Um sistema de flotação por ar dissolvido (DAF) remove óleo, gordura e sólidos em suspensão das águas residuais, fazendo com que flutuem até à superfície em vez de se depositarem no fundo. Isto é feito através de nuvens de bolhas de ar microscópicas que se fixam aos contaminantes e os transportam para cima, onde um skimmer os retira. Este guia explica detalhadamente como funciona um sistema DAF, etapa a etapa, e o que distingue uma unidade que atinge os seus objetivos de efluentes de uma que fica aquém.
Este manual destina-se a engenheiros e operadores de instalações que tenham de especificar ou resolver problemas numa unidade DAF. Se pretender adquirir o próprio equipamento, consulte o nosso sistema de flotação por ar dissolvido página com os modelos e as especificações.
O que é um sistema de flotação por ar dissolvido?
Um sistema de flotação por ar dissolvido é um separador sólido-líquido que utiliza bolhas finas de ar para elevar a matéria em suspensão até à superfície da água, para posterior remoção. É a opção padrão quando os contaminantes são mais leves que a água ou têm uma densidade próxima da neutra — óleos, gorduras, fibras e sólidos coagulados quimicamente que se depositam lentamente ou nem sequer se depositam. O DAF é amplamente utilizado para reduzir os sólidos em suspensão, diminuir a DQO e a DBO e remover o óleo antes de a água ser reutilizada ou descarregada.
A ideia central é simples: fazer com que o contaminante flutue. Os clarificadores por gravidade esperam que os sólidos se depositem, o que é um processo lento e ineficaz no caso de materiais leves. O DAF inverte esse processo, ligando ar flutuante aos sólidos para que estes subam em minutos, em vez de horas.
Resumindo: O DAF faz com que os contaminantes flutuem com a ajuda de microbolhas, em vez de os fazer assentar — é mais rápido e funciona com óleo e sólidos leves que a gravidade não consegue reter.
Como funciona um sistema DAF, passo a passo
Um sistema DAF funciona através da saturação de um fluxo de água com ar sob pressão e, em seguida, da libertação dessa pressão para formar microbolhas que se ligam aos sólidos coagulados e os fazem flutuar até à superfície. As cinco fases abaixo descrevem o ciclo completo, desde o influente bruto até ao efluente limpo.
1. Coagulação e floculação
As águas residuais brutas entram primeiro numa zona de reação química, onde um coagulante, como o PAC, neutraliza a carga das partículas finas, e um floculante, como o PAM, as agrupa em flocos maiores e mais leves. É aqui que começa uma boa flotação: as bolhas aderem aos flocos com muito mais facilidade do que às partículas finas dispersas, pelo que a dosagem e a mistura determinam o limite máximo de remoção.
2. Dissolução do ar sob pressão
Uma bomba de recirculação aspira água tratada e limpa e envia-a para um reservatório de ar dissolvido, onde um compressor de ar injeta ar sob pressão (normalmente 400–600 kPa). Sob pressão, dissolve-se na água uma quantidade de ar muito superior à que esta poderia reter em condições atmosféricas. Esta água saturada de ar é o motor de todo o processo.
3. Libertação de microbolhas
A água saturada de ar passa através de uma válvula de libertação para a zona de contacto, à pressão normal. A queda repentina de pressão força o ar dissolvido a sair da solução sob a forma de uma nuvem de microbolhas, com um diâmetro típico de 10–30 μm. Quanto menores e mais uniformes forem as bolhas, maior será a sua área de superfície e melhor será a sua aderência aos sólidos — um liberador de alta eficiência é o que produz bolhas finas e consistentes.
4. Flotação e separação
Nas zonas de contacto e separação, as microbolhas fixam-se aos flocos coagulados. À medida que as bolhas se acumulam, o aglomerado de flocos e bolhas torna-se mais leve do que a água e sobe até à superfície, formando uma camada de escória. A água clarificada acumula-se na zona de água limpa, situada abaixo.
5. Retirada de gordura e descarga de água limpa
Um skimmer de superfície raspa a espuma flutuante para um canal de lamas, para desaguamento, enquanto a água clarificada é aspirada do fundo e descarregada para a fase seguinte ou reutilizada. Parte da água limpa regressa à bomba de recirculação para produzir o próximo lote de água saturada de ar, e o ciclo continua.
Componentes principais de um sistema DAF
Cada componente de um sistema DAF desempenha uma função no ciclo de flotação e separação. A tabela abaixo apresenta os principais componentes e as respetivas funções.
| Componente | Função |
|---|---|
| Tanque de reação química | Coagulação e floculação de sólidos finos em flocos |
| Bomba de recirculação | Envia água limpa para o reservatório de ar dissolvido |
| Compressor de ar | Fornece ar pressurizado para a dissolução |
| Recipiente de ar dissolvido | Satura a água com ar sob pressão |
| Dispositivo de libertação de microbolhas | A pressão diminui, formando bolhas de 10–30 μm |
| Raspador de skimmer | Remove a espuma flutuante para o canal de lamas |
| Painel de controlo | Controla o funcionamento das bombas, a dosagem e o controlo de nível |
O que faz com que um sistema DAF funcione bem
A diferença entre uma unidade DAF que cumpre as especificações do efluente e outra que se desvia dessas especificações resume-se à qualidade das bolhas, à mistura e à carga hidráulica. Três valores são os mais importantes.
- Tamanho das bolhas de 10–30 μm. Bolhas mais pequenas e uniformes proporcionam uma maior área de superfície e uma maior probabilidade de se fixarem a cada floco, o que aumenta a remoção com a mesma taxa de ar.
- Eficiência de mistura gás-água superior a 95%. Quanto mais ar estiver efetivamente dissolvido na corrente de reciclagem, maior será o número de bolhas por litro e maior será a força de elevação disponível para os sólidos.
- Carga superficial de 10–30 m³/(m²·h). Isto define a quantidade de água que a zona do tanque consegue clarificar. Se ultrapassar esse limite, as bolhas não têm tempo de levantar os sólidos antes de a água sair.
Um caudal de afluente estável é tão importante quanto o equipamento. Um tanque de equalização a montante do DAF atenua os picos de caudal, de modo a que a dosagem e a carga de bolhas se mantenham adequadas à carga de sólidos, tal como abordado no nosso Guia sobre o tratamento de águas residuais em circuito fechado.
DAF vs. sedimentação por gravidade e clarificadores de lamelas
Os clarificadores DAF, por sedimentação por gravidade e de lamelas separam todos os sólidos da água, mas cada um é mais adequado em situações diferentes. O DAF faz com que os materiais leves e oleosos flutuem; as unidades de sedimentação e de lamelas fazem com que os sólidos densos se depositem no fundo. A escolha depende do facto de os seus contaminantes serem mais leves ou mais pesados do que a água.
No caso de sólidos densos e de sedimentação rápida, um clarificador de lamelas oferece uma maior área de sedimentação num espaço reduzido e tem custos de funcionamento mais baixos. Para óleo, gordura, fibras e sólidos leves coagulados quimicamente, o DAF é a opção mais adequada. Muitas instalações utilizam ambos os métodos — primeiro, sedimentam a fração pesada e, em seguida, submetem o restante ao processo de flotação.
O que um sistema DAF elimina
Um sistema DAF destina-se a remover sólidos em suspensão, óleos e gorduras, bem como a DQO e a DBO associadas a essa carga. Uma vez que trata materiais leves e emulsionados, é adequado para uma vasta gama de indústrias — petroquímica, alimentar e de abate, impressão e tingimento, papel, farmacêutica e reutilização de águas tratadas. Na prática, constitui a etapa fundamental para a redução de sólidos em suspensão e óleo antes do tratamento biológico, da descarga ou da reutilização da água.
Perguntas frequentes
Um sistema DAF dissolve ar na água reciclada sob pressão e, em seguida, liberta a pressão para formar microbolhas de 10–30 μm. As bolhas aderem aos sólidos coagulados e fazem com que estes flutuem até à superfície, onde um skimmer remove a espuma. A água clarificada é retirada do fundo para descarga ou reutilização.
O DAF faz com que os contaminantes subam à superfície com bolhas de ar, pelo que é adequado para óleo, gordura e sólidos leves ou coagulados. Um clarificador por gravidade ou de lamelas faz com que os sólidos densos se depositem no fundo. O DAF é mais rápido no tratamento de materiais leves; os clarificadores são mais simples e económicos para sólidos pesados que se depositam rapidamente.
Normalmente, 10–30 μm. As bolhas mais pequenas e uniformes proporcionam uma maior área superficial por litro de água de recirculação, o que melhora a sua aderência aos flocos e aumenta a eficiência de remoção com a mesma taxa de insuflação de ar.
Sólidos em suspensão, óleos e gorduras, bem como a carga associada de DQO e DBO. O DAF também é utilizado para a remoção de fósforo no tratamento terciário e para a recuperação de material fino em alguns fluxos de reciclagem. É mais eficaz no tratamento de contaminantes leves e emulsionados.
Um coagulante, como o PAC, neutraliza a carga das partículas, e um floculante, como o PAM, agrupa as partículas finas em flocos maiores que as bolhas conseguem levantar. A dosagem correta e a agitação suave no tanque de reação determinam o limite máximo do desempenho do DAF.
Precisa de um sistema DAF adequado às suas águas residuais? Indique-nos o caudal, as características do influente e os objetivos para o efluente, e a nossa equipa irá definir as especificações do modelo adequado — ver o sistema DAF ou solicitar um orçamento.
