Polímero é um termo coletivo para compostos químicos que consistem em longas cadeias de unidades moleculares repetidas, os chamados monómeros. Devido à sua estrutura específica e às suas propriedades químicas, os polímeros são extremamente versáteis, especialmente no tratamento industrial de água e de águas residuais. Desempenham um papel crucial como floculantes, aglutinantes e em várias aplicações para melhorar a separação de sólidos e líquidos, para garantir o cumprimento das normas ambientais e aumentar a eficiência dos processos de purificação.
Índice
Contexto técnico
Os polímeros são constituídos por unidades estruturais que se repetem e que estão ligadas entre si por ligações covalentes. A estrutura química e o peso molecular de um polímero influenciam as suas propriedades físicas e químicas, como a solubilidade, a viscosidade e a reatividade. Estas propriedades são cruciais para aplicações no tratamento de água e de águas residuais:
Polímeros catiónicos, aniónicos e não iónicos:
- Os polímeros catiónicos transportam cargas positivas e são particularmente eficazes no tratamento de águas residuais com partículas de carga negativa e impurezas orgânicas. São frequentemente utilizados para flocular lamas e remover impurezas em águas residuais das indústrias de processamento de metais e de papel.
- Os polímeros aniónicos são carregados negativamente e são preferencialmente utilizados em águas residuais com impurezas carregadas positivamente, por exemplo, em águas residuais da indústria alimentar e de bebidas.
- Polímeros não-iónicos Não têm carga eléctrica e são particularmente adequados para a floculação de partículas em águas residuais com um valor de pH neutro e estados de carga variáveis das impurezas.
Peso molecular e densidade de carga:
- Os polímeros com um peso molecular elevado produzem flocos maiores que assentam mais facilmente e podem ser melhor filtrados, o que é particularmente vantajoso em aplicações com uma elevada carga de sólidos.
- A densidade de carga determina a força de ligação nas superfícies das partículas. Os polímeros com uma elevada densidade de carga são adequados para aglomerar partículas fortemente carregadas negativamente, enquanto os polímeros com uma baixa densidade de carga são mais adequados para águas residuais com cargas mais baixas ou flutuantes.
Foto: Comparação entre um polímero (floculante) da ALMAWATECH e um polímero disponível no mercado (visão geral do produto ALMA AQUA Wastewater)
Funcionalidade e aplicação no tratamento de águas residuais
No tratamento industrial de água e de águas residuais, os polímeros são utilizados principalmente como floculantes. Promovem a formação de flocos grandes e estáveis, neutralizando a carga eletrostática das partículas na água e ligando-as em unidades maiores. A utilização de polímeros melhora a eficiência da separação de sólidos, uma vez que os flocos maiores são formados por sedimentação em instalações de PC ou por flotação e filtração podem ser melhor separados.
Aplicações e funções típicas
Floculação e coagulação:
- Ao adicionar polímeros ao fluxo de águas residuais, a carga eletrostática dos sólidos em suspensão é neutralizada, fazendo com que estes se agreguem em flocos. Isto é crucial para a separação eficiente de sólidos, especialmente em águas residuais com altas concentrações de partículas orgânicas e inorgânicas.
- A floculação de polímeros é utilizada em muitas indústrias, incluindo o fabrico de papel, têxteis, metalurgia e processamento de alimentos. As poliacrilamidas, uma classe de polímeros amplamente utilizada, são particularmente eficazes neste caso, uma vez que têm uma elevada estabilidade do floco e um forte efeito de ligação.
Acondicionamento de lamas:
- Os polímeros são utilizados no tratamento de lamas para melhorar as propriedades de ligação à água das lamas. Facilitam a desidratação e tornam as lamas mais fáceis de manusear e eliminar. Os polímeros catiónicos são particularmente úteis neste caso, uma vez que separam eficazmente a água ligando-se às partículas carregadas negativamente nas lamas.
- O acondicionamento de lamas é uma aplicação importante nas estações de tratamento de águas residuais, uma vez que reduz os custos de eliminação e melhora a eficiência de todo o processo de tratamento de águas residuais.
Estabilização e dispersão coloidal:
- Os polímeros aniónicos e não-iónicos são frequentemente utilizados para estabilizar ou dispersar partículas coloidais em processos industriais para assegurar uma distribuição uniforme de partículas finas e evitar depósitos.
- Esta aplicação é frequentemente encontrada no processamento de carvão, na produção de cerâmica e noutras áreas em que as impurezas coloidais constituem um desafio.
Foto: Instalação de precipitação e floculação, também conhecida como instalação CP, ALMA CHEM MCW com dosagem de polímeros
Vantagens e desafios da utilização de polímeros
Vantagens:
- Alta eficiência e baixa dosagem: Os polímeros são extremamente eficazes em baixas dosagens e permitem uma separação eficiente de sólidos, o que reduz o consumo de produtos químicos e diminui os custos operacionais.
- Versatilidade: Graças ao grande número de polímeros catiónicos, aniónicos e não-iónicos disponíveis, as soluções podem ser personalizadas para uma vasta gama de composições de águas residuais e requisitos industriais.
- Redução do volume de lamas: Devido à formação efectiva de flocos, os polímeros reduzem o volume de lamas, o que reduz os custos de eliminação e simplifica o manuseamento das lamas.
Desafios:
- Dosagem e controlo precisos: A eficácia dos polímeros depende em grande medida da dosagem precisa e do controlo do processo. A sobredosagem pode levar a uma deterioração da qualidade das águas residuais e aumentar os custos.
- Sensibilidade à temperatura e ao pH: A eficiência dos polímeros pode ser afetada por temperaturas ou valores de pH extremamente elevados, o que pode limitar a sua eficácia em determinadas aplicações.
- Resíduos e compatibilidade ambiental: Alguns polímeros sintéticos , como as poliacrilamidas, podem deixar resíduos nas águas residuais tratadas e representam um desafio em termos de compatibilidade ambiental. Os polímeros biodegradáveis estão a ser desenvolvidos como uma alternativa para aumentar a sustentabilidade ambiental.
Foto: Estação automática de dosagem e preparação do polímero (floculante) ALMA Floc AC com uma capacidade de tratamento até 2.000 l/h
As soluções de polímeros da ALMAWATECH: ALMA AQUA Águas residuais
Especialista no tratamento de água e de águas residuais, a ALMAWATECH oferece os seguintes produtos ALMA AQUA Águas residuais oferece uma vasta seleção de polímeros especialmente adaptados às aplicações industriais. A nossa gama de produtos inclui polímeros catiónicos, aniónicos e não-iónicos que podem ser personalizados de acordo com os requisitos específicos e as composições das suas águas residuais. A nossa equipa experiente terá todo o prazer em analisar e testar as suas águas residuais em laboratório para determinar a solução de polímero ideal e a dosagem óptima para as suas necessidades. Com as nossas soluções personalizadas, ajudamo-lo a alcançar a máxima eficiência no tratamento de águas residuais, reduzindo os custos operacionais e promovendo processos sustentáveis.
Conclusão
Os polímeros são componentes indispensáveis no tratamento industrial de água e de águas residuais, aumentando significativamente a eficiência dos processos de floculação e coagulação. Com uma variedade de estruturas químicas e propriedades de carga, oferecem soluções personalizadas para uma vasta gama de aplicações industriais, desde o condicionamento de lamas à floculação de impurezas orgânicas e inorgânicas. A ALMAWATECH dispõe de um vasto portfólio de polímeros e oferece a solução ideal para melhorar o tratamento das suas águas residuais através de conselhos específicos para cada aplicação e de análises laboratoriais.
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