90 % das partículas com um tamanho > 0,1 mm.
Factores que influenciam a eficiência
Composição da água:
- A densidade das partículas, a viscosidade e a temperatura da água têm uma influência direta na sedimentação.
Condições hidráulicas:
- A turbulência e os fluxos de curto-circuito reduzem a eficiência da separação.
Aditivos:
- A adição de floculantes (por exemplo, polímeros, sais de alumínio) melhora a separação de partículas finas.
Manutenção:
- Os depósitos ou lamas no chão da piscina reduzem a eficácia e aumentam o risco de avarias.
Aplicações práticas
1. tratamento de água
- No tratamento de águas fluviais, os tanques de sedimentação são utilizados para remover areia, lodo e matéria orgânica antes de a água ser tratada.
2. tratamento de águas residuais
- Em estações de tratamento de águas residuais municipais:
- Pré-tratamento: Remoção de areia, gordura e partículas grosseiras.
- Clarificação secundária: Separação das lamas activadas após o tratamento biológico.
- Em sistemas de águas residuais industriais:
- Separação de sólidos das águas residuais de produção (por exemplo, na indústria alimentar, metalomecânica).
3. precipitação e floculação em instalações de PC
- Os tanques de sedimentação são utilizados para separar substâncias precipitadas, tais como fosfatos, metais pesados ou partículas orgânicas.
Foto: Tanque de sedimentação com recirculação de biomassa no nosso bioreactor anaeróbio ALMA BHU GMR
Vantagens das bacias de sedimentação
Eficiência energética:
- Não é necessário transporte mecânico, uma vez que a sedimentação se baseia na gravidade.
Robustez:
- Adequado para uma vasta gama de partículas e águas residuais.
Escalabilidade:
- Pode ser adaptado a diferentes caudais e aplicações.
Desafios e oportunidades de otimização
Eficiência com partículas mais finas:
- As partículas muito finas ou coloidais sedimentam apenas lentamente. O pré-tratamento por precipitação ou flotação pode melhorar a eficiência.
Necessidade de espaço:
- Os tanques de sedimentação tradicionais requerem muito espaço. A utilização de clarificadores de lamelas ou de sistemas compactos pode minimizar este facto.
Eliminação de lamas:
- As lamas depositadas no chão devem ser retiradas regularmente e eliminadas ou tratadas corretamente.
Conclusão
Os tanques de sedimentação são componentes indispensáveis da tecnologia de água e águas residuais que impressionam pelo seu design robusto e energeticamente eficiente. As suas aplicações versáteis vão desde o pré-tratamento mecânico até à precipitação e floculação em sistemas CP e ao tratamento biológico. O planeamento cuidadoso, a manutenção regular e a otimização dos parâmetros de funcionamento são essenciais para garantir uma elevada eficiência de separação e maximizar a vida útil dos sistemas. Os desenvolvimentos modernos, como os clarificadores de lamelas e os sistemas automatizados de remoção de lamas, estão a melhorar continuamente a eficiência dos tanques de sedimentação, aumentando ainda mais a sua relevância no tratamento de águas industriais e municipais.
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