Tratamento de Efluentes - tratamento primário

1. TRATAMENTO DE EFLUENTES
TRATAMENTO PRIMÁRIO
PARTE 2

2. COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO

3. Diâmetro da Velocidade de
partícula (mm) sedimentação (m/s)
10 0,73
1 0,23
0,1 10-2
0,001 10-8
0,000001 10-13
VELOCIDADE DE SEDIMENTAÇÃO

4. Diâmetro da Velocidade de
partícula (mm) sedimentação (m/s)
10 = pedra 0,73
1 = areia grossa 0,23
0,1 = areia fina 10-2 = 0,6 m/min
0,001 = colóide grande 10-8 = 0,3 m/ano
0,000001= colóide pequeno 10-13 = 0,3mm/século
VELOCIDADE DE SEDIMENTAÇÃO

5. COAGULAÇÃO
Emprego de aditivo químico (coagulante) como auxiliar
nos processos de decantação e/ou flotação
Coagulantes mais comuns: Al2(SO4)3 e FeCl3
Mecanismo de ação:
Adsorção e neutralização de carga
Arraste por Al(OH)3
coágulos
ou
flocos

6. COAGULAÇÃO
Adsorção do coagulante (cátion) nas superfícies das partículas coloidais

Neutralização das cargas das partículas coloidais

Formação de agregados (coágulo ou floco)

7. FLOCULAÇÃO
Emprego de aditivo químico (floculante) como auxiliar
nos processos de decantação e/ou flotação
Floculantes mais comuns:
Polímeros (polieletrólitos) catiônicos e aniônicos
Mecanismo de ação:
Adsorção da partícula coloidal na superfície do polímero

8. FLOCULAÇÃO

9. FLOCULAÇÃO

10. Os agentes de floculação agrupam os microflocos
já formados na coagulação
Coagulação  formação do floco
Floculação  crescimento do floco
COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO

11. JAR TEST
Ensaio para a determinação das condições ideais de
separação, de forma a se ter o menor consumo possível
de insumos e a melhor formação de flocos.
Ex. pH Ideal, dosagem ideal, tipo de insumo mais
adequado, temperatura etc.

12. JAR TEST

13. JAR TEST

14. COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO

15. COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO

16. COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO

17. FLOTAÇÃO
Separação física (rcontaminante < rágua)
 Flotação por ar induzido e flotação por ar dissolvido

18. CAIXA DE GORDURA

19. CAIXA DE GORDURA

20. SEPARADOR ÁGUA/ÓLEO

21. FLOTAÇÃO
Separação física (rsólido < rágua)
Tipos: ar induzido e ar dissolvido
ar
partícula
Ar  reduz a massa específica da partícula
aumenta a hidrofobicidade da partícula

22. Injeção de ar
FLOTAÇÃO POR AR INDUZIDO

23. FLOTAÇÃO POR AR INDUZIDO
Difusores
Problemas: caminhos preferências
bolhas “grandes” quebram os flocos

24. FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO
Pressurização  gás dissolvido em água
Despressurização  formação de microbolhas
Uso da corrente de reciclo  preservar os flocos provenientes da
alimentação
Pressurização  gás dissolvido no líquido
Despressurização  formação de microbolhas

25. FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO
Uso da corrente de reciclo  preservar os flocos provenientes da
alimentação

26. FLOTAÇÃO
Parâmetro A/S (ar/sólido)
A = massa de ar utilizada / dia
S massa de sólido na entrada / dia
A/S = 1,3  Sa  (f  P – 1)
Xo
Sa = solubilidade do ar em água
f = fração de ar dissolvido
P = pressão de operação
Xo = concentração de sólidos no efluente
A/S
SS saída

27. TAXA DE APLICAÇÃO OU FATOR DE CARGA
Taxa de aplicação ou fator de carga (f)
f = Q/A = m3/h = m3
m2 m2.h
Q = Vazão
A = Área
f = Q/V = m3/h = m3
m3 m3.h
Q = Vazão
V = Volume

28. FLOTAÇÃO
Saída do efluente tratado
Material
flotado

29. FLOTAÇÃO
Sistema mais compacto que o decantador

30. FLOTAÇÃO

31. FLOTAÇÃO

32. FLOTAÇÃO

33. COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO

34. AJUSTE DE pH
condição ótima de coagulação/floculação

decantador ou flotador
neutralização

descarte ou encaminhamento ao processo biológico

35. AJUSTE DE pH
EFLUENTE
BASE
ÁCIDO
X
SAÍDA
BATELADA
BASE
ÁCIDO
EFLUENTE
SAÍDA
CONTÍNUO
TANQUE DE MISTURA

36. AJUSTE DE pH
Para elevar o pH (efluente ácido):
NaOH + H+ → Na+ + H2O
(soda cáustica)
Na2CO3 + 2 H+ → 2 Na+ + H2O + CO2
(barrilha)
CaCO3 + 2 H+ → Ca2+ + H2O + CO2
(calcáreo)
CaO + 2 H+ → Ca2+ + H2O
(cal)

37. AJUSTE DE pH
Para baixar o pH (efluente básico):
H2SO4 + 2 OH- → SO42- + 2 H2O
(ácido sulfúrico)
CO2 + 2 OH- → CO3
2- + H2O
(gás carbônico)

38. AJUSTE DE pH
Fatores que afetam a seleção do agente de ajuste de pH:
custo
capacidade de neutralização
taxa de reação
procedimentos de armazenamento e uso
tipo de produtos da neutralização

39. EQUALIZAÇÃO
 Homogeneização do efluente (agitação mecânica ou aeração)
 Mistura de correntes
 Minimizar flutuações (vazão, concentração, DBO, pH...)
 Evitar impactos ao processo biológico
 Equalização e neutralização podem ser feitas em conjunto

40. TANQUE DE MISTURA
EFLUENTE
ADIÇÃO DE: COAGULANTE, FLOCULANTE, ÁCIDO E BASE
X
SAÍDA
OPERAÇÃO: BATELADA OU CONTÍNUO
MISTURADOR: HOMOGENEIZAÇÃO
(EQUALIZAÇÃO)

41. EQUALIZAÇÃO
 Misturadores

42. EQUALIZAÇÃO COM DIFUSORES

43. EQUALIZAÇÃO
 Misturadores

44. AERADORES DE SUPERFÍCIE

45. AERADORES DE SUPERFÍCIE

46. EQUALIZAÇÃO

47. EQUALIZAÇÃO
Q1= Q2
Q1 Q2
Vazão: Q = V/t (m3/h)
Tanque agitado com nível constante

48. EQUALIZAÇÃO
Tanque agitado com nível constante
Q
t
pH
t
entrada
saída
Q=Q1=Q2

49. EQUALIZAÇÃO
Q1≠ Q2
Q1
Q2
Tanque agitado com nível variável
h
bomba

50. EQUALIZAÇÃO

51. EQUALIZAÇÃO
Tanque agitado com nível variável
Q
t
pH
t
entrada
saída
entrada
saída

52. EQUALIZAÇÃO