O clarificador secundário é um componente essencial no tratamento de águas residuais, especialmente em estações de tratamento biológico de águas residuais. É utilizado para separar os sólidos, em particular as lamas activadas, que são produzidas durante o tratamento biológico. Desempenha também um papel fundamental na devolução das lamas biológicas ao ciclo e na remoção do excesso de lamas. Um clarificador secundário bem concebido e operado garante uma elevada qualidade do efluente e contribui para a estabilidade de toda a estação.
Este artigo fornece uma explicação exaustiva sobre o funcionamento dos clarificadores secundários, os princípios técnicos subjacentes, os desafios que podem surgir e as tecnologias disponíveis para maximizar a eficiência e a segurança operacional.
Índice
Função e tarefas do clarificador secundário
O clarificador secundário tem várias funções centrais no tratamento de águas residuais:
Separação de sólidos:
- Remoção de sólidos suspensos (SS) e flocos de lamas biológicas de águas residuais.
Recirculação das lamas activadas:
- Devolução das lamas sedimentadas à fase de tratamento biológico para estabilizar a microbiologia e otimizar o desempenho da degradação.
Remoção do excesso de lamas:
- Descarga do excesso de lamas que já não são necessárias para o processo biológico.
Abastecimento de água limpa:
- Garantir a purificação das águas de drenagem em conformidade com os requisitos legais.
Aspectos técnicos básicos do clarificador secundário
A principal tarefa do clarificador secundário, a separação das lamas e da água, baseia-se em processos físicos, nomeadamente a sedimentação. Este processo depende de vários parâmetros:
Princípios de sedimentação
Propriedades das partículas:
- A velocidade de sedimentação depende do tamanho, da densidade e da forma das partículas.
- As partículas mais pesadas e maiores assentam mais rapidamente do que as partículas mais pequenas ou menos densas.
Condições hidráulicas:
- A velocidade do fluxo das águas residuais deve ser suficientemente baixa para permitir a sedimentação das partículas.
Geometria da bacia:
- A forma e o tamanho do tanque influenciam as condições de fluxo e o tempo de retenção.
Índice de volume de lamas (SVI)
O índice de volume de lamas (SVI ) é um indicador da capacidade de sedimentação das lamas activadas. Descreve a quantidade de espaço que 1 g de lama ocupa num tanque de decantação. Um SVI ótimo situa-se normalmente entre 80 e 150 ml/g.
Tipos de clarificadores secundários
Os clarificadores secundários podem ser concebidos de várias formas, dependendo dos requisitos de espaço, da composição das águas residuais e da área de aplicação.
1. clarificador circular
Estrutura:
- Estrutura de entrada central para uma distribuição homogénea das águas residuais.
- Base em forma de funil que facilita a decantação das lamas.
- Raspador que transporta as lamas sedimentadas para a tremonha central de lamas.
Funcionalidade:
- A água residual flui radialmente do centro do tanque para o exterior.
- Formação de uma fase clara entre as lamas e a água.
Vantagens:
- Carga hidráulica uniforme.
- Elevada fiabilidade operacional com cargas flutuantes.
Aplicação:
- Estações de tratamento de águas residuais municipais e grandes instalações industriais.
Foto: O nosso clarificador secundário com raspador circular como parte da nossa estação de tratamento biológico ALMA BHU BIO
2. clarificador retangular
Estrutura:
- Geometria linear com raspadores de lamas laterais ou centrais.
Funcionalidade:
- A água corre de uma ponta à outra.
- Os sólidos depositam-se no chão e são recolhidos por raspadores.
Aplicação:
- Alternativa de economia de espaço aos clarificadores circulares, especialmente para instalações industriais.
3. clarificador de lamelas
Estrutura:
- Consiste em discos inclinados que aumentam a superfície de sedimentação efectiva.
Funcionalidade:
- A água flui através dos pacotes de lamelas, o que acelera a sedimentação.
Aplicação:
- Sistemas compactos de clarificação secundária para espaços limitados ou águas residuais altamente contaminadas.
4. sistemas de flotação (para partículas leves)
Estrutura:
- Utilização de flotação por ar dissolvido ou injeção de ar para a separação de partículas.
Funcionalidade:
- As partículas são arrastadas para a superfície por bolhas de gás e desnatadas.
Aplicação:
- Para águas residuais com partículas ligeiras ou partículas difíceis de sedimentar.
Foto: A nossa instalação de flotação ALMA NeoDAF
Desafios e optimizações na clarificação secundária
A clarificação secundária é suscetível de vários problemas operacionais, mas estes podem ser minimizados através de medidas específicas.
1. Elevação das lamas
Causas:
- Formação de gás através da desnitrificação.
- Concentração excessiva de lamas de retorno.
Solução:
- Otimização do fornecimento de oxigénio na fase biológica.
- Redução do tempo de retenção das lamas no tanque.
2. sobrecarga devido a picos hidráulicos
Causas:
- Afluência de águas pluviais ou picos de produção.
Solução:
- Utilização de tanques-tampão para alívio hidráulico.
3. depósitos de lamas e obstruções
Causas:
- Guia de fluxo insuficiente ou raspadores de lamas defeituosos.
Solução:
- Inspeção e manutenção regulares dos componentes mecânicos.
Foto: Os nossos clarificadores secundários concebidos como clarificadores circulares com recirculação de biomassa para a nossa unidade de biogás anaeróbio ALMA BHU GMR
Conclusão
O clarificador secundário é um componente indispensável do tratamento de águas residuais industriais, que não só contribui para a separação de sólidos, mas também optimiza a eficiência do tratamento biológico. Com tecnologias modernas, como os clarificadores de lamelas e os clarificadores compactos, mesmo as águas residuais altamente contaminadas podem ser tratadas de forma eficiente. A conceção correta, a manutenção regular e a otimização orientada do processo são essenciais para garantir um elevado nível de fiabilidade operacional e uma qualidade consistente da água. Numa indústria cada vez mais preocupada com os recursos, o clarificador secundário é uma tecnologia chave para um tratamento sustentável e eficiente das águas residuais.
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