O pré-tratamento da água e das águas residuais é uma etapa essencial do processo de tratamento de águas industriais e de águas residuais. O seu principal objetivo é tratar os fluxos de água bruta ou de águas residuais de modo a que as etapas de tratamento subsequentes decorram de forma eficiente e cumpram os requisitos legais para uma descarga segura no sistema público de esgotos. Isto envolve a remoção de impurezas grosseiras, a redução da carga de sólidos em suspensão, óleos, gorduras, metais pesados e substâncias orgânicas e a proteção de componentes sensíveis da instalação, tais como sistemas de membranas ou fases de tratamento biológico, contra sobrecargas ou danos.
A escolha dos processos de pré-tratamento adequados depende da qualidade da água bruta ou das águas residuais, dos requisitos da água final e dos requisitos específicos dos processos a jusante.
Índice
Objectivos do pré-tratamento
Eliminação de impurezas grossas e finas:
- Separação de sólidos em suspensão, sólidos e componentes orgânicos.
- Proteção dos processos a jusante, como a filtração por membrana ou o tratamento biológico.
Redução dos ingredientes irritantes:
- Remoção de óleos, gorduras, metais pesados, nutrientes e outras substâncias indesejáveis.
Otimização dos processos subsequentes:
- Assegurar a eficácia dos processos de tratamento químico-físico ou biológico.
Proteção dos sistemas:
- Prevenção de incrustações, incrustações e corrosão em sistemas de membranas, permutadores de calor e reactores.
Processo de pré-tratamento
O pré-tratamento inclui processos mecânicos, químicos e físicos, que são frequentemente combinados para garantir um processamento ótimo.
1. pré-tratamento mecânico
O pré-tratamento mecânico remove as impurezas grosseiras e os sólidos da água ou das águas residuais.
Ancinhos e peneiras:
- Separação de sólidos como papel, fibras têxteis ou plástico.
- Grobrechen (Spaltweite: >5 mm) und Feinrechen (Spaltweite: <1 mm).
Armadilha de areia:
- Separação de partículas sedimentáveis, como areia ou lodo, através da redução da velocidade do fluxo.
Telas de tambor:
- Filtragem fina de partículas e fibras em processos industriais como a indústria alimentar e têxtil.
Foto: Coletor de areias aerado como fase de pré-tratamento (processo: ALMA BHU BIO)
2. pré-tratamento químico-físico
Os processos químico-físicos(sistemas CP) são utilizados para precipitar substâncias dissolvidas, agregar partículas coloidais ou quebrar emulsões.
- Ajuste do valor do pH com ácidos (por exemplo, ácido sulfúrico) ou álcalis (por exemplo, soda cáustica) para criar condições óptimas de precipitação ou flotação.
- Adição de precipitantes, como sais de ferro ou alumínio, para converter metais pesados, fosfatos ou substâncias coloidais em sólidos.
- Os floculantes (polímeros) promovem a formação de flocos maiores e sedimentáveis.
Separador de óleo:
- Separação de óleos e gorduras livres por separação por gravidade ou separador por coalescência.
- Utilização de ar dissolvido para trazer as partículas e os óleos para a superfície, onde podem ser removidos com uma escumadeira.
Foto: A nossa instalação de flotação ALMA NeoDAF para o pré-tratamento de águas residuais organicamente contaminadas com sistema patenteado de saturação de ar
3. Pré-tratamento físico: filtro multicamadas
Os filtros multicamadas desempenham um papel central no pré-tratamento físico e são utilizados para remover sólidos em suspensão e resíduos orgânicos da água e das águas residuais. São constituídos por várias camadas filtrantes compostas por materiais como areia, antracite ou gravilha.
Funcionalidade:
- A água flui através das diferentes camadas, sendo que as partículas mais grossas são retidas nas camadas superiores e as partículas mais finas são separadas nas camadas mais profundas.
Vantagens:
- Remoção altamente eficiente de sólidos em suspensão.
- Proteção de processos a jusante, especialmente sistemas de membranas como a osmose inversa.
Áreas de aplicação:
- Pré-tratamento de água bruta para consumo ou tratamento de água de processo.
- Remoção de sedimentos antes da descarga no sistema público de esgotos.
Foto: Sistema permutador de iões ALMA ION com filtro multicamada ALMA FIL a montante
4. pré-tratamento biológico
O pré-tratamento biológico utiliza microrganismos para reduzir a contaminação orgânica das águas residuais. É utilizado em particular para águas residuais com uma elevada carga orgânica e pode ser efectuado antes do tratamento biológico principal ou do tratamento físico-químico.
- Os microrganismos colonizados num material de suporte decompõem as substâncias orgânicas.
- Vantagens: Design compacto, baixos custos de manutenção.
- Degradação de substâncias orgânicas na ausência de oxigénio, por exemplo, num reator UASB.
- Adequado para águas residuais altamente poluídas com uma elevada carência química de oxigénio (COD).
Tanques-tampão ventilados:
- Combinação de homogeneização e degradação aeróbia de substâncias orgânicas.
- Aplicação: Preparação de fluxos de águas residuais para tratamento biológico principal subsequente.
Foto: A nossa central de biogás anaeróbio ALMA BHU GMR para a produção de energia a partir de águas residuais
Áreas de aplicação do pré-tratamento
O pré-tratamento desempenha um papel crucial em numerosos processos industriais. Os seus objectivos específicos dependem da utilização final da água ou das águas residuais.
1. pré-tratamento para as fases seguintes do tratamento
- Remoção de sólidos em suspensão, substâncias orgânicas e gorduras utilizando filtros multicamada, ultrafiltração ou biofiltração para evitar incrustações e danos nas membranas.
- Remoção de substâncias e partículas dissolvidas que possam obstruir as resinas ou afetar as capacidades de regeneração.
Tratamento biológico:
- Redução de poluentes como metais pesados ou tensioactivos que poderiam inibir os microrganismos num reator de lamas activadas ou MBBR.
2. pré-tratamento para descarga no sistema público de esgotos
As águas residuais industriais devem ser tratadas antes de serem descarregadas no sistema de esgotos, a fim de cumprirem os requisitos das estações de tratamento de águas residuais municipais:
- Redução de gorduras e óleos: Processos mecânicos e químicos, como separadores de óleo ou flotação, removem substâncias indesejadas.
- Neutralização do pHPrevenção da corrosão nas redes de esgotos através da regulação do valor do pH.
- Redução da poluição orgânica: Sistemas biológicos de tratamento de águas residuais, tais como tanques de lamas activadas ou centrais anaeróbias de biogás, para cumprir os requisitos legais no que diz respeito a parâmetros como a CQO, o azoto, as substâncias lipofílicas e o fósforo.
- Redução de metais pesados e AOX: Remoção de metais pesados, AOX e hidrocarbonetos por sistemas CP para cumprir os regulamentos legais.
Foto: O nosso sistema de neutralização ALMA Neutra com tanque tampão arejado para uma redução adicional da CQO
Desafios técnicos durante o pré-tratamento
Elevada variabilidade das águas residuais:
- Os fluxos de águas residuais provenientes de processos industriais estão frequentemente sujeitos a fortes flutuações em termos de quantidade e poluição.
Combinação de processos:
- A seleção e a integração dos processos de pré-tratamento mecânicos, físicos, químicos e biológicos corretos são cruciais para obter os melhores resultados.
Requisitos regulamentares:
- O cumprimento de limites rigorosos de descarga exige uma conceção cuidadosa do pré-tratamento.
Eficiência de custos:
- Um pré-tratamento eficaz deve minimizar os custos de funcionamento, garantindo simultaneamente um elevado desempenho.
Conclusão
O pré-tratamento é uma parte indispensável dos modernos sistemas de tratamento de água e de águas residuais. Garante que a água ou as águas residuais cumprem os requisitos para os processos subsequentes, como a osmose inversa, a permuta iónica ou o tratamento biológico. Ao mesmo tempo, assegura a conformidade com os limites legais de descarga quando a descarga é efectuada no sistema público de esgotos.
Combinando processos mecânicos, físicos, químicos e biológicos, as empresas podem garantir que o seu pré-tratamento é não só eficiente, mas também económico. Um pré-tratamento bem planeado protege as instalações, reduz os custos operacionais e contribui para a utilização sustentável dos recursos hídricos.
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