Flotació: eliminació de les impureses finament disperses i incapaços de mullar-se de les aigües residuals amb bombolles de gas especialment creades. L’escuma bruta formada en aquest cas es troba a la superfície i s’elimina. Per treballar, s'utilitzen diversos tipus de dispositius: flotadors. L’eficàcia del procés es determina en gran mesura per les seves característiques tècniques, productivitat i automatització.
Disseny i finalitat de flotadors
La purificació de líquids es realitza mitjançant plantes de bloqueig de flotació. Els components principals dels dispositius són:
- un recipient amb una bomba que barreja oxigen amb líquid i reactius;
- dipòsit de flotació amb vàlvula per eliminar l'excés d'aire;
- desgasificador per eliminar oxigen residual.
Les unitats de flotació no s’utilitzen com a eines de neteja independents. S’utilitzen en combinació a les plantes de tractament d’empreses industrials i rentats de vehicles, perquè necessiten preparació - tractament mecànic de les aigües residuals.
Gràfic d'acció
El principi de funcionament de la unitat de flotació és bastant simple:
- Els efluents cauen al dipòsit de treball, on s’enriqueixen amb aire fi.
- La barreja entra a la cambra de flotació, on les restes hidròfobes interactuen amb les bombolles de gas.
- Gradualment, es produeix una disminució i ruptura de la capa que separa les partícules hidròfobes i bombolles d'aire. Això es deu a un canvi en la tensió superficial de l’aigua.
Com a resultat, apareix escuma bruta a la superfície del líquid. La seva eliminació es produeix mitjançant dispositius especials de rastell.
La flotació als dispositius és un procés forçat quan la densitat de partícules d'escombraries disminueix artificialment.
Tècniques de flotació
La classificació dels flotadors es realitza segons el mètode de formació de bombolles de gas. Mètodes de flotació més utilitzats:
- mecànic;
- capçal de pressió;
- buit;
- biològic;
- electroquímica.
La flotació a pressió és una forma fàcil de tractar les aigües residuals quan s’agreguen reactius al líquid i s’oxida l’oxigen a alta pressió. Es formen bombolles en tot el volum d’aigües residuals. Aquest mètode s’utilitza sovint per netejar el líquid dels fangs activats. La tecnologia implica una cambra de saturació.
En electroflotadors aquest node no ho és. La tècnica no necessita electroflotació i reactius. Implica l'eliminació de suspensions d'un líquid mitjançant corrent elèctric. Es realitza un procés d’electròlisi en un electroflotador: l’hidrogen s’allibera al càtode i es genera oxigen a l’ànode.
El principi de funcionament del dispositiu de buit és disminuir la pressió per sota de l’atmosfera al dipòsit de flotació. En aquest cas, l’aire dissolt en l’aigua s’allibera.
La flotació biològica és l’escalfament del sediment després del tractament inicial amb vapor i l’assentament durant diversos dies. Els bacteris resultants emeten bombolles de gas. Gràcies a elles, les partícules de sediments es floten a la capa d’escuma, on es densifiquen i es deshidraten. D’aquí a cinc dies, l’índex d’humitat es pot reduir fins al 80 per cent, cosa que permet simplificar el processament posterior.
Característiques de la flotació mecànica
Hi ha diversos mètodes de flotació per al tractament mecànic de les aigües residuals:
- El fluid es barreja amb un impulsor especial amb fulles.Aquesta tècnica de purificació es realitza sense pressió i és adequada per eliminar les impureses gruixudes i fibroses de l'aigua: cabells, fils, llanes.
- Les aigües residuals es descarreguen en una centrífuga (impulsor). Allà es barregen, adquirint una estructura homogènia. Quan es mou, l’aigua contaminada s’enriqueix amb oxigen, es formen petites bombolles. Són capaços d’atraure fins i tot les restes de productes petroliers.
- Els desguassos s’enriqueixen amb aire mitjançant canonades especials situades a la part inferior de la cambra receptora. El mètode s’anomena pneumàtic. S'utilitza quan és necessari purificar els efluents agressius per processar-los en un impulsor o instal·lació sense pressió.
Durant el tractament a pressió, el nivell de purificació depèn de la velocitat de rotació dels rotors - com més alta sigui, millor. Però cal calcular l'acceleració exacta. En un cert moment, creix la turbulència, els flocs de runes poden esfondrar-se, cosa que redueix l'eficiència del procés.
La purificació de líquids d’aigües residuals en unitats de flotació de tipus mecànic s’utilitza quan hi ha impureses hidrofobes lleugeres al líquid: greixos, residus d’oli, olis.
Si hi ha impureses en els efluents que requereixen agregació, es prefereix un mètode diferent. A causa d'una turbulència important, es produeix la destrucció de les molècules de contaminació i la qualitat de purificació disminueix bruscament.
Un compromís entre els mètodes mecànics i de pressió és la saturació d'aigua amb oxigen mitjançant un material porós. La direcció del flux d'aire es produeix aquí a través de plaques especials amb ranures. Com més gruixuts són els forats de la fona a la placa, més petites són les bombolles d’aire i millor la neteja.
Avantatges i inconvenients
L’ús de dispositius de flotació presenta avantatges i imperfeccions. Els avantatges són:
- facilitat de manteniment de les màquines;
- pressupost de la majoria de mètodes;
- alta qualitat i velocitat de tractament de les aigües residuals.
Mitjançant la tècnica, podeu eliminar la majoria de les impureses fines, però no totes. Els desavantatges també inclouen la necessitat d'utilitzar addicionalment reactius per augmentar el grau d'hidrofobia de les partícules de fang. En el cas d’utilitzar un flotador elèctric, és necessari afinar l’aparell per crear bombolles del diàmetre necessari.
Reactius utilitzats
Per augmentar l'eficiència de neteja, s'utilitzen col·lectors químics:
- coagulants - reactius que afavoreixen la formació de flocs i són sals de ferro i alumini;
- floculants (compostos de poliacrilamida) - substàncies que creen flocs (flocs) més grans i estables;
- reactius àcids i alcalins que permeten ajustar el pH. S’afegeixen a l’aigua per assegurar unes condicions de treball normals dels dos tipus anteriors de reactius.
Per estabilitzar l'escuma, també s'utilitza oli de pi, fenols i creol. Permeten protegir les bombolles d’aire de la destrucció, fent-les resistents. Això ajuda a eliminar més contaminants de les aigües residuals.
L’ús de productes químics que poden millorar el procés requereix una selecció de dosificació precisa, que només es pot aconseguir de forma experimental.
El que determina la qualitat de la neteja
Els factors següents afecten l’efectivitat de la tècnica:
- resistència de les bombolles d’aire a la destrucció;
- formació uniforme d’escuma;
- el grau d’hidrofobia de les partícules: com més gran sigui aquest indicador, més interactuen amb les bombolles d’aire.
La mida de les bombolles també és important. Les grans sorgeixen ràpidament i no tenen temps per capturar molècules d’impuresa, mentre que les petites són menys duradores.
L’ús de tècniques de flotació és indispensable per a la depuració d’aigües residuals de greixos, inclusions fibroses, productes petrolífers i altres contaminants que no siguin susceptibles de sedimentació. Aquest mètode s’utilitza per netejar el clavegueram i enriquiment de minerals.
