Cinco principais métodos de tratamento físico no tratamento de águas residuais

A água é a fonte da vida, mas com a aceleração da industrialização, os problemas de poluição da água tornam-se cada vez mais graves. O tratamento de águas residuais tornou-se uma medida fundamental para proteger o meio ambiente e manter o equilíbrio ecológico.

O tratamento de águas residuais é o processo de purificação de águas residuais para atender aos padrões de descarga ou aos requisitos de qualidade da água de reutilização. As tecnologias modernas de tratamento de águas residuais são divididas principalmente em três categorias: tratamento físico, tratamento químico e tratamento biológico.

Entre eles, os métodos de tratamento físico costumam ser a primeira escolha ou etapa de pré-tratamento no tratamento de águas residuais devido ao seu equipamento simples, operação conveniente e alto custo-efetivo. Hoje, revisaremos detalhadamente vários métodos físicos comuns no tratamento de águas residuais.

A separação por gravidade é o método de tratamento físico mais básico e amplamente utilizado. Seu princípio fundamental é utilizar a diferença de densidade entre as partículas suspensas e a água.

1. Método de sedimentação (coisas mais pesadas afundam)

Quando a densidade dos sólidos em suspensão é maior que a da água, eles afundam sob a ação da gravidade. Este é um meio eficaz de remover areia, sedimentos químicos e lamas da água. Com base na concentração de sólidos suspensos, a sedimentação pode ser classificada em quatro formas:

Sedimentação livre: as partículas assentam de forma independente, sem interferir umas nas outras. Comumente usado em câmaras de areia para remover areia.

Sedimentação por coagulação: As partículas colidem e aglomeram-se durante a sedimentação, aumentando de tamanho e acelerando a sedimentação. Freqüentemente conseguido pela adição de floculantes, como para remover sujeira fina.

Sedimentação superficial (sedimentação aglomerada): A alta concentração de sólidos suspensos faz com que as partículas se acomodem em aglomerados, formando uma interface distinta. Comumente usado em tratamento de água com-alta turbidez.

Sedimentação por compressão: Concentração de partículas extremamente alta no fundo; a água é espremida pelas camadas superiores pela gravidade. Ocorre principalmente no fundo dos tanques de sedimentação.

2. Flotação e flutuação de ar (partículas mais leves flutuam para o topo)

Quando a densidade dos sólidos suspensos é menor que a da água (por exemplo, óleo, benzeno), eles flutuam para a superfície, formando espuma. A flotação de ar reduz ainda mais a densidade dos sólidos suspensos, permitindo que bolhas de ar adiram a eles, removendo assim com eficiência partículas de óleo maiores que 60μm e sólidos-de baixa densidade das águas residuais.

Quando um objeto gira em alta velocidade, ele gera força centrífuga. A separação centrífuga utiliza este princípio, usando centrífugas ou hidrociclones para separar substâncias de diferentes massas, utilizando as diferentes forças centrífugas que experimentam.

Princípio: Partículas maiores são lançadas para a periferia, enquanto partículas menores permanecem no interior, coletadas separadamente através de diferentes saídas.

Vantagens: Velocidade de separação rápida, bom efeito, comumente usado para tratamento de águas residuais oleosas e águas residuais de metais pesados.

A filtragem é um método eficaz para remover sólidos suspensos, especialmente partículas minúsculas em suspensões de baixa-concentração. As águas residuais fluem através de meios porosos, onde as impurezas ficam retidas. Com base na mídia, pode ser dividido em quatro categorias:

1. Filtragem de tela

Mídia: Barras de tela ou tela de filtro.

Função: Intercepta grandes sólidos suspensos, como ervas daninhas, trapos, celulose, etc., servindo como primeira linha de defesa no tratamento de águas residuais.

2. Filtragem Microporosa

Mídia: Pano de filtro, discos de filtro, tubos de filtro sinterizados, etc.

Função: Remove partículas finas, comumente usadas em filtração de precisão.

3. Filtração por membrana (representante de alta-tecnologia)

Mídia: Membrana semi{0}}permeável especialmente projetada.

Função: Remove seletivamente bactérias, vírus, matéria orgânica e solutos dissolvidos da água sob pressão ou campo elétrico. As principais tecnologias incluem osmose reversa, ultrafiltração e eletrodiálise, tornando-se uma tecnologia central para tratamento avançado.

4. Filtração em leito profundo

Meio: Meio filtrante granular, como areia de quartzo e antracite.

Função: A água flui através do meio filtrante de leito profundo, onde os sólidos suspensos ficam presos nos poros. Comumente utilizado para tratamento avançado após tratamento biológico, garantindo que o efluente atenda aos padrões de reutilização.

A cristalização por evaporação é usada principalmente para águas residuais com alto teor de sal ou orgânicas, obtendo separação e recuperação de substâncias por meio de mudança de fase física.

1. Princípio da evaporação: utilizando a diferença nos pontos de ebulição entre os componentes em uma solução mista, o aquecimento faz com que substâncias com pontos de -ponto de ebulição-mais baixos vaporizem e escapem, que são então condensadas e recuperadas. Tecnologias modernas como MVR (Recompressão Mecânica de Vapor) reduzem significativamente o consumo de energia através da reciclagem do vapor secundário.

2. Princípio de Cristalização

Utilizando a propriedade de que a solubilidade muda com a temperatura, a água é removida por evaporação ou resfriamento, fazendo com que a solução atinja um estado supersaturado, resultando na precipitação de cristais. Isto não só trata as águas residuais, mas também permite a recuperação de sais inorgânicos ou matéria orgânica.

O método de adsorção utiliza a grande área superficial específica e a atividade superficial de materiais porosos, como carvão ativado, zeólita e terra diatomácea, para adsorver matéria orgânica dissolvida, cor, odor e alguns íons de metais pesados ​​na água. Os poluentes são firmemente fixados nos poros do adsorvente, conseguindo uma purificação profunda da água.

Essa tecnologia é particularmente adequada para tratar poluentes de baixa-concentração, mas recalcitrantes, como fenóis, resíduos de pesticidas e corantes, e é comumente usada para tratamento profundo de águas residuais industriais ou purificação de água potável em-pontos-de uso. Os materiais saturados podem ser reutilizados através de regeneração térmica ou química, reduzindo efetivamente os custos operacionais.

Embora os métodos de tratamento físico sejam baseados em princípios simples, eles são uma pedra angular indispensável dos sistemas de tratamento de águas residuais. Da sedimentação por gravidade fundamental à-separação de membrana de ponta e cristalização por evaporação, as tecnologias físicas desempenham um papel crucial em vários cenários de tratamento de água devido à sua alta eficiência, economia e respeito ao meio ambiente. Quer se trate do pré-tratamento de águas residuais urbanas ou da purificação profunda e recuperação de recursos de águas residuais industriais, os métodos físicos fornecem soluções confiáveis ​​e sustentáveis.

Com os avanços na ciência dos materiais e nas tecnologias de economia-de energia, os métodos de tratamento físico estão sendo constantemente atualizados-inovações como novos materiais de membrana anti-incrustante, sistemas MVR de baixo- consumo de energia e equipamentos centrífugos de controle inteligente estão surgindo continuamente, gerando melhorias tanto na eficiência quanto na economia do tratamento. Os métodos físicos desempenharão, sem dúvida, um papel cada vez mais importante em vários cenários.