Instalações de tratamento físico-químico (CP) para águas residuais

Uma instalação CP é uma instalação de tratamento de águas residuais de tipo físico-químico. Combina etapas de tratamento químico, como neutralização, precipitação, coagulação e floculação, com processos de separação física, como sedimentação, flotação ou filtração.

O objetivo é transformar os componentes dissolvidos, coloidais ou em suspensão presentes nas águas residuais industriais numa forma separável. Posteriormente, os sólidos formados são removidos da água e submetidos a um tratamento posterior sob a forma de lamas.

Dependendo da composição química da água e da conceção do processo, é possível reduzir ou eliminar, entre outras, as seguintes substâncias:

• Metais pesados, como o níquel, o cobre, o zinco, o crómio ou o chumbo
• Fósforo e fosfatos
• Fluoreto e outros aniões precipitáveis
• sólidos em suspensão e turvação
• partículas coloidais
• Agentes de dureza e carbonatos
• Óleos, gorduras e emulsões adequadas
• Pigmentos, componentes de verniz e partículas minerais

O desempenho de purificação alcançável depende, entre outros fatores, da concentração, da forma de ligação, da complexação, do valor do pH, da temperatura e de outros componentes das águas residuais.

Na precipitação, os componentes dissolvidos são transformados, através de uma reação química, em sólidos pouco solúveis. Um exemplo típico é a precipitação de iões metálicos dissolvidos sob a forma de hidróxidos ou sulfuretos metálicos.

No processo de floculação, estes finos produtos de precipitação e outras partículas aglomeram-se, formando flocos maiores. Desta forma, podem ser posteriormente mais facilmente sedimentados, submetidos a flotação ou filtrados.

A precipitação e a floculação desempenham funções diferentes, mas, numa instalação de CP, são frequentemente combinadas diretamente entre si.

Uma instalação em lote é particularmente adequada para:

• volumes de águas residuais reduzidos ou que surgem de forma descontínua
• composições muito variáveis
• fluxos parciais altamente concentrados
• tratamento controlado de lotes individuais

Uma linha de produção contínua é particularmente adequada para:

• fluxos de águas residuais que ocorrem regularmente
• caudais médios a elevados
• funcionamento contínuo automatizado
• processos de produção em grande parte contínuos

A escolha depende do volume de águas residuais, das variações na carga, do processo de produção, dos requisitos de controlo e do espaço disponível para a instalação.

A flotação é frequentemente vantajosa quando os flocos formados têm uma densidade baixa e se depositam de forma lenta ou incompleta.

Os casos de aplicação típicos são:

• flocos leves
• Gorduras e óleos
• Emulsões
• sólidos orgânicos
• partículas de difícil sedimentação

Na flotação por descompressão, finas bolhas de ar aderem aos sólidos e transportam-nos para a superfície da água. Por outro lado, no caso de flocos pesados, minerais e de fácil sedimentação, a sedimentação ou a separação por lâminas são frequentemente mais adequadas.

No caso de águas residuais industriais complexas, variáveis ou até agora desconhecidas, recomenda-se vivamente a realização de ensaios laboratoriais ou piloto.

Neste contexto, podem ser analisados, entre outros, os seguintes parâmetros:

• intervalo de pH adequado
• agente de precipitação e floculação adequado
• dosagem necessária de produtos químicos
• Formação de flocos e comportamento de sedimentação
• Volume de lamas e capacidade de drenagem
• qualidade de execução alcançável
• possíveis interações com outros ingredientes

Os resultados reduzem o risco de dimensionamento e criam uma base sólida para o planeamento, o investimento e a exploração.

Para uma primeira avaliação técnica, as seguintes informações são particularmente úteis:

• Origem e tipo das águas residuais
• caudal médio e máximo
• produção contínua ou por lotes de águas residuais
• análises recentes da água
• substâncias-alvo relevantes e concentrações
• valores de fluxo ou de descarga exigidos
• tratamento prévio e pós-tratamento existentes
• área disponível para instalação
• Requisitos em matéria de automatização e tratamento de lamas

Quanto mais completos forem esses dados, mais precisamente será possível avaliar o conceito do processo, a dimensão da instalação e o possível âmbito do projeto.

Sim. Uma instalação de CP pode ser utilizada como tratamento autónomo ou integrada numa instalação existente como etapa adicional do processo. As possíveis aplicações incluem o pré-tratamento antes de uma estação de tratamento biológico, a remoção de determinadas cargas de fluxos parciais ou o tratamento prévio à filtração, à tecnologia de membranas e à reutilização da água.

Para a integração, são tidos em conta, entre outros aspetos, o sistema hidráulico existente, a área de instalação, as interfaces, a tecnologia de controlo e as etapas de tratamento subsequentes.

Os custos de exploração de uma instalação de tratamento de águas residuais dependem, em particular, do consumo de produtos químicos, das necessidades energéticas, da produção de lamas, dos custos de eliminação e das necessidades de manutenção. Por conseguinte, não é possível fornecer uma estimativa genérica sem conhecer as características das águas residuais e a qualidade exigida na descarga.

Os ensaios laboratoriais, uma dosagem de produtos químicos adequada às necessidades e um tratamento de lamas bem planeado ajudam a reduzir o consumo de recursos e as quantidades de resíduos. Por isso, para além dos custos de investimento, devem ser sempre tidos em conta os custos operacionais a longo prazo.