Máquinas industriales de flotación para el tratamiento de aguas residuales: tipos, dispositivo, principio de funcionamiento

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Hoy en día, los temas ambientales están a la cabeza de la mesa en casi todas las reuniones de los gobiernos mundiales. No es ningún secreto que la ecología se ha convertido en la nueva religión del siglo XXI. 2017 ha sido declarado el año de la protección del medio ambiente en Rusia y, por lo tanto, la educación ambiental es una de las tareas para este año.

¿Por qué se debe purificar el agua?

Del suministro total de los océanos del mundo, solo el 3 % es agua dulce, de los cuales el 68 % son glaciares (no aptos para beber), el 30 % son fuentes subterráneas (a menudo contaminadas por los suelos) y solo el 2 % son Fuentes terrestres de abastecimiento de agua. Desde el panorama global del mundo, está claro que la disponibilidad de agua dulce limpia no es solo una necesidad, sino a veces un lujo.

Aguas residuales generadas durante actividades económicasLas empresas contienen una gran cantidad de contaminantes en concentraciones que superan las permitidas y normativas. Como regla general, estamos hablando de metales pesados (hierro, níquel, cobre, plomo, mercurio, cadmio, etc.), productos derivados del petróleo, sólidos en suspensión, aluminio, tensioactivos (tensioactivos sintéticos, para el lego esto es todo lo que hace espuma). Estas sustancias, al llegar a los cuerpos de agua, interrumpen el funcionamiento normal de las biogeocenosis acuáticas, envenenan el suelo, provocan el crecimiento de algas verdeazuladas y son tóxicas para los animales. Estos contaminantes también son tóxicos para los humanos.

Las actividades humanas en viviendas residenciales de varios apartamentos y privadas también generan una gran cantidad de contaminantes. Básicamente, se trata de tensioactivos y desechos orgánicos, pero las sales metálicas también llegan al alcantarillado.

¿Qué es un skimmer de aguas residuales?

Floater es un dispositivo diseñado para eliminar las impurezas finas del agua mediante un método físico y químico. En términos relativos, este es el mecanismo de uno de los principales módulos de procesamiento en la ingeniería y tecnología del tratamiento de aguas residuales. Es en el flotador donde tiene lugar la separación principal de las sustancias disueltas y la purificación del agua según los indicadores estándar.

Los skimmers industriales pueden diseñarse tanto para grandes fábricas como para lavados de autos, y difieren en tamaño y material.

La función principal del flotador es aislar y precipitar del agua los contaminantes disueltos en ella, transfiriéndolos aforma insoluble. Esto sopla aire en el aparato para mejorar el efecto de limpieza.

Principio de funcionamiento de la máquina de flotación de aguas residuales

El principio de funcionamiento del flotador se basa en hacer pasar burbujas de aire a través del medio a limpiar para formar espuma. Esta espuma se denomina lodo de flotación, que se retira y se descarga a dispositivos especiales de deshidratación. Para que las burbujas capturen y eliminen los contaminantes, primero es necesario agregar sustancias especiales: coagulantes y floculantes. Estas sustancias son altamente adhesivas, lo que significa que ayudan a que los contaminantes se adhieran entre sí y a las burbujas de aire, formando lo que se llama flóculos.

La burbuja, al pasar desde la boquilla o boquilla del dispensador hacia la parte superior, captura con ella los contaminantes pegajosos. Este proceso se lleva a cabo hasta que el agua alcanza el efecto de limpieza deseado.

La complejidad del proceso es seleccionar con precisión la dosis de coagulante y floculante para que la fuerza de adhesión sea lo suficientemente alta como para adherirse a la burbuja, pero los copos resultantes no sean demasiado pesados para no dañar el aire. burbuja.

Esquema que incluye una máquina de flotación de aguas residuales

La tecnología, que asume una máquina de flotación como módulo de procesamiento principal, siempre incluye una granja de reactivos y un dispositivo de burbujas de aire. La instalación de reactivos es un recipiente con reactivos (coagulantes, floculantes, álcali para ajuste de pH) y un reactor para mezclar el reactivo con agua.

Como dispositivo para crear burbujas de aire, por regla general, se usa un saturador, que es una cámara para mezclar aire con agua para crear una mezcla de agua y aire. Esta mezcla luego se envía al skimmer. El dispositivo de saturación está equipado con una potente bomba de aire.

El skimmer nunca se usa por separado, siempre se incluye en el esquema general de purificación de agua. El esquema completo, por regla general, consta de las etapas de decantación preliminar, tratamiento físico y químico (flotación o coagulación) y posterior limpieza mecánica de los filtros.

En otras palabras, el skimmer no puede proporcionar toda la limpieza, es solo una unidad separada que requiere pretratamiento y postratamiento. Si entra arena u otras impurezas gruesas en el flotador, el dispositivo se estropeará. Además, este dispositivo no puede proporcionar desinfección y purificación completa de productos derivados del petróleo. Por lo tanto, después de ella, es necesaria una instalación ultravioleta y filtros de sorción (o mecánicos).

El diagrama del circuito se basa en el proceso de flotación. La flotación es el tratamiento de aguas residuales con burbujas de aire para extraer sustancias solubles y emulsionadas. El agua ingresa al módulo de procesamiento principal. Allí, en un modo de presión (o sin presión), se suministra un reactivo previamente preparado en el reactor. Las burbujas de aire también se introducen en el flotador por medio de un dispositivo de saturación. En el tanque de flotación de agua, las aguas residuales se tratan con reactivos y burbujas de aire, y máspartes de flóculos en forma de lodos de flotación. Los lodos flotantes se eliminan de la superficie del agua mediante un transportador raspador hacia el colector de lodos.

Este lodo es muy inestable a las vibraciones mecánicas, por lo que se recoge con cuidado de la superficie del agua para no romper la espuma.

Dispositivo de flotación

Slootator es un contenedor abierto de acero o plástico, equipado con un mecanismo rascador para recoger los lodos de flotación y que tiene una forma cónica en el fondo. El tanque de flotación implica la presencia de boquillas en él para suministrar una mezcla de aire y agua del saturador, para descargar lodos de flotación y vaciado de emergencia, para suministrar aguas residuales y descargar agua purificada. La instalación del skimmer generalmente se encuentra en el sitio de mantenimiento por conveniencia.

Tipos de skimmers

Los flotadores para el tratamiento de aguas residuales se distinguen por la saturación del agua con burbujas y por la naturaleza de las burbujas. Los métodos más comunes son el mecánico, el de presión y el de electroflotación. La flotación a presión implica la presencia de una cámara de saturación y un grupo de bombas. Además, los reactivos se utilizan a menudo en este método. La electroflotación no necesita una instalación de reactivos y un saturador, ya que se basa en la disolución de electrodos en agua.

Flotación mecánica

Mecánico (o impulsor) implica la presencia de un agitador que, a alta velocidad de rotación, rompe las burbujas de aire en el agua. Este tipo de tratamiento de agua es adecuado para aguas propensas a la formación de espuma y saturadas de gases. En el método mecánico no se pueden utilizar reactivos, ya que el turbulentolas corrientes creadas por el agitador simplemente rompen las escamas de contaminantes. Por el momento, la flotación mecánica no es común, ya que rara vez proporciona un efecto de limpieza suficiente.

Por regla general, este segmento de tratamiento incluye máquinas de flotación para el tratamiento de aguas residuales de productos derivados del petróleo.

Flotación a presión

En este caso, los flotadores de tratamiento de aguas residuales están equipados con un dispositivo de saturación y una instalación de reactivos. El saturador es una cámara en la que se inyecta aire a una presión superior a la atmosférica. El medio preparado en el saturador se denomina mezcla agua-aire. Este es el tipo de flotación más común y el más utilizado. El proceso de purificación ocurre debido al tratamiento preliminar del agua con un reactivo (coagulante o floculante) y el tratamiento posterior con una presión de una mezcla de agua y aire. Cada burbuja de gas se adhiere a la contaminación, ya que tiene una gran fuerza de atracción debido al límite de fase (agua-aire). El pretratamiento del agua con un reactivo mejora la limpieza, ya que crea flóculos (micelas), que también tienen una cierta fuerza de atracción. La mayor parte del agua se descarga a través de la tubería de agua purificada para su posterior tratamiento o descarga. Desde arriba, un dispositivo raspador especial elimina los lodos de flotación: contaminantes transportados hacia arriba con burbujas de aire en forma concentrada.

La principal ventaja de la flotación a presión es una amplia gama de aplicaciones. Las desventajas incluyen la presencia de dispositivos adicionales (instalaciones de reactivos, saturador,bombas) que ocupan mucho espacio y necesitan ser automatizadas (por ejemplo, la selección de la dosis de reactivos). Determinar la cantidad de reactivo juega un papel importante, ya que una pequeña dosis conducirá a una limpieza insuficiente (no todas las partículas pequeñas disueltas se volverán gruesas), y una dosis grande puede provocar que las burbujas no soporten el peso de los copos. y colapso, lo que también conducirá a una disminución en el efecto de limpieza.

Máquina de electroflotación

Este tipo de máquina de flotación de aguas residuales se caracteriza por su concisión y facilidad de operación. La esencia del método radica en la electrólisis del líquido a purificar y la liberación de gases de los electrodos. El proceso de electrólisis tiene lugar en el flotador: el hidrógeno se libera en el cátodo, el oxígeno se libera en el ánodo. Cuando se utilizan electrodos solubles (por ejemplo, aluminio o hierro), el agua se satura adicionalmente con iones metálicos con un alto grado de oxidación, que desempeñan el papel de reactivos para crear escamas de contaminación. Este proceso ayuda a aislar y precipitar aún más contaminantes del agua. Dado que el espacio del skimmer no es grande, en tales condiciones, los copos y las burbujas de aire se adhieren bien, lo que garantiza el mayor efecto de limpieza.

La principal ventaja de un dispositivo de este tipo es la ausencia de instalaciones de reactivos y otros dispositivos voluminosos, con un alto grado de purificación del agua. Las desventajas incluyen un alto consumo de energía y la necesidad de equipos para eliminar el hidrógeno.

Boquilla de flotación

En este caso, especialBoquillas para introducir aire en el agua procesada, que se introduce en el skimmer, donde se descompone en una mezcla de dos fases. La ventaja de este método será un menor desgaste de las partes de la planta y, por lo tanto, una vida útil más prolongada.

Instalaciones de reactivos

Algunos métodos de flotación utilizan los siguientes reactivos para mejorar el efecto de limpieza:

• los reactivos para ajustar el pH son ácidos y álcalis que se agregan al agua para garantizar condiciones normales de trabajo para el coagulante y el floculante;
• coagulantes - reactivos que promueven la floculación y son sales de hierro y aluminio;
• Los floculantes son reactivos que crean copos (flóculos) más grandes y más estables y son compuestos de poliacrilamida.

Las principales desventajas de contar con un método de tratamiento de aguas reactivas son la necesidad de presencia de personal, así como el área que se debe destinar para tanques y reactores. También es muy importante elegir la dosis correcta de reactivos, lo que solo es posible empíricamente.