Livro - Cavalcanti Cap 9
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8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
1/31
CAPiTULO I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS POR M EIOS Fisl COS
apitulo
TR T MENTOS
ONVEN ION IS POR
:
MEIOS FISI OS
i
tnicio
s
inform ciies
cerc dos
processos de
tr t mento
de
efluenies
ord ndo
t
r t mentos prelimin res
com
doiiio
de
meiodos
fisicos de
depur iiio
como
qr de menios peneir mentos
equ liz ciio
e
sep r ciio
de f ses
NUAL DETRATAMENTO DEEFLUENTES INDUSTRIAl S
9
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
2/31
CAPiTULO
I
TRATAMENTOS CONVENCION AIS POR
M I
OS Fis lCOS
PITULO
9: TR T MENTOS
ONVEN ION IS
POR MEIOS Fisl OS
As operacces unitarias convencionais envolvendo metodos fisicos de tratamento
sao
fundamenta lmente
as
seguinte
s:
9 SEP R C O DESOUDOS GROSSEIROS
Trata-se efet
ivamente
da
primeira
das operacoes un itarias em plantas de t ratamen-
to de
efluentes
.
Destina
-se
a
remocao de s6lidos grosseiros carreados
pelas aquas
re
s
iduarias
.
E
utilizada para a protecao de
bombas
, valvulas, tubulacces,
bem
como
para
integridade das demais unidades
de
tratamento
de jusante e instalacoes hidrau ltcas .
05
tipos principais de
equipamentos
de separacao de s6lidos gros seiros sao os
seguintes
:
GR DES
Normalmente instaladas na secao t ransversal de can ais ou canaletas, em po stcao
inclinada 30° a ° ou ver t ica l, as g
rades
sao classific
ad
as em grosse iras,
medias
e
finas
,
dependendo
do tamanho dos s6lidos
que pretendem reter
. 0 espacarnento
entre
as
barras pode
variar
entre
1a 10 cm Tabela 9.
1
Qu
anto a
forma de limpeza, as
grades
podem
ser manuais ou automaticas , sendo que nas grades finas a limpeza e executada
automatic
amente atraves
de rastelo.
TABELA 9.1
Tipos de grades e respeetivos
e s p ~ m e n t
Tipos de Grades
s p ~ m e n t o
em
Grades grosseiras 4 a 10
Grades medias 2 a 4
Grades finas 1 a 2
As grades mecanizadas sao dos seguintes t ipos :
GRADE MECANIZADA TIPO REMALHEIRA:
Econstituida de barras retangulares incl inadas, dispostas segundo
espacarnento
desejado,
ocupam
a largura
total
do canal. Os detritos sao
remo
vidos per rastelo acio
nado mecanicamente . Figura 9 1
GRADE MECANIZADA ROTATIVA:
E
constituida
de
barramento
curve
,
mecanisme
de
rastelamento
e
conju
nto
de acio
namento
com motor, apropriada para
instalacao
em canal aberto . Figura 9.2 .
M ANUAL DETRATAMENTO DE lU NTES IN DUSTRIAlS
9
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
3/31
CAPiTULO 9 I TRATAME NTOS CONVENCIONAIS PORM EIOS Fi sl COS
FIGURA
9.1
Grade fina mecanizada
Figura 9.2
Grade Mecanizada: Tipo Rotativa
n •
.
,
...
. .
.:
Fonte:Centroprojekt
.
.
. ..
r · · .1
/ I :
f •
; / .....
. .- -
Fluxo
::·
c ··,··
·,
,:: :,
1 .: .: ..:.: :, ; ::,
P N IR S
Aspeneiras sao
t m
bern indicadas p r a remocao de s61idos. Contudo a
su
capacidade de rernocao de
s i
dos finos e mesmo de s61idosem suspensao residuais de
tr t mentos
bio
6gicos as peneiras tern sido cada vez mais utilizadas
t m
bern como
tr t mento
primario substituindo ate mesmo decantadores prirnarios. s principais
tipos de peneiras
sao as dos tipos estatica e de t mbor rotativo.
M NUAL DETRATAM ENTO DE F lUENTES INDU STRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
4/31
C P iTULO 9 I TR T MENTOSCONVENCION IS PORM ios Hsrcos
PENEIRAS ESTATICAS:
Sao dispositivos de filtragem dot ados de te la em inox,dispostas inclinadas por onde pas
sa a suspensao com s6lidos grosseiros provenientes de
um
a caixa de mistura ou de
tr
ans
bordam
ento
, construidos em ace carbono ou inox.
0 5
s6lidos escorrem por gravidade ao longo da tela,
enquant
o
filt rado escorre por
ent
re
as ranhuras da
te
la.
As inforrnacoes basicas
para
a espectftcacao de peneiras sao as
segu
ites :
o
ldent ificacao do material a ser filt rado t ipo de s6lidos, peso, dimen s esmedias e
rnaxim as).
o
vazao minima e maxima;
o
presenca de 6leo,gordura ou material aderente;
o
porce
ntagem
de solidos:
o
abertura de tela;
o
mat erial de tela;
o
forma como material adentra
a
peneira bomb
ean
do ou por gravidade); e
o
pos icao do
tubo
de saida.
As abe
rtura
s de telas em funcao dos tamanhos de
pa
rticulas
ret
idas sao especi ficad os
confo
rme
a Tabela 9.2:
TABELA
9.2
Abertura de tela em fun£lio do tamanho
das
particulas retidas
Abertura de Tela mm Tamanbo de Partfculas Retidas mm
0 50 0 < 3 0
0 75 0 40
1 00 0 60
1 25 0 75
1 50 0 90
PENEIRAS ROTATIVAS:
As informacoes basicas para dtrnensionament o sao as mesmas da peneira estatica.
Apeneira rotativa de fluxo externo rotostrainer ) tipica e um equipamento composto
basicamente de um cilindro rotativo
constru
ido em ace inox, est r
ut
ura ou caixa de t rans
bordamento
em ace carbono ou inox prevista par a sust entacao do cilindro rotat ivo e dire
cionamento dos fluxos afluente e efl
uente
: acionam ento at raves de moto-redut or: sistema
de limpeza interna de cilindro rotativo e lamina raspadora para rernocao dos s6lidos com
pactado
s pe lo cilindro rotativo. Figura 9.3)
Asabe
rturas
de te las variam conforme
uma
faixa iniciando per Ol
mm
ate
2
mm
M NU L DETR T MENTO DE EFLUENTES INDUSTRI l S
9
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
5/31
CAPi TULO9 I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS PORMEIOS Fis lCOS
FIGURA
9.3
Peneira Estatica
Fonte: Prominas
o
cri
te r
ia para a deterrnmaca
o
da capac
idade hidraulica
da
pene
ira rotativa
e
represen
tado pela seguinte formula :
Q =Ar xTf
9.
Onde:
Q - vazao
em
mi/h
Ar- area int ern a da te la m-
Tf t axa de fluxo par percen
tua
l de area abert a com perda de carga zero
mv
m h
-de tel a
TABELA
9.3
Percentual de area aberta e taxa de fluxo por
abertura
de tela em peneiras rotativas
Abertura da Tela Percentual de Area Aberta ) Taxa de Fluxo m
3 m1 h
de tela
0,10 6 9,6
° 2 5 11 24,0
,35 15 38,4
~ O W
0,75 28 72,0
~ 35 ~
1,50 44 120,0
2,00 50 144,0
onte Prominas
MANUAL OETRATAME NTO DE EFl UENTES INDUSTRIAl S
199
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
6/31
CAPiTULO 9
I
TRATAM ENTOSCONVENCION AIS PORM IOS F
is l
COS
FIGURA 9 4
Peneira
Rotativa
o te:Prominas
Apeneir
rot tiv
pode ser inst l d diret mente no canal por onde aflui 0 despejo
industri l
Tipicamente, a suspensao entra pela extremidade aberta da peneira ou placa perfurada
construida em aco
tnoxidavel
solidaria a um estrutur inclinada
segund
o um
anqulo
de 35°.
Os sclidos peneirados sao transferidos por um transportador helicoidal a
te
um container.
o equipamento permite um cornbinacao de peneiramento, lavagem,
tr nsp
orte, com
pactacao e desidratacao em um un ica un idade .
Asvantagens deste dispositivo sao a alt eficiencia na sepa racao com um baixa perda de
carga.
o espacarnento das barras e no minimo 0,5mm e a furacao das placas e de no minima 3
mm .AFigura 9.3 apresenta 0 percent ual de area bert e t x de fluxo por aber
tut
de tela.
9
EOU LIZ O
Aequalizacao de efluentes descontinuos e um et pa quase sempre necessaria que ante-
cede os processos de depuracao propriarnente ditos, tendo em vista garanti r as fases subse
quentes de tr atarnento, regimes de vazao e concentracoes com certo grau de uniformidade.
o objetivo secundario da equ lizacao de fluxo e tambern mortecer 0 pH, concentracao e
vazao m ssica dos constituintes dos despejos, atraves da mistura do proprio despejo no dis
positivo de equ lizacao. Isto result em um carga mais uniforme dos constituintes dos des
pejos, em suspensao ou dissolvidos ,bem como do pH.
Aequalizacaode vazao pode melhorar significativamente a performance de sistemas de tra
tamento a jusante ,inclusive reduzindo 0 consumo dos agentes neutral izantes, produtos quimi
cosna floculacao e prindpalmente 0 t m nho das unidades de tratamento subsequentes.
M N
UAL DETRATAMENTO DE fLUENTESIN DUSTRIAlS
2
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
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CAPiTULO 9
I
TRATAM ENTOS CONVENCIONAI S POR M EIOS FfslCOS
Avariacao de vazao em como das caracteristicas fisico-quimicas e bio16gicas de deterrni
n do despejo dependem de v nes fat ores pr tncipalrnente do t ipo de industri da n turez
do processo produtivo da sazonalidade e das frequencias das operacoes de lavagem.
Em geral industrias que m n ipul m um diversidade de produtos tendem a gerar efluen
tes
desco
nt
inuos com maier
ou me
nor nivel de variacao
t nto
qu ntit t
iva como qualitativa
ao contrario de tn
du
strias que processam um un ico produto.
lndust rias farrnaceuticas por exernplo d d a diversid de de produtos fabri cados geram
efluent es incons
t n
tes frutos das inumeras lavagens de t nques e equip mentos que neces
sitam ser preparados p r novos manuseios de outros produtos da linha de fabricacao. Estes
por outro lado
t em su
frequencia de fabricacao
su ordin
da as variacoes domercado.
a tndustrias de p pel e celulose em or requeiram us intens ivo de
qu
no processo
produtivo
ger m
efluentes con
tinu
os com
menor
variacao de fluxo e de concentracao
Unidades de equ lizacao podern ser projetadas em linh a ou como t an
que
s de
esper
. No
prirneiro caso t odo
0
flu xo
p ss
at raves do
t
nque de
equ
lizacao
resu
l
t
ndo
em significati
vas condicoes de amortecimento em termos de vazao
m s
sica e de concentr cao.
FIGURA 9
Equalizac
ao
do
l
uxo
otal
deVaz
ao
IGURA 9 7
Equalizacao do
l
uxoExtrava
za
do
verfl
ow )
No
t n
que
de
esper somente
afluiriarn
qu
ntidades de fluxo ac
im
da vazao de proje
to como e 0 caso do incremento de vazao em decorrencia do aflu xo de aq
u
s pluviais
n o
segreg das ge
r d
s em
per
iodos de grandes chuvas . Outr possibilidade ser ia
0
afluxo de
correntes de despejo com concentracoes de determ i
n dos
poluen
te s
superiores as prev istas
em projeto x.carga orq nica .
Emam s as sttuacoes 0 volume a
rm
zenado seria om e do em direcao as unidades de
jus nte do sistem de
tr
t mento ja com vazao regularizada.
Dependendo das caracteristicas dos despejos 0 t nque de equalizacao poder prever dis
pos itivos de aqitacao
ou
aeracao da
m s
sa liquida rmazen d
DETERMI
N
A< AO
O
VOLUME
NECESsARIO
Afuncao do
t n
que de equaltzacao e armaze
n
r vaz6es superiores a vazao media e des -
M NUALDE TRATAM ENTO DE FlUENTES INDUSTRIAlS
2
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
8/31
CAPi
TULO 9 I TRATAM ENTOS O NVENCIONAIS POR
MEIOS
Fis lCOS
carreqa-las em periodos quando a vazao emenor
que
a
med
ia. 0 vo
lume requ
erido
pode
ser
determinado
grafi
camen
te atraves do t racado de um hidr6grafo.
No hidr6grafo, e
tra
cado primeiro 0 diagrama de balance de massa. Sao plotados, no eixo
das orden adas os volu
mes
acumuladosdas
v zo s
dos despejos e,no eixo das abcissas, 0 t em
po (24horas ao longo de
1
dial .A
vazao
med
ia
t r
i
,
t ambern
p
lotada
no
mesmo
diagrama,
e
a
inclinacao
da lin
ha
reta tracada da origem ao
ponto
final do diagrama. Atangente
desta
re
ta
(tg a represen
ta
a
vazao
media.
Par a dete rm inar
0
volume de
equalizacao, 0
diag
ram
a do
balan ce
de massas ne cessita ser
envelopado com
duas
linhas paralelas a
linha
da
vazaomedia
, tangentes as extremidades
da curva do
balan
ce de
massas
. 0 vo
lume
requerido e
representado
pela distancia vertical
entre e
stas
d
ua
s linhas.
Exemplo
nO1: om
os
dados
de
vazdo
databelaa sequi determinar0 volumedeequa
Iizacao deum tanque dearmazenamento localizado in-line :
tnicialmenie desenvolve
-seuma
curva
de volumes acumulados
calcuiados
a
cada hora
a partirdasvazoes horarias.
orexemplo:
para
0
periodo
demeia-noitea uma ho
ra
:
V =0
x 1h ou
V =
25m
3 h
x1h
=
25m
3
1 1
ara
0 periodo de 1as 2 horas.
V =0
x 1h ou
V =
10m
3 h
x 1h
=
10m
3
1 2 1 2 1 2
A
vazao
acumulada aofinal de
cada periodo
detempo
e
determinada dasequinieforma:
-Aofinal do primeiro periodode tempo (0 - 7 :
V
=
15m
3
1
- Aofinal do
segundo per
iodo de
te
mpo
1
- 2):
V
=
25m
3
10m
3
=
35m
3
2
... e
assimsucessivamente atefindar as
24 horas
dodia.
Apes
este
calculo ,
traca
-se a curva dos volumes a
cumulados
em
funcao
do
tempo
A
inclinacao da reta que vai da origem ao ponto final da curva
representa
a vazao me dia .
Finalmente, determina se
0
volume requerido, tracando-se duas linhas paralelas a li
nha da vazao media e tangentes a curva do diagrama. 0 volum e de equalizacao e repre
sentado
pe la distancia vertical
compreend
ida entre e
stas
duas linhas.
No exemplo, a vazao
media
foi de 54,1m
3
/h
eo
vo
lume
necessario
para
a equalizacao
foi de 350 m ', ou se
ja
, 27 da vazao
media
diaria. (Tabela 9.4 e Figura 9.8)
empl
n 2:Calcular 0 volume de equalizacao para um despejo
industr
ial,
cuja
vazao
aflue
nte
e de 20m
3/
h, conti
nua
ao
lan
ge de 16
hora
s do dia. Considerar vazao de sa
ida
con
stante
ao lange de 24 horas.
MANUA LDETRATAMENTO DE
EF
U NT
S
INDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
9/31
CAPiTULO 9
I
TRATAMENTOS
CONV
ENCIONAIS POR
MEios Hs rcos
azdo aftuente
Q
a=
20m
3 /
h
Vazdomedia
Qm
=
13,3m
3/
h
Volume de equa lizaoio
Veq = 13,3m
3 /
h x 8h = l06,6m
3
(Tabela 9.5 e Fi
gu
ra 9.8)
T EL 9
Calculo do hidrografo do cxemplo n 1
nte
l ~ ••
Vazio Horaria m3Jh
Volume Acum' ,lado
0:00 - 1:00
I
25
I
25
1:00 - 2:00
10 35
2:00 - 3:00
I
30
I
65
3:00
4:00
15 80
4:00 - 5:00
r
40
I
120
5:00 6:00
40
160
6:00 7 :00
I
60
I
220
7:00 - 8:00
35 255
8:00 - 9:00
I
70
I
325
9:00 10:00
105 430
10:00- 11:00
I
120
I
550
11:00- 12:00 135 685
12:00 - 13:00
I
115
I
800
13:00- 14:00 120
920
14:00 :
c
15:00
I
80
I
1.000
15:00 - 16:00 50 1.050
16:00 - 17:00
I
70
I
l.l20
17:00- 18:00
20 l.l40
18:00 - 19:00
T
40
I
l.l80
19:00 - 20:00 40 1.220
20:00 - 21:00
I
20
I
1.240
21:00 - 22:00
10
1.250
L
I
22:00 - 23:00
20 1.270
23:00 - 00:00
30 1.300
QM
1
54,1
I
M ANUAL DETRATAM ENTO DEEFl UENTES INDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
10/31
CAP iTULO 9 I TRATAME NTOS CON VENCIONAIS POR ME IOS is l co s
FIGURA 9 8 E
XEMP
LO
1
HIDROGRAFO
HOR O I
FIGURA
9 9
EXEMPLO
NQ2
HIDROGRAFO
g
o
c
S
:;;
o
«
w
:;;
J
o
3
EXEMPL
I 0A NU l OETRATAMENTO DE EFLUENTES IND U STRIA lS
4
9 10 11 12
HORA DO DIA
16 17 18 19 20 21
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
11/31
CAPiTULO 9
I
TRATAMENTOS CONVENCIONAIS PORMElDS FislCOS
T EL 9.5
Intervalo
2:00 - 3:00
Calculo do hidr6grafo do cxcmplo n 2
Vazao
Horiria
m
3 / h
Volume Acumulado
~
20 20
20 40
20 60
20 100
20 80
20 120
20 140
20
160
20 180
20 200
20 220
20 240
20
260
20 280
20 300
20 320
0 320
0 320
0 320
0 320
0 320
0 320
0 320
0 320
13,3 320
7: 8:00
3: 4:
8:00 - 9:00
9:00 - 10:00
1 : 11 :00
11:00 - 12:00
20:00 - 21:00
21:00 - 22:00
12:00 - 13:00
_
3:00 - 14:00
14:00 - 15:00
- - -
15:00 - 16:00
16:00 - 17:00
17:00 - 18:00
QM
18:00 - 19:00
- - . . . . . - - -
~
19:00 - 20:00
22:00 - 23:00
r
23:00 - 00:00
4:00 - 5:00
5:00 - 6:00
. - - - -
6:00 - 7:00
MANUALDETRATAMENTODE EFl UENTES INDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
12/31
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
13/31
CAPITULO I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS PORM ElDS Ffs lCDS
Assim:
Pw
-Po d
a - - - - - - - -
8 u
(9.2)
Onde:
Va - Veloeidade de ascensao (
m
s)
9 - Aceleracao da qravidade (m /s-)
Pw - Peso especifico da aq
ua
q cm
Po Peso especifico do oleo (q/cm )
d -
Diametro
dos qlobulos (em)
f - Viscos idade da aqua (poises ou g/cm.s)
A velocidade
horizonta
l m ax
ima
permr
tida
e
V
H
=
lsVa,
mas
nao
pode
u
ltrapassar
a
0,914m min (3ft /m in ). Sendo assim, a secao t ransversal minima
A ,
e a seguinte :
A = _ (9.3)
V
H
Onde:
A- ecaotransversal
(m-)
Q - vazao (rns/ rnm)
De
acordo
com
recomendacoes
doAmerican Petroleum Institute,as dimens6es limit e sao:
h - Profundidade rn .0
,91
a 2,44m
l.arqura rn :1,83 a 6,lm
Profundtdade/ Larqura: 0,3 a 0,5
o comprirnento do separador e calculado pela
seguinte
formula,desenvolvida pelo Ame
rican Petro leum Institute (API):
L
F
,
+
F)
V
-----=...1L-
x h
Va
9.4
Onde:
L - c
omprim
ento do separador (m)
F - fator
de
turbu
lencia
F
2
- fator
de cur to -circuito (adotado como
sendo
1,2)
o fato r de turbulencia (F,) e funcao de veloeidade do fluxo horizontal e da veloeidade
aseension al das p
articu
las de oleo.
A tabela a seguir apresent a valores de
F,
em
funcao
da relacao VHVa:
MA
NUA L DETRATAM ENTO DE EFLUENTES INDUSTRIA lS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
14/31
CAPiTULO I TRATAM ENTOSCONVENCIONA IS POR M EIOS Fi s lCOS
TABELA
9 6
Valores de F1
2 1 45
15 1 37
1 1 27
1 14
3 1 7
Exemplo:
Calcular um separador
P
para uma vazao de 2m
l
/min:
Dados
:
T - Temperat
ur
a da
aqua:
35°C
Pw - Peso especifico da aqua: 0
995g/cm
l
Po - Peso especifico do oleo. 0
890g/cm
l
J
-
Viscosidade
da aqua .
0,007
poises
glcm.s
d - Diametro
dos
g16bulos: 0,015cm
9 - Aceleracao da gravidade: 9 8m/s
2
F2 - Fator de
curto circuito
:1,2
Va=
Calculo
da
ve
locidade
de
ascensao
Va:
9,8
m/s-
0,995 - 0
890
q/cms x 0,0l5cm 2
18 x 0,007 g/cm.s
=
1,84 x lO-
lm
/s
Calculo da relacao VHVa :
VH 0,91
4m
/
min
Va O,llm /
min
= 8,31
c
Calculo
da
secao
trans
versal m ini
ma
cons
idera
n
do se
VH
=
0,914m /mi n 3
ft/mi
n :
2m
l/min
A =
0,914m
/min
= 2,19m
2
Sendo
a area da
secao transvers
al de 2,19m2a
profundidade
de aq ua de O,91m e a largura
de 4m satisfazem
a re
lacao
.
No exemplo, pa ra V
iV a
= 8,3 , tem se F, = 1,27
d Ca
lcu
lo do
comprimen
to
do
sepa
rador
L= 1,27 1,2 x 8,31x O,91m = 18,7m
M ANUAL DETR T M NTO DE FlU NT S IN DUSTRIAlS
2 8
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
15/31
CAPiTULO
9 I
r RATAMENTOS CONVENCIONA IS POR ME lDS Fis lCDS
Afim de prover a limpeza do sep r or
e
conveniente no proje to prever du as un i es
em paralelo.
FIGURA
9 1
Separador de Agua e Oleo Plan ta
II
llOll
DE lOOO
CNW 8
B
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
16/31
CAPiTULO 9 I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS POR M EIOS Fisl COS
SEPARADOR PPI PARA L PLATEINTE RCEPTOR
A Shell desenvolveu tambem um separador aqua-oleo conhecido como Parallel Plate
Interceptor (PPI) ,
que
e basicamente um separador API com placas l
ongitu
dinais instala
das
par
alelarnente ao longo do eixo do s
epara
dor, isto
e,
na
direcao do flu xo e inclinada
segundo um anqulo de 45° com a horizontal. Neste case, os qlobulos ascendentes do oleo
sao coalescidos
na
subs
uperf
icie de cada placa desliza
ndo par
a
cima
da placa, elevando-se
asuper
ficie pelos canais. Em c
ontr
apartida os sedimentos deslizam at raves dos ca
na
is em
direcao ao fundo do separador, as separadores de flocos incluem tambern
0
Corruqated
Plat es Separator (CPS .
Estes
separa
dores sao proje
tad
os
pa
ra
separa
r go
tk
ulas de oleo maiores qu e 0,006cm.a
eflu ente final,oriundo do
PPI
e do CPI,e capaz de produzir um teor de oleo livre menor qu e
i ornq L desde que a concentracao afluente nao ultrapasse 1 .
F
ig.9.11
FIGURA 9. .
Separador P
P
Parallel Plate Interceptor
..
L
I
i
.. .
-
I-'-
0
I
: J:
I
_
Font e: Paramount
I
SEPARADOR CPI CORRUGATED PLATE INTERCEPTOR
As placas corruq adas (ondulad as) sao usadas para elevar a performance de tanques
se
pa
radores por gravidade. Elas ampliam a diferenca em densidades proporcionando um
ca
minho
de escoamento mais longo para
0
flu ido, minim izando a dis
tancia
entre as gotas
de oleo. Como consequencia, 0 se
parado
r CPI co
mpara
tivamente ao AP I resulta ser mui to
menor em volume. Sua perform ance e limitada
a
remocao de gotas de oleo de 50 micras
(-15Ppm) ou maiores. .
Em
um
s
epar
ador CPI,
0
despejo oleosoaden
tra
ao t anque em um compartimento defi
nido como zona de coalescen cia. Nesta secao, as gotas de oleo com diamet ro suficien te asso
mam asuperficie sem necessitar dos modules .as solidos mais pe sados eo lodo decantam
para
0
fun do do t anque.
Asuspensao liquida flui
ent
ao at ravessando uma placa per fu rada propiciando uma dis
persao uniforme do flu xo per toda a area frontal aos modules .
Depot s 0
despejo flui atraves dos esp acos
entre
as placas corruqadas.Avazao e mantida
sob condicao de esco
ament
o lami nar permitindo
um
a separacao sob cond tcoes ideais.
Nos modules. 0 oleo se eleva em direcao ao topo das placas corruqadas coalescendo com
M N U L ETR T M ENTO E EFlUENTES IN U STRI lS
2
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
17/31
CAP iTULO 9
I
TRATAM ENTOS CO NVENCIONAIS PORM EIOS Fis lCOS
outr s gotas de 6leo.Asgotas maiores se elevam te a interface oleo/aqua situ d proxima
asuperficie do t nque.
o 6leo coalescido fluira em um verte dor ajustavel interne em direcao a um bocal de sa
ida onde sera recolhido.
Asplacas corrug adas devem t
m e
rn ser adequadas para permitir t ransferencia e com
pactacao dos s61idos separados lodo)
SEPARADOR TP TI LTED PLATE INTERCEPTOR
•
Este tipo de separador foi introduzido objetivando resolver um problema cromco dos se
paradores CPI:0 entupimento por s6lidos das placas dos modulos acar retando dificuldades
de limpeza e colapso das placas.
Nesta concepcao, os tu o guias foram substituidos por tiras.Adicionalm
ente
, es
t
inter
vencao propicia a elevacao da eftciencia devida
a
rn
nut
encao de um regime laminar, um a
vez que os tubos provocavam turbulencias no fluxo de aq
u
entre as placas.
Fig
. 9.
12
FIGURA
Separador
I
liltedPlate Interceptor)
: :. . . .-:::::;::::::
:::::.---.- -::
Font e: Paramount
SEPARADOR CFI CRO SS FL WINTERCEPTOR
o separador C
FI
possui m ier superficie de placas por unidade de area e de volume,com
parativamente aos separadores CPIe TPI. Isto foi possivel com 0 desenvolvimento de
sep
rador de fluxo cruzado.
Este separador consiste de placas corrugadas paralelas inclinadas estr eit amente espa
cadas.Contrariam ente aos separadores em contr corrente que requerem entr da no topo
ou no fun do, 0 se
p r
dor
CFI
possui entr d late ral. A aq
u
oleosa flui em fluxo laminar
entr
e as placas na direcao horizontal.
MANUALDETRATAMENTO DE EFl UENTES INDU STRIAlS
211
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
18/31
CAP iTULO 9
I
TRATAMENTOS CO NVENCIONAIS PORME IOS Fis lCOS
A principal vantagem do separador C e que as p rticulas t anto leves como pesadas
podern ser separadas simultaneamente do desp ejo.
A aplicacao mais adequ d dos separadores CFI se da quando solidos em suspensao
-150m9/L),alern do oleo,necessitam ser separados,
FIGURA
9 3
emo
vedo
r
de
eo livre c
om
c lh coletor
Fonte:Acqu mec
R M O ~ O MECANIZADA
OL O LIVR
Urn tipo de removedor mecanizado de oleo que pode ser utilizado pa ra sep r r oleos
livres de
qu s rm zen d s
em t an ques separadores t ipo D
IN
ou API
e
cons
tit
uido
p r
urn dispositivo , cuj pe
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
19/31
CAPiTULO TRATAMENTOS CONVENCIONAIS PORMEI OS Fisl COS
FIGURA 9
4
Dispositivo
mecan izado
de
rerno o de 6 eo l
ivre
Fonte: Sandvik
9 4
DIMENTA
C
AO
Sedirnentacao e
um
processo natural de separacao de fases
soltdo liquido
que t em por
princi pio a acao da gravidade. Sr
tua
cao inversa e a flutuacao ou flotacao qu e se
da
por efeito
da
gravidade diferencial como forca motriz.
A sedimentacao em tra
tament
o de efluentes e util izada
na
s
epara
cao de areta s6lidos
sedimentaveis lodos bi
6gicos e lodos quimicos quando fIoculados. Tambem proporciona
adensamento de lodos..
Asedirnentacao de particulas envolve quatro processes:
Sedimentacao
discreta
Tipo
1
Fen6meno usual em suspens6es com bai xo teor de s6lidos nao havendo tnteracao signi-
ficati va entre as particulas circunvizinhas; neste caso as particulas permanecem inaltera-
das e com velocidades constantes ao lange do processo de decantacao.
Sedimentacao em f ocos T ipo 2
cone t ambern em suspens6es razoave lmen
te
diluidas porern havendo aqlorneracao
de
par
ticulas resultando em
aumento
de
tamanho
e da velocidade de sedimentacao. E
0
processo caracteristico de separacao de lodos quimicos fIoculados.
edimentacao por zona
Tipo
3 .
Fen6meno que ocorre em decantadores secundarios quando
da
sedimentacao de lodos
MANUA LDETRATAMENTO DE EFlUENT ES INDUSTRIAlS
2
3
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
20/31
CA PiTU LO 9
I
TRATAMENTOS CONVENCIONA IS PO R M EIOS Fi sl COS
bioloqtcos. Ha uma interacao entre as particulas circunvizinhas em suspens6es razoavel
mente concentradas e a
massa
de particulas sedimenta como um todo com uma interface
solida-liqutda
bem definida.
Sed
imentacao por compressao
Tipo
Neste caso, em suspens6es bastante concentradas, ocorre uma sedimentacao posterior
somente por compressao da estrutura se solidos lodo .Este fen6meno ocorre nas camadas
inferiores de decantadores secundarios e em adensadores de lodo.
Estes t ipos de sedimentacao podem ocorrer isola
dame
nte ou simul
ta
neamente ao lon
go do tempo durante
0
processo de decantacao,
Os decantadores norma lmente utilizados sao de dois t ipos:
o Decantadores convencionais de fluxo horizontal ou vert ical com ou sem remocao
mecanizada de lode :
o
Decantadores lamelares
Em ambos os t ipos os tipos de decantadores eve sesalientar que a
eftciencta
de decan
tacao e funcao da velocidade de sedirnentacao e nao aprofundidade do
tan
que . 0 dimen
sionamento e feito pela velocidade critica de sedimentacao rn/h que tem a dimensao da
t axa de escoamento superficial
mv
m h
.
D ECANTADORES ONV EN ION IS
Para lodos quimicos,como os de hidroxidos, a velocidade de sedirnentacao eem torno de
0 6
m h
. Nosdecantadores convencionais a
ta
xa de escoamento superficial para sis
tema
s
bioloqicos varia de 24 a 48 rrv/rrr.dia
para
vazao de pico,definida em funcao das caracteris
ticas de sedimentabilidade do floco.Ensaios de sedrmentacao sao contudo necessaries para
a determinacao das velocidades de sedimentacao destas suspens6es .
A area e 0 volu de um decantador convencion al sao calculados pelas seguin tes
formulas :
A=
Q
T
e V
=
Q.td onde :
9
5 e
9.6
A - Area da s
uper
ficie do deca
ntado
r : m
2
Q - vazao media afluente rnj/h
T - Taxa de aplicacao superficial m
3
/m
2
.dia
td - Tempo de detencao hidraulico hora
Exemplo
Calcular a area de um decantador circular para atender u
ma
vazao media de
iorn
vh
MA NUAL DE TRATAMENTO DE E
FlU
ENTES IN DUSTR IAlS
4
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
21/31
CAPiTULO9 I TRATAME NTOS CONVENCIONAIS POR M ElDS Fis lCOS
de
uma suspens
ao de flocos. En saios de t rat abilidade i
nd
icaram uma velocidade de es
coamento
superficial de 1m/h
au
24m
3
/m .dia . A
profundid
ade
adotada
h)
e
de 3m.
Dados:
vazao Q = iom v h
Taxa de ap licacao
sup
erficial T)
=
24m 3/m .dia
Profu ndidade h)
=
3m
Solucao
a) Calculo da are a
A :
torn
x 24h
A
= =
12m Adot ado de c
antador retangu
lar de 6 x 2m )
20m3/m - h
b) Calculo do tempo de de
te
ncao hidraulico td).
12m x 3m
t d = lOm
3
/h = 3,6
hor
as
IGUR
9 5
e cantadores
l mel
ar
es
Font e: Enfil
Baseiam-se na aplicacao de m 6dulos lam elares
au
tubula
res
que
admitem a adoc ao de
velocidad es criticas de sedimentacao
ma
is elevadas que ados decantadores convenc ionai s.
as
d
ecantado
res
lam
elares
pcd
em
ser
con st
ru
idos com pl
acas parale
las
au
m
du
M ANUAL DETRATAM ENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAlS
5
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
22/31
CAPiTULO
9 I
TRATAMENTOS CONVENCIONAISPOR MEIOS Fis lCOS
los
tubu ares
. Ambos as
tipos propiciam
a incremento da area superficial e1eva
ndo
a
eficie
ncla
do decan tador.
Nos decan
ta
dores de placas
para
lelas , as p1acas sao insta1adas, t ipi
cament
e, com espa
carnentos e inclinacao pre-defmidos (45
0
a 60
0
com a horizontal), enq
uanta que
as
modu
les
tu
b
ares sao compostos
par
diversos
tubas
que podem
variar de
forma
e
ta
man
ho.
A ent rada da suspens ao no decantador e feita 1ateralmente, de modo a propiciar uma
di
st r
ibutcao uniforme
par entre
as 1amelas au nos mo dules tubu1ares.
Os flocos que escorrem pe1asp1acas au t
ubas
se sedimentam
ate
a fun do do
equipamen-
to de onde sao extraidos, en
qua
n
ta qu
e a efluente c1arificado
assam
a
a
su
perf
icie s
endo
extraido.
Os modules tubu1ares podem ser tarnbern insta1ados em decantadores existentes de
modo a elevar sua eftciencta.
o
processo Act iflo de sed
imentacao
ace1erada constitui -se em uma otimizacao do de
cantador lamelar.
FIGURA
9 5
ec ntacao
la
mel r
Pr
o es
so ctiflo®l
F
o t
VEOLIA
Baseia-se
na
separacao de fases par decantacao 1ame1ar a par
ti r
de uma corrente as
cendente
de flocos previamente coagulados e fixados com a
ajuda
de polimeros
sab
re um
su
por
t e
gra
nular de microareia.
Isto propicia a
obtencao
de a1tas velocidades ascensionais asse
gurando
valores de de
cantacao elevados.:
o
processo de clar ificacao se inicia com a adicao de flocula
nt
e no despejo em
um
t an
que de coa
qu
lacao dotado de aqitacao. A
aqua
coagu1
ada passa
em
seguida
ao tanque de
injecao
onde
se da a adicao de microareia
que
se m
istura
ao despejo coagu1ado par
me
io de
aqitacao com contro1e de velocidade.
Em um t erceiro tanque, em linh a, (tan
que
de rnanutencao se da a formacao de pontes
de polimeros entre a microareia e as
part
iculas coaguladas f
ormando
flocul os com grande
Pat t Veol ia
MANU ALDETRATAMENTO DEEFLUENTES INDUSTRIAlS
6
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
23/31
CAPITULO 9 I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS PORM EIOS Ffsl COS
super
ficie especifica e com consideravel
umento
de peso favorecendo a sed
iment c o
.
Apes a floculacao,a suspens o segue
p r dec nt do
r l me lar onde se verifica a r pid
decantacao dos flocos enqu nto que liquido clarificado p ss at raves das lamelas te as
canaletas superiores de saida,
o
lodo precipitado e a microareia, extraidos da p rte inferior do decantador, sao bombea
dos em direcao a um hidrocic1oneonde a maior p rte da microareia retorna ao processo.
Outras associacoes envolvendo decantacao lamelar disponibilizam a
mont nte
no mes
mo equip mento areas p r remocao de areia e coaqulacao, areas de floculacao, areas de
sep racao de gorduras e
m te
rial flutu nte,
em
como area de
dens mento
e espessa-
mento
do lodo.
Fig
. 9
.15
; ,
Noprocesso de separacao Sedipac 4D Fig . 9.16 , as
qu s
residuais sao inicialmente agi
t d s p ra sep rar as p rt iculas de form a permitir que pen s a areia
dec nte
. Oleos e
graxas e gorduras livres eventualmente presentes sao separados por meio de flot acao cau
s d por ejetores de bolhasminusculas .
FIGURA 9 16
ecantad
or
amelar Processo Sedipac® 4
Ar Ar
o
0
o
~ ~
Areia
Fonte:Degremot
do o
Osm teriais em suspens o,livres da arei a e materiais flutu ntes, sao separados nos mo
dulos tu ulares
enqu nto
que lodo
dec nt do
e raspado e extraido p r desidratacao
o processo, Densadeg 4D3 Fig . 9.17) e similar ao anterior, exceto que se adiciona um co
gul nte as qu s residuarias ntes da
sed
irnentacao da areia. No t nque de floculacao, a
qu
coagulada,
gente
de floculacao e
lodo recirculado sao misturados sob fluxo de
pistao. Ha t m ern a separacao de material flutu nte que ssom a superficie.
2 Patente Degremont
3 Patente Degremont
MANUALDETRATAMENTODE EflUE NrES INDUSTRIAlS
21
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
24/31
CAPiTULO9 I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS POR M EIOS Fisl COS
Asa
qu
s floculadas livre de areia e gordura penetr am entaoem um area de pre-decan
t acao e logo apes n area de decantacao 1ame1ar
Arecirculacao control d de
p rte
do lodo sedimen
t
do permite man
ter
um a al
t
con
centracao de lode necessario para um floculacao hornoqenea.
FIGURA
9 7
Oecan
tador
Lamelar
Processo O
ensade
g
®
40
I
o
o
Fonte:Degremont
9
I L T R ~ O
Afiltracao e urn dos processos fisicos de separacao solido-liquido,
usu
1mente utilizada
qu ndo se requer a remocao de s61idos em suspensao, cor, ferro e te DBO , necessaries
pa ra 0 po1imento de urn efluente oriundo de urn tra
t m
ento fisico-quimico ou bio16gico,
ou
ind
p r
permit
ir a utilizacao de processos de separacao mais avancados filtracao por
mem
branas insta1ados ajusante.
o
equipamento de filtracao e proje
t do
, dimensionado e fabricado em funcao do liquido
a ser fi1r do
.
Os processos que requerem filtracao c TYl fin alidades de polime nto sao os seguintes:
o CAPT URA DE SOLI DOS EMANADOS DE TRATAM ENTOS Ffs ICO QufM ICOS UTILI ZA NDO SE SEDI-
M ENTA< AO OU FLOTA
<
AO OMO DI SPOSITIVOS DE SEPAR
A<
AO DE FASES.
E
0
caso de efluentes oriundos, por exernplo, de processos de c mento de metais,
ga1vanop1astias ou circuito s impressos, os quais sao su metidos a tr t mento por flocula
cao com a formacao de hidr6xidos ou su1fetos me
t
licos. A filtracao pe
rmite
a captura de
s61idos que event
u lm
ent
e sejarn carreados do
dec nt
dor ou do flo
t dor
juntam ente com
o eflu
ente
tr
t d
o.
M ANUALDETRATAMENTO DE EFlUENTES INDUSTRIAlS
8
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
25/31
CAPiTU LO9
I
TRATAMENTOSCONVENCIONA IS POR
ME
IOS Fi sl c os
o CAP
TUR
DE SOLIDOS EM N OS DETRATAME NTO BIOLOGICO ESPECIALME NTE DO DECAN TA-
aR SECUNDAR IO PARTE INTEGRANTE DO SISTEMA DE La aS ATIVADOS
o pol imento deste
efluente
btolcqico atraves de filtracao perrnite, nao so a
retencao
dos s6lidos em
suspensao
oriundos
do d
eca
ntador
secundario
normalmente
de 20 a
80 mg/L de
SST
, como tarnbern reduz a concentracao de
parte
da global da
D O
atraves
da reducao da D O insoluvel,
o processo de filtracao
fundamentalmente
compreende duas fases : ftltracao e lim
peza reqeneracao) do filtro .
Enquanto que
a ftltracao po de ser
projetada segundo
as
modalidades descenden te, ascendente e a
te
:duple fluxo, a fase de reqeneracao do meio
filtrante, procedida atraves de retro-lavagem , depende do
tipo
de operacao do filtro
continua
ou
descontinua .
Nocaso de filtracao continua,a alimentacao e a retro-lavagem
oconem simultaneamen-
te,
enquanto
que
na
filtragem descontinua estas ope racoes
oconem
sequencialrnente, isto
e, a lavagem se inicia quando da deterioracao da qualidade do efluente filtrado ou per ex
cesso de perda de carga devido ao acurnulo de s6lidos no meio filtrante .
o
meio filtrante do tipo granular pode incorporar uma ou mais camadas, como areia e
antracito, com diferentes pesos especificos.
0
tamanho e a confiquracao do meio filtrante
sao funcao da carga, t ipo de filtro e da concentracao dos s6lidos a serern removidos.
Dados de projeto levam em conta a taxa hidraulica de aplicacao superficial, t ip o e
confiquracao
do meio filt
rante
, nat ureza e
quant
idade de retro-lavagens, dispositivos
de distribulcao e coleta,
bem
como a perda de carga.
Embora
sejam
recomendados
estudos
em escala piloto
antes
do
dimensionamento
pcde-se considerar, como
dado
medio de taxa hidraulica de ap licacao superficial, valo
res situados
entre 1,8a 6,8 L/m
2
.s.
o
principal
mecanismo que
age
na
ret encao de material particulado em
suspensao
por
acao de um me io filtrante e a filtragem
mecanica segu
ndo a
qual particulas
maio
res do
que
0
espaco
do pore do me io filtrante sao filtradas mecanicamente, enquanto
que particu
las
menores sao pres
as dentro do filtro por contacto .
Outros mecanismos que oconem dentro de um meio granular filtrante sao sedi
mentacoes
decantacao das particulas no
meio
filtrante):
irnpactacao
particul as
pesa-
das
que nao seguem
as lin
has
de flu xo):
mterceptacao
remocao de p
articulas
quando
entram
em
contato
com a
super
ficie do
meio
fi
ltrante
: adesao
particu
las flocu
lantes
se fixam asuperficie do
meio
filt rante): adsorcao fisica anexacao, devido as forcas ele
trostaticas
ou de Van
der
Waals) ; adsorcao quimica inter acao quimica) .
Quanto adirecao de flu xo afl
uente
, a maier par
te
dos filtros admite a confiquracao
downflow , isto e , a
ent
rada do fluxo afluente pel a parte inferior do filtro.
Os filtros convencionais podem ser classificados em dois tipos : filtros a gravidade
abertos) e f iltros
pressurizado
s fechados) .
Quanto aoperacao
, os filtros se classificam
em automatico
ou
manual.
o
mate
rial filtrante e
sua
granulametria e de fundamental importancia na qualida-
de da aqua a ser obtida. Os materiais filtrantes mais aplicados sao:
M NUAL OETRATAMENTO DE EFlUE NTES IND USTRIA lS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
26/31
CAPiTULO
I
TRATAMENTOS CONVENCIDNAIS PDR
MEl
S Fis lCOS
o
Seixos como cam ada suporte).
o Areia lavada de
diversas
gr
anu
lametrias.
o
Carvao ativado em po au granul ado.
o
Antrac ito e zeol itos.
Os filtros convenc ionais, com material fil tr
ant
e const it
uido
de
areia,
sao
projetados
para
a rernocao de solidos com granu
lometr
ia superior a 20
micras
. Podem
ser pro
jeta
dos
em camadas simples
au
dup
las
. Unidades de filt ragem tipo bag e similares, onde
a elemento filtrante
e
a
car
tucho
pre-fabricado.
traba
lham
pressur
izadas
e podem re
mover so
lidos com
granu
lametria
re lativamente baixa inferior a 5 urn) .
Nos filtros ab er tos de
cam
ada
simp
les au u
nica
, a taxa de filtracao varia en treg a 10
m
3
/m
.h. Nos fil
tros
abertos de cam ada dup la, a t axa de ftltracao deve ficar en
tre
10 a
15
m
m
.h .
Os filtros
aberto
s
sao
pro
jetados
em
sua
maior
ia ,
com
s
ecaoquadrada
au
re
tan
gular. A area filtrante deve ser
adap
t ada
aos acessorios
que in tegram a s
istema
de
filt racao,
considera
ndo -se a distrtbuicao das
crepinas
do fundo fa lse, dt str ibuicao das
calhas de
aqua
a ser filtrada e a da co
leta
de con tra-
lavagem.
De modo
ana
loqo, as filtros fechados au pressurizados pcderao t er camadas sim
ples ,
dup
la au
ate
tripla quando se
dese
ja remover cor e carga
orqan
ica.
Neste ca se , t er-se-ao a cam ada
suporte
e reten tora de sol
idos
suspensos pedregu
lho e areia). cam ada de antraci
to
para a rernocao de cor e uma cam ada de zeolite para
rernocao de
carga
orqanica
e/ou
po limero.
A t axa con vencional de uma unidade f
iltran
te pressurizada varia de 8 a 15m
3/
m
2
.h.
Quando se ut iliza somente areia, a taxa situa-se entre 10 a 12m
3
/m
2
.h .No casa de dupla
cam
ada,
are ia suporte e zeo li
to
, a t axa pode
chegar
ate 15m
3
/m
2
.h.
Na contra- lavagem , normalme
nt
e ap l
icada
em con t racorrente, a taxa de lavagem
varia para filtros de gravidade
au pressur
izados.
Nas un idades
abertas
de
camada
dupla deve-se ter como base a expansao da
cama
da de are ia ,
observando
-se que a an tracito , par ser mais leve, devera
ser
dispos to acima
de la. levando-se
tambern
em
conta
a taman ho efetivo
das
particulas gran u
lame
tria) a
fim de
nao
se t e r a m istura das camadas .
Assim sendo, can
he
ce
ndo-se
a area filt rante ter-se-a a vazao
da
aqua requerida para
lavagem. 0
tempo
de lavagem de
uma
unidade aberta
e
norm alm ente fixado e
ntre
5
a 10
minutos
. Na prat ica, 10 a 20 rnmutos e a
temp
o ado
tado
para a calcul o do volum e
do reservatorio .
o t em po de lavaqern adotado tambem varia de 10 a 20 mi
nu
tos, dependendo do t ip o
de efluen te e do me io filtrante .
ONTR L V EM
A t axa de lavagem au contra-lavagem po de normalmente
se r
ap licada em contra
corre
nte varia ndo de acordo com a tipo de filtro: gravidade au
press
urizado.Outra pos
sibil
idade
e a
usa
de ar comprimido durante a lavagem.
Nos filtros
aber
tos, a calculo
da
contra-lavagem deve levar em conta, alern da vazao,
M NUAL DETRATAMENTO DEEFlUENTES INDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
27/31
CAPiTULO9 I TRATAMENTOS CONVENCIONAIS POR MEIOS Fis lCOS
a pressao de aplicacao , uma vez q
ue
a expan
sa
o do mate rial nao devera ser superior a
50 u
su
a
lmen te
se ap lica 40 )
da
altura do
mant
o f
il t
ran
t e. Em
un
id
ad
es
abert
as de
cam ada dup
la
deve
-se t er
com
o
base
a e
xpansao
da c
am ada
de areia .
A t axa de lavagem e proporcio
na
l
aarea ca
lcula
da
com
ba
se n a velocidade as
cen
sional 0,75-0,85
m/min
e a
perc
ent
agem da
e
xpansao
pr e-d
et
er
minad
a.
0
te
m po de
lavagem de
uma
unidad
e
aberta e norm alment
e fixado
entr
e 5 a
10 min
u
to
s.
Nos
filtros
pressurizados a
dimensionamen to dos
volum es para lavagem segue a
mesmo criteria
par
a as filtros abertos . Para filt ros de are ia e antrac ito, as tax as usual
mente
aplicadas es tao na fai xa de 18 a 24 rn v rn . h . 0 t empo de lavagem ado
ta
do t am-
be rn vari a de 10 a 20 mi
nu
tos dependen do do t ipo de efluente e conseq
ue
nt e
rne
n
te
do
m eio f
il t
r
ant
e.
Se a uni
da
de de fi lt racao tiver com o me io filt r
ant
e um ze6lito a t axa se eleva para
35 m
3
/m
2
.h, tip icamente .
x
mp
os
a) Projetar um filtro aberto de
cam
ada simple s para
uma
vazao de 20m
3/
h.
Nes
te
ca so a
ta
xa de fi
ltracao
varia en
tre
6 a 7,5m
3 m
2
.h.
Adotando-se, par e
xemplo
,
uma
taxa de fi
ltracao
de 6,5m
3 m
2
.h
result a uma
a
rea
de
filtracao de 3,24m 1,8 x 1,8m)
b) Idem,
porem
com
camada dupla
:
Neste caso, a taxa de filtracao varia entre 8 a 1 2ms/rn-.h.
Adotando-se, par e
xemplo
, u
ma
taxa de filtracao de gm
3 m
2
.h,
resulta
uma area de
filtracao de 2,25m
2
1,
5 x 1,5m).
Par outro
lado
, a vazao de aqua
pa
ra con
tra
-lavagem,
adotando
-se a velocidade de
0,8m
/min
,
e
de 1,8m
3/TTJin
.Assim
sendo
, a vazao
da
bomba
seria
de 108m
3 h
Considerando-se
10
m
inutos
para a lavagem, a vo
lume
min
ima
do tanque de estoca
gem ser
ia de 18m
3
1,8m
3 m i n
x
iomin
.
9 7
l
TAf;AO A AR DISSOLVIDO
A fl
ot
ac ao a ar dis solv
ido
D A
F
4
e um processo
de
tratamento
des
tin ado
a
r
em
o
cao
de s6l
ido
s em
suspen
sao e 6leo s
graxas
conti
dos nos efluen
tes
indus
tria
is, b
em
como ao aden samento de lodos. 0 siste
ma
de flot acao
pode
ser proje tado sem reciclo
au com
rec
iclo.
No sis
te
ma sem reciclo, utilizado para pe quen as instalacoes. t oda vazao e pressurizada.
No si
stema
com reciclo,
adota
do
normalme
n
te
em grandes inst alacoes. ape
nas
pa
rt
e
da
vazao e pressu rizada.
4 DAF Dissolved Air lot tion
MANUALDETRATAMENTODE EFl UENTES INDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
28/31
C PiTU LO I TR T MENTOS
O
NVENCION IS PDR M ElDS Fis lCOS
IGUR 9 8
lot dor a ardissol
vid
o
onte KWI
Aseparacao das fase s e obtida pela introducao de um gas (usualmente ar), sob forma
de bolhas introduzidas ate
a
saturacao na
m ss
liquida,
aum
pressao de operacao usual-
mente de cerca de 3 a Skq/cm ,
Quando a mistura liquida saturada de ar edespressurizada,minusculas bolhas de ar sao
liberadas inst
nt
neamente da solucao. Neste momenta,as fl6culos em suspensao e/ou as
gl6bulos de 6leo sao flotados por estas mi
nu
sculas bolhas de ar ate
a
s
uperf
icie do
t nque
(flotador) .
o lodo formado na superficie do t anque,com 2a 4 de conststencia, e entao retirado
p r
meios mecanicos e a liquido clarificado
e
removido pr6ximo ao fun do do flo
t o
r,sendo que
p rte dele pode ser reciclada em direcao acarnara de pressao (flotacao com reciclo).
o
processo de flotacao pode ser
ut
lizado
p r
mui
tos
propos itos, como:
o separacao de oleos, graxas, fibras e outros s6lidos de baixa densidade contidos nas
aquas residuarias.
o aden samento de lodo biol6gico excedente oriundo do processo de lodos ativados;
o ade
ns
mento de lodos quim icos provenientes do processo de coaqulacao , e
o
como subs tituto do decantador secundar io em processos de lodos ativados.
MANUALDETRATAMENTO DEEf lUENTESINDUSTRIAlS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
29/31
CAPiTU LO 9
I
TRATAMENTOS CONVENCIC - ,
»: == =
: 5/c OS
o proce sso de flot acao en valve as seguint es cornponentes:
o bamba de pressurizacao.
o
t anque de
compressao
au t anque de ret encao para
prop
iciar a co
nt
ato ar
-
1
:
=
o
soprador
de ar: e
o
flo
tador
.
Adicionalmente , sao utilizados, a
mon
tant e do processo de flotacao, tan qi : :
equalizacao,
tanque
de acerto de p H, t an que de
coaqulaca
o e
tan
qu e de flocula ca :
destinados a reacao do eflu
ent
e com produtos quimicos. Poli
me
ros pcdem t arnbern
adicionado s em linh a em
uma
velocidade que
nao
provoque a
que
bra do s floco s.
V R
V EIS DE PRO ESSO
Para a pr ojeto de
um
sis tema de flotacao, a pararnetro mais sign ificat ivo e a relacao
A/S, es tabelecida entre a m assa de ar lib er ada pa r de
spr
es
suriz
acao A e a mas sa de
sol idos em suspen sao no aflue
nt
e S .
Est e pa ram
et
ro e obtido a partir de es
tudos em
escala de laborat orio au pla
nt
a
p iloto pa ra cada t ip o de efluent e i
nd
u s
tr
ial. ver Cap itulo 5 . A
qu
alid ade do efluen te
fin al e dependen te da re lacao A/S. Quan t a m a
ior
a relacao A/S,
me
l
ho
r e a
qu
al id ade
do efluente em t ermos de so lidos em suspens ao. Ent ret ant o, existe um valor otim o
para
es t a relacao, aci ma do
qua
l
nao ha reducao
significat iva de solidos em suspen
sao no
e
fluente
. Afai xa
de
A/S
mais
adequa
da
s
itu
a-se en
tr
e 0,
005
e
0,06
m L
ar /m
g
sol tdos .
o
valor de A e
definido
pela
dife
renca da ma
ssa
de
ar
dis solvido au vazao m a ssica
medid
a no t anque de
compressao
e a
massa
de ar
disso
lvido
med
ida
no
flotador mL .
Apres sao de operacao P em um sistema sem reciclo pre ssurizacao direta e defini
da pela se gu inte equacao.
9.7)
A/S Si
+ 1,3
Sa
f - _ 1,3 Sa
P= -
Onde :
P - Pres
sao
de
oper
acao absoluta medida em atm.
f - Fat or de pro porcionaJidade incidente sabre a pressao de
oper
acao au a fracao de
saturacao no t anque de retencao
au
fracao de ar dissolvido a
pressao
P
o
valor de f si
tua-
se entre 0,5 e 0,8
a
20° C e, en tre 2 a
4a
tm , a valor de f
e ap roxim
adamente
0,5 ;
A/S - Taxa ar /sohdos.mL ar /m g solidos :
Si - Concentracao de solidos em
suspe
nsao no afluente mq / L :
Sa - Solubilidade do ar em aqua
a
pressao at
mos
ferica rnl/ L :
1,2 - Valor
me
dia da de
nsid
ade do ar a
ia
t rn e a20°C
M NU LDETR T MENTO DEEFlUENTES INDUSTRI lS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
30/31
CAPiTULO
9 I
TRATAM ENTOSCONVENCIONA IS POR M iosFis lCOS
Asolubili
dade
do ar em aqua efuncao da t emperatura do liquido.
T EL
9.7
Valores de Sa em funean da temperatura
Temperatura e Sa mIlL
o I
10 22,8
20 I 18,7 I
30 15,7 J
Por
outro
lado, a
area
superficial do flotador e defin
ida
pela relacao vazao t axa de apli
cacao superficial:
A=
Q
T
8
nde:
A - Area
da superfide
do
flotador m - :
Q- Vazao afluente mi/h :
T - Taxa de aplicacao superficial m
3
m
2.
h .
A
ta
xa de
aplicacao
superficial,
que tern
a
dimensao
de uma velocidade,
e
funcao
da
qualidade
desejada
para efluen
te
mg/L .Varia de 0,06 a 0,16 rns/rn -
min
.
Para 0 d
imensionamento
de urn
sistema
de
flotac ao
com reciclo,
que
pode propiciar urn
efluente
de
melhor qualidade
,
enecessano
calcular a
vazao
de reciclo.A
seguinte
formu
la
e
entao
utiliz
ada
:
R=
A/S Si
Q
1,3
Sa
fP l
9
nde
:
R - Vazao de reciclo pressurizado
ms/rnin ,
Q - Vazao afluente
m
vm
tn .
Si - Conc
entracao
de solidos em s
uspensao
ou oleos e
gra
xas no
afluente
m
q L
Sa - Solubilidade do ar apressao a
tmosfe
rica rnl/
L
.
P - Pressao de operacao do sistema de reciclo atm ;
Pa - Pressao
atm
osferica atm .
Uma outra
bipot
ese visando 0 aspecto econ 6mico seria fixar a vazao de reciclo e se de
terminar
a pressao necessar ia.
Aare a
reque
rida e entao calcu
lada
da
segu
inte forma:
M ANU AL DETRATAMEN TO DEEFLUENTES IN DUSTRIALS
-
8/15/2019 Livro - Cavalcanti Cap 9
31/31
A=
Q+ R
T
CAPiTULO
9
I TRATAMENTOS CONVENC IONAIS PORM EIOS FfslCOS
9.1
Onde:
A- Area
da
superficie do flo
tador
m
3
) ;
Q-
vazao afluente
m
m
in ;
R- Vazao
de
reciclo rns/rnin):
T - Taxa de aplicacao superficial ms/mvmtn).
o
fator 1,3 e a peso, em mg , de
irnl
de
atO
t erma -1) leva em
conta
a fa t o de a sis
t ema
oper
ar em condtcces
atrno
sfericas .A are a
requerida
para a
flotador
e
obt
id a
com
base n a velocidade de ascensao dos solidos, no r
ma
l
me
n
te
n a fai xa
compreendida
en
tr
e
8
e 16 L m
min
que dep
ende
do
grau
de espessam
ent
o desej
ado
p ara as
solidos
e da
concentracao
do s
me
smos.
No sis
te
ma sem reciclo, a ar ea
e obtida
apen as com a
vazao
aflu ent e dividida pe la
t axa de
aplicacao
. No
caso
de
um
si
st
em a
com
reciclo, a ar ea e
calcu
la
da
a
pa
rtir da
soma da
vazao
afluente
com
a
vazao
de reci clo, div
idida
pela t axa de
ap
li
cacao
.
xemplo
Dados de
laboratorio
indicaram para
determinado
despejo industrial
uma relacao
A/S
otrma
de 0,04 kg de ar/Kg de solidos. Nesta taxa, a concentracao de solidos em sus
pensao no
efluente
foi de 20 mg /L.Deseja-se
dimensionar
para
este
despejo um flota
dar em escala plena para uma vazao de 200 rnvdia e 2S0mg/L de solidos em suspensao.
Utilizar os criterios
sem reciclo
e
com reciclo.
Utilizar f = 0,5,
temperatura
de 20·, taxa de
aplicacao superficial de 81
/m
m
in e Sa=18,7mllL Tabela 9
.7
a) calculo da
area sem
recic1o:
200m
d
x
10
3
A=
= 17m
2
1440
min
x
81/m
min
b) calculo da area com recic1o, especificando-se PeAlS :
P= _ [ 0,04kg /kg x 2S0mg/L+ 1,3 x 18,7ml/L ] = 2,82 atm
0,5 1 3 x 18,7mllL
R=
0,04kg/kg x 2S0mg/L x 200m
3
/dia
1 3 x 18,7mll L 0 ,5 x 2,82atm 1
Isto significa que a taxa de reciclo
resultou
100
4 m
m in
x 10
3
A=
=
34,7
m2
1440min x
81/m
min