Flotació: eliminació d’impureses finament disperses que no poden mullar-se de les aigües residuals mitjançant bombolles de gas creades especialment. L’escuma bruta que es forma en aquest cas es troba a la superfície i s’elimina. Per al treball, s’utilitzen diversos tipus de dispositius: dispositius de flotació. L'eficiència del procés està determinada en gran mesura per les seves característiques tècniques, productivitat i automatització.
Disseny i finalitat dels flotadors
La purificació de líquids es realitza amb l'ajut d'unitats de flotació de blocs. Les principals unitats de l’aparell són:
- un recipient amb una bomba que barreja oxigen amb líquid i reactius;
- tanc de flotació amb vàlvula per eliminar l'excés d'aire;
- desgasificador per eliminar l’oxigen residual.
Els blocs de flotació no s’utilitzen com a eines de neteja autònomes. S’utilitzen en un complex de plantes de depuració d’empreses industrials i rentats de vehicles, ja que requereixen una preparació: tractament mecànic de les aigües residuals.
Esquema d’acció
El principi de funcionament d’una planta de flotació és força senzill:
- L'efluent entra al tanc de treball, on s'enriqueix amb aire fi.
- La barreja entra a la cambra de flotació, on els residus hidrofòbics interactuen amb bombolles de gas.
- La capa que separa les partícules hidrofòbiques i les bombolles d’aire disminueix i es trenca gradualment. Això es deu al canvi en la tensió superficial de l'aigua.
Com a resultat, apareix escuma bruta a la superfície del líquid. La seva eliminació es fa mitjançant dispositius especials de rasclet.
La flotació en dispositius és un procés forçat, quan la densitat de deixalles es redueix artificialment.
Tècniques de flotació
- mecànic;
- cap de pressió;
- buit;
- biològic;
- electroquímic.
La flotació forçada és un mètode senzill de tractament d’aigües residuals, quan s’afegeixen reactius al líquid i l’oxigen es subministra a alta pressió mitjançant una bomba. Les bombolles es formen al llarg de tot el volum de clavegueram. Aquest mètode s’utilitza sovint per eliminar els fangs activats dels líquids. La tecnologia assumeix la presència d’una cambra de saturació.
Aquesta unitat no està disponible en electroflotadors. La tècnica no requereix electroflotació ni reactius. Es tracta d’eliminar sòlids en suspensió d’un líquid mitjançant un corrent elèctric. El procés d’electròlisi es duu a terme a l’electroflotador: l’hidrogen s’allibera al càtode i l’oxigen a l’ànode.
El principi de funcionament del dispositiu de buit és reduir la pressió per sota de l’atmosfera al tanc de flotació. Al mateix temps, s’allibera aire dissolt a l’aigua.
La flotació biològica és l’escalfament dels fangs després d’una neteja primària amb vapor i assentament durant diversos dies. Els bacteris que es formen desprenen bombolles de gas. Gràcies a ells, es porta a terme la flotació de partícules de fang a la capa d’escuma, on es compacten i deshidraten. La humitat es pot reduir fins a un 80% en un termini de cinc dies, cosa que permet un postprocessament més fàcil.
Característiques de la flotació mecànica
Hi ha diversos mètodes de flotació per al tractament mecànic de les aigües residuals:
- El líquid es barreja amb un impulsor especial amb pales.Aquesta tècnica de neteja es realitza sense pressió i és molt adequada per eliminar les impureses gruixudes i fibroses de l’aigua: cabells, fils, llana.
- Les aigües residuals es descarreguen a una centrífuga (impulsor). Allà es barregen, adquirint una estructura homogènia. En moure’s, l’aigua contaminada s’enriqueix amb oxigen i es formen petites bombolles. Són capaços d’atraure fins i tot les restes de productes derivats del petroli.
- L’efluent s’enriqueix amb aire mitjançant canonades especials situades a la part inferior de la cambra receptora. El mètode s’anomena pneumàtic. S'utilitza en el cas que es requereixi per purificar aigües residuals, que són agressives per al seu tractament en un impulsor o instal·lació de gravetat.
En el tractament a pressió, el nivell de purificació depèn de la velocitat de rotació dels impulsors: com més sigui, millor. Però cal calcular l’acceleració exacta. En una etapa determinada, creix la turbulència del flux, es poden trencar flocs de runa, cosa que redueix l'eficiència del procés.
La neteja de fluids d'aigües residuals en unitats de flotació mecànica s'utilitza quan hi ha impureses hidròfobes lleugeres en el fluid: greixos, residus d'oli, olis.
Si l’efluent conté impureses que requereixen agregació, s’hauria de preferir un mètode diferent. A causa d’una turbulència important, es produeix la destrucció de molècules de contaminació i es redueix dràsticament la qualitat de la neteja.
Un compromís entre el mètode mecànic i el de pressió és la saturació d’aigua amb oxigen mitjançant un material porós. La direcció del flux d’aire aquí es produeix a través de plaques especials amb ranures. Com més prims siguin els forats de la placa, menys bombolles d’aire i millor serà la neteja.
Avantatges i inconvenients
L’ús de dispositius de flotació té avantatges i imperfeccions. Els avantatges inclouen:
- facilitat de manteniment de la màquina;
- pressupost de la majoria de les maneres;
- alta qualitat i rapidesa de purificació dels efluents.
Mitjançant la tècnica, podeu eliminar la majoria de les impureses fines, però no totes. Els desavantatges també inclouen la necessitat d’un ús addicional de reactius per augmentar el grau d’hidrofobicitat de les partícules de fang. En el cas d’utilitzar un skimmer elèctric, cal afinar el dispositiu per crear bombolles del diàmetre requerit.
Reactius utilitzats
- coagulants: reactius que afavoreixen la formació de flocs i que són sals de ferro i alumini;
- floculants (compostos de poliacrilamida): substàncies que creen flocs (floculs) més grans i més estables;
- reactius àcids i alcalins per ajustar el pH. S'afegeixen a l'aigua per garantir les condicions normals de funcionament dels dos tipus anteriors de reactius.
L’oli de pi, els fenols i el cresol també s’utilitzen per estabilitzar l’escuma. Eviten que les bombolles d’aire col·lapsin, cosa que les fa elàstiques. Això ajuda a eliminar més contaminants del clavegueram.
L’ús de reactius químics per millorar el procés requereix una selecció precisa de la dosi, que només es pot aconseguir empíricament.
El que determina la qualitat de la neteja
Els factors següents afecten l'eficàcia de la tècnica:
- resistència de les bombolles d'aire a la destrucció;
- formació uniforme d'escuma;
- el grau d’hidrofobicitat de les partícules: com més gran sigui aquest indicador, més interactuen activament amb les bombolles d’aire.
La mida de les bombolles també és important. Les grans suren ràpidament i no tenen temps per captar molècules d’impuresa, mentre que les petites són menys fortes.
L’ús de la tècnica de flotació és indispensable per purificar les aigües residuals de greixos, inclusions fibroses, productes derivats del petroli i altres contaminants que no es poden precipitar. Aquest mètode s’utilitza per netejar les clavegueres i per al processament de minerals.
