Flotação para separação de biomassa substituindo tanques de decantação secundários e sistemas de tratamento secundário

Tanques de decantação secundários têm que gerenciar a importante tarefa de separar o lodo ativado. Com diâmetros às vezes superiores a 50 metros, a maioria deles são sistemas de fluxo horizontal. O lodo pode se depositar no interior, enquanto a água limpa praticamente livre de sólidos escorre através de um canal. O controle e monitoramento de tais estágios de separação ainda é feito visualmente na maioria dos casos através da medição cíclica da profundidade de visibilidade. Se tais sapatas de medição indicarem que a altura do nível de lama está fora da faixa de controle, as contramedidas tomadas frequentemente são ajustar a proporção de lama de retorno ou aumentar o volume de lama em excesso descarregada. Se, no entanto, essas medidas permanecerem sem efeito, a adição dispendiosa de precipitantes e floculantes ou outros aditivos é frequentemente o único meio restante para eliminar problemas operacionais causados pelo transbordamento contínuo de biomassa e matéria fina suspensa.

Tais problemas operacionais causados por um mau comportamento de sedimentação do lodo ativado são principalmente devido à sobrecarga no tanque de sedimentação secundário, condições de entrada fortemente variáveis, mudanças nas proporções de nutrientes devido a descargas industriais e separação ineficaz de gordura e outras partículas flutuantes.

Além disso, o transbordamento de 1 mg/L de sólidos filtráveis aumenta a concentração de DQO em 0,8 a 1,4 mg/L e a concentração de fósforo em 0,02 a mais de 0,04 mg/L.

Os microorganismos que realizam os processos biológicos no tanque de aeração se depositam dentro dos flocos de lodo ativado e aderem à matéria suspensa finamente dispersa e aos sólidos que são adsorvidos nos flocos de lodo ativado.  É devido a essa característica das bactérias que elas podem ser separadas das águas residuais tratadas com o uso de processos de sedimentação.

Infelizmente, uma diferença relativamente pequena na densidade entre os lotes de lodo ativado e as águas residuais tratadas resulta em uma baixa velocidade de estabilização. Grandes tanques de decantação secundários são, portanto, necessários para fornecer as grandes superfícies do tanque necessárias para o processo de separação. Em outras palavras: a eficiência de separação de um tanque de decantação secundário é limitada pela velocidade de decantação lenta dos lotes de lodo ativado.

Uma alternativa aos tanques de decantação secundários é a flotação com eficiência de separação ainda melhorada. Bolhas de gás muito pequenas, de apenas alguns milhares de milímetros, aderem aos flocos de lodo ativado e turbidez muito fina. Esses aglomerados de gás-sólidos tornam-se muito mais leves em densidade do que a água e, portanto, flutuam bastante rápido para a superfície da água no tanque de flotação. Tais bolhas de gás muito pequenas são geradas pelo princípio da flutuação de ar dissolvido. Eles são produzidos injetando ar sob pressão em um fluxo de água reciclada, onde se dissolvem completamente antes de serem liberados novamente através do alívio de pressão em uma célula de flotação.  Devido ao pequeno tamanho das bolhas, até mesmo turbidez pode ser transportada para a superfície do tanque de flotação que não poderia ser separada durante seu tempo de residência em um tanque de decantação secundário.

Os sólidos que sobem com as bolhas de gás se acumulam na superfície do tanque de flotação até 5% de teor de sólidos e podem ser devolvidos ao sistema como lama de retorno. Alternativamente, o lodo espessado pode ser removido como lodo excedente e passado para os estágios de tratamento a jusante.

Uma planta de flotação de lama pode ser alimentada com até 5 m³ de lama ativada por m² de superfície e hora. Na prática, valores de efluente significativamente melhores são alcançados do que com tanques de decantação secundários. Além disso, as plantas de flotação precisam de muito menos espaço. Os custos de energia ligeiramente mais altos para operar uma planta de Flotação por Ar Dissolvido se relativizam devido ao processo geral melhorado.

Os sistemas de flutuação são ideais especialmente como retromontagens onde o espaço é limitado ou para a renovação de plantas existentes sem qualquer trabalho de construção importante. As plantas de flotação também são cada vez mais aplicadas como estágio de tratamento terciário para o chamado "polimento/redução de P".
 

Como fabricante de plantas de flotação (HDF) com muitos anos de experiência, principalmente no pré-tratamento industrial, a HUBER desenvolveu agora também sistemas de flotação de alta eficiência para a separação de lodo ativado e os implementou com sucesso (HDF S). A diferença entre as inovadoras instalações HDF S e as unidades HDF convencionais é principalmente seu design especial. Em vez de tanques altos com unidades de lamelas integradas, são usados tanques de uma peça com dispositivos de guia de fluxo e sistemas raspadores adaptados para separar o lodo ativado.

Essa alternativa ainda relativamente pouco conhecida aos tanques de decantação secundários está desfrutando de uma demanda crescente. Vários clientes de diferentes ramos já entenderam os benefícios que a flotação de lodo ativado oferece em comparação à clarificação secundária convencional e se beneficiam de uma segurança de processo significativamente maior e custos atuais reduzidos após a instalação e partida bem-sucedidas de um sistema de flotação.