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8/18/2019 Aula4 Sedimentao 131218061923 Phpapp01

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TRATAMENTO DE ÁGUASRESIDUÁRIAS

Aula 4 – Remoção de sólidos sedimentáveis


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Considerações

Nos decantadores primários, sob as condições deescoamento normalmente adotadas, ocorre remoção de40 a 60% de sólidos em suspensão dos esgotossanitários, correspondendo a cerca de 30 a 40% da

DBO.Quando não são usados decantadores formais de

concreto armado, são utilizadas lagoas dedecantação ou a sedimentação ocorre no próprio

reator biológico. Tem-se estudado o emprego daflotação com ar dissolvido em algumas aplicações,especialmente associada ao tratamento físico-químico.


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Sedimentação no tratamento deesgoto

O processo de sedimentação é governadoprincipalmente pela concentração das partículas emsuspensão. Quanto mais concentrado for o meio,

maior é a resistência à sedimentação.Decantador primário de seção retangular. Observa-seo dispositivo de remoção e o poço de lodo ETEBarueri/SP (SABESP)

Decantador primário em operação


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Tipos de sedimentação

Em suspensões bastante diluídas prevalece asedimentação do tipo I (individual ou discreta).Neste caso as partículas sedimentam-se

individualmente sem ocorrer interrelações (flocos),segundo uma velocidade constante ao longo daprofundidade do tanque. É o tipo de sedimentaçãopredominante nas caixas de areia.


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Neste caso, a velocidade de sedimentação pode sercalculada através do equilíbrio de forças atuantessobre a partícula na direção vertical (força

gravitacional, para baixo, e empuxo mais força deatrito, para cima), do qual resulta a lei de Stokes

Peso

EmpuxoForça de arraste


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Aumentando-se a concentração de sólidos emsuspensão, passa a prevalecer a sedimentação dotipo II, também chamada de sedimentação floculante.Neste caso, a maior concentração de partículas permite

a formação de emaranhados ou flocos de maiorvelocidade de sedimentação ao longo de suastrajetórias, fazendo com que a velocidade desedimentação aumente com a profundidade. É o que

tipicamente ocorre nos decantadores das ETAs, tambémnos decantadores primários de esgotos onde a relativae elevada concentração de sólidos em suspensãopermite tais interações.


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Aumentando-se ainda mais a concentração dasuspensão, passa a prevalecer a sedimentação dotipo III (também chamada de sedimentação porzona, retardada ou impedida).

Neste caso, aconcentração de sólidos é muito elevada e passa aocorrer dificuldade de saída de água emcontracorrente para possibilitar a sedimentaçãodos sólidos. Assim, a velocidade de sedimentaçãodiminui ao longo da profundidade dodecantador, sendo bastante baixa no fundo ondea concentração de sólidos é muito elevada.


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Tempo t0

H0

Tempo t1

H1

Tempo t2

H2

Nítida a ocorrência de interface lodo/líquido sobrenadante.Quando o lodo é colocado em proveta, o deslocamento destainterface pode ser cronometrado ao longo do tempo e através de

interpretação gráfica pode-se calcular a velocidade desedimentação por zona (VSZ)


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A sedimentação do tipo IV, também chamada desedimentação por compressão, ocorre no fundo dosdecantadores secundários e nos adensadores de

lodo. Neste caso, a suspensão é tão concentradaque a "sedimentação" dá-se pelo peso de umapartícula sobre a outra, provocando a liberaçãode água intersticial.


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Decantadores Primários DP

A função dessa unidade é clarificar o esgoto,removendo os sólidos que, isoladamente ou emflocos, podem sedimentar pelo seu próprio peso.

As partículas que sedimentam, ao se acumularem nofundo do decantador, formam o chamado lodoprimário, que é daí retirado. Nessa unidadenormalmente aproveita-se também para remoçãode flutuantes: espumas, óleos e graxas,acumulados na superfície.


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Alguns autores preconizam que como decantadoresprimários devem ser utilizados preferivelmenteos de secção retangular, melhores para aassimilação das variações de vazão de esgotos e,como decantadores secundários podem serutilizados os de secção circular, pois nesta situaçãoa variação de vazão de alimentação é menor e osdecantadores circulares são de implantação maisbarata. Por isso, pode-se também empregardecantadores circulares como primários, atribuindo-lhe menor eficiência na remoção de DBO.


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Deverá ser feita análise econômica para subsidiar aescolha do tipo de decantador a ser empregadoem uma ETE. Os removedores mecanizados delodo e a estrutura em concreto armado são osprincipais componentes de custo. Os raspadoresmecanizados são equipamentos de custo elevado,tanto os rotativos dos decantadores circulares comoespecialmente os que são movidos por pontesrolantes que tansladam ao longo do comprimentodo decantador.


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Em resumo:

Quanto ao formato, os decantadores primários poderser: circulares, quadrados ou retangulares. A

remoção do lodo e de flutuantes pode sermecanizadas ou não.

De acordo com a norma da ABNT NBR 12209 para

vazões máximas Qmax ≥

250L/s, a remoção delodo deve ser mecanizada e obrigatoriamentedeve-se prever mais de 1 unidade.


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Parâmetros de dimensionamento dosdecantadores primários

Tempo de detenção hidráulico ѲHѲH = VD = Volume do decantador

Q max = vazão máxima

Deve-se dimensionar o decantador para Q máx, onde ѲH ≥ 1hora. Deve-se ainda verificar para Q méd. Onde: ѲH ≤ 6horas (NBR12209)

Em decorrência desses critérios que o volume do

decantador “VD” seja:

VD ≥ 1hora x Q máx (sendo Q max em m3/h)


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Parâmetros de dimensionamento dosdecantadores primários

Taxa de escoamento superficial

A taxa de escoamento superficial permite fixar área e,consequentemente, a profundidade do decantadorprimário.

A taxa de escoamento longitudinal (no vertedor) qLA taxa de escoamento longitudinal permite fixar o

comprimento necessário para o vertedor de saída do

líquido clarificado, nos decantadores primários. Ovalor limite a seguir é também fixado pela Norma.

qL ≤ 720m3/m.dia


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Decantador circular não mecanizado(com descarte hidráulico do lodo)

Normalmente, nos decantadores circulares nãomecanizados, o descarte do lodo se dá pelo efeitoda própria carga hidráulica HD ≥ 1m, acionando-se

a válvula de descarte existente em uma tubulaçãoѲ ≥ 150mm, dotada de um respiro que servetambém para possibilitar eventuaisdesentupimentos.


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Critérios para projeto NBR12209• Diâmetro máximo do decantador: DDP ≤ 7m. Essa

limitação é feita para evitar que as unidades atinjamgrandes profundidades. A inclinação das paredes do cone

de 1,0H : 1,5V é necessária para alto adensamento dolodo;• Para decantadores primários, o diâmetro da saída

defletora : Dsaída = 0,15 a 0,20 D. Para decantadoressecundários de lodo ativados: Dsaída: 0,15 a 0,25D;

•

O volume do lodo Vlodo é calculado até 2/3 do tronco decone, a partir de sua parte inferior, cujo diâmetro mínimo é0,60m. O volume considerado para o decantador Vdec incluio trecho cilíndrico e o restante 1/3 do cone.


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Decantador retangular não mecanizado(com descarte hidráulico do lodo)

Para os decantadores retangulares não mecanizados, odescarte do lodo também é feito hidraulicamente, como nosdecantadores circulares.

• Relação comprimento/largura L/B ≥ 2 e B ≥5,0m. O limite

máximo fixado para a largura B visa evitarprofundidades excessivas.• O limite máximo para a relação L/B (número de câmaras

em série) geralmente é fixado pelo critério da taxa deescoamento longitudinal qL (no vertedor)

•

O volume de lodo Vlodo é calculado até 2/3 do tronco depirâmide, a partir de sua parte inferior, cujo lado mínimo éde 0,60m. O volume considerado para o decantador Vdec.Inclui o trecho quadrado e o restante 1/3 do tronco depirâmide.


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Decantador retangular não mecanizado(com descarte hidráulico do lodo)


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Decantador circular (raspagemmecanizada e descarte hidráulico do lodo)

Neste tipo de decantador, a mecanização fica porconta dos raspadores giratórios, que levam o lodoaté o fundo do decantador, de onde é feita a sua

remoção e do descarte hidráulico. A vantagemdesses modelos é que a inclinação do fundo podeser menor, ficando a limitação do diâmetro porconta apenas do tamanho dos raspadores (Drasp ≤

60m), não existindo maiores problemas com asgrandes profundidades inerentes aos modelos.


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Decantador circular (raspagemmecanizada e descarte hidráulico do lodo)

• Recomenda-se a utilização de raspadores comdiâmetro máximo Drasp ≤ 30m para evitarproblemas de manutenção.

• Nas grandes instalações seria preferível adotarmaior número de decantadores de até 30m dediâmetro, para maior flexibilidade operacional


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Decantador retangular mecanizado(corrente sem-fim e descarte hidráulico)

Nesse tipo de decantador, a mecanização fica porconta da raspagem do lodo, feita por meio de umsistema constituído de rodos e corrente sem-fim,

acionado por um motor elétrico, dotado de redutorde velocidade. O descarte do lodo continua sendofeito hidraulicamente.


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Decantador retangular mecanizado (com ponterolante e descarte hidráulico de lodo)

Recomendações da Norma:

• O dispositivo de raspagem de lodo deverá tervelocidade do raspador Vr ≤ 20mm/s, no caso de

decantadores retangulares, e velocidade periféricado raspador VPR ≤ 40mm/s, no caso dosdecantadores circulares;

•

Altura mínima de água“H”

deverá ser≥

2m;• Defini-se o volume útil do decantador como sendo o

produto da área de decantação pela alturamínima de água;


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• Para o decantador retangular, a relaçãocomprimento/altura mínima de água deverá ser≥4:1, a relação largura/altura mínima de água

deve ser ≥2:1 e a relação comprimento/larguradeve ser ≥ 2:1;

• Para decantdor retangular, a velocidade deescoamento horizontal deverá ser ≤ 50mm/s.Quando recebe excesso de lodo ativado, avelocidade deve ser ≤ 20mm/s


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Precauções adicionais

É recomendável duas ou mais unidades de decantaçãoprimária. Assim sendo, antes dos decantadores é comumprever-se um tanque de equalização. Deve-se permitir aalimentação das duas ou mais unidades de formaequilibrada, ou seja, que as unidades de decantaçãoreceba, sempre a mesma vazão.

Vertedouros bem nivelados, é

recomendável utilizar placas leves,mas resistentes, presas e ajustáveisà estrutura de concreto e quepermite maior controle nonivelamento.


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Características do lodo primário

A percentagem de sólidos presentes no lodoprimário varia com o tipo de decantador, sendocomum valores em torno de 1 a 7% (93 a 99% deágua).

O lodo primário apresenta-se com grandepercentagem de matéria orgânica ainda nãoestabilizada (putrescível), necessitando passar por

processos de digestão (mais comumente processosanaeróbios, após a sua mistura com o lodosecundário).


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Características do lodo primário

Para o tratamento de alguns efluentes industriais sãonecessários removedores de lodo através deaspiração. Este processo mais sofisticado se justifica

quando os sólidos sedimentados são tão leves quepodem ser resuspensos pela ação dos raspadores.


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Material consultado

Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento ereuso agrícola/ Coord. Aeriovaldo Nuvolari 2 ed.São Paulo, Blucher, 2011

Von Sperling, Marcos. Princípio básico detratamento de esgoto. Belo Horizonte, UFMG, 1996

Projeto de estações de tratamento de esgoto

sanitário - NBR 12209 Tratamento De Esgoto Sanitário Roque Passos Piveli,

São Paulo, 2007 – USP

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