FLOCULAÇÃO Introdução Mecanismos de transporte Floculação Pericinética Floculação...

FLOCULAÇÃO

IntroduçãoMecanismos de transporteFloculação PericinéticaFloculação OrtocinéticaFloculação por Sedimentação

Diferencial

FLOCULAÇÃO

Gradientes de VelocidadeCinética de Floculação de

Suspensões ColoidaisAgregação e RupturaConcepção de Sistemas de

Floculação Exercício

TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO

Manancial Coagulação Floculação Sedimentação

FiltraçãoDesinfecçãoFluoretaçãoCorreção de pH

Água Final

Age

nte

oxid

ante

CA

P

Coa

gula

nte

Alc

alin

izan

te

Age

nte

oxid

ante

Pol

ímer

o

Polímero Agente oxidante

Age

nte

oxid

ante

Flú

or

Alcalinizante

FLOCULAÇÃO

DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS

1 1 mm

1010-3-3 mm

Partículas Partículas coloidaiscoloidais

Partículas emPartículas emsuspensãosuspensão

Partículas Partículas dissolvidasdissolvidas

TurbidezTurbidez Cor aparenteCor aparente SSTSST

Cor realCor real SDTSDT Compostos Compostos dissolvidosdissolvidos 0,45 0,45

mm

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)

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)

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

FLOCULAÇÃO

Partículas Choques Agregação

Processo Físico(Transporte)

Estabilidade do Colóide(Coagulação)

FLOCULAÇÃO:OBJETIVO

Diâmetro das partículas

Fre

qu

ênci

a re

lati

vaÁgua bruta

Água coaguladaÁgua floculada

Diâmetro crítico

dp > dc Partículas sedimentáveis

COALESCÊNCIA E FLOCULAÇÃO

Coalescência

Floculação

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.

•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

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.

dydv

Gol

ot

VP

G.

G=Gradiente de velocidade (s-1)

holol

otH

VHQ

VP

G

.

....

.

LHV

VHAV

VHQ

Golol

.

...

......

CONCEITO: GRADIENTE DE VELOCIDADE

dydydv

v .

dx

dydz

v

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

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES HIDRÁULICOS

ETA DUARTINA (SABESP)FLOCULADOR DE FLUXO

HORIZONTAL

ETA DUARTINA (SABESP)FLOCULADOR DE FLUXO

HORIZONTAL

ETA SANTA ISABEL FLOCULADOR DE FLUXO

HORIZONTAL

ETA SANTA ISABEL FLOCULADOR DE FLUXO

HORIZONTAL

ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL

ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL

ETA RIBEIRÃO DA ESTIVAFLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL

ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA

ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA

ETA ALDEIA DA SERRAFLOCULADOR ALABAMA

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOFLOCULADORES ALABAMA

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

SISTEMAS DE AGITAÇÃOESCOAMENTO AXIAL E RADIAL

SISTEMAS DE AGITAÇÃO ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOETA ALTO TIÊTE (SABESP)

PROCESSO DE FLOCULAÇÃOETA ALTO TIÊTE (SABESP)

Agitadores de fluxo radialvFP

aot.

2

... 2vACF pd

a

2

... 3vACP pd

ot

Agitadores de fluxo axial

53 ... DnKPTot

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

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

VP

G.

Tipo de rotor Valor de KT

Hélice propulsora marítima (3 hélices)

0,87

Turbina (seis palhetas retas) 5,75

Turbina (seis palhetas curvas) 4,80

Turbina 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

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)

DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE FLOCULAÇÃO

Vazão: 1,0 m3/sDimensionamento de floculadores

hidráulicos de fluxo verticalDimensionamento de sistemas de

floculação mecanizados

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)

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

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

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 m

h

VA fS

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

Cálculo da largura do floculador

mBA

Bd

Sf 33,8

12100

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

FloculadorDecantador convencional 12,0 m

8,4 m

2,8 m

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

Cálculo do número de espaçamentos entre chicanas em cada câmara de floculação

32

...

.045,0 hQGLa

n

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

Cálculo do espaçamento entre chicanas

nL

e

Cálculo das velocidades nos trechos Cálculo das velocidades nos trechos retos e curvas 180retos e curvas 180oo

eB

QV

f .1 12 .32VV

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

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

Cálculo da extensão dos canais

1.VL ht

Cálculo do Raio HidráulicoCálculo do Raio Hidráulico

eBeB

RH

.2.

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

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. 22

21

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

Cálculo do gradiente de velocidade

h

HG

..

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS

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

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)

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

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

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 m

h

VA fS

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

Cálculo da largura do floculador

mBA

Bd

Sf 33,8

12100

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

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

35009450

mn

VV

c

f

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

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

Seleção do sistema de agitação

3,12,1 aKT

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

Diâmetro do rotor selecionado

Cálculo da velocidade periféricaCálculo da velocidade periférica

mDrotor 2,1

nDVp ..

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

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

FloculadorDecantador convencional 12,0 m

8,4 m

2,8 m

DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA

Canal de água coagulada

CASA DE QUÍMICA

LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA

Canal de água

coagulada

CASA DE QUÍMICA

LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA

Canal de água coagulada

CASA DE QUÍMICA

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.

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)

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

Sedimentação Floculenta (Tipo II) Decantadores convencionais de fluxo

horizontal Decantadores laminares

Peso

EmpuxoForça de arraste

EFP a

0yFgVgmP olpp ...

gVE ol ..

2

... 2VACF pd

a

Velocidade de Sedimentação

TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS

DE ABASTECIMENTO

Manancial Coagulação Floculação Sedimentação

FiltraçãoDesinfecçãoFluoretaçãoCorreção de pH

Água Final

Age

nte

oxid

ante

CA

P

Coa

gula

nte

Alc

alin

izan

te

Age

nte

oxid

ante

Pol

ímer

o

Polímero Agente oxidante

Age

nte

oxid

ante

Flú

or

Alcalinizante

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

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

SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)

Sedimentação Discreta (Tipo I)

B

H

L

1

2

Vh

Vs

tVL h .

tVH S . LHV

V hS

.

HBQ

Vh .

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

Floculação e Sedimentação

Diâmetro das partículas

Fre

qu

ênci

a re

lati

vaÁgua bruta

Água coaguladaÁgua floculada

Diâmetro crítico

dp > dc Partículas sedimentáveis

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.

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.

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

DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S

DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA

DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA

DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA

DECANTADORES CONVENCIONAISETA ALTO DA BOA VISTA

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.

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 RgV

F.

2

LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E

DECANTADORESDECANTADORES

Canal de água coagulada

CASA DE QUÍMICA

Canal de água

coagulada

CASA DE QUÍMICA

LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E

DECANTADORESDECANTADORES

Canal de água coagulada

CASA DE QUÍMICA

LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E

DECANTADORESDECANTADORES

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR

tVLh.

tVHS.

LHV

V h

S

.

2' L

L

02 canais

B

H

L

1

2

Vh

Vs

H/2

L’

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR

tVLh.tVH

S.

LHV

V h

S

.

4' L

L

02 canais

B

H

L

1

2

Vh

Vs

H/4

L’

n canais

nL

L '

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

Vs

V0

w

l

Trajetória crítica

h

lh

sen s

sv

VV

sen

s

sh

VV

cos

Vsh

Vsv

senVVssv.

cos.ssh

VV

Vs

V0

w

l

Trajetória crítica

h

Vsh

Vsv

senVVssv.

cos.ssh

VV

tVVlsv

.0

tVwsh

.

shsvVw

VVl

0

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

Vs

V0

w

l

Trajetória crítica

h

Vsh

Vsv

cos..0 ss

Vw

senVVl

senwlVw

Vs .cos.

.0

wl

L

senLV

Vs

cos.0

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

senLV

Vs

cos.0

senAQ

AQ

Vp.

0

0

Ap

senLsenASQ

Vp

c

s

cos....

Equação de dimensionamento

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

CONVENCIONAL X LAMINAR

senLsenASQ

Vp

c

s

cos....

AQ

Vqs Decantador convencional

Decantador laminar

senLsenSq

q cL

c

cos...

cc

L

SsenLsen

qq

cos..

•Sc=1 (Placas planas)•Sc=4/3 (Tubos circulares)•Sc=11/8 (Tubos quadrados)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 20 30 40 50 60 70 80

qL

/qC

Ângulo das placas com a horizontal

Sedimentação laminar - Ângulo das placas

CONVENCIONAL X LAMINARÂNGULO DAS PLACAS

cc

L

SsenLsen

qq

cos..

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

/qL

l/w

Sedimentação laminar - Efeito da grandeza L (l/w)

CONVENCIONAL X LAMINARGRANDEZA L (l/w)

cc

L

SsenLsen

qq

cos..

DECANTADORES LAMINARESDECANTADORES LAMINARESETA RIO GRANDE (SABESP)ETA RIO GRANDE (SABESP)

DECANTADORES LAMINARESDECANTADORES LAMINARESETA RIO GRANDE (SABESP)ETA RIO GRANDE (SABESP)

DECANTADORES LAMINARESETA CAPIVARI (SANASA)

DECANTADORES LAMINARESETA CAPIVARI (SANASA)

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

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

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

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

DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

Cálculo da área

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

SS A

QqV

223

3540

//40

/600.21m

diamm

diamqQ

AS

Verificação do tempo de detenção hidráulico

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

horashorassm

mmQ

Vdech 7,2

/600.3./25,0

5,4.5403

3

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 6,11mL

mB

0,47

0,12

25640,47.0,12. mmmLBAS

Verificação da taxa de escoamento superficial

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

diammm

diamAQ

qS

//3,38564

/600.21 232

3

►Cálculo da velocidade horizontalCálculo da velocidade horizontal

scmmmsm

AQ

Vh

h /463,00,12.5,4/25,0 3

Cálculo do Raio Hidráulico

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

►Cálculo do Número de ReynoldsCálculo do Número de Reynolds

mhB

hBRh 57,2

5,4.20,120,12.5,4

.2.

905.11.

hhe

RVR OK000.20

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)

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

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 m

mslsl

Lv 100//5,2/250

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

Cálculo do número de calhas

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

3,54,9.2

100.2

mm

LL

Ncalha

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

LQ

qv

l //31,2108

/250

Cálculo do espaçamento entre as calhas

DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES DECANTADORES CONVENCIONAIS CONVENCIONAIS

mcalhas

mEsp 0,2

060,12

FILTRAÇÃO

Perda de carga em sistemas de filtração Fluidificação e expansão de meios filtrantes Lavagem de meios filtrantes Dimensionamento de sistemas de filtração

FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO

Diâmetro das partículas

Fre

qu

ênci

a re

lati

vaÁgua bruta

Água coagulada

Diâmetro crítico

Se Vs > q, todas as partículas com diâmetro superior a dc serão removidas

dc apresenta Vs

Diâmetro das partículas

Fre

qu

ênci

a re

lati

vaÁgua bruta

Água coagulada Água floculada

Diâmetro crítico

dp > dc Partículas sedimentáveis

FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO

Sistema de filtração !!!

SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA RIO GRANDE

SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA RIO GRANDE

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

SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA GUARAÚ

SISTEMA DE FILTRAÇÃOSABESP - ETA ABV

Canal de água coagulada

CASA DE QUÍMICA

LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E

DECANTADORESDECANTADORES

F1

F2

F5

F6

FILTRAÇÃO

Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida.