Sem dúvida que cada tecnologia de bomba pode oferecer uma série de opções e vantagens aos técnicos das estações de tratamento de águas residuais, o desafio é saber como escolher as bombas doseadoras mais adequadas para cada aplicação de dosagem de produtos químicos no tratamento de águas residuais.
À primeira vista, o tratamento de águas residuais pode parecer simples. A água suja passa por uma instalação de tratamento de águas residuais, onde as impurezas ou partículas poluentes são removidas. Quando a água atinge um nível de purificação pré-determinado, é libertada para o ambiente ou enviada para reutilização.
Produtos químicos e bombas doseadoras para tratamento de águas residuais
Na realidade, o tratamento de águas residuais é um processo complicado que envolve passos críticos que têm de ser executados segundo padrões exigentes por equipas altamente técnicas. O sistema só é eficaz quando são utilizados os produtos químicos corretos para tratar a água, e estes produtos químicos podem abranger uma vasta gama de níveis de pH, viscosidades, compatibilidades de materiais e caraterísticas de manuseamento.
Alguns dos produtos químicos mais utilizados em aplicações de tratamento de águas residuais, as suas caraterísticas e a forma como influenciam as bombas doseadoras são descritos abaixo.
Hipoclorito de sódio
Amplamente conhecido como lixívia, este líquido é mais frequentemente utilizado para a desinfeção à saída da estação de tratamento de águas residuais. Este produto químico é um dos mais difíceis de manusear porque corrói os metais com os quais entra em contacto e não pode ser misturado ou armazenado com amoníaco ou outros ácidos, orgânicos e agentes redutores utilizados nas estações de tratamento.
Também é difícil devido à sua tendência para libertar gases, o que pode provocar o sobreaquecimento das bombas doseadoras. Para evitar este fenómeno, estão disponíveis válvulas de ventilação especiais para bombas de diafragma. Podem também ser utilizadas bombas peristálticas, que não permitem a ocorrência deste fenómeno.
Ácido sulfúrico
Utilizado para o ajuste do pH, este produto químico é fornecido na forma concentrada ou diluída. A utilização de metais deve ser evitada para as peças em contacto com o ácido, uma vez que estes se corroem rapidamente. Devem ser utilizados materiais plásticos como o PVC ou o PVDF.
Hidróxido de sódio ou soda cáustica:
Este produto químico, que também é usado para ajuste de pH, é normalmente fornecido em concentrações de 25 a 50%. Os elastómeros das bombas doseadoras, como o Viton (um material frequentemente utilizado para as juntas tóricas das bombas doseadoras), não são compatíveis com o hidróxido de sódio, sendo necessários outros materiais como o EPDM ou o PVDF.
Especialmente em soluções altamente concentradas, este produto químico tende a cristalizar-se na bomba se esta permanecer inativa durante um período de tempo. Válvulas especiais ou cabeças de bomba podem ajudar a resolver este problema. Em alternativa, seria necessário efetuar uma manutenção frequente destes elementos.
Bissulfito de sódio
É um dos agentes desclorificantes mais utilizados no tratamento de águas. Normalmente, é necessário um misturador para manter este produto químico em solução no depósito de abastecimento da bomba doseadora. Os materiais adequados para este produto químico são os plásticos, como o PVC e o PVDF, e os metais, como aço inoxidável AISI 316.
Polímero de emulsão
Utilizado como floculante para ajudar o equipamento de desidratação de lamas numa instalação de tratamento de águas residuais, este produto químico é extremamente viscoso. São frequentemente necessárias bombas de diafragma com cabeça de elevada viscosidade, bombas de pistão ou bombas peristálticas.
O papel dos técnicos de instalações
Quando confrontados com vários produtos químicos com caraterísticas únicas de manuseamento e aplicação, os operadores das instalações têm de ter a certeza de que selecionaram as tecnologias de bombas doseadoras certas para as suas aplicações de dosagem.
Uma vez que não existe uma solução única para todos os casos, é provável que o estabelecimento da operação de manuseamento de produtos químicos mais eficiente, eficaz e segura no tratamento de águas residuais exija a utilização de diferentes tipos de tecnologias de bombagem, todas elas com o seu próprio conjunto de benefícios para a operação.
Bombas doseadoras principais para tratamento de águas residuais
Existem quatro tecnologias principais. Os operadores das instalações podem otimizar as operações selecionando a melhor combinação destas opções.
Descrevem-se a seguir quatro tecnologias de bombagem que, se aplicadas corretamente, podem desempenhar um papel fundamental numa operação optimizada de tratamento de águas residuais.
1. bombas doseadoras mecânicas de diafragma
As bombas doseadoras de diafragma acionadas mecanicamente são fáceis de implementar e operar, o que as torna uma alternativa atractiva para muitas aplicações. Tendem a ter um custo inicial mais baixo do que outros modelos de bombas doseadoras motorizadas, especialmente com caudais mais elevados, mas podem ter custos de funcionamento mais elevados.
Uma vez que a membrana está ligada ao pistão para um retorno positivo, normalmente assistido por uma mola, estas bombas oferecem uma excelente capacidade de elevação de aspiração e podem manusear líquidos gasosos, como o hipoclorito de sódio, e produtos químicos mais viscosos.
A capacidade de pressão de descarga destas bombas é algo limitada, uma vez que muitas têm uma pressão máxima de 7 a 10 bar. A exatidão é tipicamente de +/- 2%.
Geralmente não são fornecidas com uma válvula de segurança incorporada, pelo que é frequentemente necessária uma válvula de segurança externa para evitar danos na bomba numa situação de sobrepressão.
2. bombas doseadoras de diafragma hidráulicas
Sendo uma bomba de baixa manutenção concebida para 20 anos de serviço, as bombas doseadoras de diafragma com acionamento hidráulico são ideais para funcionar nas condições mais adversas de manuseamento de produtos químicos. A sua longevidade e requisitos mínimos de manutenção são possíveis porque a maioria das suas peças móveis estão submersas num banho de fluido hidráulico e porque o diafragma é hidraulicamente equilibrado.
Hidraulicamente equilibrado significa que o fluido hidráulico está no lado do óleo da membrana, enquanto o produto químico que está a ser bombeado está no outro lado (lado húmido ou do processo) da membrana. O pistão, interno à bomba, empurra o óleo contra o diafragma, mas nunca entra em contacto direto com ele. Estas bombas são capazes de bombear com contrapressões extremamente elevadas, pelo que as linhas de distribuição longas não constituem um problema.
As bombas hidráulicas de diafragma estão equipadas com uma válvula de alívio interna ajustável que evita uma situação de sobrepressão, que poderia danificar a bomba. Oferecem também uma precisão de dosagem de +/- 1%.
3. Bombas doseadoras electromagnéticas
As bombas doseadoras com solenoide ou acionadas por solenoide são uma opção económica nas operações de tratamento de águas residuais para aplicações de dosagem de produtos químicos de baixo caudal/baixa pressão. Normalmente, estão disponíveis até um máximo de cerca de 100 litros por hora. Com estas capacidades, as pressões máximas são inferiores a 1 bar.
Para caudais baixos (3-4 l/h), podem atingir 20 bar. Oferecem uma precisão de dosagem repetível de +/- 3%. Normalmente requerem a instalação de uma válvula de segurança externa para evitar danos na bomba devido a sobrepressão.
4. Bombas peristálticas
Esta tecnologia de bombagem de conceção simples é ideal para o manuseamento de produtos químicos viscosos e abrasivos. O design inclui um rotor com sapatas ou rolos que apertam a mangueira ou tubo e empurram o líquido para a saída. As bombas peristálticas podem funcionar a seco, uma caraterística que outras tecnologias não podem oferecer porque os seus componentes podem ficar danificados em condições de funcionamento a seco.
As bombas peristálticas também não têm válvulas que possam ficar obstruídas. Esta é uma consideração importante quando a bomba tem de ser parada durante o funcionamento de um produto. A ausência de válvulas numa bomba peristáltica elimina quaisquer problemas de entupimento, especialmente ao manusear líquidos viscosos ou aqueles que solidificam ou gelificam quando parados. Isto também torna a bomba peristáltica ideal para o manuseamento de produtos químicos abrasivos ou corrosivos.
Apoio dos fabricantes
Embora estas tecnologias de bombagem possam proporcionar uma lista de vantagens aos operadores de estações de tratamento de águas residuais, o desafio é saber qual a melhor bomba para cada aplicação de dosagem química. É aqui que o fabricante da bomba pode dar uma ajuda.
Muitos fabricantes de bombas também concebem e fabricam muitos dos componentes que fazem parte de um sistema completo de alimentação de produtos químicos, por exemplo, válvulas de segurança e de contrapressão, colunas de calibração, reservatórios, misturadores, acessórios de injeção e painéis de controlo.
Alguns oferecem o sistema completo de alimentação química como uma opção e podem construir um sistema para satisfazer as necessidades específicas da estação de tratamento. Embora a tarefa de equipar adequadamente uma instalação de tratamento possa ser assustadora, os fabricantes dos vários componentes que serão utilizados para otimizar o sistema, ou o fabricante de um sistema completo, podem ajudar a determinar a melhor forma de equipar a instalação.
Otimização do funcionamento de bombas doseadoras para o tratamento de águas residuais
Assegurar que as comunidades têm a água mais limpa possível coloca uma grande pressão sobre as instalações de tratamento de água e de águas residuais para que realizem o seu trabalho da forma mais eficaz, eficiente e segura possível. Os vários produtos químicos que podem ser necessários nos diferentes processos de tratamento apenas aumentam o risco para o operador da instalação.
Uma operação só atingirá o máximo de desempenho adequado se forem escolhidas as melhores tecnologias de bombagem para cada um dos muitos processos críticos de dosagem de produtos químicos.
