livro - cavalcanti cap 9

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


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


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


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


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


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


7/31

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


8/31

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


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


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


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


12/31


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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

livro - cavalcanti cap 9

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