Processo de tratamento de águas residuais oleosas da indústria mecânica: separação de óleo + flotação gasosa + filtração + adsorção

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Enciclopédia da China: As fábricas de máquinas geram grandes quantidades de águas residuais contendo óleo. O óleo presente nessas águas geralmente se encontra em três estados: óleo flutuante, óleo disperso e óleo emulsificado. O tamanho das partículas de óleo é ≥100 m; após ficarem paradas, elas conseguem flutuar rapidamente, formando uma camada flutuante na superfície da água, como uma película de óleo. Na fábrica de máquinas, o óleo lubrificante e o óleo combustível que se misturam às águas residuais devido a vazamentos são, em sua maioria, óleos flutuantes. O tamanho das partículas de óleo disperso fica entre 10 e 100 m. Elas ficam suspensas ou dispersas na fase aquosa. Com o tempo, ou sob a ação de forças externas, essas partículas podem se unir, formando gotas de óleo maiores que sobem à superfície da água. Também é possível que elas fiquem ainda menores, transformando-se em óleo emulsificado. O óleo disperso está em estado suspenso nas águas residuais; o óleo presente nas águas residuais geradas durante o processo de limpeza das peças mecânicas antes do seu processamento é um óleo disperso. O tamanho das partículas do óleo emulsificado varia de 0,1 a 10 μm. No esgoto, ele se encontra na forma de uma emulsão. A superfície das gotas de óleo é revestida por uma camada fina de moléculas de emulsionante (surfactante), o que impede que as gotas se unam. Assim, elas permanecem estáveis por um longo tempo; mesmo após ficarem paradas por muito tempo, não flutuam. O óleo presente nas águas residuais de emulsão geradas por fábricas de máquinas em geral é um óleo emulsionado. 　　Os métodos de tratamento de efluentes oleosos incluem principalmente métodos físicos, químicos e fotoquímicos. Os métodos físicos são divididos em método de separação por gravidade, método de separação por centrifugação, método de coarsening, método de filtração (separação por membranas), entre outros. Os métodos químicos principais são a coagulação e a cristalização por sal. Os métodos de físico-química incluem principalmente o método de flotação (flotação por ar). 　　1 Fontes de águas residuais As águas residuais contendo óleo incluem, principalmente: o líquido emulsificado gerado durante o processo de usinagem (essas águas residuais são tratadas separadamente antes de serem enviadas para a estação de tratamento de águas residuais); além disso, há também os líquidos utilizados para a limpeza das peças ； Água de limpeza das oficinas e dos equipamentos auxiliares, água de escoamento ao lavar os pisos, etc. 　　2 Escala de projeto e qualidade da água de entrada e saída 　　2.1 Escala de tratamento de águas residuais 　　O sistema de drenagem da fábrica é do tipo combinado para águas pluviais e residuais. A água da chuva inicial entra na estação de tratamento de águas residuais para ser processada. Escala de projeto: Vazão do fluxo em condições de seca Q_seca = 40 m ； Fluxo de confluência: 9 fluxos em confluência = 80 m (fator de interrupção no = 1). 　　2.2 Qualidade da água de entrada e saída no processo de tratamento Os dados relativos à qualidade da água residual gerada pelo setor mecânico exigem que, após o tratamento, a água atenda aos padrões de qualidade da água reutilizada para fins paisagísticos, conforme estabelecido nas normas GB50335-2002. As especificações de qualidade da água de entrada e saída do sistema de tratamento de efluentes estão indicadas na Tabela 1. 　　3 Processos de tratamento de águas residuais 　　3.1 Descrição do processo 　　As águas residuais contaminadas com óleo, provenientes da unidade industrial leste da empresa Pu Yuan, passam por uma peneira para remoção de detritos flutuantes e partículas grandes. Em seguida, essas águas fluem para um tanque de coleta, onde são levadas, por meio de bombas, até um tanque de separação de óleo. As águas pluviais iniciais entram na estação de tratamento de efluentes; após o tratamento por flotação, elas são descarregadas no reservatório intermediário. O tanque de separação de óleo tem a função de regular a qualidade e a quantidade da água, além de remover o óleo flutuante. O óleo flutuante no tanque é coletado por um coletor de óleo e, em seguida, reciclado. As águas residuais oleosas, após serem tratadas em tanques de separação de óleo, são enviadas para equipamentos de flotação, onde é adicionado um coagulante. Após a demulsão e a separação entre óleo e água, o fluido é direcionado para o tanque intermediário. A água residual é bombeada para filtros mecânicos e torres de adsorção com carvão ativado; após um tratamento aprofundado, ela é reutilizada. 　　Os filtros mecânicos e as torres de adsorção com carvão ativado são submetidos a lavagens periódicas, sendo que a água resultante dessas lavagens é descarregada no tanque de separação de óleo. O lodo oleoso do tanque de separação de óleo, bem como os resíduos gerados pelos equipamentos de flotação, são descarregados periodicamente no tanque de lodos. O lodo oleoso é levado até a cama de secagem de lodos por meio de bombas, onde é submetido a um processo de secagem. O lodo seco é então transportado para a sala das caldeiras, onde é queimado. O fluxo do processo está mostrado na Figura 1. 　3.2 Principais edifícios e equipamentos 　　(1) Tanque de grade. 1 unidade, LxB=2,5 m x 1,0 m, H=2,5 in. Instalar 1 máquina de remoção de sujeira com grade mecânica, com largura de 1,0 m e espaçamento entre as barras da grade de 10 mm. A potência do motor é de 1,1 kW. 　　(2) Reservatório de água. 1 unidade, LxB=6,0 m x 3,0 m; profundidade útil da água = 3,0 ITI. Sejam utilizadas 3 bombas de esgoto subaquáticas, sendo 2 em operação e 1 como reserva. As especificações são: Q = 40–60 m³/h, H = 17–11 polegadas, N = 4,0 kW. A bomba de água possui dois modos de controle: automático e manual. No modo automático, o controle é feito por um controlador de nível de líquido. Ligue a bomba quando o nível de líquido estiver alto e desligue-a quando estiver baixo. 　　(3) Ajuste do tanque de separação de óleo. 1 unidade, dividida em 2 compartimentos; L~B = 15,0 m x 4,5 m; H = 4,0 m. Regula a qualidade e a quantidade da água, além de remover o óleo flutuante com tamanho de partículas superior a 160 m. O tempo de permanência projetado é de 4,0 h (com o tempo de permanência ajustado para 2,0 h com base na vazão total). Cada célula possui um conjunto de coletores de óleo (incluindo um dispositivo para coletar óleo flutuante e um separador de óleo e água). N = I·1kW. 　　(4) Conjunto de equipamentos para tratamento por flotação. 2 conjuntos, capacidade de processamento de 40 mR; a potência total do conjunto é N = I1 kW. 2 conjuntos de equipamentos para dosagem de soluções, sendo que cada conjunto tem potência N=1,1 kW. (5) Tanque intermediário. 1 unidade, LxB=4,0 m x 4,0 m, H=4,0 m; volume útil de 5613. . Sejam utilizadas 3 bombas submersíveis, sendo 2 em operação e 1 de reserva. A vazão é de Q = 40–60 m³/h, a altura de elevação é de H = 25–19 m, e a potência é de N = 7,5 kW. A bomba de água possui dois modos de controle: automático e manual. No modo automático, o controle é feito por um controlador de nível de líquido. Ligue a bomba quando o nível de líquido estiver alto e desligue-a quando estiver baixo. 　　(6) Filtro mecânico. 1 unidade, com capacidade de processamento de 40 m3/h por unidade. Partilha o tanque de água para lavagem reversa com a torre de adsorção de carvão ativado; a água resultante da lavagem reversa é direcionada para o tanque de grade. 　　(7) Torre de adsorção com carvão ativado. 1 unidade, capacidade de processamento de 40 mR por unidade, com tanque de lavagem integrado. É utilizado carvão ativado como adsorvente, e a água de lavagem é direcionada para um tanque de coleta. 　　(8) Tanque de reutilização de água. 1 unidade, LxB=9,0 m x 4,0 pol., H=4,0 pol.; volume útil: 126.113. No tanque de reúso de água, há 1 bomba submersa, com Q=20 a 45 m³/dia, N=32 a 22 m³/hora e potência de 5,5 kW. A bomba possui dispositivo de regulação de velocidade por frequência variável. 　　(9) Tanque de lodo. 1 unidade, estrutura de concreto armado. É utilizado para armazenar os resíduos oleosos separados pelos equipamentos de flotação, bem como para regular o lodo oleoso que é descartado dos tanques de separação de óleo. LxB=3,0 m~3,0 pol., H=3,0 nl, volume útil de 20 pol. Dois bombas de lodo são instaladas ao lado do tanque: uma em uso e outra de reserva. A capacidade de bombeamento é de 5,0 m³/h, a altura de elevação é de 15 m, e a potência é de 1,5 kW. 　　Tanque de secagem de lodo. 1 unidade, construída sobre o tanque de separação de óleo. ×B=9,0 m × 2,0 m. H=1,2 m. Volume útil: 18 m³. No tanque, são instalados tubos de plástico perfurados e malhas de aço inoxidável com abertura de 40 mesh. O tanque é preenchido com seixos e areia de rio; a água filtrada do tanque de secagem de lodo é devolvida ao tanque de tratamento para remoção de óleo. O lodo após a secagem é enviado à sala das caldeiras para ser queimado. 　　4. Desempenho operacional 　 Desde que o sistema foi testado com sucesso em dezembro de 2005, seu funcionamento tem sido estável. A qualidade da água produzida é boa. Os resultados dos testes de qualidade da água de entrada e saída realizados pela Estação de Monitoramento Ambiental do Condado de Changsha em fevereiro de 2006 estão apresentados na Tabela 2. 　　Os resultados da Tabela 2 mostram que o processo de tratamento de águas residuais oleosas provenientes da indústria mecânica, por meio de separação de óleo + flotação gasosa + filtração + adsorção, é eficaz. O COD e as concentrações de petróleo são baixos, e a taxa de remoção dos vários fatores poluidores é alta. A qualidade da água resultante é superior aos padrões estabelecidos nas “Normas de Projeto para Reutilização de Águas Residuais” (GB50335-2002), no que diz respeito à qualidade da água destinada ao uso em ambientes paisagísticos. Consulte http://www.dowater.com para mais documentos técnicos relacionados. 　　5 Indicadores técnicos e econômicos 　　(1) Investimento em obras: 900 mil yuan para trabalhos de construção civil; 1,4 milhão de yuan para equipamentos, materiais e instalações; 200 mil yuan para testes e outros custos. O investimento total é de aproximadamente 2,5 milhões de yuan. 　　(2) Custos de operação: custo dos produtos químicos é de 0,04 yuan/m; custo da eletricidade é de 0,44 yuan/m. O custo da mão de obra é de 0,03 yuan/m. O custo do tratamento de águas residuais é de 0,51 yuan/m. Custo de operação: 127.500 yuan/ano. 　　(3) Benefícios econômicos: Após a implementação deste sistema de tratamento de águas residuais oleosas, 100% da água tratada pode ser reutilizada para lavar pisos, carros, áreas verdes e fins decorativos. Dessa forma, não há emissão alguma de águas residuais oleosas. Redução anual de 276 mil yuan nos custos relacionados às emissões poluentes; economia de 576 mil yuan com a utilização de água reciclada; economia adicional de 8 mil yuan com a recuperação de óleo. O benefício líquido é de 733 mil yuan por ano. 　　(4) Benefícios ambientais e sociais: Após a implementação do projeto, será possível reduzir anualmente as emissões de poluentes como petróleo em 9,2 t, SS em 3,6 t e COD em 3,2 t. Isso ajudará a diminuir os danos causados às águas pelo esgoto, contribuindo assim para a preservação da qualidade das águas e do ambiente ecológico no curso inferior do rio Liuyang. Ao mesmo tempo, melhorou-se a relação entre as empresas e a população local, houve um uso racional dos recursos, o que promoveu o desenvolvimento sustentável das empresas, trazendo benefícios significativos para a sociedade. 　　6 Conclusões 　　(1) A utilização dos processos de separação de óleo + flotação gasosa + filtração + adsorção para o tratamento das águas residuais oleosas da indústria mecânica oferece alta eficiência no tratamento e baixos custos operacionais. Os resultados da operação real mostram que, após o tratamento com esse processo, as taxas de remoção do COD e dos hidrocarbonetos nos efluentes são de 81% e 99%, respectivamente. A água resultante do tratamento atende aos requisitos para reutilização. 　　(2) Desde que a instalação começou a operar, há mais de 3 anos, seu desempenho tem sido estável. A água tratada é reutilizada para lavar pisos, carros, além de ser utilizada em atividades de paisagismo e ornamentação, o que gerou significativos benefícios econômicos e ambientais.