Flotação - remoção de impurezas finamente dispersas, incapazes de molhar as águas residuais usando bolhas de gás criadas especialmente. A espuma suja formada neste caso está na superfície e é eliminada. Para o trabalho, vários tipos de dispositivos são usados - flotadores. A eficiência do processo é amplamente determinada por suas características técnicas, produtividade e automação.
Projeto e finalidade dos flotadores
A purificação do líquido é realizada usando plantas de blocos de flutuação. Os principais componentes dos dispositivos são:
- um recipiente com uma bomba que mistura oxigênio com líquido e reagentes;
- tanque de flutuação com válvula para eliminar o excesso de ar;
- desgaseificador para remover o oxigênio residual.
As unidades de flutuação não são usadas como ferramentas de limpeza independentes. São utilizados em conjunto nas estações de tratamento de empreendimentos industriais e lavagens de automóveis, pois requerem preparação - tratamento mecânico de esgoto.
Gráfico de ação
O princípio de operação da unidade de flotação é bastante simples:
- Os efluentes caem no tanque de trabalho, onde são enriquecidos com ar fino.
- A mistura entra na câmara de flutuação, onde detritos hidrofóbicos interagem com bolhas de gás.
- Gradualmente, ocorre uma diminuição e ruptura da camada que separa as partículas hidrofóbicas e as bolhas de ar. Isto é devido a uma mudança na tensão superficial da água.
Como resultado, espuma suja aparece na superfície do líquido. Sua remoção ocorre usando dispositivos de ancoragem especiais.
A flutuação nos dispositivos é um processo forçado quando a densidade das partículas de lixo diminui artificialmente.
Técnicas de flutuação
A classificação dos flotadores é realizada de acordo com o método de formação de bolhas de gás. Métodos de flutuação mais usados:
- mecânico;
- cabeça de pressão;
- vácuo;
- biológico;
- eletroquímico.
A flutuação de pressão é uma maneira fácil de tratar águas residuais quando os reagentes são adicionados ao líquido e o oxigênio é bombeado sob alta pressão. Bolhas se formam sobre todo o volume de esgoto. Esse método é frequentemente usado para limpar o líquido do lodo ativado. A tecnologia envolve uma câmara de saturação.
Nos eletroflotadores esse nó não é. A técnica não requer eletroflotação e reagentes. Envolve a remoção de suspensões de um líquido usando corrente elétrica. Um processo de eletrólise é realizado em um eletroflotador: o hidrogênio é liberado no cátodo e o oxigênio é gerado no ânodo.
O princípio de operação do dispositivo de vácuo é diminuir a pressão abaixo da pressão atmosférica no tanque de flutuação. Nesse caso, o ar dissolvido na água é liberado.
Flotação biológica é o aquecimento do sedimento após tratamento primário com vapor e sedimentação por vários dias. As bactérias resultantes emitem bolhas de gás. Graças a eles, as partículas de sedimentos são lançadas na camada de espuma, onde são densificadas e desidratadas. Dentro de cinco dias, o índice de umidade pode ser reduzido para 80%, o que torna possível simplificar o processamento subsequente.
Características da flutuação mecânica
Existem vários métodos de flutuação para o tratamento mecânico de águas residuais:
- O fluido é misturado com um impulsor especial com pás.Esta técnica de purificação é realizada sem pressão e é adequada para remover impurezas grosseiras e fibrosas da água - cabelos, fios e lãs.
- As águas residuais são descarregadas em uma centrífuga (impulsor). Lá eles se misturam, adquirindo uma estrutura homogênea. Ao se mover, a água contaminada é enriquecida com oxigênio, pequenas bolhas se formam. Eles são capazes de atrair até os remanescentes de derivados de petróleo.
- Os drenos são enriquecidos com ar usando tubos especiais localizados na parte inferior da câmara receptora. O método é chamado pneumático. É usado quando é necessário purificar efluentes agressivos para processá-los em um impulsor ou instalação sem pressão.
Durante o tratamento sob pressão, o nível de purificação depende da velocidade de rotação dos impulsores - quanto mais alto, melhor. Mas você precisa calcular a aceleração exata. Em um certo estágio, a turbulência da transmissão cresce, os flocos de detritos podem entrar em colapso, o que reduz a eficiência do processo.
A purificação de líquidos de esgoto em unidades mecânicas de flotação é usada quando impurezas hidrofóbicas leves estão presentes no líquido - gorduras, resíduos de óleo, óleos.
Se houver impurezas nos efluentes que requerem agregação, é preferido um método diferente. Devido à turbulência significativa, ocorre a destruição das moléculas de poluição e a qualidade da purificação diminui acentuadamente.
Um compromisso entre os métodos mecânico e de pressão é a saturação da água com oxigênio usando um material poroso. A direção do fluxo de ar aqui ocorre através de placas especiais com slots. Quanto mais finos forem os furos na placa, menores serão as bolhas de ar e melhor será a limpeza.
Vantagens e desvantagens
O uso de dispositivos de flutuação tem vantagens e imperfeições. As vantagens são:
- facilidade de manutenção de máquinas;
- orçamento da maioria dos métodos;
- alta qualidade e velocidade do tratamento de águas residuais.
Usando a técnica, você pode remover a maioria das impurezas finas, mas não todas. As desvantagens também incluem a necessidade de uso adicional de reagentes para aumentar o grau de hidrofobicidade das partículas de lama. No caso de usar um flutuador elétrico, é necessário ajustar o dispositivo para criar bolhas do diâmetro necessário.
Reagentes Utilizados
Para aumentar a eficiência da limpeza, são utilizados coletores químicos:
- coagulantes - reagentes que promovem a formação de flocos e são sais de ferro e alumínio;
- floculantes (compostos de poliacrilamida) - substâncias que criam flocos maiores e mais estáveis (flocos);
- reagentes ácidos e alcalinos que permitem ajustar o pH. Eles são adicionados à água para garantir condições normais de trabalho dos dois tipos anteriores de reagentes.
Para estabilizar a espuma, também são usados óleo de pinho, fenóis e cresol. Eles permitem proteger as bolhas de ar da destruição, tornando-as resilientes. Isso ajuda a remover mais contaminantes do esgoto.
O uso de produtos químicos que podem melhorar o processo requer uma seleção precisa da dosagem, que só pode ser alcançada experimentalmente.
O que determina a qualidade da limpeza
Os seguintes fatores afetam a eficácia da técnica:
- resistência das bolhas de ar à destruição;
- formação uniforme de espuma;
- o grau de hidrofobicidade das partículas - quanto maior esse indicador, mais eles interagem ativamente com as bolhas de ar.
O tamanho das bolhas também é importante. As grandes emergem rapidamente e não têm tempo para capturar moléculas de impureza, enquanto as pequenas são menos duráveis.
O uso de técnicas de flutuação é indispensável para a purificação de águas residuais de gorduras, inclusões de fibras, derivados de petróleo e outros contaminantes que não são suscetíveis à sedimentação. Este método é usado para limpar o esgoto e no enriquecimento de minerais.
