Flotación por aire disuelto (DAF) en tratamiento de agua

La flotación por aire disuelto, conocida por su sigla en inglés DAF, es la técnica de separación más eficaz cuando lo que hay que remover flota o tiene densidad cercana a la del agua: grasas, aceites, algas y flóculos livianos. Se apoya en microburbujas que se adhieren a la partícula y la arrastran a la superficie, donde un barredor la retira. Es la alternativa a la sedimentación cuando la gravedad no alcanza. Lo que la flotación no separa, porque nunca fue una fase aparte, es la carga disuelta: esa fracción se define en el diseño de la oxidación avanzada sobre la DQO remanente.

Qué es la flotación por aire disuelto

En el tratamiento de agua, la separación eficiente de partículas y contaminantes determina la calidad del efluente. El proceso DAF satura agua con aire a presión y la despresuriza en la cámara de flotación: al bajar la presión, el aire disuelto precipita en microburbujas de 40 a 70 micras que se adhieren a los flóculos y los llevan a la superficie.

La diferencia con otros métodos de flotación está en el tamaño de burbuja y en el tipo de partícula que puede capturar. Cuanto más fina la burbuja, mayor la superficie de contacto por volumen de aire y mejor el rendimiento sobre partículas pequeñas.

Tipos de flotación y cuándo usar cada uno

• Flotación por aire disuelto (DAF): microburbujas de 40 a 70 micras, orientada a clarificación fina.
• Flotación mecánica: burbujas de 0,2 a 2 mm, típica de la flotación espumosa en minería.
• Flotación asistida: burbujas de 2 a 5 mm, para remover grasas y aceites en efluentes industriales.

DAF

• Aplicación principal: clarificación de agua y efluentes.
• Ventaja: remoción de partículas finas y de baja densidad que no sedimentan.
• Tamaño de burbuja: 40 a 70 micras.
• Eficiencia: alta capacidad de retención con bajo consumo energético frente a los métodos mecánicos.

Flotación mecánica

• Aplicación principal: minería, flotación espumosa para concentración de minerales.
• Ventaja: manejo de partículas de mayor tamaño.
• Tamaño de burbuja: 0,2 a 2 mm.
• Consumo energético: mayor, con potencias de entrada del orden de 60 a 120 Wh/m³.

Flotación asistida

• Aplicación principal: remoción de grasas y aceites en efluentes industriales.
• Ventaja: proceso rápido, con tiempos de retención de 5 a 15 minutos.
• Tamaño de burbuja: 2 a 5 mm.

Ventajas operativas del DAF

Clarificación superior

El DAF remueve partículas finas y de baja densidad que un sedimentador no captura, lo que lo hace apto donde la calidad del agua debe cumplir estándares estrictos y donde la carga de grasas es alta.

Versatilidad

• Alimentos y bebidas: remoción de grasas y aceites de efluentes de proceso.
• Química y petroquímica: clarificación de efluentes complejos.
• Municipal: potabilización de aguas con algas y baja turbidez, donde la sedimentación rinde poco.
• Minería: clarificación de agua de proceso y de efluentes con sólidos livianos.

Uso eficiente del aire

Con caudales de aire del orden de 15 a 50 Nl/m³ y microburbujas que maximizan la superficie de contacto, el DAF logra una separación más eficiente que los métodos tradicionales para el mismo tipo de partícula.

Lo que el DAF no resuelve

La flotación separa fases: no degrada contaminantes disueltos ni remueve iones. Después del DAF, el efluente puede seguir teniendo DQO soluble, hidrocarburos disueltos, metales o amonio. El tren se completa según el caso:

• Crystolite® como pulido submicrónico hasta 0,5 micras, con retrolavados de 5 a 10 minutos que usan hasta 80% menos agua.
• Zeosorb® para amonio, metales pesados y materia orgánica disuelta, filtrando además hasta 3 micras.
• Catalytic Carbon® para fenoles, orgánicos disueltos, cloro y cloraminas; el criterio para dimensionar ese lecho y anticipar la curva de ruptura está en la adsorción con carbón activo.
• La línea de oxidación avanzada de Watch Water® cuando queda DQO no biodegradable.

Recomendaciones de implementación

1. Dimensionar sobre el efluente real: caracterizar sólidos, grasas y densidad de las partículas antes de definir la carga superficial y la relación aire/sólidos.
2. Cuidar la coagulación previa: el DAF flota flóculos; sin una desestabilización correcta, la microburbuja no encuentra a qué adherirse. Vea el artículo sobre coagulación y floculación.
3. Mantener el sistema de saturación: limpieza periódica de inyectores y boquillas, e inspección del compresor y del tanque de saturación.
4. Prever la línea de barros: el lodo flotado sale con alta humedad y fija la carga de la etapa siguiente, por lo que el espesamiento y la deshidratación de lodos se dimensionan junto con el DAF y no después.

Datos de contexto

• Una proporción significativa de las plantas de tratamiento del mundo emplea flotación por aire disuelto para clarificación, sobre todo con aguas con algas o baja turbidez.
• Los sistemas DAF presentan un consumo energético sensiblemente menor que los métodos mecánicos en aplicaciones de clarificación.
• En la industria argentina, el DAF es habitual en efluentes de la industria alimenticia y química.

Evaluemos su efluente

GWC analiza la caracterización del efluente y el límite de vertido para definir si corresponde flotación, sedimentación o una combinación, y completa el tren con medios y químicos Watch Water®. Si el análisis muestra DQO soluble por encima del límite aun con la flotación funcionando bien, la decisión siguiente está entre las alternativas para tratar la DQO recalcitrante.

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Fuentes consultadas

• US Environmental Protection Agency
• Organización Mundial de la Salud
• International Development Research Centre