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Aguamarket.com»Temas Interes»Flotacion como proceso de remocion de contaminantes Parte II Avances y Aplicaciones en la Flotacion por Aire Disuelto
 

Flotacion como proceso de remocion de contaminantes Parte II Avances y Aplicaciones en la Flotacion por Aire Disuelto

 
  Publicado el 02/07/2002  
Parte II. Avances y Aplicaciones en la Flotación por Aire Disuelto
Se discuten los principios y aplicaciones más importantes de la flotación por aire disuelto, FAD, el proceso que utiliza microburbujas y el más empleado en separaciones sólido/líquido, líquido1/líquido2 y/o sólido/líquido1/líquido2. Finalmente se describen aplicaciones de esta tecnología FAD en el tratamiento de efluentes industriales en el área minero-metalúrgica. El proceso de flotación por aire disuelto surgió en 1924 en los paises escandinavos y fue desarrollado para la recuperación de fibras en la industria del papel. Hoy en día se reconoce a la FAD como uno de los más económicos y efectivos métodos de recuperación-remoción de sólidos, iones, microorganismos, reducción de la Demanda Química (DQO) y Biológica de Oxígeno (DBO) y en el espesamiento de lodos.
 
 
Antecedentes Históricos

El proceso de flotación por aire disuelto surgió en 1924 en los países escandinavos y fue desarrollado para la recuperación de fibras en la industria del papel.
Hoy en día se reconoce a la FAD como uno de los más económicos y efectivos métodos de recuperación-remoción de sólidos y iones, el tratamiento de aguas de procesos y potable, la reducción de la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) y en el espesamiento de lodos. Por ejemplo, todas las plantas de potabilización de aguas en los paises bajos usan FAD en su proceso primário en substituición a la coagulación-sedimentación.

En America Latina las aplicaciones deben aumentar en el area industrial, en la recirculación (reciclo) de aguas de proceso, potabilización de aguas (0.6 m3/s, la mayor planta en Brasil y 2 m3/s en Uruguay) y en plataformas marítimas.

La creciente utilización de la FAD en todos los campos, se debe a las diversas ventajas con relación al proceso de coagulación-sedimentación. Entre otras pueden ser citadas:

• Alta eficiencia (incluyendo cinética) en la remoción de sólidos.
• Menor área requerida para instalación. El equipo de flotación ocupa apenas una fracción del área ocupada por unidades de sedimentación (para capacidades similares).
• Mayor eficiencia en la remoción de DBO que otros procesos de separación.
• Alta tasa de separación (o flujo superficial). Existen unidades FAD modernas com capacidad hasta de 40 m/h (m3/m2/h). Esto permite su aplicación en efluentes voluminosos.
• Remoción de microorganismos y precipitados difíciles de sedimentar y filtrar.
Las desventajas observadas son:

• Comparada con la sedimentación, la FAD es más sensible a variaciones de temperatura, concentración de sólidos en suspensión (> 3-4 %), recargas hidráulicas y principalmente a variaciones en las características químicas (fase solución, pH, Eh, "especiación", e,tre otros) y físicoquímicas de los sólidos en suspensión (carga, hidrofobicidade, área superficial).
• Costos operacionales elevados, principalmente cuando existe necesidade de un rigoroso control automático, de parámetros y dosis de reactivos.

Descripción del Proceso FAD

La figura que sigue muestra un diagrama de un sistema de FAD contínuo, convencional con reciclo de agua tratada al saturador.
 
El proceso se compone de los siguientes subprocesos:

• Saturación de agua con aire a presión > 3 atmósferas.
• Generación de microburbujas, vía cavitación-nucleación en constrictores de flujo (venturi,válvulas de aguja, placas de orifício).
• Coagulación y/o floculación de las partículas a separar.
• Acondicionamiento para contacto y adhesión de microburbujas y partículas (zona de "captura").
• Flotación y remoción de sólidos flotados (zona de separación).

A continuación se describe cada etapa:

Saturación de aire en agua


Este proceso tiene como objetivo disolver aire en agua a presión elevada para proveer, una vez reducida la presión, del gradiente de concentración de aire y energía necesario para la formación de microburbujas. La disolución de aire en agua depende de la temperatura y presión y está determinada por la ley de Henry (ver luego). La cinética de disolución depende de las características ("design") del sistema de saturación. Esta se lleva a cabo en "saturadores" o estanques herméticos resistentes a la presión, operando en contínuo con alimentación de agua y aire.

Existen varias formas para contactar el aire con el agua y entre los más utilizados están un difusor (burbujeador) tipo placa porosa sumergido en el líquido y un sistema que emplea un empaque (anillos Rashig) por el cual se distribuye el agua bajo presión y se contacta íntimamente con el aire. Este último método es el más utilizado en el ámbito industrial y su eficiencia (90%) es superior a la del burbujeo. La figura siguiente muestra algunos detalles de un saturador con empaque.
Generación de microburbujas

Estas se producen en los constrictores de flujo, situados entre el saturador y la celda de flotación. La selección de este sistema de constricción del flujo es importante porque de su eficiencia depende la distribución de tamaño de burbujas y la cantidad de aire "liberado", dos de los factores de mayor importancia en la FAD. Por ejemplo, simples constricciones ("nozzles") de placas con orificios de diámetro variable son baratos y eficientes, consiguiendo valores de "liberación", del orden de 90 % del aire disponible.

La energia transferida en el proceso de expansión y generación de burbujas depende de la tensión superficial líquido/aire y de la diferencia de presión entre el saturador y la constricción. La ecuación (Takahashi et al., 1979) que sigue define esta s relaciones.


Fuente: El Mercurio
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