Na tecnologia da água e das águas residuais, as lamas flutuantes referem-se à acumulação de partículas orgânicas e inorgânicas leves e pouco degradáveis que flutuam à superfície dos clarificadores ou reactores devido à sua baixa densidade. É causada por um desequilíbrio no processo de tratamento e pode prejudicar significativamente a eficiência das estações de tratamento de águas residuais e dos sistemas de tratamento de águas industriais.
Índice
Causas da formação de lamas flutuantes
A formação de lamas flutuantes é um fenómeno complexo que é influenciado por vários factores:
Crescimento excessivo de bactérias filamentosas
- As bactérias filamentosas (por exemplo, Nocardia, Microthrix parvicella) formam estruturas filamentosas que conduzem à formação de espuma estável e de mantas de lamas flutuantes.
- Causas do crescimento de bactérias filamentosas:
- Desequilíbrio de nutrientes: Concentrações elevadas de substâncias orgânicas, azoto ou fósforo.
- Deficiência de oxigénio: Baixas concentrações de oxigénio dissolvido promovem condições anaeróbias.
- Temperatura: As condições óptimas de crescimento das bactérias filamentosas são 10-25 °C.
Libertação de gases
- Desnitrificação em clarificação secundária:
- Formação de bolhas de azoto gasoso (N2) devido à desnitrificação incompleta leva à flutuação de flocos de lama.
- Decomposição anaeróbia:
- Formação de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) por microrganismos anaeróbios quando há falta de oxigénio.
Substâncias tensioactivas (surfactantes)
- Os tensioactivos provenientes de processos industriais ou de águas residuais domésticas podem reduzir a tensão superficial da água e promover a formação de espuma.
Substâncias hidrofóbicas
- Gorduras, óleos e ceras:
- Substâncias lipofílicas pouco degradáveis que flutuam à superfície da água.
- Partículas hidrofóbicas:
- Partículas finas que não sedimentam devido às suas propriedades de superfície.
Efeitos das lamas flutuantes
As lamas flutuantes podem causar problemas operacionais e ambientais consideráveis:
Diminuição do desempenho da limpeza
- Propriedades de sedimentação reduzidas:
- As lamas flutuantes perturbam a sedimentação no clarificador secundário, o que leva a um aumento das concentrações de sólidos no efluente.
- Sistemas de lamas de retorno:
- As lamas flutuantes podem ser devolvidas ao tanque de arejamento e prejudicar a atividade biológica.
Avarias
- Bloqueios:
- Acumulação de lamas flutuantes em transbordos, bombas e tubagens.
- Formação de espuma:
- As piscinas que transbordam podem provocar transbordamentos e poluição ambiental.
Poluição ambiental
- Aumento do valor de CQO e CBO:
- As águas residuais insuficientemente tratadas poluem as águas receptoras e as massas de água.
- Odores incómodos:
- Os processos de decomposição anaeróbia nas lamas flutuantes conduzem à formação de gases com elevado teor de odores, como o sulfureto de hidrogénio (H2S).
Diagnóstico e análise de lamas flutuantes
Um tratamento eficaz exige uma identificação exacta das causas:
Exame microscópico
- Identificação de bactérias filamentosas:
- Determinação da espécie dominante utilizando técnicas de coloração (por exemplo, coloração de Gram).
- Avaliação da estrutura do floco de lama:
- Análise da dimensão, densidade e estabilidade dos flocos.
Análises químicas
- Determinação das concentrações de nutrientes:
- Medição de compostos de amónio, nitrato, fosfato e carbono orgânico.
- Teor de oxigénio:
- Monitorização contínua do oxigénio dissolvido no tanque de aeração e no clarificador secundário.
Parâmetros do processo
- Idade da lama:
- Uma idade das lamas demasiado elevada favorece o crescimento de bactérias filamentosas de crescimento lento.
- Índice de lamas (SVI):
- Um valor elevado de SVI (>150 mL/g) indica fracas propriedades de sedimentação.
Foto: O nosso tanque de lamas activadas ALMA BHU BIO para o tratamento de águas residuais organicamente contaminadas
Efeitos das lamas flutuantes
As lamas flutuantes podem ter um impacto negativo significativo no tratamento da água e das águas residuais:
Avarias:
- Bloqueios em bombas, transbordos e drenos devido a lamas flutuantes.
- Maior necessidade de manutenção e limpeza.
Eficiência de limpeza reduzida:
- As lamas flutuantes podem afetar a zona de água limpa nos clarificadores secundários e levar a um aumento das concentrações de sólidos no efluente.
- Isto aumenta a carência química de oxigénio (COD) e a turvação da água purificada.
Riscos higiénicos:
- Os microrganismos patogénicos nas lamas flutuantes podem prejudicar a qualidade da água e violar os regulamentos ambientais.
Problemas de odores:
- Substâncias orgânicas e gases como o sulfureto de hidrogénio (H2S\text{H}_2\text{S}) nas lamas flutuantes pode provocar odores desagradáveis.
Tratamento e prevenção de lamas flutuantes
Remoção mecânica
Escumadeira:
- Utilização de escumadeiras de lamas flutuantes ou de dispositivos especiais de escumação que aspirem as lamas da superfície da água.
- Raspadores mecânicos na superfície da piscina transportam as lamas flutuantes para zonas de eliminação separadas.
Filtro de peneira:
- Os crivos finos podem separar a gordura e os componentes do óleo antes do tratamento biológico.
Otimização de processos
Controlo da formação de gás:
- Redução da taxa de desnitrificação no clarificador secundário através do controlo da concentração de lamas de retorno.
- Otimização do arejamento no reator aeróbio para limitar a desnitrificação ao reator biológico principal.
Melhoria das propriedades do floco de lama:
- Assegurar uma relação equilibrada de nutrientes (carbono, azoto, fósforo numa relação de 100:5:1).
- Evitar substâncias tóxicas que possam interferir na formação dos flocos.
Medidas químicas
Antiespumante:
- Adição de agentes anti-espuma para reduzir a espuma superficial e as lamas flutuantes.
- Utilização de polímeros orgânicos ou emulsões de silicone.
Precipitante:
- Dosagem de sais de ferro ou de alumínio para ligar as gorduras e os óleos e melhorar o comportamento de sedimentação das lamas.
Pré-tratamento de componentes de graxa e óleo
- Separador de gorduras:
- Separação de gorduras e óleos das águas residuais brutas antes do tratamento biológico.
- Utilização em operações industriais, como a transformação de alimentos ou a restauração.
Clarificação secundária e gestão das lamas
Controlo das lamas de retorno:
- Ajuste do volume de lamas de retorno e do tempo de retenção no clarificador secundário para minimizar a desnitrificação.
Desidratação de lamas:
- Remoção regular e desidratação do excesso de lamas para reduzir a carga no sistema.
Conclusão
As lamas flutuantes são um problema comum no tratamento de águas industriais e municipais e de águas residuais causado por influências físicas, químicas e biológicas. O seu controlo e tratamento eficientes requerem uma combinação de medidas preventivas, remoção mecânica e otimização do processo. Tecnologias como os separadores de gorduras, os sistemas de flotação e as abordagens biológicas inovadoras podem ajudar a minimizar a formação de lamas flutuantes e a maximizar a eficiência do tratamento da água. Um bom conhecimento das causas e contramedidas adequadas são cruciais para evitar perturbações e problemas ambientais.
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