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COAGULAÇÂO FLOCULAÇÃOE DECANTAÇÃO
PROFESSOR
LUIZ ALBERTO CESAR TEIXEIRA
APRESENTADO POR
JAVIER BASURCO CAYLLAHUA
A presença de partículas coloidais é observada emdiversos sistemas de origem natural ou individual, essaspartículas podem apresentar-se como dispersõesestáveis ou formar agregados de tamanhos variados
Há três alternativas principais para o processo deagregação de partículas coloidais
a) Coagulação
b) Floculação
c) Aglomeração
INTRODUÇÃO
COAGULAÇÃO
Uma partícula mineral, em suspensão aquosa, adquiereuma carga elétrica superficial como resultado dasinterações entre as espécies iônicas presentes nasuperfície e as moléculas da água
A conseqüência natural do excesso de carga elétrica nasuperfície de um sólido é a aproximação de ions comcarga elétrica contraria dando origem a uma dispersãoestável
TIPOS DE DISSOCIAÇÃO NA ÁGUA
Pôr tanto a coagulação é obtida com a redução oumesmo eliminação da barreira energética repulsiva:
a) Alterar a carga elétrica superficial da partícula
b) Promover a adsorsão específica de ions
c) Provocar a compressão da dupla camada
FLOCULAÇÃO
A floculação caracteriza-se pela ação de um polímerodenominado floculante que promove a agregação departículas finas em forma de flocos
Os polímeros podem ser classificados como:
a) Origem
b) Peso Molecular
c) Carga Elétrica
A escolha do reagente deve levar em consideraçãoinicialmente da floculação
Alguns fatores que influem na utilização dos polímeros
a) Forma de Aplicação
b) Ambiente Químico
c) Sistema Hidrodinâmico
d) Tamanho das Partículas
DECANTAÇÃO
1. Tamanho de Partícula e Forma
A lei de Stokes ilustra este fato.
Partículas finas, em fluxo laminar, atingem a velocidadesterminais quase rapidamente.
Fd = Força de Atrito
Fp = Força da Empuxo
Quando a velocidade terminal se atinge a força de atrito éigual a força do empuxo
2. Qualidade dos Requerimentos de Fluxo de Descarga
Varias características dos efluentes normalmente conformam osestandares
a) Sólidos suspendidos mg/L ou ppm
b) pH normalmente 6-9 ou 5.5-8.5
c) DBO demanda básica de oxigênio mg/L
d) DQO demanda química de oxigênio mg/L
e) Sólidos dissolvidos totais mg/L
f) Concentração de metais pesados mg/L ou ppm
g) Desperdícios perigosos e produtos químicos mg/L, ppm ou ppb
h) Componentes tóxicos mg/L, ppm ou µg/L
i) Óleo e graxa mg/L ou ppm
SEDIMENTAÇÃO GRAVIMÉTRICA
A força da gravidade pode ser usada na concentração dossólidos suspendidos. Assim os dois, partículas o tamanhode partícula e gravidade especifica dos sólidos seramimportantes.
DESENHO DE UM SEDIMENTADOR
No desenho de um tanque de sedimentação, oprocedimento usual é fazer um analisis das velocidadescriticas das partículas presentes.
Se encontraram partículas com maior e menor velocidadecritica, estas tem uma percentagem de separação podendomelhorar este pela adição de algum floculante.
A taxa na qual a água clarificada esta sendo produzida é:
A: Área do tanque de sedimentação
Vc: Velocidade critica; taxa do overflow gal/ft2d
Para uma sedimentação a fluxo continuo, a velocidade critica, otempo de detenção e a profundidade são relacionadas daseguinte maneira:
Normalmente os tanques de sedimentação são desenhados paraproporcionar 90 minutos até 150 minutos de detenção.
Fração total de partículas removidas é dada pela equação:
Uma distribuição de tamanho de partículas tem sido obtida deum analisis de classificação de partículas de areia . Para cadafração de peso uma velocidade de sedimentação media tem sidocalculada. Os dados são os seguintes
Calcular a velocidade de sedimentação critica Vc das partículasque serão removidas totalmente quando a taxa de clarificação é105gal/ft2d
Velocidade de Sedimentação, ft/min
10
5
2
1
0.75
0.5
Velocidade de Sedimentaçãom3/min
3
1.5
0.6
0.3
0.23
.15
Fração de Peso que permanece
0.55
0.46
0.35
0.21
0.11
0.03
Teoria Aplicada Coe e Clevenger (1916) desenvolveramuma teoria aplicada ao espessamento.
Onde
F: diluição dos sólidos
Rρ: gravidade especifica do líquido
U: diluição do underflow
S: taxa dos sólidos
Área requerida para o sedimentador é determinada pôrTalmadge e Fitch:
No gráfico de sedimentação no seguinte diagrama foi obtidopara um lodo ativado com uma concentração de sólidos inicialC0 de 4000 mg/L. A altura inicial da interface na coluna desedimentação foi de 2.0 ft. Determinar a área requerida paraproduzir uma concentração de lodo espessado Cu de 12000mg/L com um ingresso de 0.1 Mgal/d (380 m3/d). Determinara carga de sólidos em lb/ft2d e a taxa do overflow em gal/ft2d.
Fator de Escalonamento:
1.O scale–up terá que contarcom os fatores de flutuaçõessejam distribuição detamanho das partículas,concentração de sólidos dapolpa, pH e temperatura.
2.Então U.A. é multiplicado pelofator 1,2 são sedimentadoresque tem um diâmetro de 100ft a mais e multiplicados por1,5 para aqueles que tem 15ftde diâmetro ou menores.
BIBLIOGRAFIA
Livros
Tratamento de Minérios
Metcalf
Papers
Environmental Implications of Aggregation Phenomena:Current Understanding
Everything you want to know about coagulation andflocculation
MUITO OBRIGADO