O tratamento químico-físico é um processo de limpeza de águas residuais industriais e de águas de processo em que os processos químicos e físicos são combinados para remover os poluentes da água ou torná-los inofensivos. Esta abordagem de tratamento é frequentemente utilizada em indústrias que produzem águas residuais que contêm compostos persistentes, tóxicos ou dissolvidos que não podem ser tratados eficazmente apenas por processos biológicos.
Índice
Contexto técnico
O tratamento químico-físico baseia-se numa série de fases do processo em que a utilização orientada de produtos químicos e processos de separação física, tais como filtraçãosedimentação e flotação os poluentes são separados das águas residuais. A escolha do processo depende do tipo e da composição das águas residuais, em particular dos metais pesados, dos poluentes orgânicos e dos nutrientes, como os fosfatos, que contêm.
O tratamento químico-físico é um processo faseado em que vários métodos são combinados para obter a máxima eficiência de limpeza. Os passos típicos incluem:
1. neutralização e ajuste do pH
Regra geral, o tratamento começa com o controlo do pH, uma vez que muitos processos químicos de precipitação e floculação têm de ocorrer dentro de um determinado intervalo de pH. Através da adição de ácidos ou bases (como o ácido sulfúrico ou a soda cáustica), o valor do pH das águas residuais é ajustado de modo a que as etapas de tratamento subsequentes decorram de forma óptima.
Foto: Loop de reação do sistema de neutralização automática ALMA Neutra
2. abate
A precipitação química é um processo fundamental do tratamento físico-químico. Aqui, produtos químicos como precipitantes (por exemplo, sais de ferro ou alumínio) são introduzidos nas águas residuais para converter as impurezas dissolvidas, em particular metais pesados ou fosfatos, numa forma insolúvel. Estas formam então partículas sólidas que podem ser removidas por processos de separação subsequentes, como a sedimentação ou a filtração.
3. floculação
A precipitação é frequentemente seguida de floculação, na qual são adicionados floculantes (como polielectrólitos) para aglomerar os produtos da precipitação em flocos maiores. Estes flocos são mais fáceis de separar e garantem uma melhor separação sólido-líquido.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para a eliminação de metais pesados, AOX, hidrocarbonetos e cianetos
4. sedimentação
Os flocos afundam-se num tanque de sedimentação devido à gravidade e formam as chamadas lamas, que são separadas do líquido purificado. As lamas resultantes podem então ser desidratadas e eliminadas.
5. flotação
Outro processo de separação física que é frequentemente utilizado em combinação com processos químicos é a flotação. flotação. Neste caso, são introduzidas bolhas de ar finas nas águas residuais, que aderem aos flocos e os transportam para a superfície, onde são removidos como lamas.
6. filtragem
Após a precipitação e a floculação, os processos de filtração, tais como filtros de areia ou filtros de carvão ativado podem ser utilizados para remover quaisquer partículas finas restantes, substâncias não dissolvidas ou resíduos orgânicos.
Foto: Sistema de filtragem SMF da ALMA BHU para grandes caudais de água
7. oxidação e redução
Em alguns casos, são também utilizados agentes oxidantes, como o peróxido de hidrogénio, o ozono ou o cloro, para oxidar os poluentes orgânicos e os metais pesados. Os agentes redutores, como o bissulfito de sódio, são utilizados para converter os metais pesados de difícil dissolução numa forma solúvel, que pode depois ser removida por outros processos.
Domínios de aplicação do tratamento químico-físico
O tratamento químico-físico é utilizado numa variedade de indústrias que produzem águas residuais contendo substâncias problemáticas, tais como
Galvanoplastia e acabamento de metais
Este processo produz águas residuais que contêm frequentemente concentrações elevadas de metais pesados (como o zinco, o cobre, o níquel e o crómio). Estes metais são removidos das águas residuais por precipitação química e subsequente floculação antes de serem tratadas ou descarregadas.Indústria alimentar e de bebidas
O processamento de alimentos produz frequentemente águas residuais com um elevado teor de substâncias orgânicas, bem como gorduras e óleos, que devem ser separados através de processos químicos como a precipitação ou a flotação, a fim de reduzir a carga orgânica.Indústria farmacêutica e química
Na indústria química e farmacêutica, o tratamento químico-físico é utilizado para remover produtos químicos tóxicos, solventes orgânicos e metais pesados das águas residuais do processo. São frequentemente necessários processos especiais de oxidação para decompor determinados compostos.Tratamento de superfícies e oficinas de pintura
As águas residuais com uma elevada concentração de compostos orgânicos e metais pesados são produzidas em empresas que utilizam tintas, vernizes ou revestimentos de superfícies. Estes devem ser removidos por precipitação, floculação e subsequente filtração.Indústria eletrónica e microeletrónica
No fabrico de semicondutores e na microeletrónica, são utilizados produtos químicos de elevada pureza na produção, que deixam resíduos tóxicos nas águas residuais após a sua utilização. São utilizados processos físico-químicos para neutralizar estes poluentes e remover os metais pesados.
ALMAWATECH Instalações Químico-Físicas: ALMA CHEM MCW
Uma aplicação concreta do tratamento químico-físico na prática é a instalação ALMA CHEM MCWda ALMAWATECH, especializada no pré-tratamento e na depuração de águas residuais industriais. As instalações ALMA CHEM MCW combinam vários processos químico-físicos para eliminar eficazmente os metais pesados, os compostos orgânicos e os nutrientes. Este sistema é particularmente flexível e pode ser adaptado a diferentes tipos de águas residuais.
As caraterísticas do ALMA CHEM MCW-incluem
- Processos de precipitação e floculação para a remoção de metais pesados e fosfatos.
- Neutralização e correção do pH para ajustar a composição das águas residuais.
- Pós-tratamentos, como filtros multicamadas ou permutadores de iões, para obter água de elevada pureza para reutilização ou descarga.
Vantagens do tratamento químico-físico
Elevada eficiência na remoção de metais pesados: O tratamento químico-físico é particularmente eficaz na remoção de metais pesados e outros contaminantes problemáticos que são difíceis de biodegradar.
Flexibilidade: A combinação de processos químicos e físicos torna este tratamento flexível, uma vez que pode ser adaptado a diferentes tipos de águas residuais e cargas.
Elevado desempenho de purificação: A combinação de precipitação, floculação e filtração significa que mesmo as partículas finas e os poluentes dissolvidos podem ser removidos da água, resultando numa elevada qualidade de purificação.
Cumprimento dos limites legais: Ao utilizar estes processos, as empresas podem garantir que cumprem os limites de descarga legalmente estabelecidos, evitando assim sanções e poluição ambiental.
Foto: Sistema CP ALMA BHU LHPS com separador de lamelas de elevado desempenho
Desafios do tratamento químico-físico
Formação de lamas: As reacções químicas conduzem à formação de lamas precipitadas, que têm de ser tratadas, desidratadas e eliminadas como material residual. Isto aumenta os custos de funcionamento.
Consumo de produtos químicos: O tratamento químico requer a utilização de precipitantes, agentes neutralizantes e outros produtos químicos, cujos custos e impacto ambiental devem ser tidos em conta.
Complexidade do controlo: O controlo preciso do valor do pH, da adição de produtos químicos e dos parâmetros do processo requer uma automatização e monitorização precisas do sistema, de modo a obter um desempenho de limpeza ótimo.
Conclusão
O tratamento químico-físico é um componente central do tratamento de águas residuais industriais, especialmente em indústrias onde os processos biológicos não são suficientes para atingir a qualidade de água exigida. Com a combinação de processos de precipitação química, floculação e processos de separação física, os poluentes podem ser eficientemente removidos da água. Sistemas como o ALMA CHEM MCW da ALMAWATECH oferecem uma solução flexível e fiável para vários tipos de águas residuais e ajudam as empresas a cumprir os seus requisitos ambientais e a garantir a qualidade da água.
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