Estudios de caso de antiespumantes para el tratamiento de aguas residuales
La espuma es esencialmente un sistema de dispersión donde el gas se dispersa dentro de un líquido y su estabilidad depende de tres factores clave:
1. Tensión superficial: Las fuerzas de cohesión entre las moléculas en la superficie del líquido forman una “membrana elástica” que evita el escape del gas;
2. Tensioactivos: Sustancias como detergentes o proteínas se adsorben en la interfaz gas-líquido, reduciendo la tensión superficial y formando una capa protectora;
3. Viscosidad: Los líquidos de alta viscosidad retrasan la ruptura de las burbujas, lo que hace que la espuma sea más duradera.
El principio de funcionamiento del antiespumante para el tratamiento de aguas residuales
Los antiespumantes para el tratamiento de aguas residuales alteran la estabilidad de la espuma a través de interacciones físicas y químicas sinérgicas, con su mecanismo principal simplificado en cuatro etapas:
1. Penetración: Las moléculas deformadoras penetran la superficie de la espuma. Con una tensión superficial extremadamente baja, se difunden rápidamente a la interfaz gas-líquido, desplazando los surfactantes y debilitando la película protectora de la espuma.
2. Propagación y desplazamiento: El antiespumante altera la estructura de la espuma al extenderse por la superficie para formar una monocapa. Esto expulsa los surfactantes de la interfaz, aumentando la tensión superficial local. Según el efecto Marangoni, este gradiente de tensión induce el flujo de fluido, provocando el adelgazamiento y la ruptura de las paredes de la espuma.
3. Formación de puentes y coalescencia: Los antiespumantes de aguas residuales aceleran el colapso de ciertos antiespumantes (p. ej., poliéteres) al formar estructuras de "puente" en las superficies de la espuma, conectando burbujas adyacentes para promover la coalescencia y la ruptura. Otros (p. ej., aceites minerales) se hunden hasta la base de la burbuja debido a las diferencias de densidad, desestabilizando aún más la espuma.
4. Supresión de espuma: Los antiespumantes para aguas residuales impiden que los antiespumantes regenerados se dispersen en el líquido como micropartículas. Adsorben continuamente los surfactantes recién formados, inhibiendo así la formación de espuma secundaria.
Estudios de caso de antiespumantes para el tratamiento de aguas residuales
1. Descripción general del sitio: Una planta de tratamiento de aguas residuales en una ciudad de Oriente Medio enfrentaba graves problemas de formación de espuma: la acumulación excesiva de espuma en los tanques de aireación obstruía los equipos y dificultaba las pruebas de calidad del agua. El análisis reveló que las causas principales eran el alto contenido de detergente (tensioactivo) en el afluente y las proteínas generadas por la descomposición de la materia orgánica.
2. Solución:
1) Adición de agente antiespumante para aguas residuales: se seleccionó un antiespumante compuesto por su doble capacidad de descomposición rápida de la espuma y supresión de espuma de larga duración.
2) Método de aplicación: La dosis (50-100 ppm) se determinó mediante pruebas piloto para evitar que la adición excesiva reduzca la actividad de los lodos.
3) Tratamiento sinérgico: Los ajustes combinados en los niveles de aireación y la mayor adición de fuentes de carbono optimizaron el entorno de degradación microbiana.
4) Efecto del tratamiento: Dentro de los 30 minutos de aplicación, la altura de la espuma se redujo en un 80%; se disipó completamente en 2 horas sin recurrencia durante las 48 horas siguientes, manteniendo estable el cumplimiento de la calidad del efluente.
