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Cabecera del apartado de Preguntas Frecuentas de los sistemas de flotación de aire disuelto (DAF).

Todo sobre los sistemas de flotación por aire disuelto – Respondiendo a las FAQs

Aquí encontrarás respuestas detalladas a las dudas más y menos comunes relacionadas con la tecnología de flotación por aire disuelto. Desde conceptos básicos hasta consultas técnicas más específicas, esta sección está diseñada para obtener información precisa, fiable y actualizada sobre el funcionamiento, aplicaciones y ventajas de los sistemas DAF.

Aspectos generales de la flotación por aire disuelto

1. ¿Qué es la flotación por aire disuelto (DAF)?

La flotación por aire disuelto (DAF) es una tecnología de clarificación muy utilizada en el tratamiento fisicoquímico de aguas residuales y en la concentración de fangos.  Esta tecnología separa los sólidos en suspensión, aceites y grasas de los efluentes mediante la aportación de aire en forma de microburbujas que hacen flotar a las partículas a las que se adhieren.

2. ¿Cómo funciona un sistema de flotación por aire disuelto?

Un sistema DAF funciona en continuo. El efluente se conduce al tanque del flotador, a cuya entrada se mezcla con parte del caudal del vertido saturado de aire a presión. Las microburbujas de aire formadas en la despresurización se adhieren a los SS contenidos en el efluente y los hace ascender a la superficie donde son evacuados mediante barredores. El efluente clarificado se recoge por la zona superior del flotador, por debajo de la capa de flotantes.

Imagen de un esquema que explica el funcionamiento de un sistema de flotación por aire disuelto, más conocido como DAF.

3. ¿Cuáles son las principales aplicaciones de los sistemas DAF?

Los sistemas DAF se utilizan tanto en clarificación de aguas, como en procesos de separación y concentración de contaminantes en distintas industrias, tanto para sus productos como para sus residuos. Los sistemas DAF ofrecen un excelente rendimiento para la separación de sólidos suspendidos, aceites, grasas, emulsiones y sustancias de baja o media densidad. Además, en el proceso se elimina la materia orgánica y otros contaminantes (nutrientes, metales, etcétera) asociados a los sólidos eliminados. También, si el diseño del proceso fisicoquímico es correcto, se precipitan sales y otros componentes que se eliminarán como sólidos.

  • En aguas residuales, sus principales aplicaciones son:
  • Concentración de fangos
  • Clarificación primaria
  • Clarificador secundario para reactores biológico aerobio y anaerobios
  • Desalinización de agua de mar

4. ¿Por qué se utiliza la flotación por aire disuelto en el tratamiento de aguas residuales?

Frente a otros tratamientos de clarificación de efluentes, el sistema DAF permite trabajar a cargas hidráulicas (4 – 6 m3/m2/h) y cargas másicas elevadas (3 – 5 Kg/m2/h). lo que favorece un menor espacio ocupado. Además, se obtienen rendimientos de separación de contaminantes del orden del 95 – 99 %) y los fangos resultantes tras este proceso son de mayor concentración (3 – 5%) que los obtenidos en otros procesos (sedimentación).

5. ¿Qué industrias usan comúnmente sistemas DAF?

En general, los sistemas DAF son una excelente tecnología para separar los sólidos suspendidos presentes en las aguas residuales industriales. No obstante, existen sectores en que su utilización es más habitual debido a la naturaleza de los sólidos presentes en el agua a tratar, como es el caso de:

  • Industrias alimentarias (lácteas, cárnicas, bebidas, aceites y grasas… etc.).
  • Industria textil
  • Industria metalúrgica
  • Industria farmacéutica
  • Industria papelera
  • Refinerías y petroquímicas
  • Tratamiento de aguas potables y residuales urbanas
  • En general, como sistema de concentración de lodos y productos

6. ¿Cómo se compara la tecnología DAF con la sedimentación?

Son dos tecnologías destinadas a la clarificación de efluentes. Para compararlas utilizamos sus parámetros de diseño, así como los costes de explotación y su capacidad para producir fangos. En el siguiente cuadro se indican valores orientativos:

ConceptoUnidadDAFSedimentación
Carga hidráulicam3/m2/h4 – 150,8 – 2,5
Carga másicaKg/m2/h3 – 201 – 2
Rendimiento Separación SS%>95>90
Rendimiento Separación aceites y grasas%>98≥60
Consumo de reactivos–Coagulante/ floculanteCoagulante/ floculante
Consumo energíakW/m31,5 – 20.5 – 1
Conc, fangos%3 – 60,6 – 2

7. ¿Se separan por flotación todos los sólidos suspendidos presentes en las aguas residuales?

Los sólidos suspendidos a los que se asocien las microburbujas de aire introducidas en la corriente del agua residual, tenderán a flotar por su pérdida de densidad aparente; no obstante, los sólidos más pesados precipitarán y quedarán en el fondo del flotador. Los DAF incluyen un sistema de purga de los lodos decantados, El rendimiento de separación de los DAF llega a superar el 95%, dependiendo del tipo de efluente.

8. ¿Es costoso un equipo DAF?

Los flotadores DAF suelen estar construidos en materiales metálicos (Aceros protegidos y aceros inoxidables) o en materiales plásticos (PRFV, PP), y tienen asociado un sistema de compresión y disolución de aire mediante un bombeo y un calderín presurizado, con el correspondiente sistema de descompresión e inyección. El resultando es aparentemente más costoso que un sistema de sedimentación convencional; no obstante, si tenemos en cuenta que podemos eliminar un posible espesador de lodos separados, y que el espacio requerido es mucho menor, el proceso es muy rentable y eficiente.

9. ¿Es un sistema DAF eficiente para la separación de emulsiones, aceites e hidrocarburos?

Los sistemas de DAF son la tecnología más eficiente para separar aceites e hidrocarburos. Esto es debido al efecto coalescente que las microburbujas de aire tienen sobre estas sustancias, que son inmiscibles con el agua, y que se suelen presentar como micelas coloidales. Además, en muchos casos, no se precisan reactivos para la separación, ya que acostumbran a tener densidades bajas; por lo que el proceso DAF permite recuperar muchos de estos compuestos.

10. ¿Cuál es el rol de un equipo DAF en una planta de desalación?

La flotación DAF es muy eficaz como tratamiento primario en desalación, ya que protege a las membranas de osmosis inversa del ensuciamiento que acorta su vida útil y reduce su rendimiento. Permite obtener una elevada tasa de separación de los sólidos suspendidos, las células de algas, los aceite, las grasas y los hidrocarburos que no pueden eliminarse por sedimentación, protegiendo así a los subsiguientes procesos de desalación. Además, minimiza los subproductos de algas y sus toxinas que podrían llegar a la red de suministro de agua potable.

11. ¿Cuánto espacio ocupa un sistema DAF?

El tamaño de los equipos DAF varia en función del volumen de aguas a tratar, pero una unidad ocupa habitualmente menos espacio que otros sistemas de clarificación de aguas residuales, ya que puede trabajar a altas cargas hidráulica y másica. Adicionalmente, se elimina la necesidad de instalar un equipo de espesado de fangos gracias a que los sistemas DAF también pueden cumplir esta función.

12. ¿Es complejo el montaje de un sistema DAF?

Un equipo de flotación por aire disuelto se acostumbra a suministrar montado desde taller, lo que simplifica notablemente la instalación en su ubicación final. Además, como la obra civil necesaria para su implantación es mínima, el plazo de implementación también lo es.

Únicamente se deberán conectar las acometidas de vertido, neumática y eléctrica, y, a lo sumo, conexionar el sistema de compresión e inyección de aire (bombeo/calderín/inyector) con el cuerpo del flotador, y el conjunto de acondicionamiento químico que se suele suministrar en un skid. (Floculador PFL para coagulación-floculación – SIGMADAF)

13. ¿Es compleja la puesta en marcha de un equipo DAF?                             

Los equipos DAF son habitualmente pre montados y probados en taller. Esto simplifica mucho la tarea de puesta en marcha en campo, pues la mayor parte de automatismos ya están programados en su PLC, y tan solo se deben ajustar las presiones y caudales de operación y recirculación. Las dosificaciones de reactivos se ajustan en obra mediante sistema Jar test, para optimizar su rendimiento.

Preguntas técnicas

1. ¿Cuáles son los componentes de un sistema DAF?

Los principales componentes de un sistema DAF son:

  • Tanque de flotación en el que se produce la separación de SS y flotantes.
  • Sistema de presurización de aire en una parte del efluente clarificado que se recircula a la entrada. El sistema incluye un bombeo, y un calderín de presurización en el que se inyecta y disuelve el aire a presión.
  • Sistema de difusión que permite la formación uniforme de microburbujas de aire despresurizado.
  • Extracción de SS flotantes compuesto por rascadores superficiales
Foto de un esquema de un sistema de flotación por aire disuelto DAF.

2. ¿Cuál es la presión óptima para operar un DAF?

La presión habitual a que se introduce el aire en el circuito de presurización para obtener los resultados de separación esperados es de 3 – 6 bar., pero depende de varios factores:

  • Características del agua a tratar: Factores como la carga y tipo de contaminantes a separar, o la temperatura, son determinantes para el diseño del equipo.
  • Proporción agua-aire. Hay una relación directa entre presión a aportar y aire disuelto en el agua, (Aprox. 0,05 Kg aire /Kg SS/h,  a 5 bar).
  • Tamaño de las microburbujas. La presión afecta el tamaño de las burbujas (el deseado es ≤50 µm).

3. ¿Cuál es el papel de los coagulantes y floculantes en el proceso de flotación por aire disuelto?

En muchas ocasiones, los sólidos suspendidos presentes en los efluentes están en forma de coloides que se mantienen en suspensión debido a su carga eléctrica. Para poderlos separar, se procede en primer lugar, a la adición de reactivos coagulantes que neutralizan su polaridad (FeCl3, Al2 SO4, PAC, etc.), y a continuación se dosifican floculantes, que son polímeros de cadena larga con los que se forman “flocs” separables.

4. ¿Cómo se disuelve el aire en agua en un sistema DAF?

Para disolver aire a presión en agua, una parte del agua clarificada que sale del tanque DAF se bombea a un pequeño recipiente a presión (calderín), en el que también se introduce aire comprimido a la misma presión. De esta forma, el efluente se sobresatura de aire que es el que corresponde a esa presión y a esa temperatura, según la ley de Henry.

Imagen donde se puede observar qué es la Ley de Henry y su formulación.

5. ¿Cómo se forman microburbujas de aire en el efluente para producir la flotación en un DAF?

La corriente de efluente saturado de aire se recircula a la entrada del tanque de flotación y fluye a través de una válvula reductora de presión justo cuando accede a un mezclador con el agua residual bruta. Esto provoca que el aire se libere en forma de pequeñas burbujas, cuyo tamaño influye directamente en la velocidad ascensional de los sólidos suspendidos a los que se asocian.

Esquema donde ser observa la velocidad de ascenso de burbujas de aire en medio acuoso.

6. ¿Cómo funciona el sistema de presurización y despresurización del aire?

Una parte del caudal tratado (10 – 50% del total) se somete a presión mediante una bomba en un calderín a 4 – 6 bar, en el que se inyecta aire a presión. Este flujo se recircula a cabeza del equipo y se despresuriza con una válvula reductora para mezclarse con el efluente a tratar, mediante un difusor con el que se consiguen microburbujas de aire que arrastran a los SS hasta la superficie.

7. ¿Cuáles son los caudales de diseño para sistemas DAF industriales?

Los caudales de diseño de los DAF dependen del tipo de efluentes que se producen en las distintas industrias. Así en industrias que vierten caudales importantes con baja o media carga de SS (potabilizadoras, Industrias alimentarias, petroquímica, etc.), se pueden prefabricar equipos de hasta 250 m3/h (ficha-FPBC-ES.pdf) mientras que para la industria química es habitual trabajar a caudales más bajos y cargas de SS más altas (ficha-FPAC-ES.pdf), y los equipos prefabricados no suelen superar los 150 m3/h.

En SIGMADAF fabricamos equipos DAF que pueden tratar desde 3 m3/h hasta más de 1.000 m3/h.

8. ¿Cuáles son los parámetros de diseño de sistema DAF?

Los parámetros que se utilizan para el diseño un equipo de flotación por aire disuelto son:

  • Caudal de diseño (m3/h)
  • SS /aceites y grasas (mg/l)                                                                     
  • Carga hidráulica (5 – 15 m3/m2/h)
  • Tiempo de retención (15 -30 minutos)
  • Caudal recirculado (15 – 50 % del caudal de aporte)
  • Aporte aire presurizado (0,05 Kg aire /Kg solidos/hr)

El tipo de industria y el proceso de donde procede el efluente también es básico para un correcto diseño del equipo DAF.

9. ¿Cómo voy a recibir un sistema DAF en mis instalaciones?

La instalación es sencilla, pero la puesta en marcha requiere conocimientos específicos en sistemas de tratamiento de aguas.

Nuestros equipos salen de taller completamente montados y probados. En función de las necesidades del cliente, el equipo se suele entregar en conjuntos modulares fácilmente ensamblables en obra, o completamente montados e interconectados (Plug&Play).  Para aplicaciones especiales, se pueden construir equipos a medida y en los materiales adecuados.

10. ¿En qué materiales se construyen los equipos de flotación por aire disuelto?

Esto depende de las características del efluente a tratar. Los sistemas DAF se construyen habitualmente en materiales metálicos: acero carbono, protegido con resinas epoxi, o acero inoxidable (AISI 304 /316). Para aguas de elevada corrosividad o salinidad, los DAF se pueden construir en materiales plásticos como el PRFV, PP, PVC, o PEHD.

11. ¿Cómo se lleva a cabo el tratamiento de aguas residuales en un sistema DAF?

El proceso consta de tres etapas básicas:

  • Acondicionamiento físico – químico (ajuste pH, coagulación / floculación)
  • Tanque de flotación y separación de SS
  • Sistema de presurización / despresurización de aire

El efluente se conduce a un sistema de mezcla con los reactivos del acondicionamiento químico, en el que se dispondrá de suficiente tiempo de contacto en las condiciones de agitación adecuadas.

De ahí se pasa al tanque de flotación al que se recircula parte del efluente que ha sido sobresaturado con aire a presión, y se separar los SS que ya estarán floculados y flotarán asociados a las microburbujas de aire.

Imagen de un esquema donde se muestra las tres fases del tratamiento de aguas residuales en un sistema DAF.

Operativa de los sistemas DAF

1. ¿Cómo mantener un sistema DAF en buenas condiciones para aumentar su vida útil?

A continuación, se listan una serie de acciones que permiten mantener un sistema DAF en buenas condiciones, garantizando una larga vida útil del equipo:

  • Comprobar que la bomba de recirculación funciona en su punto correcto de caudal y presión.
  • Mantener limpios el filtro de sólidos del circuito y el calderín de presurización.
  • Si hay dosificación de reactivos (coagulante/ floculante), comprobar que la preparación y dosificaciones son las correctas.
  • Asegurarse de la correcta compresión, descompresión del aire inyectado y de la difusión de microburbujas del tamaño efectivo (aprox. 50 µm),
  • Comprobar que el sistema de barrido de flotantes funciona correctamente.
  • Hacer mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos

2. ¿Cuál es la vida útil de una unidad DAF?

La esperanza de vida útil de un DAF puede ser superior a los veinte años, y depende básicamente de:

  • Naturaleza del efluente que se trata (agresividad del medio, carga de SS y aceites).
  • Material de construcción. Lo aceros inoxidables tienen mayor duración que los aceros protegidos y los plásticos.
  • Mantenimiento preventivo y correctivo adecuados.
  • Manipulación y operación correctas.
  • Evitar operaciones continuas con pocas paradas para mantenimiento.

3. ¿Cómo se calcula la eficiencia de eliminación de un DAF?

El cálculo se realiza en base a los contaminantes separados en función de los entrantes, en %:

Er = ((Conc. entrada – Conc. salida) /Conc. entrada) x 100

Este cálculo deberá de hacerse para cada parámetro contaminante, en base a la analítica de entrada y la de salida, ya que el rendimiento de separación de SS, aceites y grasas u otras sustancias será normalmente distinto.

4. ¿Qué factores afectan al rendimiento de un sistema DAF?

Los principales factores que afectan al buen funcionamiento de un DAF son:                             

  • Características del efluente a tratar (carga y tipos de SS, aceites, etc.)
  • Condiciones de operación (presión, temperatura)
  • Acondicionamiento químico (ajuste pH, coagulación, floculación)
  • Correcto diseño del flotador (Carga hidráulica, tiempo de retención, etc.)
  • Correcto diseño del sistema de recirculación y presurización
  • Correcto mantenimiento preventivo y correctivo.
  • Correcto diseño y mantenimiento de sistema de extracción de flotantes y sólidos sedimentados.

5. ¿Cómo optimizar la eficiencia energética de un sistema DAF?

La bomba de recirculación con un mayor consumo energético en un sistema DAF, ya que transporta parte del caudal tratado (10 – 40 %) y lo presuriza hasta 4 – 6 bar. La solución más adecuada a efectos de ajustar el consumo es la implementación de un variador de frecuencia en el sistema de arranque del cuadro de control.

El ajuste de presión y caudal y despresurización, así como el mantenimiento de los equipos, son cruciales para obtener un equilibrio que optimice el consumo energético.

6. ¿Es un sistema DAF eficiente para reducir la DQO de un efluente residual?

Un equipo DAF reduce la DQO de aceites, grasas y de la materia que se encuentra en suspensión o en forma coloidal, pero no la que esta disuelta. La acción de O2 del aire prácticamente no reduce la DQO, al igual que tampoco se desarrolla un proceso biológico que la afecte de forma sensible.

La reducción de DQO en un DAF puede variar entre un 20% y un 50%, dependiendo del tipo de efluente, de la adición de coagulantes/floculantes y del diseño del sistema.

7. ¿Se generan compuestos volátiles en un equipo de flotación por aire disuelto?

Un DAF pueden liberar a la atmósfera compuestos volátiles (COVs como tolueno, benceno, etc.) y gases como H2S, CH4 o NH3, que se encuentran presentes en el vertido. La liberación de estos compuestos se produce por los cambios de presión y por el arrastre de las microburbujas de aire. Asimismo, la liberación de COV depende de las características del efluente y de las condiciones de operación.

8. ¿Cómo se tratan los COV que escapan con los gases en un DAF?

Los compuestos volátiles y gases separados de un efluente tratado por flotación DAF deben ser tratados por procesos adecuados si superan los límites admisibles de emisiones gaseosas. Los sistemas de tratamiento de COV más utilizados son:

  • Adsorción en carbón activo (COVs y olores)
  • Oxidación térmica catalítica. (COVs altas cargas y refractarios)
  • Scrubbers para lavado de gases (gases en dilución (H2S, NH3, etc.)
  • Filtros biológicos (para productos biodegradables)

En este caso, el equipo DAF deberá estar cubierto o encapsulado, y los volátiles y gases separados deberán ser aspirados y conducidos al proceso de depuración seleccionado.

9 ¿Cómo afecta la presión del efluente a presurizar con aire en el rendimiento de un sistema DAF?

La presión del bucle de presurización de un sistema DAF está entre 3 y 6 bar. A mayor presión, mayor solubilidad del aire, y creación de microburbujas más abundantes y homogéneas, lo que mejora la flotabilidad de las partículas que se separen, aunque también se incrementa proporcionalmente el consumo energético.

El caudal de recirculación normal es del 10 – 40% del caudal de operación del DAF, dependiendo de la naturaleza y los SS del vertido a tratar. Si es caudal es muy bajo la distribución del aire no se realiza correctamente, y si el caudal es más alto, el tiempo de contacto en el saturador es menor, aunque la difusión de las burbujas de aire sea mejor, lo que puede afectar al rendimiento del DAF.

10. ¿Qué parámetros operativos son básicos para el buen rendimiento de un flotador DAF?

Un sistema DAF acostumbra a operar en continuo y es crítico que las condiciones de operación, tanto, a nivel de acondicionamiento químico (coagulación/floculación), como a nivel de ajustes operativos sean regulares:

  • Caudal
  • Presión de circuito
  • Tiempo de contacto
  • Aporte y difusión de aire.
  • Diseño del equipo.  
  • La composición del vertido debe ser lo más homogénea posible.

Mantenimiento y resolución de problemas

1. ¿Por qué mi sistema DAF no logra la eficacia de separación esperada?

Puede ser debido a:

  • Parámetros incorrectos de operación. Comprobar los caudales y las presiones de operación. 
  • Saturación incorrecta del aire. Verificar que se producen microburbujas en forma homogénea. 
  • Problemas con los parámetros químicos del proceso. Por pH o temperatura inadecuados, o por dosis de reactivos coagulante / floculante incorrectas.
  • Concentración de los contaminantes. Comprobar que las concentraciones de SS y aceites y grasas del efluente están dentro de los límites de diseño.

2. ¿Qué causa la acumulación excesiva de lodos en un sistema DAF?

Esta situación puede producirse por:

  • Mala separación de los lodos flotantes.  Por fallo, mala regulación u obstrucciones en el sistema de rascado superficial.
  • Problemas con las condiciones químicas del sistema. Debido a un mal ajuste en la dosificación de reactivos coagulantes y floculantes, así como del control de pH. incrustacion.PDF                          
  • Carga de contaminantes superior a la de diseño. 
  • Purga inferior de fangos ineficiente. Por atascos o tiempo de purga corto.
  • Caudales de operación / recirculación incorrectos.

3. ¿Por qué hay pérdida de aire en mi unidad DAF?

Las causas más comunes son las siguientes:

  • Presión baja en el circuito de recirculación.                                    
  • Fugas en tuberías o equipos del circuito.    
  • Posibles problemas con el compresor de aire o la bomba de recirculación.
  •  Burbujas demasiado grandes.
  • Fallos en la válvula de expansión o sistema de difusión.                       
  • Atascos por impurezas en el aire de aporte.                      
  • Temperatura baja del efluente.

4. ¿Cómo prevenir la incrustación o ensuciamiento en un sistema DAF?

Para prevenir el ensuciamiento de un equipo DAF es recomendable tamizar el efluente a la entrada del flotador para separar sólidos que puedan afectar al proceso.

Las incrustaciones se suelen originar por errores en la dosificación de químicos, o una temperatura de operación incorrecta. El control del pH y de la temperatura, así como el ajuste de coagulantes y floculantes evitan este problema.

Las contaminaciones biológicas también pueden generar ensuciamientos.

Un buen mantenimiento, que incluya lavados periódicos e incluso algún lavado químico, si es preciso, es la mejor prevención de los ensuciamientos.

5. ¿Cómo limpiar un sistema DAF?

Después de desconectar eléctricamente el equipo y vaciarlo:

  • Realizar un lavado con agua limpia a presión para un limpieza rutinaria.
  • Si existen incrustaciones, proceder con lavado ácido.
  • Si hay suciedad provocada por aceites, grasas, o materia orgánica, limpiar con NaOH o detergentes biodegradables.
  • Si es preciso, rascar o cepillar las superficies afectadas.
  • En todos los casos, revisar y limpiar bien los difusores y el sistema de aporte de aire, así como el circuito y bombeo de recirculación.
  • Para conseguir un buen contacto y agitación en el lavado, se puede utilizar el sistema de recirculación del equipo.

La frecuencia de lavado recomendada es semanal, y una trimestral a fondo, dependiendo de la carga operativa.

6. ¿Por qué aparecen flotantes malolientes en un sistema DAF?

Las causas más frecuentes son:

  • La descomposición anaerobia de materia orgánica en exceso, que puede producirse por deficiente eliminación de los lodos, lo que supondrá revisar las conducciones y sistema de barrido superficial de flotantes.
  • Desajuste de control de pH o dosificaciones de coagulante/ floculante
  • Problemas de ajuste de la aireación (caudal, presión, tamaño de las burbujas).
  • Posible presencia de compuestos, como sulfuros, mercaptanos u otros agentes potencialmente malolientes en el efluente.

7. ¿Por qué aparecen espumas en los flotantes de un DAF?

Pueden aparecer espumas por varias razones, entre ellas:

  • La presencia de detergentes o emulsiones pueden generar espumas en la superficie del DAF.
  • Por incorrecto control de pH o por una incorrecta coagulación / floculación.
  • Exceso de materia orgánica por alta concentración del aporte o deficiencia en su eliminación, lo que favorece su descomposición y posible formación de espumas flotantes.
  • Incorrecta regulación del aporte de aire

Si pese a las correcciones oportunas, la espuma persiste, se puede probar la dosificación de un antiespumante.

8. ¿Por qué se forman burbujas grandes y borboteos en un DAF?

En general, se suelen producir por un mal control en el aporte de aire (déficit o exceso), o por una presión incorrecta en el circuito presurizado. También pueden aparecer por fallos del sistema de presurización (válvulas /difusores) debido a su taponamiento o incorrecta regulación.

Un mal ajuste de la coagulación / floculación puede ser otra causa, ya que las microburbujas de aire tenderán a aglutinarse para formar otras mayores al no adherirse a los flóculos no formados, o por la descomposición de lodos orgánicos depositados o flotantes que pueden producir gases.

9. ¿Por qué varia la presión y el caudal del circuito de recirculación en un sistema DAF?

Estas variaciones pueden condicionar el correcto funcionamiento del DAF. Pueden ocurrir por varias razones, pero básicamente se producen cambios de presión caudal por problemas de fugas, atascos o incorrecto funcionamiento del circuito de recirculación y presurización de agua / aire, tanto en el bombeo, como en el depósito presurizado, las válvulas, difusores y tuberías.

Otra probable causa es la variación de las características del efluente (temperatura, SS,  o viscosidad).

10. ¿Por qué un efluente clarificado en un DAF,  y de aspecto transparente, puede contener elevada turbidez?

Esto puede ocurrir por la presencia de micropartículas, coloides  o aceites, que no son apreciables a simple vista. Esto puede ocurrir porque el ajuste químico de pH, coagulación / floculación, no ha sido el correcto, o porque el proceso de separación de estos SS mediante las microburbujas de aire no ha sido completo.

Deberán reajustarse estos parámetros y comprobar también el instrumento de media (turbidímetro). Una forma de detectarlo es el efecto Tyndall.

Representación del efecto Tyndall (Tyndall Effect).

11. ¿Por qué no arranca o se ha parado el sistema DAF?

Las causas pueden ser muchas, pero básicamente, se debe comprobar que los niveles de los tanques de aporte y salida del efluente no estén al mínimo y/o máximo respectivamente, pues estos niveles enclavan la instalación.

Oras causas pueden ser un problema eléctrico (falta de alimentación, térmico saltado, inoperancia de algún equipo fundamental, alarma en los controles automáticos), o un problema mecánico que active una alarma (caudal, presión, etc.).

Equipos DAF y otras tecnologías

1. ¿Cómo se compara la flotación por aire disuelto con la flotación por aire inducido?

La flotación DAF, IAF o CAF (Flotación por aire inducido), son procesos de separación sólido – líquido, que tienen en común que ambos utilizan burbujas de aire para la separación de los sólidos suspendidos presentes en los efluentes.

En los DAF se generan microburbujas de aire (50 – 100 µm) por despresurización. Éstas se dispersan de forma homogénea mediante sistemas adecuados de difusión, y se asocian a los sólidos que se encuentran en las aguas residuales, como es el caso de materia en suspensión, coloides, aceites y grasas.

Por su parte, los flotadores CAF generan burbujas mayores y más heterogéneas (100 – 1000 µm), que aparecen debido a la cavitación producida por un sistema mecánico de agitación, o por el aporte de aire a baja presión. Esta tecnología se aplica a líneas tratamiento de aguas con partículas de sólidosS y aceites de mayor tamaño, como las aguas residuales procedentes de industrias petroleras y refinerías.

Desde el punto de vista de eficiencia y consumo energético, el DAF es más eficiente, pero consume más energía que el CAF.

2. ¿Cuáles son las ventajas de los DAF frente a los sedimentadores tradicionales?

Las principales ventajas de los flotadores DAF sobre los sedimentadores, son:

  • Elevado rendimiento de separación de sólidos suspendidos, aceites y grasas (90 – 95%).
  • Altas cargas hidráulicas y másicas, con tiempos cortos de permanencia, lo que se traduce en menor espacio ocupado.
  • Alta concentración de los fangos recogidos (4 – 6 % de MS).
  • Posible eliminación de espesadores de fangos y reducción del tamaño de los equipos de secado mecánico.
  • Separación de material flotante o de baja densidad.

3. ¿Cuáles son las limitaciones de los sistemas DAF?

Los sistemas de flotación DAF presentan algunas limitaciones en su utilización para el tratamiento de aguas residuales:

  • Las temperaturas elevadas de los efluentes reducen la solubilidad del aire, a la vez que incrementa la de determinados contaminantes.
  • Se si producen cambios sensibles en las cargas contaminantes, se debe realizar un ajuste preciso de la despresurización y dispersión de las microburbujas de aire. Asimismo, también se habrán de ajustar las dosis de reactivos coagulantes y floculantes.
  • Los sólidos de alta densidad decantan en el fondo del DAF, lo que implica que deben ser eliminados para impedir su acumulación y descomposición.
  • Los equipos DAF son costosos si se comparan con sistemas de decantación y espesado, a la vez que consumen más energía y requieren de más mantenimiento.

4. ¿Se pueden utilizar sistemas DAF para tratar agua potable?

Los sistemas de flotación por aire disuelto se utilizan en el tratamiento de agua potable, ya que son muy efectivos en la eliminación de SS, algas y otros contaminantes presentes en aguas superficiales. Además, los sistemas DAF se emplean en plantas de desalinización de agua de mar, ya que permiten separar los aceites y grasas y otros contaminantes que pueden atascar las membranas filtrantes (UF/OI).

5. ¿Cómo se combinan los equipos DAF con otras tecnologías de tratamiento de aguas residuales?

Los sistemas de flotación DAF se integran eficazmente con otras tecnologías en una planta para el tratamiento de aguas residuales:

  • Tratamiento primario de aguas residuales y potables, que acondiciona el efluente a tratar para posteriores procesos de depuración, reduciendo su tamaño, consumo y costes. El tratamiento primario es fundamental para garantizar la eficiencia de todo el proceso de tratamiento.
  • Tratamiento secundario, en el que el DAF se combina habitualmente con procesos biológicos. En este caso, el equipo DAF reemplaza a la decantación secundaria y el espesador de fangos.
  • Otros usos. También se utiliza en combinación con proceso de oxidación avanzada (POA), o se integra en sistemas de separación de aceites tipo API y CPI.

6. ¿Cuál es la eficiencia de los sistemas DAF respecto a las tecnologías de filtración?

El proceso DAF puede separar del orden de un 90% de los sólidos suspendidos y un ≥95%  de los aceites y grasas.

La filtración sobre lechos de arena, u otros materiales, logra resultados del ≥ 95% para los sólidos suspendidos, pero los aceites y grasas pueden producir graves problemas de ensuciamiento.

Por su parte, las membranas de microfiltración MF, nanofiltración NF y ultrafiltración UF) tienen un rango de filtración que supera fácilmente el 99%, pero la presencia de aceites y grasas debe ser la menor posible para garantizar su correcto funcionamiento.

El proceso de filtración tangencial con membranas inorgánicas (grafito / cerámica) es muy eficiente para todos estos contaminantes, con eficiencias de separación de >99,5 %. Por contrapartida, es un proceso más complejo y costoso.

7. Comparativo de flotación DAF frente a API y CPI

La flotación por aire disuelto (DAF), los separadores de placas inclinadas (API) y los separadores de placas corrugadas (CPI) son tecnologías utilizadas en procesos de tratamiento de aguas residuales para la separación de aceites, grasas y sólidos.

  • Los equipos DAF funcionan mediante el aporte de exceso de aire presurizado y disuelto que hace flotar los sólidos, aceites y grasas, con una eficiencia de separación de hasta un 99%).
  • Los sistemas API/CPI separan los materiales menos densos que el agua, o aceites, grasas no emulsionadas, pero los sólidos suspendidos de mayor densidad decantan. El rendimiento de este proceso, que se sitúa entre el 40% y el 80%, es inferior al de un sistema DAF.

Los equipos DAF ocupan menos espacio, pero tiene mayores costes de instalación y operación que los API/CPI.

8. ¿Cuáles son las ventajas de un DAF frente a espesador de fangos?

La concentración de lodos conseguida con un sedimentador convencional está entre el 0,6 y el 1% de materia seca (MS), debido al arrastre de agua de las purgas. Por su parte, un sistema DAF puede obtener valores del 3 – 4% de MS, lo que permite que estos fangos se puedan enviar directamente al subsiguiente proceso de deshidratación de lodos, tras el cual podrán ser enviados a vertedero o aprovechados.

Gracias a este proceso, se elimina la necesidad de disponer de un equipo de espesamiento de fangos.

9. ¿Cuándo conviene incluir lamelas en un sistema DAF?

Cuando el contenido de sólidos suspendidos, aceites y grasas es reducido, y el caudal es elevado es preferible utilizar sistemas DAF equipados de lamelas, ya que incrementan la superficie útil, considerada como superficie proyectada, que puede ser mucho mayor que la superficie geométrica superficial. Así hablamos de velocidad ascensional equivalente para los flotadores provistos de lamelas.

De esta forma, se minimiza el espacio ocupado por el equipo en planta con un coste menor.

10. Eficiencia de separación de materia orgánica de un equipo DAF comparada con la eficiencia de un reactor biológico

La flotación por aire disuelto se aplica para separar materia orgánica. Un equipo DAF y un reactor biológico son perfectamente complementarios y es muy habitual encontrarlos integrados en una misma planta de tratamiento de aguas residuales.

  • Cuando la materia orgánica tiene baja densidad (aceites, grasas, detergentes, materia en suspensión, coloides), el proceso DAF puede ser competitivo (separa hasta un 60 % de la MO).
  • Si las cargas orgánicas de un vertido son elevadas, se puede disponer un flotador previo a un tratamiento biológico, ya que mejora el rendimiento de depuración del proceso biológico, a la vez que reduce el tamaño del reactor.
  • El rendimiento de depuración de materia orgánica biodegradable por un reactor biológico es más alto (puede superar el 99%), pero el sistema DAF es más eficiente para la reducción de materias poco biodegradables.