A precipitação e a floculação são processos essenciais no tratamento de águas residuais industriais que têm como objetivo remover substâncias dissolvidas e coloidais das águas residuais e convertê-las numa forma sedimentável ou filtrável. Estes processos são particularmente importantes em indústrias onde as águas residuais contêm elevadas concentrações de metais pesados, substâncias orgânicas ou fosfatos. Uma combinação de reacções químicas e processos físicos permite a remoção eficiente de poluentes, de modo a cumprir os requisitos legais.
Índice
Contexto técnico
Os processos de precipitação e floculação consistem em várias etapas especificamente adaptadas à composição das águas residuais e às substâncias a separar:
1. abate
- O objetivo da precipitação é converter iões dissolvidos ou compostos coloidais em sólidos insolúveis. Para o efeito, são utilizados precipitantes como o cloreto de ferro (III), o sulfato de alumínio ou o hidróxido de cálcio. Estes produtos químicos reagem com as substâncias dissolvidas nas águas residuais e formam hidróxidos, fosfatos ou outros compostos pouco solúveis, que precipitam como partículas finas na água.
- Um exemplo específico é a precipitação por neutralização, na qual o valor do pH das águas residuais é especificamente alterado para precipitar metais como hidróxidos. Isto é particularmente relevante na indústria de galvanoplastia e metalurgia, onde os metais pesados, como o níquel, o cobre ou o zinco, têm frequentemente de ser removidos.
- Outra variante é a precipitação sulfídica, na qual são adicionados sulfuretos, como o sulfureto de sódio. Estes reagem com iões de metais pesados e formam sulfuretos metálicos insolúveis. Este processo é extremamente eficaz na remoção de metais pesados tóxicos, uma vez que os sulfuretos metálicos são muito difíceis de dissolver e podem ser facilmente separados.
2. floculação
A floculação é um passo crucial nos sistemas de precipitação e floculação em que os floculantes ou polímeros especiais são utilizados para agregar as pequenas partículas produzidas pela precipitação em flocos maiores. Estes polímeros são constituídos por longas cadeias moleculares que se ligam às superfícies das partículas e as reticulam.
Existem diferentes tipos de polímeros que diferem na sua carga (catiónica, aniónica ou neutra).
- Polímeros catiónicos: Têm uma carga positiva e são particularmente adequados para ligar partículas de carga negativa em águas residuais.
- Polímeros aniónicos: Têm uma carga negativa e são utilizados para flocular partículas com carga positiva.
- Polímeros não-iónicos: São neutros e actuam como agentes de ligação entre partículas com cargas diferentes.
Mecanismo de floculação
Os polímeros funcionam através de dois mecanismos principais:
- Equalização de cargas: Os polímeros neutralizam as cargas superficiais das partículas, o que reduz as forças de repulsão entre as partículas. Isto faz com que as partículas se aproximem umas das outras e formem flocos maiores.
- Ligação: As moléculas de cadeia longa dos polímeros ligam várias partículas entre si, formando flocos estáveis que podem ser separados por sedimentação ou flotação. flotação facilmente separados por sedimentação ou flotação.
Foto: Comparação de dois floculantes, à esquerda, da gama de produtos ALMA AQUA para águas residuais
Áreas de aplicação para processos de precipitação e floculação
Indústria de processamento de metais: Os processos de precipitação e floculação são utilizados na galvanoplastia e no processamento de metais para remover metais pesados como o zinco, o níquel, o cobre e o crómio. Estas águas residuais contêm elevadas concentrações de metais pesados, que devem ser convertidos em compostos insolúveis e removidos através de uma combinação de neutralização e precipitação de sulfuretos, de modo a cumprir os limites legais.
Indústria alimentar e de bebidas: Aqui são produzidas águas residuais altamente contaminadas com elevadas concentrações de fosfatos e gorduras. São adicionados precipitantes, tais como sais de ferro ou alumínio, para ligar e separar estas substâncias. A floculação é então efectuada para formar flocos maiores que podem ser facilmente removidos. Isto evita a fertilização excessiva da água e melhora a qualidade das águas residuais.
Indústria do papel e da pasta de papel: Esta indústria produz águas residuais com elevadas cargas orgânicas e fibras. Os processos de precipitação e floculação ajudam a ligar estas substâncias e a sedimentá-las sob a forma de lamas. Isto reduz a carência química de oxigénio (CQO) e contribui para o cumprimento dos limites das águas residuais.
Indústria têxtil: As águas residuais contêm frequentemente corantes, tensioactivos e metais pesados, que são tratados com processos de precipitação e floculação para ligar e separar estes poluentes antes de a água ser tratada posteriormente.
Indústria petroquímica: As águas residuais estão frequentemente contaminadas com resíduos de petróleo, hidrocarbonetos e emulsões. Os processos de precipitação e floculação convertem estes compostos orgânicos em partículas sedimentáveis, que podem depois ser estabilizadas e removidas por floculação.
Indústria farmacêutica: A produção de medicamentos conduz a águas residuais que contêm uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos. Os processos de precipitação e floculação são essenciais neste caso para remover metais pesados, fosfatos e outras impurezas.
Exploração mineira e processamento de minerais: Nestas áreas, ocorrem elevadas concentrações de metais pesados, sulfatos e partículas ultrafinas nas águas residuais. Os processos de precipitação e floculação são aqui utilizados para remover eficazmente estas substâncias das águas residuais.
Indústria de tintas e vernizes: As águas residuais contêm frequentemente pigmentos, metais pesados e solventes orgânicos. A precipitação e a floculação são utilizadas para ligar estas substâncias e removê-las das águas residuais. Isto é particularmente importante para a remoção de corantes e iões metálicos, que são convertidos em partículas maiores e sedimentáveis após a precipitação por floculação.
Tecnologia de superfícies: Na galvanoplastia e noutros processos de tratamento de superfícies, as águas residuais contêm frequentemente metais pesados, ácidos e álcalis. A neutralização e a precipitação convertem metais pesados como o crómio, o cobre e o níquel em compostos insolúveis, que são removidos por floculação e subsequente separação.
Engenharia de processos de precipitação e floculação
Nas instalações de precipitação e floculação, as águas residuais são primeiro misturadas com os precipitantes e floculantes adequados em tanques de reação. São utilizados agitadores e circuitos de tubos especiais para garantir uma mistura e um tempo de reação óptimos. Uma vez adicionados os precipitantes, o floculante assenta e forma partículas maiores que são fáceis de separar. Estes flocos são separados por sedimentação ou por flotação, flotação ou filtraçãodependendo dos requisitos específicos e do conteúdo das águas residuais.
Aplicação dos produtos ALMAWATECH: ALMA CHEM MCW e ALMA NeoDAF
ALMA CHEM MCW é um sistema CP (chemical-physical system) especialmente desenvolvido pela ALMAWATECH, que é adequado para a implementação eficiente de precipitação e floculação. Permite a dosagem exacta de precipitantes e floculantes e pode ser adaptado de forma flexível a diferentes composições de águas residuais. O ALMA CHEM MCW utiliza a mais recente tecnologia de dosagem proporcional à carga e foi concebido para uma fácil integração em sistemas existentes, de modo a garantir uma óptima formação de flocos e separação de partículas.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para a eliminação de metais pesados, AOX, hidrocarbonetos e cianetos
ALMA NeoDAF é um sistema de flotação altamente desenvolvido, especialmente concebido para a separação de flocos e sólidos em suspensão. Este sistema funciona de acordo com o princípio da flotação por ar dissolvidono qual a água residual é saturada com ar sob pressão e depois despressurizada. Isto cria bolhas de ar finas que se ligam aos flocos e os fazem flutuar até à superfície, onde são removidos como lamas. O ALMA NeoDAF é particularmente adequado para maximizar a eficiência da remoção de metais pesados e compostos orgânicos, fornecendo um controlo preciso dos parâmetros do processo.
Conclusão
A precipitação e a floculação são processos indispensáveis no tratamento moderno de águas residuais industriais. Através da utilização orientada de precipitantes e polímeros, as impurezas dissolvidas e coloidais podem ser eficazmente removidas, o que ajuda a cumprir os valores-limite e a melhorar a qualidade da água. Os nossos ALMA CHEM MCW e ALMA NeoDAF oferecem soluções personalizadas que permitem um tratamento eficiente das águas residuais e podem ser adaptadas de forma flexível aos requisitos industriais.
Para mais informações sobre os nossos produtos, não hesite em contactar-nos a qualquer momento!
