Flotación: eliminación de impurezas finamente dispersas que no pueden humedecerse de las aguas residuales mediante burbujas de gas creadas especialmente. La espuma sucia que se forma en este caso queda en la superficie y se elimina. Para el trabajo, se utilizan varios tipos de dispositivos: dispositivos de flotación. La eficiencia del proceso está determinada en gran medida por sus características técnicas, productividad y automatización.
Diseño y finalidad de los flotadores
La purificación de líquidos se lleva a cabo con la ayuda de unidades de flotación en bloque. Las principales unidades del aparato son:
- un recipiente con bomba que mezcla oxígeno con líquido y reactivos;
- tanque de flotación con válvula para eliminar el exceso de aire;
- desgasificador para eliminar el oxígeno residual.
Los bloques de flotación no se utilizan como herramientas de limpieza independientes. Se utilizan en un complejo en plantas de purificación de empresas industriales y lavaderos de automóviles, ya que requieren preparación: tratamiento mecánico de aguas residuales.
Esquema de acción
El principio de funcionamiento de una planta de flotación es bastante simple:
- El efluente ingresa al tanque de trabajo, donde se enriquece con aire fino.
- La mezcla ingresa a la cámara de flotación, donde los desechos hidrofóbicos interactúan con las burbujas de gas.
- La capa que separa las partículas hidrófobas y las burbujas de aire disminuye gradualmente y se rompe. Esto se debe al cambio en la tensión superficial del agua.
Como resultado, aparece espuma sucia en la superficie del líquido. Su extracción se realiza mediante dispositivos de rastrillo especiales.
La flotación en dispositivos es un proceso forzado, cuando la densidad de los escombros se reduce artificialmente.
Técnicas de flotación
- mecánico;
- cabeza de presión;
- aspiradora;
- biológico;
- electroquímico.
La flotación forzada es un método simple de tratamiento de aguas residuales, cuando se agregan reactivos al líquido y se suministra oxígeno a alta presión mediante una bomba. Se forman burbujas en todo el volumen de aguas residuales. Este método se utiliza a menudo para eliminar los lodos activados de los líquidos. La tecnología asume la presencia de una cámara de saturación.
Esta unidad no está disponible en electroflotadores. La técnica no requiere electroflotación ni reactivos. Implica eliminar los sólidos en suspensión de un líquido mediante una corriente eléctrica. El proceso de electrólisis se lleva a cabo en el electroflotador: se libera hidrógeno en el cátodo, oxígeno en el ánodo.
El principio de funcionamiento del dispositivo de vacío es reducir la presión por debajo de la atmosférica en el tanque de flotación. Al mismo tiempo, se libera aire disuelto en agua.
La flotación biológica es el calentamiento del lodo después de la limpieza primaria con vapor y su sedimentación durante varios días. Las bacterias que se forman emiten burbujas de gas. Gracias a ellos se lleva a cabo la flotación de las partículas de lodo hacia la capa de espuma, donde se compactan y deshidratan. La humedad se puede reducir hasta en un 80 por ciento en cinco días, lo que permite un procesamiento posterior más fácil.
Características de la flotación mecánica.
Existen varios métodos de flotación para el tratamiento mecánico de aguas residuales:
- El líquido se mezcla con un impulsor especial con palas.Esta técnica de limpieza se realiza sin presión y es muy adecuada para eliminar impurezas gruesas y fibrosas del agua: cabello, hilos, lana.
- Las aguas residuales se descargan en una centrífuga (impulsor). Allí se mezclan adquiriendo una estructura homogénea. Al moverse, el agua contaminada se enriquece con oxígeno, se forman pequeñas burbujas. Son capaces de atraer incluso los restos de productos petrolíferos.
- El efluente se enriquece con aire mediante tuberías especiales ubicadas en el fondo de la cámara receptora. El método se llama neumático. Se utiliza en el caso de que se requiera depurar aguas residuales, las cuales son agresivas para su tratamiento en una instalación de impulsor o gravedad.
En el tratamiento a presión, el nivel de purificación depende de la velocidad de rotación de los impulsores: cuanto más, mejor. Pero necesitas calcular la aceleración exacta. En una determinada etapa, la turbulencia del flujo aumenta, las escamas de escombros pueden romperse, lo que reduce la eficiencia del proceso.
La limpieza de fluidos de aguas residuales en unidades de flotación mecánica se usa cuando hay impurezas hidrofóbicas ligeras presentes en el fluido: grasas, residuos de aceite, aceites.
Si el efluente contiene impurezas que requieren agregación, se debe preferir un método diferente. Debido a la turbulencia significativa, se produce la destrucción de las moléculas de contaminación y la calidad de la limpieza se reduce drásticamente.
Un compromiso entre el método mecánico y el de presión es la saturación de agua con oxígeno utilizando un material poroso. La dirección del flujo de aire aquí se produce a través de placas especiales con ranuras. Cuanto más finos sean los orificios de la placa, menos burbujas de aire y mejor será la limpieza.
Ventajas y desventajas
El uso de dispositivos de flotación tiene tanto ventajas como imperfecciones. Las ventajas incluyen:
- facilidad de mantenimiento de la máquina;
- presupuesto en la mayoría de las formas;
- alta calidad y rapidez de depuración de efluentes.
Con la técnica, puede eliminar la mayoría de las impurezas finas, pero no todas. Las desventajas también incluyen la necesidad de un uso adicional de reactivos para aumentar el grado de hidrofobicidad de las partículas de lodo. En el caso de utilizar un skimmer eléctrico, es necesario afinar el dispositivo para crear burbujas del diámetro requerido.
Reactivos usados
- coagulantes: reactivos que promueven la formación de escamas y son sales de hierro y aluminio;
- floculantes (compuestos de poliacrilamida): sustancias que crean flóculos (flóculos) más grandes y estables;
- reactivos ácidos y alcalinos para ajustar el pH. Se agregan al agua para garantizar condiciones de funcionamiento normales para los dos tipos anteriores de reactivos.
El aceite de pino, los fenoles y el cresol también se utilizan para estabilizar la formación de espuma. Evitan que las burbujas de aire se colapsen, haciéndolas elásticas. Esto ayuda a eliminar más contaminantes del alcantarillado.
El uso de reactivos químicos para mejorar el proceso requiere una selección precisa de la dosis, que solo puede lograrse empíricamente.
¿Qué determina la calidad de la limpieza?
Los siguientes factores afectan la efectividad de la técnica:
- resistencia de las burbujas de aire a la destrucción;
- formación de espuma uniforme;
- el grado de hidrofobicidad de las partículas: cuanto mayor es este indicador, más activamente interactúan con las burbujas de aire.
El tamaño de las burbujas también es importante. Los grandes flotan rápidamente y no tienen tiempo para capturar moléculas de impurezas, mientras que los pequeños son menos fuertes.
El uso de la técnica de flotación es indispensable para purificar las aguas residuales de grasas, inclusiones fibrosas, productos derivados del petróleo y otros contaminantes que no se pueden precipitar. Este método se utiliza para limpiar alcantarillas y para el procesamiento de minerales.
