Aula 3- Mistura Lenta

7/30/2019 Aula 3- Mistura Lenta

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Curso: Engenharia CivilDisciplina: Sistema de Tratamento de gua e EsgotoProf(a): Marcos Heleno Guerson de O JrNota de Aula

Aula 3: Mistura Lenta

Introduo

O fundamento da mistura lenta, tambm chamada de floculao a formao deflocos sedimentveis de suspenses finas atravs do emprego de coagulantes. Afloculao tem por finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as impurezasdas guas e os flocos que se formam pela reao do coagulante, pois os flocos at entoforamdos bem como as impurezas ainda dispersas no tm peso suficiente para sesedimentarem por peso prprio.

Uma vez desestabilizadas as partculas coloidais, necessrio reun-las umas soutras, formando os flocos.

Para tanto, deve-se manter a gua em agitao durante certo tempo, de forma que

as partculas desestabilizadas choquem-se entre si.

No incio, como a quantidade de partculas desestabilizadas muito grande, torna-se necessrio uma agitao maior. Com o tempo, essa agitao vai diminuindo para queno se rompa os flocos j formados, o que significa que o floculador vai diminindo suaagitao durante o processo.

Floculao

Depois da adio do sulfato de alumnio, a gua chega aos floculadores, onde poderecebe cloro para uma desinfeco preliminar e polieletrlito, um produto qumico que vaiajudar na floculao. Os flocos formados tm aspecto gelatinoso o que facilita oagregamento de partculas na superfcie do floco original. Com esses encontros e aolongo do tempo os flocos aumentam de tamanho (acima de 1 mm de dimetro) e tornam-se mais sedimentveis na fase seguinte, a decantao.

Os seguintes parmetros intervm no processo:

" velocidade de escoamento (m/s);

" tempo de deteno (minutos);

" gradiente de velocidade (s-1).

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Tipos de Floculadores

Normalmente, inicia-se a floculao com muita agitao da gua em tratamento, isto, com gradiente de velocidade mais elevado. Como visto, ao longo do floculador, essegrau de agitao vai sendo reduzido, o que significa uma diminuio do gradiente. Dessaforma, os flocos vo crescendo e tornando-se mais pesados.

Existem basicamente duas formas de se efetuar essa agitao:

1. fazendo com que a gua percorra um caminho cheio de mudanas de direo -floculadores hidrulicos; ou

2. introduzindo equipamentos mecnicos, capazes de manter a gua em constanteagitao - floculadores mecanizados.

A velocidade de escoamento deve ser maior que 0,10 m/s para evitar a

sedimentao de flocos no prprio floculador. Por outo lado no pode ser muito elevadapara no quebrar ou romper os flocos j formados. Uma grandeza fundamental nodimensionamento hdrulico de floculador o tempo de deteno, que depende, inclusive,muito da temperatura da gua. No Brasil costuma-se trabalhar valores de 15 a 20minutos. Tambm o gradiente de velocidade um parmetro usual no projeto defloculadores e, tradiconalmente pode-se empregar as seguintes expresses:

agitao hidrulica - G = 3115 (hf / t)1/2

agitao mecnica - G = 685 (P / Qt)1/2

Sendo

G = Gradiente em s-1

h,= perda de carga, em m

t = perodo de deteno em segundos

P= potncia aplicada, em HP

Q = vazo, em m3/s.

Floculadores Hidrulicos

H vrios tipos de floculadores hidrulicos, o mais comum sendo constitudo porchicanas, conjunto de cortinas verticais formando compartimentos em srie. Dependendoda disponibilidade dessas cortinas o fluxo da gua pode ser vetical ou horizontal . prefervel o movimento vertical da gua, para cima e para baixo, alternadamente. Nosfloculadores de chicanas costuma-se projetar sees variveis no espaamento entrecortinas., no necessariamente em um espaamento varivel e continuamente crescente.Muito se projeta em conjuntos de trs seces, adotando os valores de G decrescente (80s-1 at 15 s-1 ) e t de 15 a 20 minutos. A perda de carga em cada chicana pode sercalculada pela experesso " 1,5 . V2 / 2g ".

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Floculadores mecnicos

Os floculadores mecnicos devem ser projetados com flexibilidade com trscompartimentos em srie, para reduzir curto-circuitos. A agitao pode ser conseguidacom ps rotativas ou com turbinas verticais, de tipo especial.


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Dimensionamento de floculadores

Floculadores hidrulicos

Trata-se do tipo mais numerosos de floculador, especialmente em pequenas emdias estaes de tratamento de gua.

Seu dimensionamento realizado atravs do clculo dos gradientes de velocidade etempos de deteno eu seus diversos compartimentos, de acordo com o previsto na NBR12216.

A turbulncia da gua obtida as custas de perda de carga acentuada, o que podeser constatado pela diferena de cotas entre o nvel dgua de montante e de jusante.

O tipo mais empregado no Brasil o FLOCULADOR DE CHICANAS que podem serHORIZONTAIS ou VERTICAIS. O floculador de chicanas verticais mais comum emestaes de pequena capacidade. O floculador de chicanas horizontais maisempregado para o tratamento de vazes mais elevadas.

Recomendaes da norma NBR 12.216/92 para floculadores hidrulicos do tipochicanas :

" Velocidade dentro dos canais : mnima de 0,10 m/s (para evitar decantaodos flocos no floculador) e mxima de 0,30 m/s (para evitar a quebra dos flocosformados).

" O espaamento mnimo entre chicanas deve ser de 0,60 m, caso no sejadotado de dispositivo de fcil remoo (na prtica adotam-se espaamentos menores doque este pois os dispositivos so removveis para limpeza e variao do gradientehidrulico).

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O espaamento entre a extremidade da chicana e a parede do canal, ou seja apassagem livre entre 2 chicanas consecutivas, deve ser igual a 1,5 vezes o espaamentoentre as chicanas. Isto vale analogamente para os dois tipo de chicanas, conforme figuraa seguir :

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Exemplo de Dimensionamento de Floculador Hidrulico

1. Dimensionar um floculador de chicanas horizontais com as seguintescaractersticas:

" Vazo de projeto a ser tratada (Q) : 120 l/s;" Tempo de deteno total (T) : 20 minutos." Velocidade de escoamento nos canais (v) : 0,20 m/s." Espaamento das chicanas (e) : 0,50 m." Largura do floculador (a) : 4,75 m." Coeficiente de rugosidade Manning () : 0,012" Adotar = 10-6 m2/s

2. Dimensionar um floculador de chicanas horizontais com as seguintes

caractersticas e dados (a resolver) :Vazo de projeto a ser tratada : Q = 60 l/s;

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Nmero de compartimentos : 3;

Tempo de deteno total : 24 minutos (adotar tempos iguais de deteno para oscompartimentos).

Velocidades nos canais dos compartimentos : 0,30 m/s, 0,20 m/s e 0,10 m/s.

Tirante de gua nos canais : 1,10 m.Comprimento das placas da chicana : adotar 2,40 m

Fluculadores mecnicos

O Gradiente de velocidade do floculador mecnico pode ser obtido pela seguintefrmula:

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!Onde:

" G = gradiente de velocidade (s-1)

" Q = vazo (m3/s)

" T = perodo de deteno (minutos)

" P = potncia introduzida na gua (H.P)


Bibliografia:

Vianna, Marcos. Hidrulica aplicada s estaes de tratamento de gua. 4 Edio.Imprimatur Artes, ltda. 2002.

Sperling, Marcos. Introduo qualidade das guas e ao tratamento de esgotos. Volume1. 3 Edio. Universidade Federal de Minas Gerais. 2005

Filippo, Sandro. Saneamento Bsico I. Instituto Militar de Engenharia. Apostila. 2002Guedes, Antnio e Carvalho Jos. Manual de Operao de ETA. CAGEPA. Apostila. 1997.

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COPASA. Tratamento de gua. Disponvel em www.copasa.com.br

Servio Autnomo de gua e Esgoto de Aracruz. Disponvel em http://www.saaeara.com.br/arquivos/outros/Tratamento_de_Agua.pdf

Universidade Federal de Campina Grande. Noes de Tratamento de gua. Disponvelem http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Tratam03_coag.htm

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http://www.saaeara.com.br/arquivos/outros/Tratamento_de_Agua.pdfhttp://www.saaeara.com.br/arquivos/outros/Tratamento_de_Agua.pdfhttp://www.saaeara.com.br/arquivos/outros/Tratamento_de_Agua.pdfhttp://www.saaeara.com.br/arquivos/outros/Tratamento_de_Agua.pdfhttp://www.copasa.com.br/http://www.copasa.com.br/

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