TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
Aula 4 – Remoção de sólidos sedimentáveis
Considerações
Nos decantadores primários, sob as condições de
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principalmente pela concentração das partícul...
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Tipos de sedimentação
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suspensão, passa a prevalecer a sedimentação do
tipo II, ...
Tipos de sedimentação
Aumentando-se ainda mais a concentração da
suspensão, passa a prevalecer a sedimentação do
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Tipos de sedimentação

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(com descarte hidráulico do lodo)
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mecanizada e descarte hidráulico do lodo)
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Precauções adicionais
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Características do lodo primário
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Características do lodo primário
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Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e
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  1. 1. TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS Aula 4 – Remoção de sólidos sedimentáveis
  2. 2. Considerações Nos decantadores primários, sob as condições de escoamento normalmente adotadas, ocorre remoção de 40 a 60% de sólidos em suspensão dos esgotos sanitários, correspondendo a cerca de 30 a 40% da DBO. Quando não são usados decantadores formais de concreto armado, são utilizadas lagoas de decantação ou a sedimentação ocorre no próprio reator biológico. Tem-se estudado o emprego da flotação com ar dissolvido em algumas aplicações, especialmente associada ao tratamento físico-químico.
  3. 3. Sedimentação no tratamento de esgoto O processo de sedimentação é governado principalmente pela concentração das partículas em suspensão. Quanto mais concentrado for o meio, maior é a resistência à sedimentação. Decantador primário de seção retangular. Observa-se o dispositivo de remoção e o poço de lodo ETE Barueri/SP (SABESP) Decantador primário em operação
  4. 4. Tipos de sedimentação Em suspensões bastante diluídas prevalece a sedimentação do tipo I (individual ou discreta). Neste caso as partículas sedimentam-se individualmente sem ocorrer interrelações (flocos), segundo uma velocidade constante ao longo da profundidade do tanque. É o tipo de sedimentação predominante nas caixas de areia.
  5. 5. Tipos de sedimentação Neste caso, a velocidade de sedimentação pode ser calculada através do equilíbrio de forças atuantes sobre a partícula na direção vertical (força gravitacional, para baixo, e empuxo mais força de atrito, para cima), do qual resulta a lei de Stokes Força de arraste Empuxo Peso
  6. 6. Tipos de sedimentação Aumentando-se a concentração de sólidos em suspensão, passa a prevalecer a sedimentação do tipo II, também chamada de sedimentação floculante. Neste caso, a maior concentração de partículas permite a formação de emaranhados ou flocos de maior velocidade de sedimentação ao longo de suas trajetórias, fazendo com que a velocidade de sedimentação aumente com a profundidade. É o que tipicamente ocorre nos decantadores das ETAs, também nos decantadores primários de esgotos onde a relativa e elevada concentração de sólidos em suspensão permite tais interações.
  7. 7. Tipos de sedimentação Aumentando-se ainda mais a concentração da suspensão, passa a prevalecer a sedimentação do tipo III (também chamada de sedimentação por zona, retardada ou impedida). Neste caso, a concentração de sólidos é muito elevada e passa a ocorrer dificuldade de saída de água em contracorrente para possibilitar a sedimentação dos sólidos. Assim, a velocidade de sedimentação diminui ao longo da profundidade do decantador, sendo bastante baixa no fundo onde a concentração de sólidos é muito elevada.
  8. 8. Tipos de sedimentação H0 H1 H2 Tempo t0 Tempo t1 Tempo t2 Nítida a ocorrência de interface lodo/líquido sobrenadante. Quando o lodo é colocado em proveta, o deslocamento desta interface pode ser cronometrado ao longo do tempo e através de interpretação gráfica pode-se calcular a velocidade de sedimentação por zona (VSZ)
  9. 9. Tipos de sedimentação A sedimentação do tipo IV, também chamada de sedimentação por compressão, ocorre no fundo dos decantadores secundários e nos adensadores de lodo. Neste caso, a suspensão é tão concentrada que a "sedimentação" dá-se pelo peso de uma partícula sobre a outra, provocando a liberação de água intersticial.
  10. 10. Decantadores Primários DP A função dessa unidade é clarificar o esgoto, removendo os sólidos que, isoladamente ou em flocos, podem sedimentar pelo seu próprio peso. As partículas que sedimentam, ao se acumularem no fundo do decantador, formam o chamado lodo primário, que é daí retirado. Nessa unidade normalmente aproveita-se também para remoção de flutuantes: espumas, óleos e graxas, acumulados na superfície.
  11. 11. Decantadores Primários DP Alguns autores preconizam que como decantadores primários devem ser utilizados preferivelmente os de secção retangular, melhores para a assimilação das variações de vazão de esgotos e, como decantadores secundários podem ser utilizados os de secção circular, pois nesta situação a variação de vazão de alimentação é menor e os decantadores circulares são de implantação mais barata. Por isso, pode-se também empregar decantadores circulares como primários, atribuindolhe menor eficiência na remoção de DBO.
  12. 12. Decantadores Primários DP Deverá ser feita análise econômica para subsidiar a escolha do tipo de decantador a ser empregado em uma ETE. Os removedores mecanizados de lodo e a estrutura em concreto armado são os principais componentes de custo. Os raspadores mecanizados são equipamentos de custo elevado, tanto os rotativos dos decantadores circulares como especialmente os que são movidos por pontes rolantes que tansladam ao longo do comprimento do decantador.
  13. 13. Decantadores Primários DP Em resumo: Quanto ao formato, os decantadores primários poder ser: circulares, quadrados ou retangulares. A remoção do lodo e de flutuantes pode ser mecanizadas ou não. De acordo com a norma da ABNT NBR 12209 para vazões máximas Qmax ≥ 250L/s, a remoção de lodo deve ser mecanizada e obrigatoriamente deve-se prever mais de 1 unidade. 
  14. 14. Parâmetros de dimensionamento dos decantadores primários  Tempo de detenção hidráulico ѲH ѲH = VD = Volume do decantador Qmax = vazão máxima Deve-se dimensionar o decantador para Qmáx, onde ѲH ≥ 1hora. Deve-se ainda verificar para Qméd. Onde: ѲH ≤ 6horas (NBR12209) Em decorrência desses critérios que o volume do decantador “VD” seja: VD ≥ 1hora x Qmáx (sendo Qmax em m3/h)
  15. 15. Parâmetros de dimensionamento dos decantadores primários Taxa de escoamento superficial A taxa de escoamento superficial permite fixar área e, consequentemente, a profundidade do decantador primário. A taxa de escoamento longitudinal (no vertedor) qL A taxa de escoamento longitudinal permite fixar o comprimento necessário para o vertedor de saída do líquido clarificado, nos decantadores primários. O valor limite a seguir é também fixado pela Norma. qL ≤ 720m3/m.dia 
  16. 16. Decantador circular não mecanizado (com descarte hidráulico do lodo) Normalmente, nos decantadores circulares não mecanizados, o descarte do lodo se dá pelo efeito da própria carga hidráulica HD ≥ 1m, acionando-se a válvula de descarte existente em uma tubulação Ѳ ≥ 150mm, dotada de um respiro que serve também para possibilitar eventuais desentupimentos.
  17. 17. Decantador circular não mecanizado (com descarte hidráulico do lodo)  • • • Critérios para projeto NBR12209 Diâmetro máximo do decantador: DDP ≤ 7m. Essa limitação é feita para evitar que as unidades atinjam grandes profundidades. A inclinação das paredes do cone de 1,0H : 1,5V é necessária para alto adensamento do lodo; Para decantadores primários, o diâmetro da saída defletora : Dsaída = 0,15 a 0,20 D. Para decantadores secundários de lodo ativados: Dsaída: 0,15 a 0,25D; O volume do lodo Vlodo é calculado até 2/3 do tronco de cone, a partir de sua parte inferior, cujo diâmetro mínimo é 0,60m. O volume considerado para o decantador Vdec inclui o trecho cilíndrico e o restante 1/3 do cone.
  18. 18. Decantador circular não mecanizado (com descarte hidráulico do lodo)
  19. 19. Decantador retangular não mecanizado (com descarte hidráulico do lodo) Para os decantadores retangulares não mecanizados, o descarte do lodo também é feito hidraulicamente, como nos decantadores circulares. • Relação comprimento/largura L/B ≥ 2 e B ≥5,0m. O limite máximo fixado para a largura B visa evitar profundidades excessivas. • O limite máximo para a relação L/B (número de câmaras em série) geralmente é fixado pelo critério da taxa de escoamento longitudinal qL (no vertedor) • O volume de lodo Vlodo é calculado até 2/3 do tronco de pirâmide, a partir de sua parte inferior, cujo lado mínimo é de 0,60m. O volume considerado para o decantador Vdec. Inclui o trecho quadrado e o restante 1/3 do tronco de pirâmide.
  20. 20. Decantador retangular não mecanizado (com descarte hidráulico do lodo)
  21. 21. Decantador circular (raspagem mecanizada e descarte hidráulico do lodo) Neste tipo de decantador, a mecanização fica por conta dos raspadores giratórios, que levam o lodo até o fundo do decantador, de onde é feita a sua remoção e do descarte hidráulico. A vantagem desses modelos é que a inclinação do fundo pode ser menor, ficando a limitação do diâmetro por conta apenas do tamanho dos raspadores (Drasp ≤ 60m), não existindo maiores problemas com as grandes profundidades inerentes aos modelos.
  22. 22. Decantador circular (raspagem mecanizada e descarte hidráulico do lodo) • • Recomenda-se a utilização de raspadores com diâmetro máximo Drasp ≤ 30m para evitar problemas de manutenção. Nas grandes instalações seria preferível adotar maior número de decantadores de até 30m de diâmetro, para maior flexibilidade operacional
  23. 23. Decantador retangular mecanizado (corrente sem-fim e descarte hidráulico) Nesse tipo de decantador, a mecanização fica por conta da raspagem do lodo, feita por meio de um sistema constituído de rodos e corrente sem-fim, acionado por um motor elétrico, dotado de redutor de velocidade. O descarte do lodo continua sendo feito hidraulicamente.
  24. 24. Decantador retangular mecanizado (com ponte rolante e descarte hidráulico de lodo)  • • • Recomendações da Norma: O dispositivo de raspagem de lodo deverá ter velocidade do raspador Vr ≤ 20mm/s, no caso de decantadores retangulares, e velocidade periférica do raspador VPR ≤ 40mm/s, no caso dos decantadores 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 altura mínima de água;
  25. 25. Decantador retangular mecanizado (com ponte rolante e descarte hidráulico de lodo) • • Para o decantador retangular, a relação comprimento/altura mínima de água deverá ser ≥4:1, a relação largura/altura mínima de água deve ser ≥2:1 e a relação comprimento/largura deve ser ≥ 2:1; Para decantdor retangular, a velocidade de escoamento horizontal deverá ser ≤ 50mm/s. Quando recebe excesso de lodo ativado, a velocidade deve ser ≤ 20mm/s
  26. 26. Decantador retangular mecanizado (com ponte rolante e descarte hidráulico de lodo)
  27. 27. Precauções adicionais  É recomendável duas ou mais unidades de decantação primária. Assim sendo, antes dos decantadores é comum prever-se um tanque de equalização. Deve-se permitir a alimentação das duas ou mais unidades de forma equilibrada, ou seja, que as unidades de decantação receba, sempre a mesma vazão. Vertedouros bem nivelados, é recomendável utilizar placas leves, mas resistentes, presas e ajustáveis à estrutura de concreto e que permite maior controle no nivelamento.
  28. 28. Características do lodo primário   A percentagem de sólidos presentes no lodo primário varia com o tipo de decantador, sendo comum valores em torno de 1 a 7% (93 a 99% de água). O lodo primário apresenta-se com grande percentagem de matéria orgânica ainda não estabilizada (putrescível), necessitando passar por processos de digestão (mais comumente processos anaeróbios, após a sua mistura com o lodo secundário).
  29. 29. Características do lodo primário Para o tratamento de alguns efluentes industriais são necessários removedores de lodo através de aspiração. Este processo mais sofisticado se justifica quando os sólidos sedimentados são tão leves que podem ser resuspensos pela ação dos raspadores.
  30. 30. Material consultado     Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reuso agrícola/ Coord. Aeriovaldo Nuvolari 2 ed. São Paulo, Blucher, 2011 Von Sperling, Marcos. Princípio básico de tratamento 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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