Decantação: Conceitos e Tipos de Decantadores

Sistemas de Tratamento de Água E S C O L A P O L I T É C N I C A AULA 10 DECANTAÇÃO Decantação 1 Conceitos Básicos A sedimentação é um processo dinâmico de separação de partículas sólidas suspensas nas águas Essas partículas sendo mais pesadas do que a água tenderão a cair para o fundo com uma certa velocidade velocidade de sedimentação Anulandose ou diminuindose a velocidade de escoamento das águas reduzemse os efeitos da turbulência provocandose a deposição das partículas Convém ressaltar que no processo de separação de partículas por ação da gravidade as partículas sedimentam enquanto que a água decanta sendo a água decantada uma água liberta de impurezas 2 Velocidade de Sedimentação Partículas Tamanho das Partículas mm Velocidade de Sediment cms Tempo p cair 30 m Areia 020 24 2 min Areia fina 010 09 6 min Silte 001 001 8 hs Exemplos de Velocidades de Sedimentação à 20 C As partículas extremamente pequenas da ordem de um milésimo de mm ou menores são objetos do movimento browniano contínuo não sendo sedimentáveis Decantação 3 Conceitos Complementares Sedimentação e Flotação São processos físicos ou mecânicos de separação de sólidos e líquidos Sedimentação É a deposição de partículas mais pesadas do que a água Flotação É o processo de separação das partículas mais leves ou tornadas mais leves do que a água A flotação pode ser natural ou provocada com ar difuso com vácuo ou com agentes espumantes A sedimentação pode ser simples ou com coagulação Decantação Partículas Discretas São partículas que sedimentam umas independentemente das outras sem se juntarem sem mudarem a forma e o tamanho Partículas Floculentas São partículas que durante o caminhamento para a deposição podem se juntarem ou adsorverem outras partículas formando aglomerados 4 Tipos de Decantadores Decantador de Fluxo Horizontal Decantador de Fluxo vertical Vs V Em função do regime hidráulico Decantador de Fluxo Turbulento Decantador de Fluxo Laminar Em função do Sistema de Limpeza Decantadores Mecanizados Decantadores não Mecanizados RACIOCÍNIO 1 Tempo médio de detenção tempo que a água permanece no Decantador t Volume do decantador A H Vazão Q 2 Tempo que uma partícula leva para se depositar to Profundidade H Vel de sedimentação Vs Observação Nas condições limites para um decantador temse t to Assim A H H e Vs QA Q Vs Sendo QA Parâmetro de Projeto denominado Taxa de Aplicação Superficial ou Carga Hidráulica Para Flocos de Sulfato de Alumínio Vs 002 a 007 cms ou Vs 17 a 60 m3m2dia Na prática os decantadores não são tranquilos devido a ação de fatores externo tais como a ação do vento então t to t AHQ t AVs Eq Fundamental to HVs to Q da Sedimentação Decantação Decantação Observações Quanto maior tto MAIOR segurança MELHOR sedimentação Para aumentar tto podemos aumentar A ou aumentar Vs a Para aumentar A constroemse decantadores com superfície maior b Para aumentar Vs devese melhorar a coagulação Bentonita ou Polímeros Bentonita Polímero Decantação Módulo de Decantação para decantação laminar Decantação Decantação 4 Projeto de Decantadores 41 Número de Decantadores Limpeza Manual Mínimo 2 Limpeza Mecanizada Mínimo 1 Número máximo depende das etapas da ETA tamanho da ETA etc 42 Taxa de Escoamento Superficial QA Função Tipo de decantador convencional ou laminar Qualidade da água Turvas maiores taxas Coloridas menores taxas Qualidade da operação Recursos empregados no tratamento da água Decantação 43 Relação entre Comprimento e Largura Com os dados do exemplo Decantação 44 Tempo de Detenção Os decantadores são projetados para assegura um certo tempo de permanência da água e corresponde ao tempo que o decantador leva para encher com a vazão estabelecida 45 Profundidade dos Decantadores de Escoamento Horizontal Conhecida a área A e estabelecido o tempo de detenção t determinase a profundidade H Decantação Com os dados do Exemplo 46 Velocidade de Escoamento Nos decantadores convencionais de escoamento horizontal a velocidade da água deve ser muito inferior à velocidade que causaria o arrastamento das partículas depositadas no fundo V 15 cms Com os dados do Exemplo Decantação 47 Canal de Alimentação dos Decantadores 48 Dispositivos para Entrada de água nos Decantadores A eficiência de funcionamento depende das condições em que a água entra e se distribui nos decantadores Devese assegurar uma distribuição tão uniforme quanto possível na direção vertical profundidade como também na horizontal largura A CORTINA DISTRIBUIDORA ou DIFUSORA é que realiza esta função Decantação Canal de Alimentação dos Decantadores com seção variável Decantação 49 Dispositivos para Saída de água dos Decantadores A água decantada sai da parte final dos decantadores vertendo em calha ou canaletas A extensão das calhas deve ser tal que a vazão q seja q 0018HVs q vazão por metro de vertedor das calhas lsm H profundidade do decantador m Vs velocidade de sedimentação m3m2dia q 18 lsm NBR12216 A velocidade nas calhas não deve ser superior a 065 ms Planta Baixa Corte Longitudinal Decantação 410 Limpeza dos Decantadores Nos decantadores mecanizados o lodo é arrastado e removido continuamente através de descargas automáticas Nos decantadores não mecanizados e sem condições de auto limpeza o lodo vai se depositando no fundo ΔH para compensar o espaço ocupado pelo lodo adotase 10 a 20 H respectivamente para águas coloridas e águas turvas Decantação Forma em planta de decantadores convencionais Decantação Dispositivos de Entrada Canal Comportas Cortina Difusora Decantação Dispositivos de Entrada Canal Comportas Cortina Difusora Decantação Dispositivos de Saída Calhas Coletoras Canal de Água Decantada Decantação Sistema de Remoção do Lodo Decantação Decantadores convencionais ETA Menino Deus DMAE Decantação Comportas e cortina difusora Decantação Cortina Difusora Decantação Decantadores de altas taxas placas paralelas Decantação Calhas coletoras de água decantada Decantação Coleta com tubulações perfuradas Decantação Coleta com Calhas metálicas e vertedores triangulares Decantação Decantação Processo de limpeza manual