Coagulantes são compostos químicos essenciais no tratamento de água e de águas residuais que são utilizados para a coagulação e formação de flocos. Neutralizam a carga eléctrica das partículas finas, na sua maioria coloidais, presentes na água, de modo a que estas partículas se possam aglomerar e formar flocos. Isto facilita significativamente a separação de sólidos, impurezas orgânicas e metais pesados. Os coagulantessão utilizados em várias indústrias, como a indústria do papel e da pasta de papel, o processamento de metais, a indústria alimentar e a gestão de águas residuais municipais.
Índice
Contexto técnico dos coagulantes
As partículas coloidais nas águas residuais têm normalmente uma carga superficial negativa, o que faz com que as partículas se repelem naturalmente umas às outras, formando assim uma suspensão estável na água. Os coagulantes neutralizam estas cargas de modo a que as partículas sejam desestabilizadas e agregadas através da formação de flocos. A eficácia dos coagulantes depende de vários factores, incluindo o tipo e a densidade de carga do coagulante, o valor do pH e a temperatura da água residual.
Os coagulantes podem ser divididos em dois grupos principais:
Coagulantes à base de metais: Estes compostos libertam iões metálicos com carga positiva durante a hidrólise, que actuam como portadores de carga e atraem as partículas das águas residuais. Os coagulantes metálicos mais comuns são o sulfato de alumínio, o cloreto férrico e o cloreto de polialumínio (PAC).
Coagulantes orgânicos: Estes compostos contêm moléculas orgânicas com uma carga positiva, que também contribuem para a desestabilização das partículas coloidais. Os coagulantes orgânicos são frequentemente utilizados em combinação com agentes à base de metal e oferecem a vantagem de produzirem uma menor quantidade de lamas.
Foto: Instalação CP (instalação de precipitação e floculação) ALMA Chem MCW para coagulação e eliminação de poluentes
Tipos e função dos coagulantes
1. Sulfato de alumínio (Al₂(SO₄)₃)
- Como é que funciona: O sulfato de alumínio é um coagulante frequentemente utilizado que liberta iões de alumínio (Al³⁺) quando adicionado à água. Estes iões ligam-se a partículas com carga negativa e neutralizam a sua carga. O ião alumínio também forma hidróxido de alumínio pouco solúvel [Al(OH)₃] na água, que actua como floculante.
- Áreas de aplicação: O sulfato de alumínio é frequentemente utilizado no tratamento de água potável e em aplicações industriais, especialmente para a remoção de turvação e impurezas orgânicas.
2. Cloreto férrico (FeCl₃) e sulfato ferroso (FeSO₄)
- Como é que funciona: Durante a hidrólise, estes compostos de ferro libertam iões de ferro (III), que provocam uma forte formação de flocos. O cloreto férrico reage na água para formar hidróxido de ferro, que tem uma elevada capacidade de ligação a sólidos em suspensão e partículas orgânicas.
- Domínios de aplicação: O cloreto férrico e o sulfato ferroso são utilizados sobretudo no tratamento de águas residuais para remover fosfatos e metais pesados. Estes compostos são também amplamente utilizados na indústria alimentar e na produção de papel.
3. Cloreto de polialumínio (PAC)
- Como é que funciona: O PAC é um coagulante avançado que já está parcialmente hidrolisado e tem uma densidade de carga mais elevada do que o sulfato de alumínio. A estrutura molecular do PAC permite uma formação mais rápida de flocos e uma melhor separação de sólidos a baixas dosagens.
- Áreas de aplicação: O PAC é utilizado no tratamento de águas municipais, bem como em aplicações industriais como a indústria têxtil e o processamento de papel, onde é necessária uma elevada eficiência com uma dosagem baixa.
4. Coagulantes orgânicos (por exemplo, poliaminas e poliquats)
- Como funcionam: Estes polímeros contêm grupos funcionais carregados positivamente que se ligam a partículas carregadas negativamente nas águas residuais. São particularmente adequados para a estabilização de flocos e como suplemento aos coagulantes à base de metais.
- Áreas de aplicação: Os coagulantes orgânicos são frequentemente utilizados em combinação com coagulantes metálicos e oferecem vantagens para a floculação em águas residuais com um elevado teor orgânico. São utilizados nas indústrias têxtil e do couro, bem como na metalurgia.
Aplicações dos coagulantes na prática
- Tratamento de água potável:
- No tratamento de água potável, a coagulação é utilizada para remover sólidos em suspensão, matéria orgânica e turvação. Coagulantes como o sulfato de alumínio e o PAC ajudam a melhorar a qualidade da água, formando flocos claros e estáveis que podem ser facilmente separados.
- Tratamento de águas residuais industriais:
- Os coagulantes são um componente essencial do tratamento de águas residuais industriais. São utilizados para remover metais pesados, fosfatos e compostos orgânicos. Na indústria metalúrgica e de galvanoplastia, por exemplo, os coagulantes de ferro e alumínio são utilizados para precipitar metais pesados e removê-los da água.
- Indústria da pasta e do papel:
- A indústria do papel produz águas residuais com uma carga orgânica e um teor de sólidos elevados. Neste caso, são utilizados coagulantes para remover as fibras e reduzir a carga COD. A adição de PAC ou cloreto férrico melhora a separação dos sólidos e reduz a carência química de oxigénio nas águas residuais.
- Indústria alimentar e das bebidas:
- Esta indústria produz águas residuais organicamente contaminadas que contêm fosfatos e gorduras. Coagulantes como o sulfato de alumínio e as poliaminas são utilizados para remover estas substâncias e melhorar a qualidade das águas residuais. Isto permite o cumprimento dos limites das águas residuais e uma eliminação amiga do ambiente.
Foto: Sistema de flotação ALMA NeoDAF para coagulação e eliminação de poluentes
Vantagens e desafios da utilização de coagulantes
Vantagens:
- Elevada eficiência: Os coagulantes são muito eficazes na remoção da turvação, dos sólidos em suspensão e dos metais pesados.
- Versatilidade: A vasta gama de coagulantes disponíveis permite encontrar soluções personalizadas para diferentes tipos de águas residuais.
- Redução de custos: Uma coagulação eficiente reduz os custos de funcionamento ao conseguir uma maior remoção de sólidos e uma melhor qualidade da água.
Desafios:
- Dependência do pH: A eficácia de muitos coagulantes é fortemente dependente do pH. Um valor de pH não ótimo pode reduzir a eficácia da coagulação, razão pela qual é necessário um ajuste preciso do pH.
- Corrosividade: Alguns coagulantes, como o cloreto férrico, são corrosivos e requerem sistemas especiais de armazenamento e dosagem.
- Volume de lamas: A utilização de coagulantes produz lamas que têm de ser eliminadas. Isto pode levar a custos adicionais de eliminação.
Coagulante na ALMAWATECH: ALMA AQUA águas residuais
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Foto: Meios operacionais específicos da aplicação ALMA AQUA águas residuais: precipitantes, floculantes, neutralizantes e outros produtos
Conclusão
Os coagulantes são indispensáveis no tratamento de água e de águas residuais e permitem a remoção eficiente de sólidos e impurezas coloidais. Com uma variedade de coagulantes metálicos e orgânicos disponíveis, o processo de coagulação pode ser personalizado para atender às necessidades específicas de diferentes indústrias. A ALMAWATECH oferece uma linha de produtos abrangente de coagulantes, apoiada por análises laboratoriais e consultoria para garantir que os nossos clientes recebam a melhor solução possível para o tratamento das suas águas residuais.
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