coagulação e floculação · coagulação química . ... partículas com diferentes densidades e...
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P r o f a . M A R G A R I T A M ª . D U E Ñ A S O R O Z C O
m a r g a r i t a . u n i r @ g m a i l . c o m
DECANTAÇÃO
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INTRODUÇÃO
Processos de tratamento de água
CLARIFICAÇÃO
DESINFECÇÃO
FLUORETAÇÃO
CONTROLE DE CORROSÃO
Remoção de sólidos
Eliminação de microorganismos
Prevenção de cárie
Aspectos econômicos
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TRATAMENTO CONVENCIONAL
Clarificação
+
Filtração
+
Desinfecção
COAGULAÇÃO +
FLOCULAÇÃO +
DECANTAÇÃO/FLOTAÇÃO
INTRODUÇÃO
ÁGUA BRUTA
ÁGUA TRATADA
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DECANTAÇÃO
Limpar, purificar
Operação unitária de clarificação
Traduz a eficiência das etapas precedentes.
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DECANTAÇÃO
SEDIMENTAÇÃO DECANTAÇÃO
Processo de separação, pela ação da gravidade
(sedimentação), das matérias em suspensão
(sólidos sedimentáveis) em um líquido de menor
densidade.
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DECANTAÇÃO
Resulta da ação da força da gravidade sobre as
impurezas, facilitando sua sedimentação no fundo da unidade e resultando na clarificação do sobrenadante.
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO
Discreta: Suspensão com baixo teor de sólidos. Partículas sedimentam como entes individuais
Ex. Caixa de areia
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO
Floculenta: As partículas se agregam ou aglomeram no processo. Aumento de tamanho. Maior velocidade.
Ex. Decantadores primários – Flocos
químicos no tto. físico-químico
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO
Zonal: Elevada concentração de sólidos. Manto que sedimenta como uma massa única de partículas.
Ex. Decantadores secundários
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO
Compressão: Concentração de sólidos ainda mais elevada, sedimentação por compressão da estrutura das partículas
Ex. Fundo de decantadores secundários –
adensadores por gravidade
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
Partícula discreta
não sofre alteração de tamanho, peso ou de forma durante a sedimentação
Partícula floculenta
são predominantes no tratamento de água quando se emprega coagulação química
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TIPOS DE SEDIMENTAÇÃO - PARTÍCULAS
Partículas com diferentes densidades e formas – Floculação é influenciada: concentração, movimento da água e ruptura das partículas
Sedimentação Floculenta
Devido a complexidade do fenômeno da floculação das partículas adota-se modelos para o dimensionamento de decantadores baseados na sedimentação
discreta, quando não são realizados ensaios de sedimentação
Sedimentação Discreta
Partículas com mesma velocidade de sedimentação e mesmo tempo de detenção – não alteram o tamanho durante a sedimentação
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VELOCIDADE DE SEDIMENTAÇÃO
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TIPOS DE DECANTADORES
VARIANTES:
Decantadores de escoamento horizontal
Decantadores de alta taxa
Decantadores de manto de lodos (floco-decantadores)
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantador retangular de fluxo horizontal
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TIPOS DE DECANTADORES
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TIPOS DE DECANTADORES
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantador circular de alimentação central
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TIPOS DE DECANTADORES
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantadores clássicos, ou convencionais ou de baixa taxa
TAS < 50m³/m2.d; T=2 a 4 horas
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DECANTADORES CLÁSSICOS
Unidades de decantação da ETA Guaraú, SP.
Unidade de decantação convencional da ETA de Jaboticabal, SP
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DECANTADORES CLÁSSICOS
Unidade de decantação convencional da ETA de Jaboticabal, SP
O dimensionamento baseia-se na Taxa de Aplicação Superficial – TAS, que está diretamente relacionada com a velocidade de sedimentação (VS) das partículas suspensas na água
▪ TAS, ou VS (conforme NBR 12216)
▪ Área do decantador: A
QVS
5,2B
L
SV
HT
▪ Relação entre comprimento (L) e largura (B):
▪ Tempo de detenção (T): 2<T<2,5 horas
▪ Profundidade (H): 3<H<5 m
VS
(cm/min)
TAS
(m³/m².dia)
Vazão - Q
1,74 25 Q<1000 m³/d ou Q<11,6 L/s
2,43 35 1000<Q<10000 m³/d ou 11,6<Q<116 L/s
2,78 40 Q>10000 m³/d ou Q>116 L/s
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantadores tubulares, ou laminares ou de alta taxa
TAS < 150m³/m2.d; T=60 min
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantadores tubulares, ou laminares ou de alta taxa
Módulos das unidades de decantação da ETA de Araçatuba, SP
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantadores tubulares, ou laminares ou de alta taxa
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TIPOS DE DECANTADORES
Decantadores tubulares, ou laminares ou de alta taxa
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DECANTADOR TUBULAR FLUXO ASCENDENTE
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NORMA
Velocidade de Sedimentação (TAS)
Na ausência de ensaios
i) Para Q < 1000 m³/ dia TAS = 25 m/dia (1,74 cm/min)
ii) Para 1000 < Q < 10.000 m³/ dia TAS = 35 m/dia (2,43 cm/min)
iii) Para Q > 10.000 m³/ dia TAS = 40 m/dia (2,78 cm/min)
CONSIDERAÇÕES NORMATIVAS (NBR 12216)
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são empregadas com vistas a garantir a distribuição equitativa da água floculada para o interior do decantador.
Comportas de acesso
Canal de acesso
Nos decantadores clássicos - velocidade ao longo do canal de acesso: -sempre superior a 0,10 m/s (para evitar a sedimentação de flocos em seu interior) -nunca superior a 0,45 m/s (de forma a evitar a quebra desses flocos).
ELEMENTOS COMPLEMENTARES
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ELEMENTOS COMPLEMENTARES
Cortina distribuidora
Tem por objetivo uniformizar o fluxo da água em tratamento.
Coleta de água decantada
Vazão linear de coleta de água decantada: qm < 1,8 l/s.m
Cortina distribuidora – ETA de Belo Horizonte, MG.
Calhas coletoras de água decantada – ETA de Itabira, MG.
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ELEMENTOS COMPLEMENTARES
Calhas coletoras de água decantada – ETA de Belo
Horizonte, MG.
Raspadores da unidade de decantação – ETA de Belo Horizonte, MG.
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REMOÇÃO DE LODO
REMOÇÃO MANUAL Declividade do fundo inadequada
REMOÇÃO HIDRAÚLICA
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REMOÇÃO DE LODO
Remoção mecânica
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EXERCÍCIO
Uma E.T.A, com 2 decantadores deverá
purificar 60 L/s de águas coloidais. Calcular
os decantadores.
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EXERCÍCIO
a) Área do decantador Taxa de escoamento superficial adotada: 30 m3/m2xdia
Q = A X V
2
23
3
173/30
/5184m
xdiamm
diam
V
QA
Área para um decantador:
173/2 = 86,5 m2
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EXERCÍCIO
b) Largura e comprimento Adotando-se L/B = 2,5
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EXERCÍCIO
c) Profundidade Adotando-se um período de detenção de detenção de 3
horas.
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EXERCÍCIO
d) Verificação da velocidade
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aula baseada em:
LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água.
3 edição. Campinas, SP: Editora Átomo, 2010. 494 p.
VIANNA, M.R. Hidráulica aplicada às estações de tratamento de água. 3. ed. Belo Horizonte: Imprimatur, 1997. 576 p.