UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
"CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DE ESTAÇÕES COMPACTAS PARA TRATAMENTO DE ÃGUAS"
JOSÉ REINOLDS CARDOSO DE MELO EngÇ C i v i l
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DE PROGRAMAS DE PÕS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DO CENTRO DE CIÊNCIAS E TEC NOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA, COMO PARTE DOS REOUESITOS NECESSÁRIOS PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS (M.Sc.).
Aprovada p o r :
JOSÉ FARIAS NÓBREGA Pre siâente
SERGIO ROLIM MENDONÇA Examinador E x t e r n o ADRIANUS C. V. HAANDEL Examinador I n t e r n o CAMPINA GRANDE ESTADO DA PARAÍBA-BRASIL ABRIL/1981
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O a u t o r agradece:
Ao P r o f e s s o r José F a r i a s Nóbrega, D i r e t o r do C e n t r o de. Ciências e T e c n o l o g i a da U n i v e r s i d a d e F e d e r a l da Paraíba, p e l a s o l i c i t u d e e eficiência demonstradas na orientação d e s t a t e s e ; Â Companhia de Ãgua e Esgotos da Paraíba - CAGEPA, nas pessoas do seu e x - D i r e t o r P r e s i d e n t e EngÇ Guarany Marques V i a na e do a t u a l D i r e t o r , Eng? J a e l C a r v a l h o dos S a n t o s , p e l o i n -c e n t i v o e a p o i o -c o n -c e d i d o ;
Aos c o l e g a s , funcionários e operários da CAGEPA, p e l a colaboração na montagem e análises de laboratório d u r a n t e a pes -q u i s a ;
 TECNOMECÂNICA NORTE S.A., p e l a fabricação do f i l t r o e f l o c o - d e c a n t a d o r , conforme nosso p r o j e t o ;
à minha esposa e f i l h o s , p e l a compreensão e a p o i o , d u r a n t e t o d a s as f a s e s do t r a b a l h o .
i v
. CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DE ESTAÇÕES COMPACTAS PARA TRATAMENTO DE ÃGUA
Dissertação de M e s t r a d o
p o r
JOSÉ REINOLDS CARDOSO DE MELO
R E S U M O
As estações compactas i n d u s t r i a l i z a d a s (ETASPs) p e r m i t e m a clarificação de água p a r a pequenas comunidades de a c o r d o com as exigências dos padrões de q u a l i d a d e de água a nível n a c i o n a l .
0 t r a b a l h o a p r e s e n t a d o n e s t a dissertação a b o r d a abrangen t e e s t u d o sobre o a s s u n t o e dá ênfase ã concepção, p r o j e t o e operação d e s t a s p l a n t a s . F o i d e s e n v o l v i d a a i n d a uma p e s q u i s a u t i l i z a n d o - s e uma estação-piloto com floculação p r o c e s s a d a em
l e i t o g l a n u l a r e sedimentação de a l t a t a x a .
Os parâmetros básicos p a r a avaliação da eficiência da estação f o r a m t u r b i d e z e c a r r e i r a de filtração.
A redução de t u r b i d e z o b t i d a do e f l u e n t e da u n i d a d e de sedimentação f o i s u p e r i o r a 80 p o r c e n t o e p a r a a água f i l t r a da a t i n g i u um v a l o r m a i o r do que 95 p o r c e n t o , sendo a c a r r e i
a l t e r n a t i v a válida na clarificação de água p a r a pequenas n i d a d e s .
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STUDY ON PRESSURE PACKAGE WATER TREATMENT PLANTS FOR SMALL COMMUNITIES
M.Sc. D i s s e r t a t i o n
by
JOSÉ REINOLDS CARDOSO DE MELO
A B S T R A C T P r e s s u r e package w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s p e r m i t t h e c l a -r i f i c a t i o n o f w a t e -r f -r o m s m a l l communities- -r e q u i -r i n g t -r e a t m e n t a c c o r d i n g t o n a t i o n a l w a t e r q u a l i t y s t a n d a r d s . The work p r e s e n t e d i n t h i s d i s s e r t a t i o n c o v e r s a b r o a d s t u d y i n t h i s s u b j e c t and g i v e s emphasis on c o n c e p t i o n , d e s i g n and o p e r a t i o n o f t h e s e p l a n t s . The r e s e a r c h was c a r r i e d o u t u t i l i z i n g a p i l o t p l a n t w i t h f l o c c u l a t i o n b e i n g p r o c e s s e d i n g r a n u l a r bed and s e d i m e n t a t i o n w o r k i n g a t h i g h r a t e . The b a s i c p a r a m e t e r s f o r e s t i m a t i n g t h e p e r f o r m a n c e o f t h i s p l a n t were t u r b i d i t y and r u n f i l t r a t i o n . T u r b i d i t y r e d u c t i o n f r o m t h e e f f l u e n t o f t h e s e d i m e n t a t i on b a s i n was f o u n d t o be h i g h e r t h a n 80 p e r c e n t and f r o m f i l t e r e d w a t e r more t h a n 95 p e r c e n t c o r r e s p o n d i n g t o t h e r u n f i l -t r a -t i o n o f 30- h o u r s .
I t was c o n f i r m e d t h a t p r e s s u r e package w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s a r e a v a l i d a l t e r n a t i v e i n w a t e r c l a r i f i c a t i o n f o r s m a l l c o m m u n i t i e s .
v i i i S U M Á R I O PÁGINA DEDICATÓRIA i i AGRADECIMENTOS ü i RESUMO i v ABSTRACT .' v i SÍMBOLOS USADOS XV INTRODUÇÃO 1
CAPÍTULO I - DESENVOLVIMENTO DAS ETASPs 3
1.1 - G e n e r a l i d a d e s 3 1.2 - T i p o s e Características das ETASPs.. 5
1.2.1 - Estação de T r a t a m e n t o de água compacta, sob pressão
ATAG 5 1.2.1.1 - M i s t u r a Rápida.... 6 1.2.1.2 - Floculação e decan tação 6 i 1.2.1.3 - Filtração 8 1.2.2 - Estação de T r a t a m e n t o de á
gua compacta sob pressão
FILTPÃGUA 11 1.2.2.1 - M i s t u r a Rápida.... 11
1.2.2.2 - Floculação e decan
PÃGIHA
1.2.2.3 - Filtração 14 1.2.3. Estação de t r a t a m e n t o de ã
gua compacta sob pressão ,
BARBARA - DEGREMONT 14 1.2.3.1 - M i s t u r a rápida.... 14 1.2.3.2 - Floculação e decan tação 15 1.2.3.3 - Filtração 17 1.2.4. Estação de t r a t a m e n t o de ã
gua compacta sob-pressão ,
SOLANIL I 7 1.2.4.1 - M i s t u r a rápida.... 17 1.2.4.2 - Floculação e decan tação 17 1.2.4.3 - Filtração I 8 1.2.4.4 - Floculação, decan-tação é filtração, c o n j u g a d a s 18 1.2.5. Estação de t r a t a m e n t o de ã
gua, compacta, sobpressão
-FILSAN 20
1.2.5.1 - M i s t u r a rápida.... 20 1.2.5.2 - Floculação e Decan
X
PAGINA
1.2.5.3 - Filtração 21 1.2.6 - Estação de t r a t a m e n t o de
água, compacta, sob-pressão
- HIDROTEC 21 1.2.6.1 - M i s t u r a rápida... 2 1 1.2.6.2 - Floculação e de cantação 2 1 1.2.6.3 - Filtração 22 1.2.7 - Estação de t r a t a m e n t o de
água, compacta, sob-pressão
- TECNORTE 22 1.2.7.1 - M i s t u r a rápida... 22 1.2.7.2 - Floculação e de cantação 24 1.2.7.3 - Filtração 24 1.2.8 - Estação de t r a t a m e n t o de
água, compacta, sob-pressão
- ICOMACEDO e HIDROTEC 24 1.2.9 - Estação de t r a t a m e n t o de
água, compacta, sob-pressão
- CLARITEC 27 1.2.9.1 - Filtração 27
1.3 Comentários s o b r e as ETASPs i n d u s
-t r i a l i z a d a s 28 1.3.1 - M i s t u r a rápida 28
PAGINA 1.3.2 - M i s t u r a l e n t a ou floculação. 30 1.3.3 - Sedimentação 3 2 1.3.4 - Filtração 35 1.3.5 - Unidades de c o n t r o l e 36 1.3.5.1 - Perda de c a r g a . . . . 36 1.3.5.2 - C o n t r o l e de vazão. 37 1.3.5.3 C o n t r o l e de q u a l i -dade da água 37
CAPÍTULO I I - A ETASP PROPOSTA 41 2.1. Concepção básica do modelo p r o p o s t o . 41
2.2. Fundamentos teóricos 44 2.2.1 - M i s t u r a rápida. 44 2.2.2 - A floculação em l e i t o g r a n u l a r 50 2.2.3 - A decantação l a m i n a r ou de a l t a t a x a .• 54 2.2.4 - A filtração rápida 60 2.2.4.1 Mecanismos r e s p o n -sáveis p e l a f i l t r a ção 61 2.2.4.2 Modelos matemáti -cos de filtração.. 62 2.2.4.3 F a t o r e s que i n f l u -em na filtração... 64
x i i PAGINA 2.2.4.4 - Características ge r a i s do f i l t r o rã p i d o 64 2.3 - Dimensionamento da ETASP 66 2 . 3 .1 . M i s t u r a rápida 66 2.3.2. Floculação ( l e i t o de p e d r a ) . 67 2.3.3. Decantação em p l a c a s p a r a l e -l a s 69 2. 3. 4. Filtração. 7 1 2.3.5.Descrição e d i m e n s i o n a m e n t o das demais u n i d a d e s compo
-n e -n t e s do s i s t e m a 73 2.3.5.1. Poço de sucação ou reservatório de água b r u t a 73 2.2.5.2. Tubulação de suc-ção 74 2.3.5.3. C o n j u n t o motor-bom-ba 74 2.3.5.4. Tubulação de r e c a i que 7 5 2.3.5.5. Tubulação de água de lavagem 77 2.3.5.6. Tubulações de esgo-tamento do f i l t r o e f l o c o - d e c a n t a d o r . . . 77
PAGINA 2.3.5.7. Tubulações p a r a a-mostragem e e x p u r g o de a r do f l o c o d e -c a n t a d o r e f i l t r o . . 77 2.3.5.8. Reservatório de água f i l t r a d a 78 2.3.5.9. S i s t e m a de dosagem. 78 2.3.5.10. Sistema p a r a i n d i c a ção da p e r d a de c a r ga 79 2.3.5.11. Sistema p a r a i n d i c a ção e r e g u l a g e m de vazão 7 9
CAPÍTULO I I I - OPERAÇÃO DO MODELO REDUZIDO 8 1 3.1. M e t o d o l o g i a a d o t a d a 8 1
3 .1.1.Preparação de água. b r u t a e
programa de t r a b a l h o 8 1 3.1.2. Determinação de dosagem, p r e
-p a r o da solução 83 3.1.3. Funcionamento da ETASP e sua
operação 84 3.2. R e s u l t a d o s o b t i d o s 87
3 . 2 .1 .Redução de t u r b i d e z 87 3.2 .2 .Lavagem da ETA 89
x i v PAGINA 3.2.3. Redução de c o r 93 3.2.4. Variação do pH 9 3 3.2.5. Dosagem e consumo de p r o d u t o s químicos 94 3.2.6. Perda de c a r g a 96
CAPÍTULO I V - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 106 4.1. Sobre as ETASPs i n d u s t r i a l i z a d a s . . . . 106 4.2. Sobre a ETASP d e s e n v o l v i d a 108 4.2.1. M i s t u r a rápida 108 4.2.2. Floculação 109 4.2.3. Decantação 109 4.2.4. Filtração 110 4.3. Custo das ETASPs 110 4.4. Considerações g e r a i s 111
ANEXO I BOLETIM DIÁRIO DE OPERAÇÃO 113
ANEXO I I SISTEMA DE DOSAGEM 125 ANEXO I I I PROJETO DE NORMA - CETESB 126
ANEXO I V ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA 15 4
SÍMBOLOS USADOS G G r a d i e n t e de v e l o c i d a d e T Tempo de detenção Q Vazão K C o e f i c i e n t e empírico, conforme s e j a d e f i n i d o P Potência V Volume v V e l o c i d a d e D Diâmetro Co Concentração do r e a g e n t e no i n f l u e n t e Ct Concentração do r e a g e n t e no e f l u e n t e np Perda de c a r g a Y Peso e s p e c i f i c o U Viscosidade dinâmica ou a b s o l u t a e V i s c o s i d a d e v i r t u a l v V i s c o s i d a d e cinemática a Depósito e s p e c i f i c o X C o e f i c i e n t e de p r o p o r c i o n a l i d a d e ou módulo de impedimento * C o e f i c i e n t e de p e r d a de c a r g a
I N T R O D U Ç Ã O
As estações de t r a t a m e n t o de água, d i t a s sob-pressão (ou s e j a , a q u e l a s que t r a b a l h a m s u b m e t i d a s a uma pressão s u p e r i o r â a t m o s f e r a , em g e r a l m a i o r que 10 m.c.a) são u t i l i z a d a s , há m u i t o s anos, p a r a t r a t a m e n t o de águas d e s t i n a d a s t a n t o p a r a f i n s i n d u s t r i a i s e r e c r e a t i v o s , q u a n t o p a r a consumo público , em vários países do mundo, apesar da pouca l i t e r a t u r a e x i s t e n t e s o b r e as mesmas e das restrições apontadas p o r a l g u n s têc n i c o s quanto a sua utilização.
A q u i no B r a s i l , e s t a s estações (que p a r a simplificação denominaremos de ETASPs - Estação de T r a t a m e n t o de Agua Sob-Pressão) já vêm sendo u t i l i z a d a s há mais de d o i s decênios e tendem a ser l a r g a m e n t e d i f u n d i d a s nos próximos anos, t e n d o em v i s t a o d e s e n v o l v i m e n t o do PLANASA - Plano N a c i o n a l de Sa neamento, que p r e t e n d e d o t a r t o d a s as pequenas comunidades b r a s i l e i r a s , com população e n t r e 500 e 5.0OOhabitantes, de s i s t e mas públicos de a b a s t e c i m e n t o de água.
E s t a s estações se apresentam como uma solução b a s t a n t e viável, t a n t o p e l a r a p i d e z de fabricação e montagem, como p e l o c u s t o , f a c i l i d a d e s o p e r a c i o n a i s , i n t e r c a m b i a l i d a d e , e t c , e vêm
sendo bem a c e i t a s p o r boa p a r t e dos e n g e n h e i r o s que m i l i t a m nessa área.
Estando a Companhia de Agua e E s g o t o s da Paraíba - CAGE PA, empresa i n t e g r a n t e do PLANASA, a d q u i r i n d o estações desse t i p o e com vários p r o j e t o s que i n d i c a m sua aplicação, achamos o p o r t u n o f a z e r uma p e s q u i s a no s e n t i d o de a n a l i s a r m o s os vá r i o s modelos i n d u s t r i a l i z a d o s e x i s t e n t e s no mercado, v e r i f i c a n do suas v a n t a g e n s e d e s v a n t a g e n s , bem como a b i b l i o g r a f i a d i s p o n l v e l , e, através da operação de um modelo r e d u z i d o , a v a l i a r mos com m a i o r precisão seu desempenho e a determinação de p a r a m e t r o s básicos p a r a d i m e n s i o n a m e n t o .
Por o u t r o l a d o , o modelo r e d u z i d o e s t u d a d o f o i desenvol_ v i d o de forma o r i g i n a l , p r o c u r a n d o - s e c o r r i g i r os d e f e i t o s cons t a t a d o s nos s i s t e m a s a t u a l m e n t e i n d u s t r i a l i z a d o s .
E s t e , em resumo, o a s s u n t o que p r o c u r a r e m o s d e s e n v o l v e r n e s t e t r a b a l h o , esperando c o n t r i b u i r p a r a m e l h o r e s c l a r e c i m e n t o a r e s p e i t o das ETASPs.
3
CAPÍTCLO I
DESENVOLVIMENTO DAS ETASPs
1.1 - GENERALIDADES
Segundo v e r i f i c a d o na l i t e r a t u r a técnica disponível , apesar de não havermos c o n s e g u i d o m a t e r i a l c o n c l u s i v o a r e s p e i t o , a c r e d i t a m o s que e s t a s estações t i v e r a m o r i g e m na Europa
(França) e f o r a m i n i c i a l m e n t e empregadas na indústria, na déca da de 30, sendo os p r i m e i r o s t r a b a l h o s . p u b l i c a d o s p e l a S o c i e dade Degremont (194 6) .
E s t a s estacões, i n i c i a l m e n t e compostas apenas de f i l t r a ção em l e i t o de a r e i a , e v o l u i r a m com a introdução de uma u n i dade de clarificação ou floco-decantacão, i n s t a l a d a a n t e s da filtração, e t i v e r a m seu emprego também a m p l i a d o p a r a o u t r a s f i n a l i d a d e s , como águas de p i s c i n a e a b a s t e c i m e n t o público.
O u t r o s t i p o s f o r a m d e s e n v o l v i d o s com f i n a l i d a d e s especi-f i c a s , t a i s como abrandamento, desmineralização e d e s g a s e i especi-f i c a ção, sendo que, n e s t e t r a b a l h o , nos ocupamos apenas d a q u e l e s d e s t i n a d o s ã clarificação, compostos de f l o c o - d e c a n t a d o r e f i l t r o rápido.
Normalmente, e s t a s estações são a c e i t a s p a r a c l a r i f i c a ção de águas p a r a a b a s t e c i m e n t o de pequenas comunidades e des de que as águas a t r a t a r a p r e s e n t e m t e o r e s de c o r e t u r b i d e z médios ou b a i x o s .
No B r a s i l , as ETASPs vêm sendo a p l i c a d a s p a r a f i n s de a b a s t e c i m e n t o público desde a década de 50. Em 1940, já e s t a v a i n s t a l a d a no B r a s i l a F i r m a W.A. Reim, f a b r i c a n t e de equipamen t o s p a r a t r a t a m e n t o de águas, sem que se t e n h a n o t i c i a s de que f a b r i c a s s e esse t i p o de estação.
Em 1950 a Degremont a d q u i r i u e s t a f i r m a , passando a deno m i n a r - s e Degremont-Reim e lançou então as p r i m e i r a s ETASPs no nosso p a i s .
A t u a l m e n t e , vem aumentando o i n t e r e s s e p e l a utilização dessas estações, t e n d o em v i s t a o d e s e n v o l v i m e n t o do PLANASA e a familiarização dos p r o f i s s i o n a i s de saneamento com as mes-mas. As n o t i c i a s q u a n t o aos r e s u l t a d o s até a q u i o b t i d o s com es
t a t e c n o l o g i a são m u i t o d i v e r g e n t e s , havendo p r a t i c a m e n t e uma divisão de p o n t o de v i s t a p r o f i s s i o n a l q u a n t o a sua aplicação. No e n t a n t o , apesar d e s t a polêmica, várias Companhias E s t a d u a i s prosseguem a p l i c a n d o as ETASPs, que são f a b r i c a d a s já p o r uma dezena de f i r m a s e a CETESB - Companhia de T e c n o l o g i a do Sanea mento A m b i e n t a l - lançou r e c e n t e m e n t e (1979) um p r o j e t o de n o r mas ( 1 , 2 ) , em análise p e l a ABNT, sobre sua fabricação e dimen
s i o n a m e n t o .
A b i b l i o g r a f i a e n c o n t r a d a sobre o a s s u n t o , no e n t a n t o , pouco e v o l u i u , quase nada se e n c o n t r a n d o nos l i v r o s técnicos
( n a c i o n a i s e e s t r a n g e i r o s ) , r e v i s t a s e s p e c i a l i z a d a s ou mesmo t r a b a l h o s de c o n g r e s s o , e s p e c i f i c a m e n t e q u a n t o a ETASPs.
5
1.2 - TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS ETASPs
A t u a l m e n t e , as f i r m a s f a b r i c a n t e s de ETASPs são várias , t a l a f a c i l i d a d e de fabricação e s i m p l i c i d a d e e s t r u t u r a l de t a i s instalações. Vamos a n a l i s a r e d e s c r e v e r apenas os modelos p a t e n t e a d o s , ou sejam, a q u e l e s f a b r i c a d o s p o r f i r m a s de r e c o -n h e c i d a c a p a c i d a d e -no ramo.
1.2.1 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE AGUA, COMPACTA, SOB-PRESSÃO : (3)
ATAG
#
(3) F i g u r a 1.1 - Desenho esquemático de uma ETASP, modelo ATAG
1 . 2 . 1 . 1 - MISTURA RÁPIDA
Ê e x e c u t a d a em uma u n i d a d e , denominada " F l a s h r e a c t o r " ou d i s p e r s o r hidráulico, constituído p o r uma tubulação de diâ m e t r o s u p e r i o r ao da tubulação de água b r u t a e que contém no seu i n t e r i o r d e f l e t o r e s c o n v e n i e n t e m e n t e distribuídos e que promovem h i d r a u l i c a m e n t e a dispersão dos r e a g e n t e s i n j e t a d o s no seu i n t e r i o r , conforme i n d i c a d o na F i g u r a 1 . 2 . ( A ) .
1.2.1.2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
São r e a l i z a d a s em uma só u n i d a d e , denominada de F l o c o -(3)
D e c a n t a d o r - B i f l o w * conforme d e t a l h e s da F i g u r a 1.2.
A floculação é r e a l i z a d a h i d r a u l i c a m e n e no c o m p a r t i m e n t o ( B ) , d o t a d o de câmaras s u p e r p o s t a s com passagens d e s e n c o n t r a -das, t i p o c h i c a n a s , e com seções c r e s c e n t e s no s e n t i d o descen d e n t e .
E s t a floculação ê complementada na e t a p a s e g u i n t e , quan do o f l u x o v e r t i c a l ascendente d e s e n v o l v e uma camada de " l o d o s suspensos" que é a t r a v e s s a d a p e l a água, com p r o c e s s o de f l o c u lação i n i c i a d o na câmara a n t e r i o r .
A decantação é f r a c i o n a d a , o b t e n d o - s e uma separação dos f l o c o s na câmara s u p e r i o r ( p r i n c i p a l ) ( C ) , s a i n d o a agua decan t a d a p o r um d i s p o s i t i v o s i t u a d o no a l t o da u n i d a d e ( E ) .
Os l o d o s suspensos em excesso no f l u x o a s c e n d e n t e são c o l e t a d o s ao nível s u p e r i o r do "manto de l o d o s " p o r uma série de captações ( D ) , que os t r a n s f e r e h i d r a u l i c a m e n t e p a r a a cama r a i n f e r i o r de sedimentação ( F ) , onde o u t r a decantação se p r o
7
c e s s a , sendo a água a i c l a r i f i c a d a , l e v a d a a j u n t a r - s e ã água d e c a n t a d a na câmara s u p e r i o r , através da tubulação c e n t r a l (G),
s a i n d o ambas f i n a l m e n t e p e l a tubulação ( I ) . A E n t r a d a de água ( F l a s h r e a c t o r ) B F l o c u l a d o r C Câmara de l o d o s suspensos D Captação de l o d o s E Salda de água d e c a n t a d a câmara s u p e r i o r F Câmara i n f e r i o r G C o l e t a de água d e c a n t a d a câmara i n f e r i o r H Regulador de vazão I Salda g e r a l de água d e c a n t a d a J Salda de l o d o s r H i í F i g u r a 1.2 C o r t e esquemático do m i s t u r a d o r rápido e f l o c o -(3) d e c a n t a d o r , modelo ATAG
1.2.1.3 - FILTRAÇÃO l i I F i g u r a 1.3 - C o r t e Esquemático do l e i t o f i l t r a n t e do f i l t r o B i f l o w da ATAG í 3 ) ' I I F i g u r a 1.4. C o r t e esquemático do f i l t r o B i f low.Modelo ATAGÍ 3 ) O f i l t r o B i f l o w da ATAG é um f i l t r o rápido de d u p l a a ção. A água d e c a n t a d a é admi t i d a s i m u l t a n e a m e n t e p e l a s par t e s s u p e r i o r e i n f e r i o r do f i l _ t r o , conforme i l u s t r a m as fi g u r a s 1.3 e 1.4, f i c a n d o o s i s t e m a d r e n a n t e de c o l e t a de água f i l t r a d a s i t u a d o no i n t e r i o r do l e i t o f i l t r a n t e . A m a i o r p a r t e da água f l u i de b a i x o p a r a c i m a , a t r a v e s s a n d o p r i m e i r o as camadas com g r a n u l o m e t r i a de m a i o r diâmetro,de forma semelhante ao f i l t r o rus so ou c l a r i f i c a d o r de c o n t a t o . A porção de água a d m i t i d a p e l a p a r t e s u p e r i o r tem a f i n a l i d a -de -de p r e s s i o n a r o l e i t o f i l _ t r a n t e , i m p e d i n d o sua f l u i d i f i _ ficação. Em s e g u i d a , a p r e s e n t a mos as t a b e l a s 1.1 e 1.2, p a r a determinações das dimensões do f l o c o - D e c a n t a d o r e F i l t r o em função da vazão da água a t r a -t a r .
j . f 1 " _ A j B C j D 1 1 *> "*\ jFÜNCI H \:i Sj TON. 0 - 6 5 0- 7 0 0 , 6 5 0 , 7 0 3,10 3 ,1 2 0,5 5 0 , 10 M/4" 1 , 6 0 - 6 5 0- 7 0 0 , 6 5 0 , 7 0 3,10 3 ,1 2 0,60 0,1 0 J </4" 1 ^ 1 , 6 o - e o 0-85 0, 60 0,85 3,15 3,18 0,65 0,70 0,1 5 l'/4" i a 2 , 3 o - e o 0-85 0, 60 0,85 3,15 3,18 0,65 0,70 0,1 5 1 1/2" 1 10 2 , 6 D-90 0 , 9 0 3,22 0,75 0,1 5 2* ! ' i 2 , 9 < 0 - 1 0 0 1 , 0 0 3,29 o , e o 0,2 0 2" '« 3 , 4 C 0 - 1 1 0 1,10 3,36 0,9 0 0,2 0 2" I 5 4 , 1 ( 0 - 1 2 0 1 , 2 0 3,43 1,00 0,20 2" 4 , 9 C D-130 1 , 3 0 3,50 1,1 0 0,2 0 2V2' 2 0 5 , 9 0 D- 14 0 1 ,40 3 , 5 5 4,10 1,2 0 0,2 0 2</2" 23 7 , 1 0 D- 1 5 0 1,50 3 , 5 5 4,10 1,30 0,2 0 Í2I/2* 27 8 , 3 0 D-l 6 0 1 , 6 0 4,20 1,35 0,25 3* 3 0 9 , 3 0 0 - 1 7 0 1,70 4,28 1 ,4 5 0,2 5 3* 36 1 0 , 5 O D-l 8 0 1 , 80 4,35 1,5 5 0,25 3' 38 1 1 , 6 0 D-l 9 0 1 , 9 0 4,42 1,60 0,30 4" 4 3 1 3 , 0 0 D - 2 0 0 2,00 4,49 1,70 0,3 0 4" 48 1 4 , 3 0 D-2 1 0 2,10 4.55 1,80 0,3 0 4" 54 1 3 , 7 0 D-2 2 0 2 , 2 0 4,62 1,80 0,40 4" 6 0 1 7 , 3 0 D-23 0 2 , 3 0 4,70 1 ,90 0,40 4* 65 1 8 , 3 0 D-240 2 , 4 0 4,76 2,00 0,40 5" 7 0 2 0 , 7 0 ! D - 2 5 0 2 , 5 0 4,84 2,1 0 0,40 5' 75 2 2 , 5 0 : D-260 2 , 6 0 4,91 2,2 0 0,40 5" 3 0 2 4 , 5 0 D-2 7 0 2,70 4,98 2,3 0 0,40 5" SO Z 6 , 4 0 D-2 8 0 2,80 5,05 2,4 0 0,40 5" 9 3 2 8 , 4 0 0- 2 9 0 2,90 5 ,1 5 2,5 0 0,40 6* 1 OO 3 0 , 4 0 0 - 3 0 0 3 , 0 0 5,22 2,6 0 0,40 0 , 4 0 6' 1 1 0 3 2 , 4 0 ! D - 3 10 3 , 1 0 5 , 3 0 2,7 0 0,40 0 , 4 0 5" 1 ! 5 3 5 , 2 0 ! 0 - 3 2 0 3 , 2 0 5,36 2,8 0 0,4 0 1 6" l 2 0 3 7 , 7 0 j D-3 3 0 3,30 5,44 2,9 0 0,40 6* 1 30 4 0 , 2 0 D-3 4 0 3 , 4 0 5 , 5 3 2,9 0 0,50 6" 1 40 4 3 ,0 0 * D - 3 5 0 3 , 5 0 5 , 6 0 3,00 0,50 6* 1 45 4 3 , 8 0 D-3 6 0 3 , 6 0 5 , 6 7 3,1 0 0,50 _____ 155 4 3 , e 0 D-370 3 , 7 0 5,7 4 3,2 0 0,5 0 8' 1 60 5 1 , 5 0 0- 3 8 0 3,80 5,8 4 3,3 0 0,50 8" 1 70 5 4 , 9 0 0 - 3 9 0 3,90 5 , 8 7 3,4 0 0,5 0 8' i e o , , 5 7 , 9 0 D - 4 0 0 4 , 0 0 5,94 3,5 0 0,5 0 8* 200 6 2 , 2 0 O B S : DE D-65 A D - 2 4 0 4 P E S DE D-240 .A D - 4 0 0 • P E S PER DA DE CARGA 0,3 K f l / c r »2
TABELA 1.1 Dimensões do f l o c o - d e c a n t a d o r , modelo ATAG função da vazão.
(31
• 1 ' ' rrt E-ALTURA CILÍNDRICA 3, 0 0 m F— ESPApO LIVRE 0,6 O m C— PEDREGULHO 3/4" a I" 0,1 Om H-PEDREGULHO 1/4" o 1/2" 0,1 Om l-PEOREGULHO 1/8" a 1/4" 0,1 Om v>- AREIA GROSSA 1,7 o 3,2mm 0,5 Om K— AREIA FINA 0,7 o 1,7 mm l,60m DE F - 3 0 DE F- 8 O DE F- 3 2 0 A A A F - 7 O F — 3 ! O F - 4 0 0 3 PES 4 P É S 6 P É S TABELA 1.2 Dimensões do da vazão. PERDAS DE CARGA FILTRO LIMPO O , 3 Kg/cm2
FILTRO COLMATADO ATE l,5Kg/cmZ
(3) F i l t r o B i f l o w da ATAG , em função F-30 0,30 3, 38 0, 36 0,10 f 2 0 , 6 0 F —40 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 3, 45 3,47 3,54 3,56 3,62 0, 40 0,10 1 1/4" 3 0 , 9 0 F-50 F-60 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 3, 45 3,47 3,54 3,56 3,62 0, 50 0,15 1 1/4" 5 1 , 6 0 F-50 F-60 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 3, 45 3,47 3,54 3,56 3,62 0, 60 0,1 5 1 1/4" 7 2 , 1 0 F-70 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 3, 45 3,47 3,54 3,56 3,62 0 , 7 0 0,1 5 1 1/2" 10 2 , 7 0 F-80 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 3, 45 3,47 3,54 3,56 3,62 0, 60 0,20 2" 1 3 3 , 4 0 F-90 F- 100 F-l 1 0 F-l 20 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 2" 1 6 4 , ? 0 F-90 F- 100 F-l 1 0 F-l 20 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 0 ,20 0 ,20 0 ,20 0,2 5 2 1/2" 2 1/2" 20 5 , 2 0 F-90 F- 100 F-l 1 0 F-l 20 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 0 ,20 0 ,20 0 ,20 0,2 5 2 1/2" 2 1/2" 2 4 6 , 1 0 F-90 F- 100 F-l 1 0 F-l 20 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 0 ,20 0 ,20 0 ,20 0,2 5 21/2" 3" y 2 8 7 , 1 0 F-l 30 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 0 ,20 0 ,20 0 ,20 0,2 5 21/2" 3" y 3 2 4 0 ~ 8 , 6 0 F-140 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 0 , 7 0 0, 80 0,90 1 , 0 0 1,10 1,15 0,20 0 ,20 0 ,20 0 ,20 0,2 5 21/2" 3" y 3 2 4 0 ~ 9 , 7 0 F-150 0,90 1 ,00 1,10 1 , 2 0 1 , 3 0 1 , 4 0 1 , 5 0 3,70 3,81 3,82 3,86 3,96 3,98 4, 02 1 , 2 5 0 ,2 5 0,2 5 4 4 1 1 , 3 0 F-160 1 , 6 0 4, 23 1 , 35 0 ,2 5 0,2 5 4" 5 0 1 2 , 7 0 F-l 70 1 , 7 0 4, 30 4,47 1 , 40 1 , 5 0 0 ,30 4" 5 7 1 4 , 3 0 F-180 1 , 8 0 1 , 9 0 2,00 4, 30 4,47 1 , 40 1 , 5 0 0 , 3 0 4" 6 2 1 5 , 7 0 F-l 90 F-200 1 , 8 0 1 , 9 0 2,00 4, 49 4,56 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0 , 3 0 0 , 4 0 5" 7 2 1 7 , 5 0 F-l 90 F-200 1 , 8 0 1 , 9 0 2,00 4, 49 4,56 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0 , 3 0 0 , 4 0 3'. 7 8 1 9 , 5 0 F-210 2,1 0 2,20 2,30 2,40 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0,4 0 0 , 4 0 5" 6 8 2 1 , 1 0 F-220 2,1 0 2,20 2,30 2,40 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0,4 0 0 , 4 0 5" 9 5 2 3 , 2 0 F-230 F-240 2,1 0 2,20 2,30 2,40 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0 , 4 0 6" 1 0 5 2 5 , 3 0 F-230 F-240 2,1 0 2,20 2,30 2,40 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0 ,40 6" 1 1 2 2 7 , 5 0 F-250 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 1 , 60 1 , 60 1 , 70 1 , 8 0 1 , 90 2,00 2,10 0 ,4 0 6" 1 23 2 9 , 7 0 F-260 F-270 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 20 2, 30 0 ,4 0 6" 1 32 3 2 , 0 0 F-260 F-270 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 20 2, 30 0 ,4 0 6" 142 1 3 4 , 5 0 F-280 F-2S0 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2,40 0 ,4 0 6" 155 j 3 7 , 0 0 F-280 F-2S0 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 ,4 0 ar 1 7 0 4 0 , 0 0 F-3O0 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 , 4 0 8" 1 80 4 3 , 5 0 F-310 F-320 F-330 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 , 4 0 0 ,5 0 8" 1 90 4 6 , 2 0 F-310 F-320 F-330 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 , 4 0 0 ,5 0 8" 200 5 0 , 0 0 F-310 F-320 F-330 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 ,50 e" 2 1 5 5 3 , 5 0 F-340 F-350 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 ,5 0 8* 2 30 5 6 , 9 0 F-340 F-350 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 2, 50 2, 60 2, 70 2, 70 2, 80 2, 90 3, 00 0 ,5 0 8" 240 6 1 , 8 0 F-360 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3 ,0 0 3,1 0 3,20 3 , 3 0 3,40 3,50 3,60 4,59 4,66 4, 73 4,75 4,85 4,87 4,93 4,95 5,1 0 5,1 6 5.1 7 5.2 5 5,30 5,34 5, 38 5, 48 3, I 0 0 ,50 1 0" 255 6 6 , 2 0 F-300 3,80 4,0 0 5, 57 5,65 3, 30 0 , 5 0 10" 2 Q5 7 3 , 4 0 F-400 3,80 4,0 0 5, 57 5,65 3,50 0 ,5 0 1 0" __ 3 1 0 8 3 , 3 0
11
1.2.2 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE AGUA COMPACTA SOB-PRESSÃO (4)
F I L T RAGUA
1.2.2.1 - MISTURA R Ã P I D A
Ê e x e c u t a d a em uma u n i d a d e denominada M i s t u r a d o r Hidrãu l i c o , constituído p o r uma tubulação de diâmetro s u p e r i o r ao da tubulação de ãgua b r u t a e que contém no seu i n t e r i o r , d e f l e t o r e s c o n v e n i e n t e m e n t e distribuídos e que promovem h i d r a u l i c a m e n t e a dispersão dos r e a g e n t e s i n j e t a d o s no seu i n t e r i o r , c o n f o r me i n d i c a d o na F i g u r a 1.5.
1.2.2.2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
São r e a l i z a d a s em uma só u n i d a d e , denominada Floco-Decan t a d o r , conforme d e t a l h e s da F i g u r a 1.6.
A floculaçãc é r e a l i z a d a h i d r a u l i c a m e n t e em uma câmara s i t u a d a a n e l a r m e n t e na p a r t e i n f e r i o r do F l o c o - D e c a n t a d o r p o r onde a ãgua c i r c u l a , passando p o r um s i s t e m a de c h i c a n a s ( A ) e s a i n d o através de uma tubulação, p a r a a p a r t e i n f e r i o r da câ mara p r i n c i p a l de decantação, onde se forma o "manto de l o d o s " que também m e l h o r a a floculação já em d e s e n v o l v i m e n t o .
A decantação ê f r a c i o n a d a , o b t e n d o - s e uma separação dos f l o c o s na câmara s u p e r i o r ( p r i n c i p a l ) ( B ) , s a i n d o a ãgua decan t a d a p o r um d i s p o s i t i v o c o l e t o r s i t u a d o no a l t o da u n i d a d e .
Os l o d o s suspensos em excesso no f l u x o a s c e n d e n t e são co l e t a d o s no nível s u p e r i o r do manto de l o d o s p o r uma série de
v / / / f / r ~ l "T n
sulfoto cloro borrilhd |
N . 1. 3_ poheletrolito SALA DE Q U Í M I C A A G U A TRATADA MISTURADOR
H I D R Á U L I C O DECANTADOR FILTRO i)e AREIA C L Á S S I C O
esgoto
VISTA EM E L E V A Ç Ã O
. COLETOR DE AGUA DECANTADA AGUA j. rs. B R U T A ^ ESGOTO I
FIGURA 1.6 C o r t e esquemático do f l o c o - d e c a n t a d o r , modelo FILTRÂGUA (4)
captações.(D) que os t r a n s f e r e h i d r a u l i c a m e n t e p a r a a câmara i n f e r i o r de sedimentação ( C ) , onde o u t r a decantação se p r o c e s sa, sendo a ãgua a i c l a r i f i c a d a l e v a d a a j u n t a r - s e â ãgua de c a n t a d a na câmara s u p e r i o r , através da tubulação ( E ) .
E s t a câmara i n f e r i o r , também chamada de espessamento de l o d o s , ê p e r i o d i c a m e n t e d e s c a r r e g a d a ou a l i v i a d a .
O tempo de decantação no c l a r i f i c a d o r é de 15 a 20 minu t o s e a perda de c a r g a no mesmo é de aproximadamente 6 m.c.a.
1.2.2.3 - FILTRAÇÃO
A filtração é do t i p o rápida e c o n s t a de três modelos bá s i c o s : de ação s i m p l e s ( s e n t i d o de filtração clássico, o u se j a , o f l u x o de água é de cima p a r a b a i x o o u da camada de g r a n u l o m e t r i a mais f i n a p a r a a mais g r o s s a ) e l e i t o de a r e i a ; de ação s i m p l e s e l e i t o m i s t o ( a r e i a e a n t r a c i t o ) ; e de d u p l a a ção, semelhante ao B i f l o w d e s c r i t o no modelo A T A G ' . O fundo
f a l s o dos f i l t r o s ê d o t a d o de d i s t r i b u i d o r e s e s p e c i a i s que d i s pensam emprego de camadas s u p o r t e s de s e i x o s de d i v e r s a s g r a n u l o m e t r i a s . É recomendada sua lavagem (em c o n t r a c o r r e n t e ) , q u a n do a perda de c a r g a no mesmo a t i n g i r v a l o r e s e n t r e 2 a 3 m.c.a.
1.2.3 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÃGUA COMPACTA SOB-PRESSÃO
(5)
BARBARÂ-DEGREMONT '
1.2.3.1 - MISTURA RÁPIDA
15
b r u t a , próximo da e n t r a d a do F l o c o - D e c a n t a d o r , onde a a g i t a ção e x i s t e n t e , d e v i d o ao escoamento t u r b i l h o n a r da água, promo ve a homogeneização dos r e a g e n t e s .
O p c i o n a l m e n t e , a f i r m a o f e r e c e também um m i s t u r a d o r h i d r a u l i c o semelhante aos d e s c r i t o s a n t e r i o r m e n t e (FILTRÂGUA) .
1.2.3.2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
São r e a l i z a d a s em uma só u n i d a d e , denominada Floco-Decan t a d o r ou Decantador Dinâmico C i r c u l a t o r , F i g u r a 1.7.
A Floculação é r e a l i z a d a h i d r a u l i c a m e n t e da s e g u i n t e f o r ma: a água a d u z i d a p e l a p a r t e i n f e r i o r , passa p o r um hidro-eje
t o r que está s i t u a d o no i n t e r i o r de um c i l i n d r o de reação (A) que p o r sua vez está l o c a l i z a d o na p a r t e do d e c a n t a d o r onde se acumula o l o d o . Desta f o r m a , p a r t e do l o d o é a r r a s t a d a p e l o h i d r . o - e j c t o r e j u n t a - s e â água a d m i t i d a , p a r a a u x i l i a r a f l o c u lação.
Em s e g u i d a , a água sobe através de um t u b o v e r t i c a l até a p a r t e s u p e r i o r da u n i d a d e e desce p o r um o u t r o t u b o v e r t i c a l
(B) de m a i o r diâmetro e que " v e s t e " o p r i m e i r o , formando uma espécie de c h i c a n a cilíndrica.
F i n a l m e n t e , a água, após e s t e p e r c u r s o , s a i p e l a p a r t e i n f e r i o r d e s t e último t u b o , p a r a i n i c i a r o p r o c e s s o de d e c a n t a ção.
A Decantação é o b t i d a na câmara p r i n c i p a l (C) de f l u x o v e r t i c a l e a água então c l a r i f i c a d a c c o l e t a d a na p a r t e supe r i o r através de d i s p o s i t i v o adequado.
C O R T E E S Q U E M Á T I C O DO F L O C O D E C A N T A D O R C I R C U L A T O R E F I L T R O B A R B A R A ' - D E 6 R E MONT.(5)
17
que c o m p l e t a a floculaçao e f a c i l i t a a decantação.
As v e l o c i d a d e s a d m i t i d a s no d i m e n s i o n a m e n t o d e s t a s u n i 3 2
dades sao de 1,5 a 4m /m x h .
1.2.3.3 - FILTRAÇÃO
É do t i p o rápida, s i s t e m a clássico com l e i t o de a r e i a , de ação s i m p l e s , d o t a d o de fundo f a l s o e d i s t r i b u i d o r e s especi. a i s .
— 2 É recomendado para pressão máxima de serviço de 3 kg/cm
e deve s e r l a v a d o quando a perda de c a r g a a t i n g i r 7 m.c.a. O 3 2
f i l t r o e dimensionado p a r a t a x a s e n t r e 190 a 380 m /m . d i a , d e pendendo das características da água a t r a t a r .
1.2.4 - ESTACÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA COMPACTA SOB-PRESSÃO S O L A N I L( 6 )
1.2.4.1 - M i s t u r a , Rápida
É e x e c u t a d a na própria tubulação de r e c a l q u e de água b r u t a , próximo da e n t r a d a do F l o c o - D e c a n t a d o r , onde a a g i t a cão e x i s t e n t e , d e v i d o ao escoamento t u r b i l h c n a r da água, promo ve a homogeneização dos r e a g e n t e s que são i n t r o d u z i d o s na t u b u lação através de h i d r o - i n j e t o r .
1.2.4.2 - Floculaçao e Decantação
São r e a l i z a d a s em uma u n i d a d e s e m e l h a n t e àquela já des c r i t a ( F l o c o D e c a n t a d o r í'odelo C i r c u l a t o r ) da BarbarãDegre
-(5)
mont , d i m e n s i o n a d a s com v e l o c i d a d e s a s c e n c i o n a i s de 2,8 a 5,0 m~/m h.
1.2.4.3 -. FILTRAÇÃO
É do t i p o clássico com l e i t o de a r e i a , de ação s i m p l e s , ou de l e i t o d u p l o ( a n t r a c i t o e a r e i a ) , d o t a d o de fundo f a l s o e d i s t r i b u i d o r e s e s p e c i a i s .
É d i m e n s i o n a d a p a r a t a x a s médias de 250 m /m x d i a e recomenda-se que a lavagem s e j a p r o c e s s a d a quando a p e r d a de c a r g a a t i n g i r v a l o r e s de 2 a 3 m.c.a.
1.2.4.4 - FLOCULAÇÃO, DECANTAÇÃO E FILTRAÇÃO, CONJUGADAS
0 modelo mais r e c e n t e de são, f a b r i c a d o p e l a SOLANIL ^ de e s t e s três p r o c e s s o s em uma 1.8, onde se pode c o n s t a t a r : estação de t r a t a m e n t o s o b - p r e s , c o n j u g a em uma mesma u n i d a instalação h o r i z o n t a l , F i g u r a - F l o c u l a c a o : ê e x e c u t a d a na p r i m e i r a sub-câmara d o t a d a de c h i canas, sendo a água a d m i t i d a p e l a p a r t e s u p e r i o r
(após adição dos r e a g e n t e s ) e f l u i p e l a p a r t e i n f e r i o r p a r a a 2a. sub-câmara.
O período de detenção ê de 15 m i n u t o s , havendo d i s p o s i t i v o s p a r a inspeção e tomada de a m o s t r a s . I
- Decantação: é e x e c u t a d a na 2a. sub-câmara, em módulos t u b u l a
r e s i n c l i n a d o s de 60 g r a u s , em P.V.C.
A água ê c o l e t a d a na p a r t e s u p e r i o r em t u b o s per f u r a d o s que a conduzem p a r a a 3a. sub-câmara.
I N S P E Ç Ã O I N S P E Ç Ã O
F I G . 1 . 8 - C O R T E E S Q U E M Á T I C O DA E T A S P
u t i l i z a a decantação l a m i n a r ou de a l t a t a x a Seu dimensionamento obedece ãs t a x a s de d e c a n t a
-3 2 çao avançadas, ou s e j a , em t o r n o de 120m /m - d i a .
- Filtração: é e x e c u t a d a na 3a. e última sub-câmara, onde se
l o c a l i z a o f i l t r o rãpido do t i p o clássico f l u x o descendente e l e i t o d u p l o ( a n t r a c i t o e a r e i a ) com f u n d o f a l s o e lavagem em c o n t r a - c o r r e n t e .
1.2.5 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE AGUA COMPACTA SOB-PRESSAO (7)
FILSAN v ;
1.2.5.1 - MISTURA RÁPIDA
É e f e t u a d a em um m i s t u r a d o r hidrãul-ico que o p e r a p o r estratificação p r o g r e s s i v a , m e d i a n t e divisão s u c e s s i v a das c o r r e n t e s do f l u i d o e sua reunião c r u z a d a , u t i l i z a n d o p a r a t a l a penas o movimento do mesmo, através de b o l a s de v i d r o c o l o c a das em um c i l i n d r o de dimensão s u p e r i o r â tubulação de agua b r u t a .
1.2.5.2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
São r e a l i z a d a s em uma u n i d a d e semelhante a q u e l a já des c r i t a ( F l o c o - D e c a n t a d o r Modelo C i r c u l a t o r ) da Barbarã-Degre
(5)
mont , F i g u r a 1.7.
2 1
3 2
raensionadas com t a x a s de 6 e 3 m /m x h , r e s p e c t i v a m e n t e . A perda de c a r g a n e s t a s u n i d a d e s é de aproximadamente 6.m.c.a.
Recomenda-se a utilização do modelo ITAL p a r a águas com c o r menor que 1 0 0 m g / l , t u r b i d e z menor que 2 0 0 m g / l , f e r r o me n o r que 2 mg/l e oxigênio consumido menor que 5 m g / l .
O modelo ITAC pode o p e r a r com água com t e o r e s mais e l e vados, já que ê d i m e n s i o n a d o com t a x a s i n f e r i o r e s .
1 . 2 . 5 . 3 - FILTRAÇÃO
Ë do t i p o rápida, s i s t e m a clássico, com l e i t o d u p l o ( a r e i a e a n t r a c i t o ) , d o t a d o de f u n d o f a l s o e d i s t r i b u i d o r e s e s p e c i a i s .
Recomenda-se que a lavagem s e j a p r o c e s s a d a , quando a p e r d a de c a r g a a t i n g i r v a l o r e s de 2 a 3 m.c.a.
3 2
Ë dimensionada p a r a t a x a s medias de 2 4 0 m /m x d i a .
1.2.6 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÃGÜA COMPACTA SOB-PRESSÃO
HIDROTEC (8 )
1.2.6.1 - MISTURA RÁPIDA
Ë e f e t u a d a em um m i s t u r a d o r hidráulico i n s t a l a d o i m e d i a
tamente a montante do F l o c o - D e c a n t a d o r .
1.2.6.2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
c r i t a ( F l o c o - D e c a n t a d o r Modelo C i r c u l a t o r ) da Barbarã-Degremont ( 5 ) , F i g u r a 1.7.
0 F l o c o - D e c a n t a d o r é d i m e n s i o n a d o p a r a período de d e t e n ção de 15 m i n u t o s e ê d o t a d o , como os demais, de tubulações pa r a c o l e t a de a m o s t r a s , expurgo de a r e e s g o t o
.-1.2.6.3 - FILTRAÇÃO
É do t i p o rápida, s i s t e m a clássico, com l e i t o s i m p l e s
( a r e i a ) ou d u p l o ( a n t r a c i t o e a r e i a ) , d o t a d o de f u n d o f a l s o e d i s t r i b u i d o r e s e s p e c i a i s .
São d i m e n s i o n a d o s , os de l e i t o s i m p l e s , p a r a t a x a s de 180 a 240 m3/m2 x d i a , T a b e l a 1.3.
Recomenda-se sua lavagem, quando a p e r d a de c a r g a a t i n g i r 3 m.c.a, sendo a v e l o c i d a d e da água na lavagem de 0,6 a 0,9m/minuto. A duração da lavagem é e s t i m a d a e n t r e 10 a 15 nvi n u t o s .
1 . 2 . 7 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÃGUA COMPACTA SOB-PRESSÃO (9)
TECNORTE K '
1.2.7.1 - MISTURA RÃPIDA I
É e f e t u a d a na própria tubulação de r e c a l q u e de água b r u t a , próximo da e n t r a d a do F l o c o - D e c a n t a d o r , onde a agitação
e x i s t e n t e , d e v i d o ao escoamento t u r b i l h o n a r da água, promove a homogeneização dos r e a g e n t e s que são i n t r o d u z i d o s na t u b u l a -ção através de h i d r o - i n j e t o r .
TABELA 1.3 DIMENSÕES DO FLOCO-DECANTADOR E FILTROS DA H l 2 3
( 8 ) ~
DROTEC , EM FUNÇÃO DA VAZÃO
F L O C O D E C A N T A D O R M O D E L O V A Z Ã O M3/ H D I M E N S Õ E S M M . T U B U L A Ç . D I Â M E T R O P E S O D O D E C A N T A D O R T O N . M O D E L O V A Z Ã O M3/ H D I A M E T R O A L T . T O T A L T U B U L A Ç . D I Â M E T R O P E S O D O D E C A N T A D O R T O N . M O D E L O V A Z Ã O M3/ H S U P . I N F . A L T . T O T A L T U B U L A Ç . D I Â M E T R O P E S O D O D E C A N T A D O R T O N . F - 8 0 5 8 0 0 2 0 0 3 3 0 0 n" 1 . 7 F - 1 0 0 1 0 1 0 0 0 . 2 0 0 4 2 0 0 2 " 3 , 2 0 F - 1 2 0 1 5 1 2 0 0 3 0 0 4 3 3 0 2 1 / 2 " 4 , 5 5 F - 1 5 0 2 5 1 5 0 0 3 0 - 0 4 5 3 0 4 " 7 , 4 F - 1 8 0 3 5 1 8 0 0 3 0 0 4 6 0 0 6 " 1 0 , 6 F - 2 0 0 5 0 2 0 0 0 3 0 0 5 1 7 0 6 " 1 4 , 5 F I L T R O D E P R E S S Ã O V E R T I C A L M O D E L O V A Z Ã O D I M E N S Õ E S MM . T U B U L A Ç Ã O P E S O D O M3/ H D I Â M E T R O A L T . T O T A L D I Â M E T R O F I L T R O F T O N : ) V - 5 0 2 , 0 0 5 0 0 1 8 2 0 1 1 / 2 " 0 , 6 4 V - 8 0 5 , 0 0 • 8 0 0 1 9 3 0 2 " 1 , 5 7 V - 1 0 Q 6 , 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 2 " 2 , 5 6 V - 1 3 0 1 3 , 0 0 - 1 ^ 0 0 2 1 0 0 2 1 / 2 " . 3 , 8 8 V - 1 5 0 1 8 , 0 0 1 5 0 0 2 1 5 0 3 " 5 , 9 7 V - 1 7 0 2 4 , 0 0 1 7 0 0 2 2 5 0 4 " . 7 , 8 8 V - 1 9 0 3 0 , 0 0 1 9 0 0 2 3 5 0 4 " 1 0 , 1 3 V - 2 1 0 3 6 , 0 0 2 1 0 0 2 4 0 0 ' 6 " 1 2 , 6 1 V - 2 3 0 4 2 , 0 0 2 3 0 0 2 5 0 0 ' • 1 5 , 5 5 F I L T R O D E P R E S S Ã O H O R I Z O N T A L • H - 2 8 6 4 5 , 0 0 2 3 0 0 2 8 6 0 6 " 1 7 . 4 " H - 3 0 7 5 0 , 0 0 2 3 0 0 3 0 7 0 6 " 1 8 , 1 5 H - 3 9 0 7 0 , 0 0 2 3 0 0 3 9 0 0 8 " 2 3 , 5 H - 4 8 1 9 0 , 0 0 2 3 0 0 4 8 1 0 8 " 2 8 , 8 H - 6 1 2 1 2 0 , 0 0 2 3 0 0 5 1 2 0 8 " 3 1 , 8
1 . 2 . 7 . 2 - FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO
Sao r e a l i z a d a s em uma u n i d a d e s e m e l h a n t e àquela já des c r i t a ( F l o c o D e c a n t a d o r Modelo C i r c u l a t o r ) da BarbarãDegre -mont , não p o s s u i n d o , e n t r e t a n t o , o h i d r o - e j e t o r que p r o p o r c i o n a a recirculação do l o d o , e x i s t e n t e no modelo da De gremont.
O modelo é dimensionado p a r a período de detenção de 15 a 20 m i n u t o s e p o s s u i , como os demais, tubulações p a r a co l e t a de a m o s t r a de água, expurgo de a r e e s g o t o s .
1.2.7.3 - FILTRAÇÃO
É do t i p o rápida, s i s t e m a clássico, com l e i t o s i m p l e s ( a r e i a ) ou d u p l o ( a n t r a c i t o e a r e i a ) , d o t a d o de fundo f a l s o e d i s t r i b u i d o r e s e s p e c i a i s . São d i m e n s i o n a d o s , os de l e i t o s i m p l e s , p a r a t a x a s de 3 2 180 a 220 m /m x d i a e os de l e i t o d u p l o , p a r a t a x a s de 220 3 2 a 320 m /m x d i a .
1.2.8 - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA COMPACTA SOB-PRESSÃO
ICOMACEDO( 1 0 ) e HIDROTEC( 8 )
iist.a estação é um modelo d i f e r e n t e das demais d e s c r i , t a s até a q u i (compostas de uma u n i d a d e de Floco-Decantação e o u t r a de Filtração) e não c o n s t i t u i matéria de nossa p e s q u i
-sa, uma vez que e s t e modelo está d i v u l g a d o na l i t e r a t u r a têc n i c a n a c i o n a l em Azevedo N e t t o e t a l i i e já f o i o b j e t o
25
de p e s q u i s a de D i B e r n a r d o
No e n t a n t o , p o r se t r a t a r de uma ETA compacta s o b - p r e s são e a d o t a r o p r i n c i p i o de floculação em l e i t o g r a n u l a r ( t i po f i l t r o r u s s o ) , r e s o l v e m o s a p r e s e n t a r também um resumo do seu f u n c i o n a m e n t o , segundo os catálogos d e s t e s d o i s f a b r i c a n -t e s (1 0' 8 ) qUe a s i n d u s t r i a l i z a m , F i g u r a 1.9. E s t a estação
é c o n h e c i d a como s u p e r - f i l t r o .
0 s u p e r f i l t r o é compreendido p o r d o i s f i l t r o s c o n j u g a -d o s , f u n c i o n a n -d o em série. 0 p r i m e i r o , na p a r t e i n f e r i o r , -de
f l u x o a s c e n d e n t e , é composto de camada s u p o r t e com 35 cm de e s p e s s u r a e l e i t o de c o n t a t o com l,50m de e s p e s s u r a , com a r e i a de tamanho e f e t i v o e n t r e 0,75 e 0,85mm e c o e f i c i e n t e de
u n i f o r m i d a d e i n f e r i o r a 2,0. O segundo, l o c a l i z a d o na p a r t e s u p e r i o r e separado do p r i m e i r o p o r uma chapa de aço, é um f i l t r o rápido, t i p o clássico.
Dessa f o r m a , a água, a d m i t i d a p e l a p a r t e i n f e r i o r da u n i d a d e , a t r a v e s s a de b a i x o p a r a cima o l e i t o de c o n t a t o , on de se v e r i f i c a a floculação, decantação e uma pré-filtração.
Em s e g u i d a , s a i da u n i d a d e , em tubulação, e é a d m i t i d a p e l a p a r t e s u p e r i o r onde se e n c o n t r a o f i l t r o rápido, e s o f r e a filtração clássica.
Seu dimensionamento é f e i t o com t a x a s de aplicação en 3 0
t r e 120 e 150 m /m x d i a , podendo a lavagem das u n i d a d e s (em 3 2
c o n t r a - c o r r e n t e e com t a x a s de 1.000 m /m x d i a ) s e r f e i t a s i m u l t a n e a m e n t e das duas u n i d a d e s .
E s t a estação é recomendada p a r a t r a t a r água com até 160 UJ de t u r b i d e z .
FIGURA 1.9 COPTE ESQUEMÁTICO DO SUPERFILTRO, CON FORME MODELO DOS FABRICANTES ICOMACE-D O( 1 0 ) E H I D P O T E C( 8 )
1.2.9 - ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE AGUA SOB-PRESSÃO (13) CLARITEC K ' 1.2.9.1 - FILTRAÇÃO O u t r o modelo de f i l t r o de pressão e n c o n t r a d o é o de lavagem automática de C l a r i t e c . E s t e f i l t r o , d o t a d o de l e i t o n o r m a l , tem sua lavagem r e a l i z a d a a u t o m a t i c a m e n t e através de um sifão que é d i s p a r a d o , quando a perda de c a r g a no l e i t o a t i n g e um v a l o r pré-fixado. São f i l t r o s t o t a l m e n t e automáticos que não requerem p a r a o seu f u n c i o n a m e n t o a intervenção de o p e r a d o r e s ou de i n s t r u m e n t o s . Não conseguimos m a i o r e s d e t a l h e s a seu r e s p e i t o , além do esquema a s e g u i r , F i g u r a 1.10
Não temos informações s o b r e o f l o c o - d e c a n t a d o r d e s t e f a b r i _ c a n t e .
Em relação a e s t e s f i l t r o s automáticos, v a l e r e s s a l t a r (14)
que a Degremont os r e l a c i o n a como de sua l i n h a n o r m a l de fabricação. ,
3 — T u b u l a ç ã o cie chegada de água 4 — Material filtrante
5 — Distribuidores 6 — V á l v u l a s de gaveta
1.3 - COMENTÁRIOS SOBRE AS ETASPs INDUSTRIALIZADAS
Como se pode c o n s t a t a r f a b r i c a n t e s d e s t a s estações, t e das s e g u i n t e s p a r t e s :
1 . 3 . 1 - MISTURA RÁPIDA
Unidade onde se a d i c i o n a m os p r o d u t o s químicos e se p r o cessa a m i s t u r a dos mesmos com a água b r u t a .
E s t a u n i d a d e , segundo os c o n c e i t o s modernos de t r a t a m e n t o de água, ê de grande importância no p r o c e s s o e deve a t e n der aos r e q u i s i t o s básicos de:
- G ( g r a d i e n t e de v e l o c i d a d e ) > 1.000 m/s.m. - T (tempo de detenção) < 0,5 s.
A l g u n s f a b r i c a n t e s fornecem um pequeno t a n q u e , em g e r a l c i l i n d r l c o , contendo no seu i n t e r i o r obstáculos (pequenas c h i canas ou b o l a s ) que aumentam a turbulência da água e promovem condições melhores de m i s t u r a .
O u t r o s apenas i n d i c a m a ligação, através de c o l a r de t o mada, da mangueira de dosagem da bomba d o s a d o r a , d i r e t a m e n t e na tubulação de água b r u t a p a r a a aplicação do c o a g u l a n t e .
Observa-se que o g r a d i e n t e e o tempo de detenção n e s t a s
condições (ambas) são d e f i c i e n t e s . Segundo P a r l a t o r e , e x i s t e m d o i s critérios básicos p a r a dispersão do c o a g u l a n t e
na água:
- distribuição do c o a g u l a n t e em vários p o n t o s (o m a i o r número possível);
, a p a r t i r das informações dos e l a s são constituídas basicamen
29
- distribuição do c o a g u l a n t e em um único p o n t o .
No p r i m e i r o caso, o c o a g u l a n t e é c o l o c a d o em c o n t a t o com a massa l i q u i d a p o r meio de várias aplicações, de t a l forma que cada p o n t o de aplicação s e j a responsável p e l a d i s seminação do c o a g u l a n t e em um d e t e r m i n a d o volume de água, as segurando condições p a r a uma boa dispersão.
Este critério não l e v a em c o n t a o g r a d i e n t e de v e l o c i dade como um parâmetro de d i m e n s i o n a m e n t o , m u i t o embora deva e x i s t i r c e r t a agitação na massa l i q u i d a , uma vez que, na prá t i c a , não é possível e x i s t i r um número m u i t o grande de p o n t o s de aplicação.
No segundo caso, o p r o d u t o químico é a p l i c a d o em um único p o n t o , f i c a n d o p o r c o n t a da agitação forçada a d i s t r i
-buição u n i f o r m e do c o a g u l a n t e , a n t e s que o mesmo se h i d r o l i . se.
E s t e critério l e v a em consideração os v a l o r e s de potên c i a útil f o r n e c i d a ã massa l i q u i d a , o u s e j a , os v a l o r e s do g r a d i e n t e de v e l o c i d a d e .
0 p r i m e i r o critério, embora não a t e n d a de forma abso l u t a m e n t e c o r r e t a às exigências para uma dispersão da forma c o n c e i t u a d a a n t e r i o r m e n t e , c o n s t i t u i - s e em elemento v a l i o s o p a r a o p r o j e t o de s i s t e m a de dispersão em que se t o r n a d i f l c i l , u mesmo impossível, a avaliação da e n e r g i a a s e r consu mida e/ou volume no q u a l t a l e n e r g i a se d i s s i p a .
£ o caso típico dos s i s t e m a s que u t i l i z a m o r e s s a l t o hidráulico, e dos s i s t e m a s em que a dispersão se p r o c e s s a p o r meio de d i f u s o r e s i n s e r i d o s na própria canalização de che
gada da água b r u t a .
Desta f o r m a , v e r i f i c a - s e que, apesar de e s t a m i s t u r a a p r e s e n t a d a normalmente p e l o s f a b r i c a n t e s não s e r a i d e a l , é p e r f e i t a m e n t e admissível e t e c n i c a m e n t e viável, desde que f e i t a com d i f u s o r e s c o n v e n i e n t e m e n t e i n s t a l a d o s .
Os p r o d u t o s químicos normalmente i n d i c a d o s são s u l f a t o de alumínio e c a r b o n a t o de sódio ou c a l h i d r a t a d a .
Os dosadores em g e r a l f o r n e c i d o s são bombas do t i p o d i a f r a g m a ou de pistão que i n j e t a m a solução sob pressão.
A l g u n s f a b r i c a n t e s o f e r e c e m o p c i o n a l m e n t e d o s a d o r e s de " p l e x i g l a s s " , t i p o h i d r o - e j e t o r e s , p a r a pequenas dosagens.
Não vamos t e c e r m a i o r e s comentários sobre e s t e s e q u i p a -mentos, p o r se t r a t a r de técnicas já b a s t a n t e s c o n h e c i d a s e não t e r e m e l a s s i d o o b j e t o da nossa p e s q u i s a . No f i n a l do t r a b a l h o (ANEXO I I ) apresentamos a l g u n s catálogos com d e t a l h e s d e s t e s d o s a d o r e s .
1.3.2 - MISTURA LENTA OU FLOCULAÇÃO
A m i s t u r a l e n t a ou floculação nas ETASPs i n d u s t r i a l : ! zadas é p r o c e s s a d a de duas formas p r i n c i p a i s : eia t u b o s concên tricôs ( d o i s ) , c o l o c a d o s um p o r d e n t r o do o u t r o , o u em cama r a s . i i j p e c i a i s , s i t u a d a s na p a r t e i n f e r i o r ou c e n t r a l do f l o c o -d e c a n t a -d o r , i t e n s 1.2.1.2, 1.2.2.2 e 1.2.3.2.
Em ambos os casos, como e s t a s u n i d a d e s não apresentam as condições mínimas indispensáveis p a r a uma boa floculação
Camp), os f a b r i c a n t e s u t i l i z a m o p r o c e d i m e n t o de r e c i r c u l a r o l o d o e/ou fazem a água, d u r a n t e a floculação, a t r a v e s s a r o "manto de l o d o " , uma vez que a decantação é v e r t i c a l , o r i g i nando-se uma zona onde hã o e n c o n t r o e n t r e os f l o c o s que es tão decantando,e a q u e l e s recém-formados em ascenção.
A l se v e r i f i c a m algumas variações de d i s p o s i t i v o s e n t r e os f a b r i c a n t e s , com a f i n a l i d a d e de " c o n t r o l a r " o p r o c e s s o , l i m i t a n d o a q u a n t i d a d e de l o d o p r o d u z i d o , seu nível d e n t r o da u n i d a d e e a q u a n t i d a d e r e c i r c u l a d a , t o d o s p r o c u r a n d o t i r a r p a r t i d o d e s t a vantagem de p r o v o c a r e n c o n t r o de f l o c o s "adul_ t o s " com os recémformados, p a r a compensar a q u e l a s deficiên -c i a s o r i u n d a s dos v a l o r e s b a i x o s dos parâmetros -c i t a d o s ( h i dráulicos).
De f a t o , e s t a técnica (recirculação do l o d o ) m e l h o r a as condições de floculação, de a c o r d o com a citação da m a i o r i a dos p e s q u i s a d o r e s do a s s u n t o , porém não se tem um modelo mate mãtico ou p e s q u i s a s em q u a n t i d a d e s u f i c i e n t e , p a r a e s t a b e l e c e r parâmetros d e f i n i d o s , de t a l forma que se possa com segu rança d i m e n s i o n a r e s t a u n i d a d e com tempos de detenção e g r a d i e n t e , m u i t o mais b a i x o s que os u s u a i s .
A CETESB , em r e c e n t e p r o j e t o de norma, e s t a b e l e c e p a r a floco-decantação t u r b u l e n t a nas ETASPs tempo de d e t e n ção de 60 m i n u t o s no mínimo e p a r a floculação e decantação l a m i n a r , tempos de detenção de floculação de 15 m i n u t o s no m i n i mo, e de decantação, de 30 m i n u t o s .
Na m a i o r i a das estações d e s c r i t a s (só hã uma exceção - SOLANIL ),a floco-decantação é t u r b u l e n t a e os f a b r i c a n
'tes a p r e s e n t a m , em média, tempos de detenção ( p a r a as duas f a s e s ) de 15 a 20 m i n u t o s , b a s t a n t e i n f e r i o r àquele i n d i c a d o p e l a CETESB.
O o u t r o parâmetro enfocado p e l o p r o j e t o de norma é a t a x a de aplicação (não e s p e c i f i c a se p a r a a floculação o u de cantacão, sendo na r e a l i d a d e t a l diferenciação difícil de es
3 2
t a b e l e c e r p a r a a m a i o r i a das ETASPs), que e de 4m /m x h pa 3 2
r a as de r e g i m e t u r b u l e n t o e 8m /m x h p a r a a q u e l a s de r e g i . Tne l a m i n a r .
A l g u n s f a b r i c a n t e s u t i l i z a m , p a r a r e c i r c u l a r o l o d o , um e j e t o r i n s t a l a d o na e n t r a d a da câmara de floculação (Barbarã-Degremont ~*^, S o l a n i l , F i l s a n ^ e H i d r o t e c ^ ' ) ; o u t r o s
( A t a g ^3^ e Filtrãgua ) u t i l i z a m uma câmara de adensamento
de l o d o através de um t u b o de comunicação e n t r e a p a r t e supe r i o r da câmara de decantação ( n i v e l l i m i t e do manto de l o d o )
e a de adensamento, que t r a n s f e r e o excesso de f l o c o s p a r a es t a u l t i m a , adensando-os p a r a p o s t e r i o r d e s c a r r e g a m e n t o .
Em t o d o s os casos (no p r i m e i r o grupo d e v i d o ao e j e t o r e no segundo d e v i d o às várias sub-câmaras e tubulações de i n terconexão e x i s t e n t e s ) , a perda- de c a r g a na u n i d a d e ( f l o c o - d e c a n t a d o r ) ê e l e v a d a e i n d i c a d a p e l o s f a b r i c a n t e s em t o r n o de 6 m. c . a .
l
1.3.3 - SEDIMENTAÇÃO
As u n i d a d e s de decantação das ETASPs são de f l u x o v e r t i c a l e manto de l o d o s , algumas com t u b o s c o l e t o r e s de excès
33
so de l o d o com captação no nível s u p e r i o r da camada, mas b a s i camente semelhantes em seu f u n c i o n a m e n t o . A q u i também, as t a xas de dimensionamento usadas são g e r a l m e n t e m u i t o e l e v a d a s , acima dos v a l o r e s n o r m a i s de dimensionamento d e s t a s u n i d a d e s
( t a x a de aplicação e período de detenção). (1 2 )
0 p r o j e t o de norma da CETESB ' e s t a b e l e c e em 60 minu t o s o tempo de detenção mínimo nas u n i d a d e s de f l o c o d e c a n t a -çao t u r b u l e n t a s e, no caso de decantação l a m i n a r , um tempo de detenção de 30 m i n u t o s , sendo as t a x a s de aplicação de
3 2 3 2
4m /m x h e 8m /m x h, r e s p e c t i v a m e n t e .
A m a i o r p a r t e das ETASPs, i t e m 1.3.2, o r a f a b r i c a d a s
são de regime t u r b u l e n t o e os f a b r i c a n t e s i n d i c a m , de uma ma n e i r a g e r a l , períodos de detenção g l o b a i s (floco-decantação ) e n t r e 15 e 20 m i n u t o s , sendo a t a x a de aplicação m u i t o v a r i a
3 2 da, e n c o n t r a n d o - s e v a l o r e s e n t r e 4 e a t e 10 m /m x h.
Sabe-se da d i f i c u l d a d e p a r a e s t a b e l e c e r parâmetros r e l a t i v o s a dimensionamento de u n i d a d e s de decantação de partí_ c u i a s aglomeráveis, t e n d o em v i s t a os vários fenômenos i n t e r v e n i e n t e s no p r o c e s s o , além de variação das características das partículas e n v o l v i d a s no mesmo.
A esse r e s p e i t o , t r a n s c r e v e m o s , a s e g u i r , as p a l a v r a s de A r b o l e d a ^ : "La m a i o r i a de l o s s e d i m e n t a d o r e s se cons
t r u t * para l a s e p a r a c i o n de partículas a g l o m e r a b l e s . E s t e f e nômeno es mucho más c o m p l e j o que e l a n t e r i o r ( s e d i m e n t a c i o n de partículas d i s c r e t a s ) , p o r q u a n t o l a v e l o c i d a d e de a s s e n t a m i e n t o Vs de los coágulos no es c o n s t a n t e , s i n o c r e c i e n t e com e l t i e m p o ya que e s t o s aumentam de tamano com l a p r o f u n d i d a d .
Por t a n t o l a eficiência es f u n c i o n no s o l o de l a c a r g a s u p e r f i c i a l s i n o t a m b i e n d e i período de d e t e n s i o n .
Por e s t a razón no se han p o d i d o d e s a r o l l a r e s p r e s s i o n e s matemáticas que d e s c r i b a n e s t e p r o c e s s o em forma a c e t a b l e y por c o n s e g u i e n t e , se r e c u r r e a ensayos e x p e r i m e n t a b l e s . "
(16)
A i n d a de A r b o l e d a t r a n s c r e v e m o s a t a b e l a 1.4, de onde se pode c o n c l u i r que as ETASPs a n a l i s a d a s são c o n s t i t u i das das características mais s i m p l e s a l i c o n s t a n t e s , como se j a : o manto suspenso h i d r a u l i c a m e n t e ( d e v i d o ao próprio s e n t i do do f l u x o ) , com pouca recirculação (e sem c o n t r o l e adequa do da mesma), com algum c o n t r o l e da a l t u r a do manto ( algumas têm um t u b o c o l e t o r a um c e r t o nível) e com f l u x o c o n s t a n t e .
V e r i f i c a - s e então que os parâmetros de dimensionamento das mesmas não devem s e r m u i t o o t i m i s t a s , c o n s i d e r a n d o essas suas características.
TABELA 1.4 - Classificação dos s e d i m e n t a d o r e s de manto de l o dos* FORMA DE MANTER 0 MANTO SUSPENSO SISTEMA DE MISTURA DOS LODOS SISTEMA DE CONTROLE DA ALTURA DO MANTO TIPO DE FLUXO
a) Hidráulica Sem recirculação
Com v e r t e d o r de l o -dos Sem v e r t e -dor de l o dos Constante Pulsante b) Mecânica Sem recirculação Com recirculação Com vertedor de lodos Sem vertedor de lodos Constante c/separação dinâmica Constante c/ agitação simples Tradução do autor
35
Quanto às t a x a s de aplicação (ou c a r g a s s u p e r f i c i a i s ) , períodos de detenção e o u t r o s parâmetros, d i z a i n d a A r b o l e -d a( 1 6 ,=
"Os s e d i m e n t a d o r e s de c o n t a c t o com sólidos puedem t r a b a 3 2
] a r com v e l o c i d a d e s e n t r e 2 - 8 cm/min (30 - 120 m /itr x d i a ) . La m a i o r i a de l o s e q u i p o s p a t e n t e a d o s , s i n embargo, s u e l e n d i -senarce com 4,0 cm/min (60 m3/m2 x d i a ) . E l t i e m p o de r e t e n c i
-on s u e l e e s t a r e n t r e 1,0 e 1,5 h o r a s . La c o n c e n t r a c i o n de sóli dos en e l manto v a r i a e n t r e e l 10% e 20% d e i volume. La p r o f u n
d i d a d de l a c o l c h a es d i f e r e n t e segun e l t i p o de u n i d a d y s u e l e s e r de 1 a 3m. Quanto mayor sea l a a l t u r a d e i manto , mayor serã l a remocion de t u r b i e d a d " . Por f i m , lembramos que a intermitência na operação destas- estações, que devem s e r n o r m a i s nas pequenas comunidades, p r e j u d i c a m c o n s i d e r a v e l m e n t e seu desempenho, d e v i d o â i n s t a b i l i d a d e do manto de l o d o s .
1.3.4 - FILTRAÇÃO
O parâmetro básico p a r a dimensionamento de f i l t r o s é a t a x a de aplicarão, além de a l t u r a do l e i t o , g r a n u l o m e t r i a , s i s t e m a de drenagem e a l t u r a da agua sobre o l e i t o . Como a m a i o r i a dos f a b r i c a n t e s não e s p e c i f i c a e s t e s últimos (o que se c o n s t i t u i em uma deficiência de informações) , vamos admi. t i r uma c e r t a u n i f o r m i d a d e n e s t e s e n t i d o e comentar de forma mais d e t a l h a d a a q u e l e p r i m e i r o e p r i n c i p a l parâmetro - t a x a de aplicação. Nesta t a x a n o t a - s e também uma variação m u i t o
2 3 qrande e n t r e as d i v e r s a s ETASPs estudadas(entre 130 a 420m /m d i a ) ,
