Aula 9: Mistura e Floculação em Sistemas de Tratamento de Água

Sistemas de Tratamento de Água PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RGS PUCRS ESCOLA POLITÉCNICA Prof Renato Machado AULA 9 Mistura e Floculação Coagulante G s1 T s GT Observação Sulfato de Alumínio Cloreto Férrico Sulfato Férrico Sulfato Ferroso Polímero Catiônico 3000 7000 500 1200 250 800 5 60 30 300 1500030000 1000030000 1000030000 Adsorção Neutralização Varredura Depende da temp da água Parâmetro Unidade Mecanizada Unidade Hidráulica Tempo de agitaçào min Gradiente de Vel médio s1 N de câmaras em série ou de trechos de canais com chicana Número de Camp GT 20 60 70 10 3 15000 80000 5 30 50 10 3 6000 40000 1 Parâmetros de Projeto de Unidades de Mistura Rápida Obs NBR 12216 recomenda para Varredura G entre 700 e 1100 s1 2 Parâmetros de Projeto de Unidades de Floculação NOTA Valores Práticos sugeridos quando não são realizados ensaios de laboratório Floculação 3 Unidades de Floculação 31 Considerações iniciais Após a mistura rápida o tempo de percurso da água até a unidade de floculação deve ser inferior a 1 minuto a menos que existam dispositivos especiais para conferir a ela um gradiente de velocidade médio maior ou igual ao da primeira câmara do sistema de floculação porém o tempo não deve ultrapassar 3 minutos NBR12216 Canal de água Coagulada Interliga a Mistura Rápida com a Floculação Canal de Água Coagulada com a instalação de ALETAS Floculação Câmara de chegada Adutora b canal B F G Variável Câmara de Vertedor Canal de água Chegada Parshall Coagulada Floculação l Câmara x canal 32 Canal de água coagulada Exemplo de dimensionamento Floculação 1 Dados QETA 380 Ls Vertedor Parshall escolhido W 1 305 cm Condição bcanal Dparshall bcanal largura do canal Dparshall largura do Parshall na entrada 2 Dimensões bcanal adotado 10 m pois Dparshall 845 cm tabela 1 parshall Hcanal Ha k Ha altura dágua na seção do Parshall m Hcanal 0676 0076 0752 m K dimensão do vertedor Parshall tabela 1 Floculação 33 Tipos de Unidades hidráulicas Floculador helicoidal Alabama Floculação Chicanas horizontal e vertical Floculação Floculação 34 Tipos de Unidades mecanizadas Paletas giratórias vertical Paletas giratórias horizontal Paletas giratórias horizontal Alternativo Vertical de fluxo axial Floculação Paletas de eixo horizontal Paletas de eixo vertical Tipo turbina Paleta única Floculação 4 Floculador Alabama 1 Profundidade útil 25 a 35 m 2 Período de Detenção 15 a 30 minutos 3 Velocidade nas Curvas 015 a 045 ms 4 Área Ótima das Câmaras Aot 0 0382 Q Aot área ótima m2 Q vazão ls 5 Perda de Carga Total hf 010 a 030 m 6 Espaçamento mínimo das Câmaras e 045 m 41 Parâmetros de Projeto Floculação 42 Exemplo de Dimensionamento Floculador Alabama Dimensionar um Floculador Alabama para uma vazão de 100 ls Dados Altura dágua H 30 m Tempo de Detenção Td 20 minutos 1 Volume Teórico do Floculador Vt QTd Q 100 ls Td 20 min Vt 0100 m3s 20 min 60 seg 120 m3 2 Área Total do Floculador Af Vt H Af 120 30 40 m2 3 Dimensões da Câmaras Aótima 00382Q 00382 100 382 m2 Nº de Câmaras Af Aótima 40 382 1047 câmaras Adotaremos 12 Câmaras com 36 m2câmara Área Total At 36 12 432 m2 Floculação Ac Q 2 vc 25x 160 2 x 0100 2 Dimensões adotadas Área das Câmaras Ac 225 x 160 m 36 m2 Velocidade nas Câmaras 0055 ms 4 Diâmetro das Curvas de Passagem Adotandose vcurva 030ms obtêmse Acurva Q vcurva Acurva 0100 030 0333 m² Diâmetro da Curva D 065 m 5 Perda de Carga N K3 K2 K1 g 2 curva 2 v g 2 vc2 hf sendo vc 0055 ms vcurva 030 ms K1 050 entrada de canalização k2 040 curva 90 K3 100 saída de canalização N Nº de passagens 11 Floculação 1 90 11 62 19 30 0 62 19 0055 2 2 x hf hf 10 cm Td μ hf γ G 20 C 029 10 2060 1 010 1000 4 20 x x G C 6 Gradiente de Velocidade Médio sendo peso específico da água 1000 Kgfm3 coeficiente de viscosidade dinâmica da água à 20 C 28 s1 H t 4850 At S 03 x1 4850 43 2 S 7 Expurgo do Floculador sendo S Área da Seção Transversal do Expurgo m2 At Área total das Câmaras m2 t tempo de esvaziamento horas Para t 1 hora 00154 m2 DN 150 S 00177 m2 Floculação 5 Floculação em Malhas 51 Parâmetros de Projeto 1 Porosidade em Tela de Malha Quadrada onde n Número de fios de diâmetro d por unidade de comprimento 2 Perda de Carga onde v velocidade média de aproximação no canal ms v 010 ms K coeficiente de perda de carga Para valores elevados da porosidade Nre 500 2 1 n d g K v h 2 2 2 2 0 551 K Floculação 3 Gradiente de Velocidade nas Telas t 20 C onde G Gradiente de Velocidade s1 e espaçamento entre os fios m 52 Exemplo de Dimensionamento Floculador com passagens teladas Floculador hidráulico de fluxo vertical com 4 zonas de floculação Dados Tmd 25 min QETA 350 ls QMODULO 175 ls Largura do decantador 1300 m Profundidade útil Hu 390 m Gradientes de velocidade zona 1 80 s1 zona 2 50 s1 zona 3 35 s1 zona 4 25 s1 1 Vol Q Tmd Vol 0175 m3s 60 25 min 26250 m3 2 N de câmaras de floculação 40 unidades 145 x 124 x 39m Vol 145 x 124 x 39 x 40 28049 m3 Tmd 267 min 1 5 5 0 350 v K e G Floculação 3 Dimensões do floculador L 145 x 8 7 x 020 1300 m largura do decantador B 124 x 5 4 x 020 700 m 4 Perda de Carga na Malha telas 5 Perda de Carga nas Passagens K 240 K Coef de Perda de Carga e N N de Passagens Área do quadro de Telas A quadro 115 x 100 115 m2 v QA quadro 0175 115 01522 ms hf 01133 m 6 Perda de Carga Total 00080 01133 01213 m Gs1 Tds NCam GTd ecm K hfm 80 40 5 16000 25 0367 00022 50 40 8 16000 38 0214 00020 35 40 11 15400 52 0148 00019 25 40 16 16000 71 0104 00020 Σ 40 63400 00080 g N K v hf 2 2 g N K v hf 2 2 Floculação Floculação em Malhas Resultados do Exemplo Floculação Floculação em Malhas Detalhes Floculação Floculadores Mecanizados ETA Menino Deus DMAE Floculação Floculação Formação de Flocos Unidade de Floculação Floculação Floculação