Um separador de coalescência é um elemento chave no tratamento de águas industriais, especialmente em processos que envolvem misturas de óleo e água. Esta tecnologia é utilizada para separar e remover o óleo livre, o óleo emulsionado e as partículas finas dos fluxos de águas residuais, a fim de garantir o cumprimento dos limites legais e proteger os sistemas contra danos.
A eficiência de um separador de coalescência depende em grande medida das propriedades físicas e químicas das águas residuais e da escolha dos parâmetros corretos de conceção e funcionamento. O modo de funcionamento, os antecedentes técnicos e a aplicação prática são explicados em pormenor a seguir.
Índice
Princípio de funcionamento de um separador de coalescência
Fundamentos físico-químicos
A separação do óleo e da água baseia-se nas diferenças de densidade, viscosidade e tensão superficial entre as duas fases. As gotículas de óleo livres tendem a subir na água devido à sua menor densidade. Este processo é acelerado por materiais coalescentes, que facilitam a coalescência de gotículas de óleo mais pequenas em gotículas maiores, melhorando assim a separação.
Estrutura e conceção
Um separador de coalescência típico é constituído pelos seguintes componentes:
Zona de entrada: É aqui que o fluxo de águas residuais é acalmado para minimizar a turbulência.
Elementos coalescentes: Estes consistem em materiais especiais com superfícies hidrofóbicas ou oleofílicas que apoiam a formação e a coalescência de gotículas.
Câmara de separação: As gotículas de óleo alargadas sobem nesta área e são separadas.
Sistema de drenagem: Permite a remoção controlada do óleo separado e da água purificada.
Processo de coalescência
Óleo livre: Devido ao fluxo acalmado, as gotas de óleo podem subir na zona de entrada.
Coalescência: As pequenas gotas atingem os materiais de coalescência, fundem-se e formam gotas maiores.
Separação: As gotículas maiores sobem rapidamente à superfície devido às diferenças de densidade e são recolhidas como uma camada de óleo.
Descarga: A água purificada é descarregada do separador, enquanto o óleo é recolhido e eliminado.
Desafios técnicos e factores de influência
Óleos emulsionados e tensioactivos
O óleo emulsionado que é estabilizado por influências mecânicas ou pela utilização de tensioactivos coloca um desafio particular. Os separadores de coalescência são concebidos principalmente para o óleo livre, enquanto a separação do óleo emulsionado requer processos adicionais, como a precipitação química ou a filtração.
Influência do tamanho das partículas
A eficiência de um separador de coalescência diminui à medida que o tamanho das gotas diminui. Os valores-limite típicos são de cerca de 10 a 20 micrómetros. Uma distribuição demasiado fina do óleo pode reduzir significativamente o desempenho.
Viscosidade e temperatura
As temperaturas mais elevadas reduzem a viscosidade do óleo, o que facilita a coalescência. No entanto, com águas residuais frias, a eficiência pode diminuir, uma vez que as gotículas coalescem mais lentamente.
Limites de carga
Os separadores por coalescência são normalmente concebidos para teores de óleo até 200 mg/l na entrada. Concentrações mais elevadas requerem tecnologias de separação a montante, tais como separadores de óleo ou unidades de filtragem.
Aplicações na prática
Indústria e processos
Os separadores de coalescência são utilizados em numerosas indústrias, incluindo
Processamento de metais: Separação de óleos e lubrificantes de arrefecimento das águas residuais do processo.
Indústria química: Separação de resíduos orgânicos de processos de limpeza.
Indústria automóvel: Tratamento de águas de lavagem de oficinas de pintura.
Produção de energia: Purificação de águas residuais de processos de centrais eléctricas.
Integração em sistemas de tratamento de água
No tratamento de água, os separadores de coalescência são frequentemente utilizados como uma unidade a montante para reduzir a carga nas fases de tratamento a jusante, como as estações de tratamento biológico ou os processos de membrana.
Vantagens dos separadores por coalescência
Elevada eficiência: separação fiável de óleo e água.
Poupança de custos: Redução do consumo de produtos químicos e dos custos de manutenção nos processos a jusante.
Fácil manuseamento: Design robusto e construção de baixa manutenção.
Conclusão
Os separadores de coalescência são uma ferramenta indispensável no tratamento de águas industriais, especialmente para a separação de óleos e sólidos. No entanto, a sua eficiência depende em grande medida dos parâmetros de funcionamento e da conceção correta. Através da utilização de materiais e tecnologias modernas, o desempenho da separação pode ser optimizado e os custos de funcionamento reduzidos.
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