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Sedimentao

Professor Hudson

Operaes Unitrias

CEFET DE QUMICARJ

Unidade Duque de Caxias

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Sedimentao

um processo de separao slido-lquido baseado na ao

do campo gravitacional, de baixo custo e simplicidadeoperacional.

A separao ocorre devido a diferena de densidade entre

as partculas slidas e a fase lquida que compem asuspenso de alimentao, obtendo-se ao final do processoum lquido lmpido e um lodo concentrado.

Aplica-se clarificao de suspenses diludas (de 1 a 5% v/v,no mximo at 10%v/v), e ao espessamento de suspenses

slido-lquido, ou lquido-lquido, de 15 a 30% v/v.

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Sedimentao

Na clarificao o lquido constitui-se no produto desejado,

com objetivo de recuper-lo para recirculao e reuso noprocesso ou indstria.

Tratamento de gua municipal, ou gua para caldeiras

Clarificao de salmouras na produo de sal ou de NaOH

Tratamento de efluentes industriais em geral.

No espessamento, os slidos so o produto desejado devidoao seu valor comercial ou como rejeito, mas neste caso com

objetivo de espessar o material para posterior descarte. O desaguamento de lamas na industria do cimento

O processamento de minrios

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Tipos de Sedimentadores

Descontnuos ou batelada

Tanques cilndricos com a soluo em repouso por certo tempo.

Contnuos

Tanques rasos de grande dimetro, em que operam grades com

funo de remover a lama. A alimentao feita pelo centro do

tanque.

A sedimentao pode ser natural (livre) ou forada no caso

que se utiliza coagulantes/floculantes com propriedades de

aglomerao de partculas. O aumento do tamanho de partculas aumenta a velocidade de

sedimentao.

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Sedimentao natural

Os slidos suspensos so partculas insolveis na gua, com

velocidades de sedimentao to reduzidas que inviabilizam suadecantao natural ao longo do tempo.

Aliado a isso, a maioria destas partculas apresentam sua

superfcie carregada eletricamente, proveniente da adsoro de

ons (principalmente hidroxilas) presentes na gua.

A presena de cargas eltricas aumenta a repulso entre as

partculas, dificultando a aglomerao e formao de agregados

maiores e de mais fcil sedimentao.

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Sedimentao forada

O processo de sedimentao ocorre em, basicamente, quatro

etapas, a saber: Neutralizao de cargas, coagulao, floculao e sedimentao

propriamente dita.

Neutralizao de cargas: Consiste na eliminao das cargaseletrostticas superficiais ou, em outras palavras, na diminuio

do chamado potencial ZETA.

Coagulao: Processo intimamente relacionado ao fenmenode neutralizao, uma vez que consiste na aglutinao (portanto

na aproximao) das partculas, para que as mesmas se tornem

maiores e possam sedimentar rapidamente.

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Sedimentao forada

Floculao: Corresponde a etapa de crescimento dos flocos,

aps a coagulao. Durante esta etapa, a velocidade da guadeve ser suficiente para promover o contato entre os cogulos,

sem ser demasiadamente alta e que venha a produzir a quebra

destes.

Sedimentao:Corresponde a fase em que os flocos, com seutamanho relativamente aumentado, tendem a decantar. Quanto

maior a velocidade de decantao, menor ser o tempo de

residncia requerido para a gua no clarificador.

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Sedimentao forada

Aditivos

Coagulantes: Al(OH)3, Fe(OH)3, PAC

Policloreto de alumnio; Floculantes: Polmeros Aninicos e No-Inicos, Polieletrlitos.

Tensoativos: Amido, gelatina

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Esquema tpico de um processo de sedimentao

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Sedimentao: Dosagem de reagente

A concentrao de aditivos (ou dosagem de reagentes) e o pH

ideal de floculao a serem utilizados no processo sodeterminados pelo teste de jarros (jar test).

A dosagem e o pH utilizados no jarro (recipiente) em que se

obteve um lquido mais limpo (clarificado) ser a dosagem

tima e o pH ideal a serem utilizados do processo.

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Sedimentao: Dosagem de reagente

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Procedimento do teste de jarros

Ajusta-se diferentes valores de pH em cada um dos jarros;

Aplica-se dosagens iguais de coagulantes em todos os jarros;

Verifica-se o jarro com a melhor clarificao: pH timo

Aps fixar o pH em cada jarro: adicionar diferentesconcentraes de coagulante;

Verifica-se o jarro com a melhor clarificao e menorconcentrao de coagulante: dosagem tima de coagulante;

Caso seja necessrio utilizar floculante, utiliza-se o mesmoprocedimento de dosagem tima de coagulante.

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Processo de sedimentao

Curva de decantao obtida por um ensaio de proveta.

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Ensaio de Proveta

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Dimensionamento do sedimentador Consiste em fazer um ensaio de proveta que fornea a

curva de decantao (mtodo de Kynch)

Zmin

Equaes de projeto para clculo da rea do

sedimentador, S (procedimento proposto por Biscaia)

E

oA

min C

ZC

Z

imn

o

proj

A

t

Z

S

Q

Conhecidos:

CA, Zo, CE, QA

Zmin(1)

Obtm-se tmin

do grfico

S4D

S (2)

(1) (2)

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Detelhes do sedimendador

Sedimentador vazio

Ponte para o operador Calha de transbordamento

Alimentadorde

suspenso

Raspador de lama

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Sedimentadores Fotos

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ALGUMAS REFERNCIAS

Sampaio, J. A., Frana, S. C. A., Braga, P. F. A., 2007, Tratamento de

Minrios: Prticas Laboratoriais, CETEM/MCT, 1a Edio, Rio deJaneiro, Brasil.

Luz, A. B., Sampaio, J. A., Almeida, S. L. M., 2004, Tratamento deMinrios, CETEM/MCT, 4a Edio, Rio de Janeiro, Brasil.

Fluidodinmica em Sistemas Particulados. Massarani, G. 2a edio e-papers, Rio de Janeiro, 2002.

Site: http://www.ufrnet.ufrn.br/~lair/Pagina-OPUNIT/opunitindex.htm

Site: http://www.solidliquid-separation.com/Thickeners/thickener.htm