A clarificação secundária é uma etapa central do processo de tratamento de águas residuais que desempenha um papel fundamental nas estações de tratamento de águas residuais biológicas, em particular. É utilizada para separar a biomassa, os sólidos suspensos e as partículas que não foram removidas durante o tratamento biológico. Para além da sua importância para a eficiência da estação de tratamento de águas residuais, a clarificação secundária tem uma influência decisiva no cumprimento dos limites legais de descarga e na qualidade da água. Permite também que a biomassa seja reintroduzida no processo biológico, contribuindo assim para a estabilidade e eficiência do tratamento biológico.
Este artigo explica os princípios técnicos, o modo de funcionamento, os desafios e as soluções para a clarificação secundária, nomeadamente nas instalações industriais.
Índice
Objectivos da clarificação secundária
A clarificação secundária tem vários objectivos centrais, que podem variar consoante a aplicação:
Separação de sólidos:
- Remoção de sólidos suspensos (SS) e biomassa de águas residuais.
- Garantir uma qualidade clara do processo.
Reciclagem da biomassa:
- Regresso das lamas activadas à fase de tratamento biológico (recirculação).
- Estabilização e otimização de processos biológicos.
Descarga no ambiente:
- Redução da carga de sólidos no efluente para respeitar os limites legais de descarga.
Descarga de lamas:
- Remoção do excesso de lamas do circuito para tratamento posterior.
Princípios técnicos da clarificação secundária
A clarificação secundária baseia-se em princípios físicos, nomeadamente na sedimentação, em que os sólidos assentam devido à gravidade. Uma clarificação secundária eficiente exige uma coordenação precisa entre a carga hidráulica, a qualidade das lamas e a geometria da instalação.
Factores-chave:
Taxa de sedimentação:
- Dependendo da dimensão das partículas, da densidade e das condições de fluxo no clarificador.
Tempo de permanência hidráulico:
- É necessário um tempo suficiente para que os sólidos assentem.
Índice de volume de lamas (SVI):
- Descreve a capacidade de sedimentação das lamas. Valores entre 80 e 150 ml/g são considerados óptimos.
Compactação das lamas:
- Separação efectiva da água e dos sólidos nas lamas sedimentadas.
Tipos de sistemas de clarificação secundária
São utilizados diferentes sistemas de clarificação secundária, consoante o tipo de instalação e a composição das águas residuais:
1. clarificador circular
Estrutura:
- Estrutura de entrada central para uma distribuição homogénea das águas residuais.
- Geometria em forma de funil que permite a sedimentação dos sólidos.
Funcionalidade:
- A água flui radialmente do interior para o exterior.
- Os sólidos depositam-se no fundo e são transportados para a tremonha de lamas por raspadores.
Aplicação:
- Frequentemente encontrado em estações de tratamento de esgotos municipais e em 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 na clarificação secundária
O pós-esclarecimento é um processo complexo que é influenciado por vários factores. Os problemas mais comuns e as possíveis soluções incluem
1. aumento do volume de lamas:
Causa:
- Formação excessiva de gases devido à biodegradação (por exemplo, libertação de azoto durante a desnitrificação).
- Microrganismos filamentosos que prejudicam a sedimentação das lamas.
Solução:
- Otimização do arejamento e do encaminhamento das lamas de retorno.
- Utilização de biocidas ou de tecnologias de separação de lamas.
2. sobrecarga do clarificador secundário:
Causa:
- Carga hidráulica elevada, por exemplo, devido à água da chuva ou a picos de produção.
Solução:
- Utilização de tanques de amortecimento e de equalização.
- Redução da taxa de afluxo através de um controlo específico do processo.
3. separação insuficiente dos sólidos:
Causa:
- Condições de fluxo desfavoráveis ou compactação insuficiente das lamas.
Solução:
- Otimização do sistema hidráulico da piscina através de simulações de fluxo.
- Utilização de floculantes para melhorar as propriedades de sedimentação.
Clarificação secundária como parte de sistemas integrados
A clarificação secundária é frequentemente integrada num sistema global de tratamento de águas residuais. Desempenha um papel fundamental no acoplamento dos processos biológicos e físicos.
Recirculação das lamas activadas:
- As lamas sedimentadas são reintroduzidas no tanque de arejamento para estabilizar a atividade biológica.
Remoção do excesso de lamas:
- O excesso de lamas é descarregado para desidratação e utilização das lamas.
Passos de polimento:
- Após a clarificação secundária, pode ser necessário um passo de polimento (por exemplo, filtração, carvão ativado) para remover partículas finas ou vestígios de substâncias.
Foto: Os nossos clarificadores secundários concebidos como clarificadores circulares com recirculação de biomassa para a nossa unidade de biogás anaeróbio ALMA BHU GMR
Conclusão
A clarificação secundária é um passo indispensável no tratamento de águas residuais industriais que garante a qualidade da água tratada e optimiza a eficiência dos processos biológicos. Utilizando tecnologias modernas, tais como clarificadores de lamelas, clarificadores circulares e instalações de flotação, mesmo as águas residuais complexas podem ser tratadas eficazmente. O controlo cuidadoso do processo e a otimização contínua são cruciais para reduzir os custos operacionais e garantir o cumprimento dos requisitos legais. A clarificação secundária é, portanto, não só um processo técnico, mas também económico e ecológico fundamental na gestão de águas industriais.
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