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Introdução à tecnologia de flotação
Foto: O nosso ALMA NeoDAF HDED (clique aqui para ver o produto)
A flotação por ar dissolvido é uma tecnologia eficaz para a remoção de vários constituintes das águas residuais, como a CQO, a CBO, as substâncias lipofílicas, o fósforo, os hidrocarbonetos e os metais pesados. Neste artigo, apresentamos-lhe uma introdução aos princípios básicos da engenharia de processos e discutimos as vantagens e áreas de aplicação.
Também apresentaremos os nossos sistemas de flotação por ar dissolvido energeticamente eficientes, a gama de produtos ALMA NeoDAF.
Fundamentos do processo das instalações de flotação
Funcionalidade e princípios da tecnologia de flotação
A flotação por ar dissolvido é um processo de separação física utilizado no tratamento de águas residuais industriais para eliminar substâncias não dissolvidas e dissolvidas das águas residuais.
O processo começa com a conversão de substâncias dissolvidas, como hidrocarbonetos, metais dissolvidos, gorduras e CQO, em substâncias não dissolvidas, através da chamada precipitação de neutralização. Os agentes de tratamento especializados (precipitantes, agentes de neutralização e floculantes) têm de ser adicionados às águas residuais antes de estas entrarem na célula de flotação. Nos nossos sistemas de flotação por ar dissolvido, isto é feito através de um sistema de controlo patenteado e da medição online da CQO. Isto leva a poupanças consideráveis nos recursos operacionais em comparação com outros sistemas de flotação por ar dissolvido disponíveis no mercado.
O fluxo de águas residuais com as substâncias precipitadas (não dissolvidas) entra então na célula de flotação. Como se pode ver na ilustração acima, um segundo fluxo de água é introduzido logo após a entrada da célula de flotação. Este consiste em água limpa tratada que foi saturada com ar a uma sobrepressão de 4 - 6 bar.
Quando o fluxo parcial saturado de ar chega, o excesso de ar borbulha sob a forma de microbolhas. Estas envolvem as substâncias não dissolvidas nas águas residuais e permitem-lhes subir à superfície, criando uma lama flotada. Este tapete de lamas pode então ser separado com o nosso sistema de raspagem. A ilustração seguinte mostra a chamada lama de flotato num dos nossos sistemas NeoDAF.
Um fator de sucesso decisivo no funcionamento das instalações de flotação é o controlo preciso dos agentes de tratamento. A seleção de precipitantes e floculantes adequados, bem como a dosagem, têm uma influência significativa na eficiência da limpeza. A sobredosagem leva a uma operação dispendiosa, enquanto a subdosagem prejudica o cumprimento dos objectivos de limpeza.
Para além da dosagem química, o tamanho das bolhas de gás também desempenha um papel importante. As bolhas demasiado grandes conduzem a uma taxa de subida mais baixa e, por conseguinte, a uma adesão reduzida aos poluentes não dissolvidos nas águas residuais. As bolhas demasiado pequenas, por outro lado, podem levar a uma sobreposição e, assim, prejudicar a formação da lama flotada.
O tamanho ótimo das bolhas de gás situa-se entre 60 e 80 µm. O valor do pH, a pressão de saturação, a velocidade do fluxo e a composição da água são factores decisivos que influenciam o tamanho das bolhas. É necessária experiência na construção e operação de sistemas de flotação por ar dissolvido e válvulas de entrada especiais na área de entrada para garantir o tamanho ótimo das bolhas de gás.
Produtos químicos de tratamento na tecnologia de flotação
Foto: ALMAFloc APH, precipitante para instalações de flotação (Visão geral do produto de precipitantes)
A seleção dos agentes de tratamento e a dosagem precisa são cruciais para o funcionamento eficiente dos sistemas de flotação. Existe uma vasta gama de agentes de tratamento que podem ser utilizados em função do tipo e da quantidade de impurezas. Regra geral, é utilizada uma combinação de três agentes de tratamento diferentes: Precipitantes, agentes neutralizantes e floculantes, também conhecidos como polímeros.
Os precipitantes como o cloreto de ferro (III) (por exemplo, ALMA FLOC FE40) são utilizados para promover a formação de flocos efectivos e ligar os poluentes. Os microflocos resultantes são frequentemente tão pequenos que são pouco visíveis a olho nu.
A adição de agentes neutralizantes, como a soda cáustica, provoca o crescimento destes microflocos. Isto acontece devido ao grupo hidróxido do agente neutralizante. Os grupos de hidróxido com carga negativa ligam vários poluentes, o que leva a um aumento dos microflocos. Devido à alteração do valor do pH e, consequentemente, do limite de solubilidade, os contaminantes estão agora presentes como sólidos não dissolvidos.
A fim de produzir um floco de lamas maior na fase final, são adicionados floculantes. Estes polímeros de cadeia longa, constituídos por cadeias de carbono com cargas diferentes, dividem-se em floculantes catiónicos (com carga positiva) e aniónicos (com carga negativa). Estes aglutinam os flocos previamente formados para formar flocos de lamas de maiores dimensões.
A escolha dos melhores precipitantes, agentes neutralizantes e floculantes depende da concentração e do tipo de impurezas, bem como dos objectivos de limpeza. Para uma determinação exacta, deve sempre consultar um especialista e enviar uma amostra de águas residuais para testes laboratoriais.
Áreas de aplicação dos sistemas de flotação
Possíveis aplicações em vários sectores
Foto: O nosso sistema de flutuação compacto ALMA NeoDAF Blue
Na indústria alimentar, os sistemas de flotação por ar dissolvido são utilizados para remover gorduras e óleos e, consequentemente, CQO, substâncias lipofílicas, CBO, azoto e fósforo. As indústrias típicas são os lacticínios, o processamento de vegetais e frutas e o processamento de alimentos. A flotação por ar dissolvido também é utilizada na purificação de águas residuais do processamento de carne e aves de capoeira para remover sangue, gordura e outras impurezas.
Na indústria da pasta e do papel, a flotação é frequentemente utilizada para remover os corantes das águas residuais. Devido à sua baixa densidade, estas impurezas não podem ser simplesmente removidas por sedimentação e, por conseguinte, devem ser removidas por flotação por ar dissolvido.
Outras indústrias típicas em que a flotação por ar dissolvido é frequentemente utilizada são
- na transformação da madeira,
- em parques de sucata,
- na indústria química e farmacêutica,
- no processamento de metais,
- na indústria petroquímica,
- no sector dos cosméticos
- e no processamento de plásticos.
Potenciais desafios da aplicação e como os resolver
Podem surgir vários desafios quando se utiliza a flotação por ar dissolvido para tratar águas residuais industriais. Apresentamos de seguida alguns dos potenciais desafios e possíveis soluções.
Variabilidade da composição das águas residuais: Um problema no funcionamento da flotação por ar dissolvido é a variabilidade da composição das águas residuais, particularmente no caso das águas residuais da indústria alimentar ou da indústria química. A composição das águas residuais pode mudar significativamente durante as operações de produção em curso.
Para resolver este problema, os operadores devem efetuar análises regulares das águas residuais para controlar a sua composição. Os resultados destas análises podem ser utilizados para otimizar a dosagem dos agentes de tratamento. Nos nossos sistemas de flotação por ar dissolvido da série ALMA NeoDAF, isto é feito através de um sistema de controlo patenteado em combinação com a medição online da CQO. Isto permite uma dosagem exacta dos agentes de tratamento e, consequentemente, uma poupança de custos considerável.
Dificuldades na remoção de partículas de alta densidade: Outro problema na operação de sistemas de flotação por ar dissolvido é a remoção de partículas de alta densidade, como areia ou sais metálicos.
Para resolver este problema, o sistema de flotação pode ser combinado com outros processos de separação, como a sedimentação ou a filtração. Outra opção é utilizar agentes de tratamento especiais que são optimizados para a remoção de partículas de alta densidade.
Entupimento da instalação de flotação: Outro problema com a utilização da flotação é o entupimento da instalação de flotação por lamas flotadas, especialmente em águas residuais com um elevado teor de sólidos.
Para resolver este problema, podem ser instalados dispositivos especiais para apanhar e remover as lamas de flotação antes que estas entupam o sistema de flotação. A manutenção regular do sistema de flotação também pode ajudar a evitar bloqueios.
Vantagens dos sistemas de flotação
As estações de flotação provaram ser extremamente eficazes no tratamento de águas residuais industriais e oferecem uma variedade de benefícios. Nesta secção, explicaremos algumas das vantagens mais importantes das instalações de flotação.
- Elevada eficácia de limpeza:
As instalações de flotação podem alcançar uma elevada eficiência de purificação e remover uma vasta gama de contaminantes das águas residuais. O processo de flotação pode mesmo eliminar partículas muito finas e difíceis de separar, com apenas alguns micrómetros.
- Poupança de espaço:
Em comparação com outras tecnologias de limpeza, os sistemas de flotação requerem pouco espaço. Isto significa que podem ser instalados em sistemas onde o espaço é limitado.
- Pouco esforço de manutenção:
Os sistemas de flotação são muito fiáveis e funcionam à prova de falhas. Os requisitos de manutenção de um sistema de flotação por ar dissolvido são também relativamente baixos. Isto resulta em baixos custos operacionais e tempos de paragem curtos.
- Vasta gama de aplicações:
Os nossos sistemas de flotação por ar dissolvido podem ser utilizados em várias indústrias, tais como a indústria alimentar e de bebidas, a indústria química e petroquímica, a indústria do papel e a indústria têxtil.
- Respeito pelo ambiente:
Os nossos sistemas de flotação por ar dissolvido são caracterizados por um sistema de reforço de bolhas desenvolvido internamente, o que os torna mais eficientes em termos energéticos do que os sistemas convencionais de flotação por ar dissolvido.
Conclusão
O tratamento de águas residuais industriais é um processo importante para as empresas. É crucial que estas águas residuais sejam tratadas cuidadosamente e de forma económica, de modo a cumprir os requisitos legais.
Um fator importante no tratamento de águas residuais industriais é conhecer a composição exacta das águas residuais. Cada indústria produz diferentes tipos de águas residuais, que podem conter diferentes contaminantes. Por isso, é importante selecionar a tecnologia certa e o processo de tratamento certo para obter um resultado eficaz.
Se precisar de mais informações ou de assistência no tratamento de águas residuais industriais, contacte os nossos especialistas. Oferecemos uma vasta gama de soluções de tratamento de águas residuais e podemos ajudá-lo a encontrar uma solução de tratamento eficaz e sustentável para a sua empresa. Não hesite em contactar-nos em qualquer altura!
