Filtración de aire disuelto

El vertido de una fábrica de alimentos.

Se encargó a la consultora de ingeniería, WS Atkins, que proporcionara soluciones a Birds Eye Walls para que pudieran reducir los costos asociados con la descarga de aguas residuales en el alcantarillado de Anglian Water mediante la instalación de plantas de tratamiento locales.

UBICACIÓN

El pueblo pesquero de Lowestoft se encuentra en la costa de Suffolk, en el este de Inglaterra.

La fábrica de Lowestoft de Birds Eye Wall's Ltd produce una serie de diferentes productos alimenticios, algunos de los cuales se fríen y, por lo tanto, descargan aceites y grasas en las corrientes de aguas residuales. Las instalaciones de tratamiento existentes eliminan piezas grandes de productos y separan algunos de los aceites y grasas antes de descargarlos en el Mar del Norte.

En la actualidad no hay más tratamiento de los flujos, pero esto ha tenido que ser reconsiderado por Anglian Water debido a la Directiva de Aguas Residuales Urbanas. Por lo tanto, el tratamiento futuro puede requerir un tratamiento secundario preliminar y posible.

SOLUCIÓN

WS Atkins identificó originalmente que una planta de flotación por aire disuelto (DAF) sería beneficiosa para dos de los edificios de producción.

Se comisionó a los ingenieros para completar una revisión de un informe ambiental interno seguido de investigaciones iniciales del sitio, proporcionar confirmación del volumen y el carácter de las aguas residuales, organizar pruebas de planta piloto para las tecnologías de proceso de flotación por aire disuelto (DAF) y ultrafiltración (UF) y proporcionar información conceptual. diseño, estimación de costos presupuestarios, generación de especificaciones y selección de contratistas.

La tecnología de proceso propuesta se diseñó para reducir el contenido total de aceite y grasa de 4000 mg/l a menos de 400 mg/l con un caudal de 10 m³/h. El almacenamiento intermedio de las aguas residuales de alimentación también se especificó mediante la provisión de tanques de almacenamiento calentados y aislados.

DAF es el proceso de eliminación de sólidos en suspensión, aceites y otros contaminantes mediante el uso de flotación con burbujas de aire. El aire se disuelve en agua, se mezcla con la corriente de desechos y se libera de la solución mientras está en contacto íntimo con los contaminantes. Se forman burbujas de aire, se adhieren a los sólidos, aumentan su flotabilidad y hacen flotar los sólidos a la superficie del agua donde se desnatan mecánicamente y se retiran del tanque. Un porcentaje del efluente limpio se recicla y sobresatura con aire, se mezcla con el afluente de aguas residuales y se inyecta en la cámara de separación DAF. El aire se inyecta bajo presión en una corriente de reciclaje de efluentes DAF clarificados. Esta corriente de reciclaje luego se combina y mezcla con las aguas residuales entrantes en una cámara de contacto interna donde el aire disuelto sale de la solución en forma de burbujas muy finas que se adhieren a los contaminantes. Las burbujas y los contaminantes suben a la superficie y forman un lecho flotante de material que se elimina mediante un desnatador de superficie en una tolva interna para su posterior manipulación. Este manejo puede incluir un filtro prensa de banda o un tambor de vacío rotatorio con DE aplicado.

Los sistemas de flotación por aire disuelto están diseñados para eliminar grasas, aceites y grasas (FOG), sólidos suspendidos (TSS), demanda biológica de oxígeno (BOD), desechos de alimentos/producción animal/procesamiento, desechos industriales, aceites/emulsiones de hidrocarburos y muchos otros contaminantes. Con estos sistemas se pueden lograr índices de clarificación de hasta el 97 % o más.

El pretratamiento químico a menudo puede ayudar a mejorar el rendimiento de la eliminación de contaminantes.

El diseño de saturación DAF convencional utiliza una bomba de reciclaje combinada con un recipiente de saturación y un compresor de aire para disolver el aire en el agua. Este tipo de sistema, si bien es efectivo, es costoso, requiere mucha mano de obra y puede desestabilizar su punto de equilibrio, creando eructos debido a errores, pérdidas o desplazamientos del punto de ajuste de ecualización en el recipiente de saturación.

El dimensionamiento de DAF tiene en cuenta muchos criterios de dimensionamiento, incluidos el caudal, la temperatura del agua, las características de los desechos, el pretratamiento químico, la carga de sólidos, la carga hidráulica y la relación aire/sólidos.

Los DAF se diseñan sobre la base del caudal máximo esperado. El flujo puede variar de 1 a 5 galones por minuto por pie cuadrado de superficie. Las pruebas de banco de muestras de flujo de desechos suelen ser el punto de partida preferido cuando se dimensiona el equipo y se determinan los procesos químicos adecuados antes del DAF. El pretratamiento químico ayudará y mejorará el proceso de separación DAF.

El pretratamiento químico a menudo mejora la eficiencia de eliminación de sólidos DAF. El uso de floculantes químicos con DAF se basa en la eficiencia del sistema, la aplicación y el costo. Los productos químicos de uso común incluyen sales metálicas trivalentes de hierro, como FeCI2 o FeSO4 o aluminio, como AISO4. Los polímeros orgánicos e inorgánicos (catiónicos o aniónicos) se utilizan a menudo para mejorar el proceso DAF.

Es posible que sea necesario ajustar el pH de las aguas residuales entre 4,5 y 5,5 para los compuestos férricos o entre 5,5 y 6,5 para los compuestos de aluminio usando un ácido como H2SO4 o una base como NaOH. En muchas aplicaciones, el efluente DAF requiere un ajuste de pH utilizando una base como NaOH para asegurar que el pH del efluente DAF esté dentro de los límites especificados por el POTW (6-9 típicamente).

La unión de la mayoría de las burbujas a partículas sólidas puede efectuarse a través de energías superficiales, mientras que otras quedan atrapadas por los sólidos o por flóculos de óxido hidratado a medida que los flóculos se esparcen en la columna de agua. Los sólidos coloidales normalmente son demasiado pequeños para permitir la formación de suficientes enlaces aire-partículas. Primero deben ser coagulados por un químico como los compuestos de aluminio o hierro mencionados anteriormente y luego absorbidos por el flóculo de óxido de metal hidratado generado por estos compuestos. Con frecuencia, se requiere un coadyuvante coagulante en combinación con el floculante para aglomerar el flóculo de óxido hidratado, aumentar el tamaño de las partículas y mejorar la velocidad de flotación. Las emulsiones mecánicas/químicas también se pueden romper mediante reacciones de polímero y pH.

El flotador DAF a menudo contiene de 2% a 10% de sólidos. Es posible que sea necesario deshidratar los sólidos antes de eliminarlos para reducir el volumen de lodos al reducir el contenido de agua.