Os líquidos leves são substâncias insolúveis em água com uma densidade inferior à da água e incluem substâncias como os óleos minerais, a gasolina, o gasóleo e outros compostos de hidrocarbonetos. São frequentemente produzidos em processos industriais, no transporte rodoviário ou durante o armazenamento e processamento de produtos petrolíferos. Os líquidos leves representam um desafio significativo no tratamento de águas industriais e de águas residuais, uma vez que não só representam um risco para o ambiente, como também podem prejudicar a funcionalidade das estações de tratamento de águas.
Este artigo fornece uma visão global da definição, das propriedades físico-químicas dos líquidos leves, do seu impacto no tratamento da água e das tecnologias para a sua remoção eficaz dos fluxos de água e de águas residuais.
Índice
Definição e propriedades dos líquidos leves
Leichtflüssigkeiten sind organische Flüssigkeiten, die eine geringere Dichte als Wasser aufweisen (meist < 1 g/cm³). Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften mischen sie sich nicht mit Wasser und bilden auf dessen Oberfläche eine Trennschicht.
Exemplos típicos de líquidos leves:
- Óleos minerais: óleos lubrificantes, óleos de motor.
- Combustíveis: gasolina, gasóleo, parafina.
- Óleos hidráulicos: Utilizados em máquinas industriais e veículos.
Propriedades físico-químicas:
- Densidade: Entre 0,7 e 0,95 g/cm³, consoante a composição.
- Viscosidade: Varia muito; os óleos lubrificantes são mais viscosos do que os combustíveis.
- Hidrofóbicos: Não são solúveis em água, mas aderem a materiais orgânicos ou microplásticos.
- Volatilidade: Muitos líquidos leves, como a gasolina, têm uma elevada volatilidade, o que significa que também podem ser libertados sob a forma gasosa.
Origem e ocorrência de líquidos leves nas águas residuais
Os líquidos leves entram nos sistemas de água ou de águas residuais de várias formas:
1. processos industriais:
- Empresas de fabrico e oficinas: Através da utilização de óleos lubrificantes e de corte.
- Indústria petroquímica: As águas residuais das refinarias contêm frequentemente grandes quantidades de hidrocarbonetos.
2. transportes e tráfego:
- Água de escoamento das estradas: Devido a derrames de óleo de veículos e fugas nas superfícies das estradas.
- Estações de serviço: As perdas por gotejamento e os transbordamentos provocam a contaminação das águas pluviais.
3. armazenamento e acidentes:
- Instalações de armazenamento de petróleo: Fugas de tanques de armazenamento ou de condutas.
- Acidentes: Derrames de petróleo na sequência de acidentes com camiões-cisterna ou de rebentamento de canos.
Efeitos dos líquidos leves
1. impacto ambiental:
- Os líquidos leves flutuam nas superfícies da água e formam barreiras que impedem a troca de oxigénio com a atmosfera. Isto leva a uma falta de oxigénio nas massas de água e prejudica os ecossistemas aquáticos.
- Muitos líquidos leves são tóxicos e poluem a flora e a fauna nas zonas contaminadas.
2. problemas operacionais nas estações de tratamento de água:
- Incrustações: depósitos de óleos e gorduras nas membranas ou nas tubagens.
- Perda de eficiência: Os filtros e separadores entopem mais rapidamente, o que aumenta os custos de funcionamento.
- Corrosão: Alguns hidrocarbonetos podem desencadear reacções químicas que danificam os materiais.
Tecnologias para a remoção de líquidos leves
O tratamento de águas residuais que contêm líquidos leves requer tecnologias especiais para garantir uma separação e eliminação eficazes.
1. processos mecânicos
Separadores de óleo:
Os separadores de óleo são sistemas comprovados para separar líquidos leves com base na diferença de densidade entre a água e o óleo.- Separador por gravidade: A água flui lentamente através de uma câmara, de modo a que os óleos subam à superfície e possam ser removidos por escumadeira.
- Separador de coalescência: Ao utilizar elementos de coalescência (estruturas finas), as pequenas gotas de óleo são reunidas para formar gotas maiores que podem ser separadas mais facilmente.
- DIN 1999-100: Norma para separadores de líquidos ligeiros, utilizada sobretudo em estações de serviço e oficinas.
Clarificadores de lamelas:
Estes sistemas utilizam placas inclinadas que abrandam o fluxo de água e ajudam a separar os líquidos leves.
2. tecnologias de membranas
Ultrafiltração (UF):
As membranas hidrofóbicas podem reter eficazmente líquidos leves e permitir a remoção quase completa de partículas de óleo.
3. processos químicos
Sistemas CP:
As gotículas de óleo são aglutinadas com precipitantes e floculantes especiais e sedimentam como lamas. Esta tecnologia é particularmente eficaz com altas concentrações de líquidos leves.Adsorção:
O carvão ativado ou outros materiais adsorventes ligam os hidrocarbonetos e purificam a água.
Foto: O nosso sistema ALMA CHEM MCW CP com filtro de carvão ativado a jusante para a remoção de líquidos leves, AOX, CQO, metais pesados e cianeto
4. flotação: uma tecnologia comprovada para a remoção de líquidos leves
A flotação é um processo altamente eficaz para remover líquidos leves de fluxos de água e de águas residuais. Utiliza o princípio das diferenças de densidade e a adesão de partículas ou gotículas de líquido a bolhas de gás para permitir a separação de substâncias indesejadas. Este processo é utilizado em várias configurações e oferece uma elevada eficiência, particularmente no tratamento de águas residuais que contêm líquidos leves emulsionados ou finamente dispersos.
Princípio básico da flotação
A flotação baseia-se na injeção de bolhas de gás finas nas águas residuais. Estas bolhas ligam-se às partículas ou gotículas de óleo e reduzem a sua densidade para que possam subir à superfície. As impurezas flutuantes são então removidas através de sistemas especiais de raspagem.
Flotação por ar dissolvido (DAF)
Na flotação por ar dissolvido, o ar é dissolvido na água sob pressão. Quando a pressão é libertada, são criadas pequenas bolhas de ar microscópicas que se fixam às gotículas de óleo e aos sólidos.
Vantagens:
- Elimina as gotas de óleo mais finas e os líquidos ligeiros emulsionados.
- Muito eficaz para cargas elevadas de águas residuais.
- Adequado para grandes caudais.
Áreas de aplicação: Indústria petroquímica, indústria de processamento de leite, águas residuais de estações de serviço, águas residuais industriais.
Etapas do processo de flotação por ar dissolvido (DAF)
Pré-tratamento:
As partículas grossas e as gotículas de óleo maiores são removidas por sedimentação ou pré-separadores para reduzir a carga na unidade de flotação.Saturação de ar:
A água é saturada com ar sob alta pressão, normalmente num tanque de saturação. O ar dissolvido permanece dissolvido na água até que a pressão seja reduzida.Libertação de pressão:
Ao entrar no tanque de flotação, a pressão é reduzida abruptamente, criando bolhas de ar finas.Acumulação e flutuabilidade:
As bolhas de ar fixam-se nas gotículas de líquido leve e nos sólidos. A flutuabilidade fá-los subir à superfície da água.Desnatação das impurezas:
Um mecanismo de desnatação remove as substâncias flutuantes. A água purificada é tratada posteriormente ou reutilizada diretamente.
Foto: O nosso sistema de flotação ALMA NeoDAF para a remoção de líquidos leves, substâncias lipofílicas e CQO
Desafios no tratamento de líquidos leves
- Alta variabilidade da composição: Dependendo da fonte, os líquidos leves podem variar muito, o que exige uma adaptação da estratégia de tratamento.
- Líquidos ligeiros emulsionados: Pequenas gotículas de óleo estabilizadas por turbulência ou reacções químicas são difíceis de remover mecanicamente.
- Pressão regulamentar: Os requisitos legais para a descarga de águas residuais (por exemplo, valores-limite para hidrocarbonetos) exigem sistemas de tratamento altamente desenvolvidos.
Conclusão
A remoção de líquidos leves de fluxos de água e de águas residuais é uma tarefa complexa mas essencial no tratamento de águas. Com tecnologias avançadas, tais como separadores de coalescência, instalações de flotação ou instalações de CP, os líquidos leves podem ser tratados eficazmente e o impacto ambiental minimizado. A escolha do método de tratamento ideal depende da composição específica das águas residuais e dos requisitos do respetivo processo.
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