floculação · pdf file3- saneamento i definição •processo...

Floculação

2

- Saneamento I

Definição • Processo físico no qual as partículas são

colocadas em contato umas com as outras, de modo a permitir o aumento do seu tamanho;

• São unidades utilizadas para promover a agregação de partículas formadas na mistura rápida.

3

- Saneamento I

Diâmetro de Partículas

4

- Saneamento I

Unidades de Floculação • Mecanizada:

- Floculadores mecânicos (eixo vertical ou horizontal).

• Não mecanizada ou hidráulico:

- Câmaras com chicanas (movimento horizontal e movimento vertical) .

5

- Saneamento I

Unidades de Floculação • Mecanizada:

6

- Saneamento I

Unidades de Floculação • Não Mecanizada:

7

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Fluxo de escoamento horizontal:

8

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Fluxo de escoamento vertical:

9

- Saneamento I

Floculador não mecanizado

10

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Podem ser previstas alterações nos

gradientes de velocidades dos floculadores

11

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Floculador tipo Alabama:

12

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Floculador tipo Alabama:

13

- Saneamento I

Floculador não mecanizado • Podem ser classificados de acordo com a

estrutura empregada para movimentação como:

- Hélice;

- Paleta;

• Paleta classificada em:

- Movimento horizontal;

- Movimento vertical.

14

- Saneamento I

Floculador mecânico - Tipo hélice

15

- Saneamento I

Floculador mecânico - Tipo paleta

16

- Saneamento I

Floculador mecânico - Tipo paleta • Devem ser compartimentados;

• A separação entre compartimentos deve ser feita por paredes de distribuição;

• velocidade de escoamento nas passagens da parede deve estar compreendida entre 0,15 m/s e 0,30 m/s.

17

- Saneamento I

Exemplos de Unidades de Floculação

18

- Saneamento I

Exemplos de Unidades de Floculação

19

- Saneamento I

Recomendações • Norma 12216/92:

• Período de detenção e gradiente de velocidade devem ser determinados por meio de ensaios;

• Não sendo realizados ensaios, deve ser previsto G entre 70 s-1 e 10 s-1.

20

- Saneamento I

Recomendações • Norma 12216/92:

• Os floculadores mecanizados devem ser subdivididos ao menos em três compartimentos em série;

• Velocidade entre 0,1m/s e 0,3m/s;

21

- Saneamento I

Recomendações • Fluxo horizontal vazão acima de 75L/s;

• Fluxo vertical vazão inferior a 75L/s;

• Tipo Alabama baixa vazão;

• Tempo de detenção: chicanas 20 a 30 min

mecânico 30 a 40 min

• No dimensionamento deve-se prever o acompanhamento do decantador

22

- Saneamento I

Layout – Floculadores hidráulicos

23

Floculador Decantador convencional 12,0 m

8,4 m

2,8 m

- Saneamento I

Layout – Floculadores mecânicos

24

Floculador Decantador convencional 12,0 m

8,4 m

2,8 m

- Saneamento I

Layout – Floculadores

25

Canal de água coagulada

CASA DE

QUÍMICA

- Saneamento I


26

Ca

na

l de

ág

ua

co

ag

ula

da

CASA DE

QUÍMICA

- Saneamento I


27

Canal de água coagulada

CASA DE

QUÍMICA

- Saneamento I

Dimensionamento • Os floculadores estão sempre em função do

planejamento dos decantadores. Logo, deve-se observar:

- Número de decantadores;

- Largura.

28

- Saneamento I

Dimensionamento

29

hf QVol *

Volf = Volume final (m³);

Q = Vazão (m³/s);

Өh = Tempo de detenção (s);

Volume total do floculador:

- Saneamento I

Dimensionamento

30

h

VolA

fs

As = Área superficial (m²);

Volf = Volume final (m³);

h = Altura (m);

Área superficial do floculador:

- Saneamento I

Dimensionamento

31

d

sf

B

AB

As = Área superficial (m²);

Bf = Largura do floculador (m);

Bd = Largura do decantador (m);

Largura do floculador:

- Saneamento I

Dimensionamento

• Floculadores hidráulicos;

• Floculadores mecânicos;

32

- Saneamento I

Dimensionamento – F. Hidráulico

33

eB

QV

f *1

V1= Velocidade no trecho reto (m/s);

Q = Vazão (m³/s);

Bf = largura do floculador (m);

e = Espaçamento entre as chicanas (m);

Determinação da velocidade em trecho reto:

- Saneamento I


34

12

3

2VV

V2= Velocidade no trecho em curva (m/s);

V1 = Velocidade no trecho reto (m/s);

Determinação da velocidade em trecho de curva:

- Saneamento I

Floculador hidráulico

35

- Saneamento I


36

vL hc *

Lc= Comprimento do canal (m);

Өh = Tempo de detenção (s);

V = Velocidade (m/s).

Determinação do comprimento do canal:

- Saneamento I


37

T

m

u

pf

A

QG

3

**18

913*

G= Gradiente de velocidade (s-1);

Q = Vazão (m³/s);

A = Área (m²);

F = Coeficiente de atrito da fórmula de Darcy;

m = número de canais entre as chicanas;

T = Tempo de floculação no canal (s);

ρ = Densidade da água (kg/m³);

u = Viscosidade (N.s/m² );

Floculador com chicana

Gradiente de velocidade:

- Saneamento I


38

3

2

****913

18

G

Q

AT

u

fm


Q = Vazão (m³/s);

A = Área (m²);


m = número de canais entre as chicanas;

T = Tempo de floculação no canal (s);




Número de canais entre as chicanas:

- Saneamento I


39

e

Lm

m = Número de canais entre as chicanas;

L = Comprimento Total do canal (m);

e = espaçamento entre chicanas (m);


Número de canais entre as chicanas:

- Saneamento I


40

32

***18

913m

A

Q

g

fh

h = Perda de carga (m/m);

m = Número de canais entre as chicanas;

Q = Vazão (m³/s);

A = Área (m²);


g = Aceleração da gravidade.


Perda de carga:

- Saneamento I


41

LHA *

A = Área do canal (m²);


H = Altura(m);


Área para floculador horizontal:

- Saneamento I


42

LbA *

A = Área do canal (m²);


b = largura (m);


Área para floculador vertical:

- Saneamento I


43

TGN *

N = Número de Camp;

G = Gradiente de velocidade (s-¹);

T = Tempo (s);

Número de Camp:

- Saneamento I

Exercício 1

44

• Um floculador de chicanas de fluxo vertical em uma ETA com capacidade de tratamento de 75L/s, apresenta três seções em série, cada uma com comprimento de 10 m, largura de 0,9 m e profundidade de 3,5 m. Adotando os espaçamentos entre chicanas e1=0,31; e2=0,42; e3=0,67, determine:

- Saneamento I

Exercício 1

45

A) Número de canais;

B) Gradiente de velocidade;

C) Número de camp;

D) Perda de carga em cada seção.

Dados: f = 0,02; ρ = 999,73 kg/m³; u = 1,307x10-³ N.s/m²

- Saneamento I

Exercício 2

46

Dimensione um floculador de chicanas de fluxo horizontal para uma estação de tratamento que terá 25L/s de capacidade. O tempo total de floculação será de 20 min e o canal deverá ser dividido em três trechos de igual volume e gradientes de velocidades constantes em cada trecho de 40s-¹,30s-¹ e 20s-¹.

- Saneamento I

Exercício 2

47

Aproveite neste projeto as paredes dos tanques de decantação. Logo, o comprimento do floculador será fixado em 15 m. Considere profundidade de 0,8 m. Dados: f=0,025; ρ = 999,13 kg/m³; u = 1,14x10-³ N.s/m².

- Saneamento I

Dimensionamento – F. Mecânico

48

Nc

VolfVolc

Vol c= Volume por câmara (m³);

Vol f = Volume final (m³);

Nc = Número de câmaras (m/s).

Determinação do volume por câmara:

- Saneamento I


49

]...21****)1(*[**

**5 3333 rrlbnkC

Volu

gpG D


CD = Coeficiente de arrasto;

K = Relação entre velocidade da água e paletas (K=0,25);


n = velocidade de rotação (rps);

g = aceleração da gravidade;


b’ = espaçamento da paleta (m);

l’ = comprimento das paletas (m); r = raio com o eixo

Floculador por paletas;

Gradiente de velocidade paralelo ao eixo

- Saneamento I


50

]...21***)1(*[**

**5,2 4433 llbnkCD

Volu

gpG





n = velocidade de rotação (rps);




l’ = comprimento das paletas (m);


Gradiente de velocidade perpendicular ao eixo

- Saneamento I


51

b

l

l

bCD *02,010,1





Coeficiente de arrasto

- Saneamento I


52

3333 ...)21(***)1(***

*342,0

rrlbkCgp

Pn

D


P = Potência do motor (W)


N = velocidade de rotação (rps);





r = raio em relação ao eixo de rotação (m)


Velocidade de rotação paleta paralela ao eixo

- Saneamento I


53

3443 ...)21(**)1(***

*342,0

llbkCgp

Pn

D


P = Potência do motor (W)


N = velocidade de rotação (rps);






Velocidade de rotação perpendicular ao eixo

- Saneamento I


54

2** GVoluP

P = Potência do motor (W);

u = Viscosidade da água;

Vol = Volume (m³);

G = Gradiente de velocidade (s-¹)


Velocidade de rotação perpendicular ao eixo

- Saneamento I

Exercício 3

55

Dimensione um agitador tipo paletas que permita aplicar à água gradientes de velocidade iguais a 75 s-¹, 60s-¹ e 45s-¹, em uma câmara quadrada de lado igual a 4,5 m e profundidade de água de 4,6 m. São usados 3 paletas com b’=0,15 m e l’=3,80 m distanciadas do eixo de 1,20 m, 1,60 m e 2,00 m. Trabalhe com um motor com rendimento de 70%. Dados: k:0,24; ρ:999,49Kg/m³ e u:1,24x10-³ N.s/m²

- Saneamento I

Exercício 4

56

Estabeleça o gradiente de velocidade adequado para operação de um floculador mecanizado com paletas dispostas paralelamente ao eixo de rotação. Considere a existência de quatro câmaras de agitação, sendo que na primeira câmara serão utilizadas paletas com largura de 0,2 m, comprimento de 1,8 m e r1 = 1,00 m, r2 = 1,30 m e r3 = 1,6 m. Dados: p: 999,13 Kg/m³, u:1,14x10-³ N.s/m²; n: 0,09 rps; L: 23 m; K: 0,25; Q: 50 L/s.

Captação

Coleta de água para abastecimento

- Saneamento I

Considerações

57

Gradeamento Caixa de areia

floculação · pdf file3- saneamento i definição •processo...

Documents