Decantação: como monitorar esse processo?

Decantação: como monitorar esse processo?

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Você já deve ter vivenciado no dia a dia, problemas de sedimentabilidade no decantador.

Sabia que existem cálculos que podem te auxiliar na melhoraria deste processo tão importante, para que se tenha um excelente resultado em sua ETA?

Água tratada sem arraste de sólidos e com baixa turbidez! Vamos lá?

A decantação ou sedimentação é o fenômeno físico em que as partículas em suspensão apresentam movimentos descendentes em meio líquido de menor massa específica devido à ação da gravidade.

A ocorrência da sedimentação propicia a clarificação do meio líquido.

As partículas relativamente grandes (diâmetro > 1,0mm), precipitam com movimento acelerado, de acordo com a lei de Newton (queda dos corpos).

Partículas relativamente pequenas (<0,1 mm), no seu movimento de deposição atingem regime de equilíbrio e apresentam uma velocidade constante.

Partículas extremamente pequenas, da ordem de 0,001mm e menores, são objeto do movimento browniano contínuo, não sendo sedimentáveis.

Para remoção destas partículas recorrem-se à precipitação química (coagulação).

Na tabela abaixo, citamos alguns exemplos de velocidade de sedimentação a 20°C:

Partículas

Tamanho das partículas (mm)

 

Velocidade de sedimentação(cm/s)

 

Tempo para descer 3,00 minutos (min).

Areia Fina

0,20 2,4 2

Areia

0,10 0,9

6

Silte

0,01 0,01

480

Flocos de Sulfato de Alumínio

0,015 a 0,070

média = 0,04

117

Nesta fase, os dados mais importantes estão no conhecimento das taxas de aplicação, tempo de detenção, velocidade de sedimentação, velocidade de escoamento longitudinal e velocidade de escoamento vertical.

Decantador clássico – Velocidade de escoamento ou taxa de aplicação

As Velocidades de escoamento ou taxa de aplicação recomendadas são:

  • Estações de tratamento com capacidade até 1000 m3/dia

Velocidade de sedimentação máxima 1,74 cm/min=0,029 cm/s (25 m3/m2. dia).

  • Estações de tratamento com capacidade entre 1000 a 10.000 m3.dia

Velocidade de sedimentação máxima 2,43 cm/min=0,040 cm /s (35 m3/m2. dia).

  • Estações de tratamento com capacidade superior a 10.000 m3/dia.

Velocidade de sedimentação máxima 2,80 cm/min=0,046 cm/s (45 m3/m2. dia).

  • Estações de tratamento com decantadores modulados

Velocidade de sedimentação máxima 12,5 cm/minuto=0,21 cm/s (180 m3/m2. dia).

Para os Decantadores Clássico ou Convencional é importante conhecer a velocidade de arraste (velocidade horizontal Ve) e a velocidade de sedimentação (velocidade vertical).

Cálculo da velocidade de sedimentação (VS)

Decantadores clássicos ou convencionais

Decantadores clássicos ou convencionais

Onde:    

Decantador convencional

A2 = área útil total do decantador (área de planta) em m2

f = 1 (fator de forma adimensional)

Velocidade de Arraste (velocidade de escoamento horizontal)

         Para cálculo do Ve:

velocidade escoamento

 

Valores admitidos para este parâmetro:

Tipo

Ve (cm/s)

Capacidade até 10.000 m3/dia 0,5
Decantadores convencionais com capacidade maior que 10.000 m3/dia (Com remoção contínua de lodo sistema hidráulico ou mecânico) 1
Decantadores convencionais com capacidade maior que 10.000 m3/dia (Sem remoção contínua de lodo) 0,75

Decantador com módulos ou placas paralelas – Velocidade de escoamento ou taxa de aplicação

taxa de aplicação

Onde: Decantador de placas paralelas.

A2 = área útil total do decantador em (área em planta) m2.

f = fator de área adimensional.

S=1 (Placas paralelas).

S= 1,33 (Tubos circulares).

S= 1,375 (Tubos quadrados e retangulares).

velocidade

Onde:

A2 = área útil total do decantador em m2.

f = fator de área

q = ângulo de inclinação dos elementos tubulares em graus.

S= Fator de eficiência onde:

Placas planas paralelas= 1,000

Tubos circulares            = 1,333

Tubos quadrados ou retangulares = 1,375

L= l/d

l= comprimento do elemento tubular ou placa em m

d= distância entre unidades de elemento tubular ou diâmetro do tubo em m (usar 0,05 para placas paralelas) e 0,045 para tubos que medem 8,5 cm x 4,5 cm.

Caso o modelo em estudo não se enquadre nestas medidas fazer o cálculo seguindo a NBR  12.216: 1992.

Para decantadores modulados ou com placas, o VS recomendado máximo é de 180 m3/m2. dia = 0,21 cm/s.

Velocidade de escoamento longitudinal (Máximo recomendado 0,35 cm/s)

Para cálculo do Ve:

velocidade

Os tempos de detenção recomendados são:

  • Decantador clássico ou convencional: 1,5 à 3,00 h
  • Decantador com placas ou módulos: 0,25 à 1,0 h
  • Decantador clarifloc: 0,75 à 1,5 h

Taxas de aplicação ou escoamento superficial

A relação vazão por unidade de superfície do decantador (Q/A) é denominada Taxa de Escoamento Superficial, sendo usualmente expressa em m3/m2.dia.

A velocidade de sedimentação da partícula crítica (situada à entrada da zona de decantação e à superfície) é chamada de “velocidade crítica de sedimentação – Vcs”.

Todas as partículas com velocidade de sedimentação igual ou superior a Vcs serão integramente removidas.

Partículas com velocidade de sedimentação menores de Vcs só serão removidas no decantador se entrarem a uma profundidade do fundo não inferior a x.

Decantador clássico ou convencional

  • Taxa de Escoamento Superficial: 15 a 45 m3/m2.dia
  • Velocidade de Sedimentação: 0,017 a 0,052 cm/s
  • Velocidade de escoamento horizontal: <1,25 cm/s

Decantador de escoamento vertical, nos quais a água é dirigida para parte inferior, elevando-se a seguir até a superfície dos tanques. 

  • Taxa de Escoamento Superficial: 120 a 180 m3/m2.dia
  • Velocidade de Sedimentação: 0,17 cm/s a 0,21 cm/s
  • Velocidade de escoamento horizontal: <0,35 cm/s

No artigo do Acquablog, “Decantação e Turbidez no Tratamento de Água”, você vai conhecer mais sobre este processo! Confira.

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