Flotación: eliminación de impurezas finamente dispersas incapaces de humedecer las aguas residuales utilizando burbujas de gas especialmente creadas. La espuma sucia formada en este caso está en la superficie y se elimina. Para el trabajo, se utilizan varios tipos de dispositivos: flotadores. La eficiencia del proceso está determinada en gran medida por sus características técnicas, productividad y automatización.
Diseño y finalidad de flotadores.
La purificación de líquidos se lleva a cabo utilizando plantas de bloques de flotación. Los componentes principales de los dispositivos son:
- un recipiente con una 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.
Las unidades de flotación no se utilizan como herramientas de limpieza independientes. Se usan en combinación en las plantas de tratamiento de empresas industriales y lavados de autos, ya que requieren preparación: tratamiento mecánico de aguas residuales.
Tabla de acción
El principio de funcionamiento de la unidad de flotación es bastante simple:
- Los efluentes caen en el tanque de trabajo, donde se enriquecen con aire fino.
- La mezcla ingresa a la cámara de flotación, donde los desechos hidrofóbicos interactúan con las burbujas de gas.
- Gradualmente, se produce una disminución y ruptura de la capa que separa las partículas hidrofóbicas y las burbujas de aire. Esto se debe a un cambio en la tensión superficial del agua.
Como resultado, aparece espuma sucia en la superficie del líquido. Su eliminación ocurre usando dispositivos especiales de rastrillo.
La flotación en dispositivos es un proceso forzado cuando la densidad de las partículas de basura disminuye artificialmente.
Técnicas de flotación
La clasificación de los flotadores se lleva a cabo de acuerdo con el método de formación de burbujas de gas. Métodos de flotación más utilizados:
- mecánico;
- cabeza de presión;
- vacío;
- biológico;
- electroquímica
La flotación por presión es una forma fácil de tratar las aguas residuales cuando se agregan reactivos al líquido y se bombea oxígeno a alta presión. Se forman burbujas en todo el volumen de aguas residuales. Este método se usa a menudo para limpiar el líquido del lodo activado. La tecnología implica una cámara de saturación.
En electroflotadores este nodo no lo es. La técnica no requiere electroflotación y reactivos. Implica la eliminación de suspensiones de un líquido utilizando corriente eléctrica. Se lleva a cabo un proceso de electrólisis en un electroflotador: se libera hidrógeno en el cátodo y se genera 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. En este caso, se libera aire disuelto en agua.
La flotación biológica es el calentamiento del sedimento después del tratamiento primario con vapor y su sedimentación durante varios días. Las bacterias resultantes emiten burbujas de gas. Gracias a ellos, las partículas de sedimento se hacen flotar en la capa de espuma, donde se densifican y se deshidratan. En cinco días, el índice de humedad se puede reducir al 80 por ciento, lo que permite simplificar el procesamiento posterior.
Características de la flotación mecánica.
Existen varios métodos de flotación para el tratamiento mecánico de aguas residuales:
- El fluido se mezcla con un impulsor especial con palas.Esta técnica de purificación se lleva a cabo sin presión y es muy adecuada para eliminar las impurezas gruesas y fibrosas del agua: cabellos, hilos, lanas.
- 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 derivados del petróleo.
- Los desagües se enriquecen con aire utilizando tuberías especiales ubicadas en la parte inferior de la cámara receptora. El método se llama neumático. Se utiliza cuando es necesario purificar efluentes que son agresivos para procesarlos en un impulsor o en una instalación sin presión.
Durante el tratamiento a presión, el nivel de purificación depende de la velocidad de rotación de los impulsores: cuanto mayor sea, mejor. Pero necesitas calcular la aceleración exacta. En cierta etapa, crece la turbulencia de la transmisión, los copos de escombros pueden colapsar, lo que reduce la eficiencia del proceso.
La purificación de líquidos cloacales en unidades de flotación de tipo mecánico se usa cuando hay impurezas hidrofóbicas ligeras presentes en el líquido: grasas, residuos de aceites, aceites.
Si hay impurezas en los efluentes que requieren agregación, se prefiere un método diferente. Debido a la turbulencia significativa, se produce la destrucción de las moléculas de contaminación y la calidad de la purificación disminuye drásticamente.
Un compromiso entre los métodos mecánicos y de presión es la saturación de agua con oxígeno utilizando un material poroso. La dirección del flujo de aire aquí ocurre a través de placas especiales con ranuras. Cuanto más delgados sean los agujeros en la placa, más pequeñas serán las burbujas de aire y mejor será la limpieza.
Ventajas y desventajas
El uso de dispositivos de flotación tiene ventajas e imperfecciones. Las ventajas son:
- facilidad de mantenimiento de máquinas;
- presupuesto de la mayoría de los métodos;
- Alta calidad y rapidez en el tratamiento de aguas residuales.
Usando 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 flotador eléctrico, es necesario ajustar el dispositivo para crear burbujas del diámetro requerido.
Reactivos utilizados
Para aumentar la eficiencia de limpieza, se utilizan recolectores químicos:
- coagulantes: reactivos que promueven la formación de escamas y son sales de hierro y aluminio;
- floculantes (compuestos de poliacrilamida): sustancias que crean escamas más grandes y más estables (flóculos);
- reactivos ácidos y alcalinos que le permiten ajustar el pH. Se agregan al agua para garantizar condiciones normales de trabajo de los dos tipos anteriores de reactivos.
Para estabilizar la formación de espuma, también se utilizan aceite de pino, fenoles, cresol. Le permiten proteger las burbujas de aire de la destrucción, lo que las hace resistentes. Esto ayuda a eliminar más contaminantes de las aguas residuales.
El uso de productos químicos que pueden mejorar el proceso requiere una selección de dosis precisa, que solo se puede lograr experimentalmente.
Lo que 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 uniforme de espuma;
- 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. Las grandes emergen rápidamente y no tienen tiempo para capturar moléculas de impurezas, mientras que las pequeñas son menos duraderas.
El uso de técnicas de flotación es indispensable para la purificación de las aguas residuales de las grasas, inclusiones fibrosas, productos derivados del petróleo y otros contaminantes que no son susceptibles a la sedimentación. Este método se utiliza para limpiar el alcantarillado y en el enriquecimiento de minerales.
