FLOCULAÇÃO
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FLOCULAÇÃO
IntroduçãoMecanismos de transporteFloculação PericinéticaFloculação OrtocinéticaFloculação por Sedimentação
Diferencial
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FLOCULAÇÃOGradientes de VelocidadeCinética de Floculação de
Suspensões ColoidaisAgregação e RupturaConcepção de Sistemas de
Floculação Exercício
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
FiltraçãoDesinfecçãoFluoretaçãoCorreção de pH
Água Final
Ag e
nte
o xi d
ant e
CA
P Coa
gula
nte
Al c
ali n
i zan
te
Ag e
nte
o xid
ante
Polí m
e ro
Polímero Agente oxidante
Age
nte
o xid
ante
Flúo
rAlcalinizante
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FLOCULAÇÃO
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DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS
1 1 mm
1010-3-3 mm
Partículas Partículas coloidaiscoloidais Partículas emPartículas em
suspensãosuspensãoPartículas Partículas dissolvidasdissolvidas
TurbidezTurbidez Cor aparenteCor aparente SSTSST
Cor realCor real SDTSDT Compostos Compostos dissolvidosdissolvidos 0,45 0,45
mm
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COAGULANTES EMPREGADOS EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Sulfato de alumínio (sólido ou líquido) Cloreto férrico (líquido) Sulfato férrico (líquido) Cloreto de polialumínio (sólido ou líquido) Coagulantes orgânicos catiônicos (sólido ou
líquido)
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DOSAGENS DE COAGULANTE USUALMENTE EMPREGADOS NO
TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Sulfato de alumínio (5 mg/l a 100 mg/l) Cloreto férrico (5 mg/l a 70 mg/l) Sulfato férrico (8 mg/l a 80 mg/l) Coagulantes orgânicos catiônicos (1 mg/l a 4
mg/l)
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FLOCULAÇÃO
Definição: É um processo físico no qual as partículas coloidais são colocadas em contato umas com as outras, de modo a permitir o aumento do seu tamanho físico, alterando, desta forma, a sua distribuição granulométrica
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FLOCULAÇÃO
Partículas Choques Agregação
Processo Físico(Transporte)
Estabilidade do Colóide(Coagulação)
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FLOCULAÇÃO:OBJETIVO
Diâmetro das partículas
Freq
uênc
ia r
elat
iva
Água bruta Água coagulada Água floculada
Diâmetro crítico
dp > dc Partículas sedimentáveis
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COALESCÊNCIA E FLOCULAÇÃO
Coalescência
Floculação
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FLOCULAÇÃOMECANISMOS DE TRANSPORTE
•Floculação Pericinética (Movimento Floculação Pericinética (Movimento Browniano)Browniano)
As partículas coloidais apresentam um As partículas coloidais apresentam um movimento aleatório devido ao seu contínuo movimento aleatório devido ao seu contínuo bombardeamento pelas moléculas de água. A bombardeamento pelas moléculas de água. A energia propulsora da floculação pericinética é energia propulsora da floculação pericinética é a energia térmica do fluído.a energia térmica do fluído.
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•Floculação Ortocinética (Gradientes de Floculação Ortocinética (Gradientes de Velocidade)Velocidade)
As partículas são colocadas em contato umas As partículas são colocadas em contato umas com as outras através do movimento do fluído com as outras através do movimento do fluído (Presença de gradientes de velocidade).(Presença de gradientes de velocidade).
FLOCULAÇÃOFLOCULAÇÃOMECANISMOS DE TRANSPORTEMECANISMOS DE TRANSPORTE
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FLOCULAÇÃOMECANISMOS DE TRANSPORTE
•Floculação por Sedimentação DiferencialFloculação por Sedimentação Diferencial
Partículas coloidais com velocidades distintas Partículas coloidais com velocidades distintas podem chocar-se umas com as outras em um podem chocar-se umas com as outras em um elemento de volume.elemento de volume.
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dydvG
ol
ot
VPG.
G=Gradiente de velocidade (s-1)
holol
ot HV
HQVPG
..
...
.
LHV
VHAV
VHQG
olol ...
....
...
CONCEITO: GRADIENTE DE VELOCIDADE
dydydvv .
dx
dydz
v
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃO Floculadores hidráulicos
•Floculadores hidráulicos de fluxo horizontalFloculadores hidráulicos de fluxo horizontal•Floculadores hidráulicos de fluxo verticalFloculadores hidráulicos de fluxo vertical•Floculador AlabamaFloculador Alabama•Floculadores em meio porosoFloculadores em meio poroso
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS
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ETA DUARTINA (SABESP)FLOCULADOR DE FLUXO
HORIZONTAL
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ETA DUARTINA (SABESP)FLOCULADOR DE FLUXO
HORIZONTAL
![Page 22: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/22.jpg)
ETA SANTA ISABEL FLOCULADOR DE FLUXO
HORIZONTAL
![Page 23: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/23.jpg)
ETA SANTA ISABEL FLOCULADOR DE FLUXO
HORIZONTAL
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ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL
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ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL
![Page 26: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/26.jpg)
ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL
![Page 27: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/27.jpg)
ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA
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ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA
![Page 29: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/29.jpg)
ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES ALABAMA
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PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
• Dispositivos mecânicosDispositivos mecânicos
•Agitadores de fluxo radialAgitadores de fluxo radial•Agitadores de fluxo axialAgitadores de fluxo axial•Agitadores de fluxo radial e axialAgitadores de fluxo radial e axial
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SISTEMAS DE AGITAÇÃOESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
![Page 33: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/33.jpg)
SISTEMAS DE AGITAÇÃO ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
![Page 34: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/34.jpg)
PROCESSO DE FLOCULAÇÃOETA ALTO TIÊTE (SABESP)
![Page 35: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/35.jpg)
PROCESSO DE FLOCULAÇÃOETA ALTO TIÊTE (SABESP)
![Page 36: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/36.jpg)
Agitadores de fluxo radialvFP aot .
2... 2vAC
F pd
a
2... 3vAC
P pd
ot
Agitadores de fluxo axial53 ... DnKP Tot
Fa=força de arraste (N)v=velocidade (m/s)Cd=coeficiente de arrasteAp=área projetadan=rotação (rps)D=diâmetro do rotor (m)P=Potência (W)
CÁLCULO DO GRADIENTE DE VELOCIDADE
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Agitadores de fluxo axial53 ... DnKP Tot
Fa=força de arraste (N)v=velocidade (m/s)Cd=coeficiente de arrasteAp=área projetadan=rotação (rps)D=diâmetro do rotor (m)P=Potência (W)
ol
ot
VPG.
Tipo de rotor Valor de KT
Hélice propulsora marítima (3 hélices)
0,87
Turbina (seis palhetas retas) 5,75Turbina (seis palhetas curvas) 4,80Turbina com quatro palhetas inclinadas a 450
1,27
Turbina com quatro palhetas inclinadas a 320
1,0 a 1,2
Turbina com seis palhetas inclinadas a 450
1,63
CÁLCULO DO GRADIENTE DE VELOCIDADE
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UNIDADES DE FLOCULAÇÃODIMENSIONAMENTO
Gradientes de velocidade situados entre 80 s-1 e 20 s-1
Gradientes de velocidade escalonados e decrescentes de montante para jusante
03 a 05 câmaras de floculação em série Tempo de detenção hidráulico situado entre 20
e 40 minutos (Tratamento convencional)
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DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE FLOCULAÇÃO
Vazão: 1,0 m3/sDimensionamento de floculadores
hidráulicos de fluxo verticalDimensionamento de sistemas de
floculação mecanizados
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DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
Condicionantes de Projeto Tempo de detenção hidráulico = 30 minutos Sistema de floculação composto por três
câmaras em série, com gradientes de velocidade escalonados (70 s-1, 50 s-1 e 20 s-1)
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DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
Profundidade da lâmina líquida=4,5 m Número de decantadores=04 Largura do decantador=12,0 m Será admitido que uma das dimensões do
floculador é conhecido, sendo esta função da largura do decantador
![Page 42: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/42.jpg)
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo do volume do floculador
33 450min/60.min30./25,0. mssmQV hf
Cálculo da área superficial do Cálculo da área superficial do floculador floculador
2100 mh
VA fS
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo da largura do floculador
mBABdS
f 33,812100
Portanto, será admitido um floculador Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 canal uma largura individual de 2,8 metrosmetros
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
![Page 45: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/45.jpg)
Floculador Decantador convencional 12,0 m
8,4 m
2,8 m
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
![Page 46: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/46.jpg)
Cálculo do número de espaçamentos entre chicanas em cada câmara de floculação
32
....045,0 hQGLan
n=número de espaçamentosn=número de espaçamentos a=largura do canal do floculador em a=largura do canal do floculador em
metrosmetros L=comprimento do floculador em metrosL=comprimento do floculador em metros G=gradiente de velocidade em sG=gradiente de velocidade em s-1-1
Q=vazão em mQ=vazão em m33/s/s hh=tempo de detenção hidráulico em =tempo de detenção hidráulico em
minutosminutos
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo do espaçamento entre chicanas
nLe
Cálculo das velocidades nos trechos Cálculo das velocidades nos trechos retos e curvas 180retos e curvas 180oo
eB
QVf .1 12 .
32 VV
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Quadro resumo dos cálculos iniciais
Canal G (s-1) n e (m) V1 (m/s) V2 (m/s)
1 70 43 0,28 0,32 0,22
2 50 35 0,35 0,26 0,17
3 20 19 0,63 0,14 0,094
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo da extensão dos canais
1.VL ht
Cálculo do Raio HidráulicoCálculo do Raio Hidráulico
eBeBRH
.2
.
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo das perdas de carga localizadasCálculo das perdas de carga localizadas
2
32..
HRA
nQj LjHd .
Cálculo das perdas de carga distribuídas
g
VnVnH l .2.1. 2
22
1
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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Cálculo do gradiente de velocidade
h
HG
.
.
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
![Page 52: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/52.jpg)
Quadro resumo dos cálculos finais Canal G (s-1) L (m) Rh Hd (cm) Hl (cm) HT (cm) G
1 70 192 0,127 5,17 32,8 38,0 73
2 50 156 0,156 2,04 17,1 19,1 52
3 20 84 0,257 0,017 2,7 2,7 19
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS
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DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Condicionantes de Projeto Tempo de detenção hidráulico = 30 minutos Sistema de floculação composto por três
câmaras em série, com gradientes de velocidade escalonados (70 s-1, 50 s-1 e 20 s-1)
![Page 54: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/54.jpg)
Profundidade da lâmina líquida=4,5 m Número de decantadores=04 Largura do decantador=12,0 m Será admitido que uma das dimensões do
floculador é conhecido, sendo esta função da largura do decantador
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 55: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/55.jpg)
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 56: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/56.jpg)
Cálculo do volume do floculador
33 450min/60.min30./25,0. mssmQV hf
Cálculo da área superficial do Cálculo da área superficial do floculador floculador
2100 mh
VA fS
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 57: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/57.jpg)
Cálculo da largura do floculador
mBABdS
f 33,812100
Portanto, será admitido um floculador Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 canal uma largura individual de 2,8 metrosmetros
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 58: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/58.jpg)
Cálculo do volume de cada câmara de floculação
O sistema de floculação será composto por três reatores em série e três em paralelo, o que irá proporcionar um total de 09 câmaras de floculação
35009
450 mnV
Vc
f
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 59: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/59.jpg)
Cálculo da potência a ser introduzida no volume de líquido
Dimensionamento do sistema de Dimensionamento do sistema de agitaçãoagitação
VGPot ..2
53 ... DnKP Tot
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 60: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/60.jpg)
Seleção do sistema de agitação
3,12,1 aKT
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 61: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/61.jpg)
Diâmetro do rotor selecionado
Cálculo da velocidade periféricaCálculo da velocidade periférica
mDrotor 2,1
nDVp ..
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 62: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/62.jpg)
Quadro resumo dos cálculos finais Câmara G (s-1) Vol (m3) Pot (W) D (m) n (rpm) Vp (m/s)
1 70 50 286 1,2 26 1,60
2 50 50 146 1,2 20 1,28
3 20 50 24 1,2 12 0,70
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 63: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/63.jpg)
Floculador Decantador convencional 12,0 m
8,4 m
2,8 m
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
![Page 64: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/64.jpg)
LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
![Page 65: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/65.jpg)
LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
![Page 66: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/66.jpg)
LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
![Page 67: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/67.jpg)
DECANTAÇÃO/SEDIMENTAÇÃO
Definição: Definição: •Processo de separação sólido-Processo de separação sólido-líquido que tem como força líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.propulsora a ação da gravidade.
![Page 68: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/68.jpg)
SEDIMENTAÇÃO
Classificação dos Processos de Classificação dos Processos de SedimentaçãoSedimentação
►Sedimentação discreta (Tipo 1)Sedimentação discreta (Tipo 1)►Sedimentação floculenta (Tipo 2)Sedimentação floculenta (Tipo 2)►Sedimentação em zona (Tipo 3)Sedimentação em zona (Tipo 3)►Sedimentação por compressão (Tipo 4)Sedimentação por compressão (Tipo 4)
![Page 69: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/69.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Sedimentação Floculenta (Tipo II) Decantadores convencionais de fluxo
horizontal Decantadores laminares
![Page 70: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/70.jpg)
Peso
EmpuxoForça de arraste
EFP a
0yFgVgmP olpp ...
gVE ol ..
2... 2VAC
F pda
Velocidade de Sedimentação
![Page 71: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/71.jpg)
TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS
DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação
FiltraçãoDesinfecçãoFluoretaçãoCorreção de pH
Água Final
Ag e
nte
o xi d
ant e
CA
P Coa
gula
nte
Al c
ali n
i zan
te
Ag e
nte
o xid
ante
Polí m
e ro
Polímero Agente oxidante
Age
nte
o xid
ante
Flúo
rAlcalinizante
![Page 72: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/72.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
![Page 73: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/73.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
![Page 74: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/74.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
![Page 75: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/75.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
![Page 76: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/76.jpg)
SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
![Page 77: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/77.jpg)
SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
►Sedimentação discreta: As partículas Sedimentação discreta: As partículas permanecem com dimensões e permanecem com dimensões e velocidades constantes ao longo do velocidades constantes ao longo do processo de sedimentação, não processo de sedimentação, não ocorrendo interação entre as mesmasocorrendo interação entre as mesmas
![Page 78: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/78.jpg)
SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
![Page 79: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/79.jpg)
Sedimentação Discreta (Tipo I)
B
H
L
1
2
Vh
Vs
tVL h .
tVH S . LHVV h
S.
HBQVh .
![Page 80: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/80.jpg)
Sedimentação Discreta (Tipo I)
Propriedade da sedimentação discreta: A dimensão física da partícula permanece inalterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional, o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é constante.
B
H
L
1
2
Vh
Vs
![Page 81: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/81.jpg)
Floculação e Sedimentação
Diâmetro das partículas
Freq
uênc
ia r
elat
iva
Água bruta Água coagulada Água floculada
Diâmetro crítico
dp > dc Partículas sedimentáveis
![Page 82: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/82.jpg)
SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
►Sedimentação floculenta: a velocidade Sedimentação floculenta: a velocidade de sedimentação das partículas não é de sedimentação das partículas não é mais constante, uma vez que as mais constante, uma vez que as mesmas agregam-se ao longo do mesmas agregam-se ao longo do processo de sedimentação. processo de sedimentação.
![Page 83: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/83.jpg)
SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
►Com o aumento do diâmetro das Com o aumento do diâmetro das partículas há, conseqüentemente, o partículas há, conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de aumento de sua velocidade de sedimentação ao longo da altura.sedimentação ao longo da altura.
![Page 84: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/84.jpg)
Sedimentação Floculenta (Tipo II)
Propriedade da sedimentação floculenta: A dimensão física da partícula é alterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional (floculação por sedimentação diferencial), o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é variável.
B
H
L
1
2
Vh
Vs
![Page 85: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/85.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S
![Page 86: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/86.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA
![Page 87: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/87.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA
![Page 88: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/88.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA
![Page 89: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/89.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA
![Page 90: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/90.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISPARÂMETROS DE PROJETO
►Taxa de escoamento superficial: 20 Taxa de escoamento superficial: 20 mm33/m/m22/dia a 60 m/dia a 60 m33/m/m22/dia./dia.
►(Função das características de (Função das características de sedimentabilidade do floco, definidas sedimentabilidade do floco, definidas pelas etapas de coagulação-floculação)pelas etapas de coagulação-floculação)
►Altura do decantador: 3,0 metros a 5,0 Altura do decantador: 3,0 metros a 5,0 metros.metros.
![Page 91: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/91.jpg)
DECANTADORES CONVENCIONAISPARÂMETROS DE PROJETO
►Relação Comprimento/Largura Relação Comprimento/Largura 4 4►Taxa de escoamento linear (vertedor) Taxa de escoamento linear (vertedor)
1,8 l/m/s 1,8 l/m/s ►Re Re 20.000 (Verificação) 20.000 (Verificação)►Fr Fr 10 10-5-5
..
h
e
RVR h
r RgVF.
2
![Page 92: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/92.jpg)
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
![Page 93: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/93.jpg)
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
![Page 94: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/94.jpg)
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
![Page 95: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/95.jpg)
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
tVL h .
tVH S .
LHVV h
S
.
2' LL
02 canais
B
H
L
1
2
Vh
Vs
H/2
L’
![Page 96: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/96.jpg)
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
tVL h .tVH S .
LHVV h
S
.
4' LL
02 canais
B
H
L
1
2
Vh
Vs
H/4
L’
n canais
nLL '
![Page 97: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/97.jpg)
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
Vs
V0
w
l
Trajetória crítica
h
lhsen s
sv
VVsen
s
sh
VV
cos
Vsh
Vsv
senVV ssv .
cos.ssh VV
![Page 98: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/98.jpg)
Vs
V0
w
l
Trajetória crítica
h
Vsh
Vsv
senVV ssv .
cos.ssh VV
tVVl sv .0
tVw sh . shsv V
wVV
l
0
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
![Page 99: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/99.jpg)
Vs
V0
w
l
Trajetória crítica
h
Vsh
Vsv
cos..0 ss Vw
senVVl
senwlVwVs .cos.. 0
wlL
senLVVs
cos.
0
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
![Page 100: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/100.jpg)
senLVVs
cos.
0
senAQ
AQV
p .0
0
Ap
senLsenASQV
p
cs
cos....
Equação de dimensionamento
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
![Page 101: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/101.jpg)
DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
![Page 102: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/102.jpg)
CONVENCIONAL X LAMINAR
senLsenASQV
p
cs
cos....
AQVq s Decantador convencional
Decantador laminar
senLsenSqq cL
c
cos...
cc
L
SsenLsen
cos..
•Sc=1 (Placas planas)•Sc=4/3 (Tubos circulares)•Sc=11/8 (Tubos quadrados)
![Page 103: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/103.jpg)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 20 30 40 50 60 70 80
qL/q
C
Ângulo das placas com a horizontal
Sedimentação laminar - Ângulo das placas
CONVENCIONAL X LAMINARÂNGULO DAS PLACAS
cc
L
SsenLsen
cos..
![Page 104: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/104.jpg)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0 10 20 30 40 50 60
qC/q
L
l/w
Sedimentação laminar - Efeito da grandeza L (l/w)
CONVENCIONAL X LAMINARGRANDEZA L (l/w)
cc
L
SsenLsen
cos..
![Page 105: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/105.jpg)
DECANTADORES LAMINARESDECANTADORES LAMINARESETA RIO GRANDE (SABESP)ETA RIO GRANDE (SABESP)
![Page 106: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/106.jpg)
DECANTADORES LAMINARESDECANTADORES LAMINARESETA RIO GRANDE (SABESP)ETA RIO GRANDE (SABESP)
![Page 107: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/107.jpg)
DECANTADORES LAMINARESETA CAPIVARI (SANASA)
![Page 108: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/108.jpg)
DECANTADORES LAMINARESETA CAPIVARI (SANASA)
![Page 109: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/109.jpg)
DECANTADORES LAMINARESPARÂMETROS DE PROJETO
►Velocidade de sedimentação: 20 Velocidade de sedimentação: 20 mm33/m/m22/dia a 60 m/dia a 60 m33/m/m22/dia./dia.
►(Função das características do floco, (Função das características do floco, definidas pelas etapas de coagulação e definidas pelas etapas de coagulação e floculação)floculação)
►Ângulo das placas com a horizontal: 60Ângulo das placas com a horizontal: 60oo
![Page 110: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/110.jpg)
DECANTADORES LAMINARESPARÂMETROS DE PROJETO
►Comprimento da placa: 0,6 metros a 1,2 Comprimento da placa: 0,6 metros a 1,2 metrosmetros
►Velocidade de escoamento entre as Velocidade de escoamento entre as placas: 15 cm/min a 20 cm/minplacas: 15 cm/min a 20 cm/min
►Espessura entre as placas: 4 cm a 8 cmEspessura entre as placas: 4 cm a 8 cm
![Page 111: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/111.jpg)
DECANTADORES LAMINARESPARÂMETROS DE PROJETO
►Altura do decantador: 4,0 metros a 6,0 Altura do decantador: 4,0 metros a 6,0 metros.metros.
►Relação Comprimento/Largura Relação Comprimento/Largura 2 2►Taxa de escoamento linear (vertedor) Taxa de escoamento linear (vertedor)
1,8 l/m/s 1,8 l/m/s
![Page 112: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/112.jpg)
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE SEDIMENTAÇÃO
Vazão: 1,0 m3/s Velocidade de sedimentação dos flocos: 40
m/dia Número de unidades de sedimentação: 04 Profundidade da lâmina líquida=4,5 m
![Page 113: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/113.jpg)
DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
![Page 114: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/114.jpg)
Cálculo da área
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
SS A
QqV
223
3540
//40/600.21 mdiammdiam
qQAS
![Page 115: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/115.jpg)
Verificação do tempo de detenção hidráulico
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
horashorassm
mmQ
Vdech 7,2
/600.3./25,05,4.540
3
3
![Page 116: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/116.jpg)
Definição da geometria do decantador
Admitindo uma relação entre L/B igual a 4, tem-se que:
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
22 540.4. mBLBAS
mB 6,11mLmB
0,470,12
25640,47.0,12. mmmLBAS
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Verificação da taxa de escoamento superficial
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
diammm
diamAQqS
//3,38564
/600.21 232
3
►Cálculo da velocidade horizontalCálculo da velocidade horizontal
scmmmsm
AQVh
h /463,00,12.5,4/25,0 3
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Cálculo do Raio Hidráulico
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
►Cálculo do Número de ReynoldsCálculo do Número de Reynolds
mhB
hBRh 57,25,4.20,12
0,12.5,4.2
.
905.11.
hh
eRVR OK000.20
![Page 119: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/119.jpg)
Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
qHql ..018,0
ql=vazão linear nas calhas de coleta de água decantada (l/s/m)H=altura útil do decantador (m)q=taxa de escoamento superficial no decantador (m3/m2/dia)
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Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
qHql ..018,0 3,38.5,4.018,0lq
mslql //10,3
Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/mValor de projeto adotado: 2,5 l/s/m
![Page 121: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/121.jpg)
Cálculo do comprimento total de vertedor
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/mValor de projeto adotado: 2,5 l/s/m
vl L
Qq mmslslLv 100
//5,2/250
![Page 122: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/122.jpg)
Cálculo do comprimento total de vertedor
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
Admitindo que o comprimento da calha de coleta Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não exceda a 20% do de água de lavagem não exceda a 20% do comprimento do decantador, tem-se quecomprimento do decantador, tem-se que:
mmLcalha 4,92,0.0,47
![Page 123: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/123.jpg)
Cálculo do número de calhas
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
3,54,9.2
100.2
mm
LLNcalha
vcalhas
Portanto, vamos adotar um total de 06 calhas, com Portanto, vamos adotar um total de 06 calhas, com 9,0 metros de comprimento9,0 metros de comprimento
mmcalhasLv 1082.0,9.06
mslmsl
LQqv
l //31,2108
/250
![Page 124: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/124.jpg)
Cálculo do espaçamento entre as calhas
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS
mcalhas
mEsp 0,206
0,12
![Page 125: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/125.jpg)
FILTRAÇÃO
Perda de carga em sistemas de filtração Fluidificação e expansão de meios filtrantes Lavagem de meios filtrantes Dimensionamento de sistemas de filtração
![Page 126: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/126.jpg)
FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
Diâmetro das partículas
Freq
uênc
ia r
elat
iva
Água bruta Água coagulada
Diâmetro crítico
Se Vs > q, todas as partículas com diâmetro superior a dc serão removidas
dc apresenta Vs
![Page 127: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/127.jpg)
Diâmetro das partículas
Freq
uênc
ia r
elat
iva
Água bruta Água coagulada Água floculada
Diâmetro crítico
dp > dc Partículas sedimentáveis
FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
![Page 128: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/128.jpg)
Sistema de filtração !!!
SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA RIO GRANDE
![Page 129: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/129.jpg)
SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA RIO GRANDE
![Page 130: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/130.jpg)
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
F1 F2 F8
![Page 131: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/131.jpg)
SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA GUARAÚ
![Page 132: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/132.jpg)
SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA ABV
![Page 133: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/133.jpg)
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
F1F2
F5F6
![Page 134: FLOCULAÇÃO](https://reader030.fdocumentos.tips/reader030/viewer/2022012922/56815e80550346895dcd0e4c/html5/thumbnails/134.jpg)
FILTRAÇÃO
Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida.