Flotação - remoção de impurezas finamente dispersas que não podem ser umedecidas em águas residuais usando bolhas de gás especialmente criadas. A espuma suja que se forma neste caso fica na superfície e é eliminada. Para o trabalho, vários tipos de dispositivos são usados - dispositivos de flutuação. 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 com a ajuda de unidades de flotação em bloco. As unidades principais do aparelho 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.
Os blocos de flutuação não são usados como ferramentas de limpeza independentes. São utilizados em complexo em usinas de purificação de empreendimentos industriais e lavagens de automóveis, pois requerem preparo - tratamento mecânico de esgoto.
Esquema de ação
O princípio de operação de uma planta de flotação é bastante simples:
- O efluente entra no tanque de trabalho, onde é enriquecido com ar fino.
- A mistura entra na câmara de flotação, onde o resíduo hidrofóbico interage com bolhas de gás.
- A camada que separa as partículas hidrofóbicas e as bolhas de ar gradualmente diminui e se rompe. Isso se deve à mudança na tensão superficial da água.
Como resultado, espuma suja aparece na superfície do líquido. Sua remoção ocorre por meio de dispositivos de ancinho especiais.
A flutuação em dispositivos é um processo forçado, quando a densidade dos detritos é reduzida artificialmente.
Técnicas de flotação
- mecânico;
- cabeça de pressão;
- vácuo;
- biológico;
- eletroquímica.
A flotação forçada é um método simples de tratamento de águas residuais, quando os reagentes são adicionados ao líquido e o oxigênio é fornecido sob alta pressão por meio de uma bomba. Bolhas são formadas em todo o volume de esgoto. Este método é freqüentemente usado para remover lodo ativado de líquidos. A tecnologia pressupõe a presença de uma câmara de saturação.
Esta unidade não está disponível em eletroflotadores. A técnica não requer eletroflotação e reagentes. Envolve a remoção de sólidos suspensos de um líquido usando uma corrente elétrica. O processo de eletrólise é realizado no eletroflotador: o hidrogênio é liberado no cátodo, o oxigênio é liberado no ânodo.
O princípio de operação do dispositivo de vácuo é reduzir a pressão abaixo da atmosférica no tanque de flutuação. Ao mesmo tempo, o ar dissolvido na água é liberado.
A flotação biológica é o aquecimento do lodo após a limpeza primária com vapor e sedimentação por vários dias. As bactérias que se formam emitem bolhas de gás. Graças a eles, é realizada a flotação das partículas do lodo na camada de espuma, onde são compactadas e desidratadas. A umidade pode ser reduzida em até 80% em cinco dias, facilitando o pós-processamento.
Características da flotação mecânica
Existem vários métodos de flotação para tratamento mecânico de águas residuais:
- O líquido é misturado com um impulsor especial com lâminas.Esta técnica de limpeza é realizada sem pressão e é adequada para remover impurezas ásperas e fibrosas da água - cabelos, fios, lã.
- As águas residuais são descarregadas em uma centrífuga (impulsor). Lá eles se misturam, adquirindo uma estrutura homogênea. Quando em movimento, a água poluída é enriquecida com oxigênio, formando-se pequenas bolhas. Eles são capazes de atrair até os restos de produtos petrolíferos.
- O efluente é enriquecido com ar por meio de tubulações especiais localizadas no fundo da câmara receptora. O método é denominado pneumático. É utilizado no caso de ser necessário purificar águas residuais, que são agressivas para o seu tratamento em rotor ou instalação por gravidade.
No tratamento de pressão, o nível de purificação depende da velocidade de rotação dos impulsores - quanto mais, melhor. Mas você precisa calcular a aceleração exata. Em um determinado estágio, a turbulência do fluxo aumenta, flocos de detritos podem quebrar, o que reduz a eficiência do processo.
A limpeza de fluidos de esgoto em unidades de flutuação mecânicas é usada quando impurezas hidrofóbicas leves estão presentes no fluido - gorduras, resíduos de óleo, óleos.
Se o efluente contiver impurezas que requerem agregação, um método diferente deve ser preferido. Devido à turbulência significativa, ocorre a destruição das moléculas de poluição e a qualidade da limpeza é drasticamente reduzida.
Um compromisso entre o método mecânico e o método de pressão é a saturação da água com oxigênio usando um material poroso. A direção do fluxo de ar aqui ocorre por meio de placas especiais com ranhuras. Quanto mais finos os orifícios da placa, menos bolhas de ar e melhor será a limpeza.
Vantagens e desvantagens
O uso de dispositivos de flutuação tem vantagens e imperfeições. As vantagens incluem:
- facilidade de manutenção da máquina;
- orçamento em muitas maneiras;
- alta qualidade e velocidade de purificação de efluentes.
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 utilização de escumadeira elétrica, é necessário fazer o ajuste fino do dispositivo para criar bolhas com o diâmetro desejado.
Reagentes usados
- 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 (flóculos);
- reagentes ácidos e alcalinos para ajustar o pH. Eles são adicionados à água para garantir condições normais de operação para os dois tipos anteriores de reagentes.
Óleo de pinho, fenóis e cresol também são usados para estabilizar a formação de espuma. Eles evitam o colapso das bolhas de ar, tornando-as elásticas. Isso ajuda a remover mais contaminantes do esgoto.
A utilização de reagentes químicos para melhorar o processo exige uma seleção precisa da dosagem, o que só pode ser obtido empiricamente.
O que determina a qualidade da limpeza
Os seguintes fatores afetam a eficácia da técnica:
- resistência das bolhas de ar à destruição;
- formação de espuma uniforme;
- o grau de hidrofobicidade das partículas - quanto maior este indicador, mais ativamente elas interagem com as bolhas de ar.
O tamanho das bolhas também é importante. As grandes flutuam rapidamente e não têm tempo para capturar moléculas de impureza, enquanto as pequenas são menos fortes.
O uso da técnica de flotação é indispensável para purificar águas residuais de gorduras, inclusões fibrosas, derivados de petróleo e outros contaminantes que não podem ser precipitados. Este método é usado para limpeza de esgotos e processamento de minerais.
