Tratamento

Universidade Federal da ParaíbaCentro de Tecnologias

Departamento de Engenharia Química

Tratamento de Água e Efluentes Líquidos Industriais

-Técnicas de Tratamento-- Tratamento Preliminar -

PROFESSORA: BRENDA PONTUAL GUEDES

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O grau de tratamento de um determinado efluentesempre será função da qualidade do corpo receptor edas características necessárias para o uso da água ajusante do ponto de lançamento, da capacidade deautodepuração e diluição do corpo d’água, daLegislação Ambiental e das consequências dolançamento destes efluentes.

Grau de Tratamento

ESGOTO – despejos dos diversos usos da água (doméstico,comercial, industrial, agrícola, entre outros).

ESGOTO SANITÁRIO – despejos constituídos de esgotosdomésticos e industriais lançados na rede pública.

RESÍDUO LÍQUIDO INDUSTRIAL – resultante dosprocessos industriais, possui características próprias(inerente ao processo de fabricação).

ESGOTO DOMÉSTICO – parcela mais significativa dosesgotos sanitários.

Definição

Etapas de Tratamento

Tratamento Preliminar Objetivo: remoção de sólidos grosseiros, areia e gordura

(remoção de materiais flutuantes, remoção dematerial grosso e pesado)

Dentre os processos de tratamento preliminares, temos:• Trituradores• Gradeamento• Peneiramento• Caixa de Areia/Desarenação• Caixa de Gordura• Medidor de Vazão• Tanque de Equalização

Tratamento Preliminar Finalidades da remoção de sólidos grosseiros proteger as unidades subsequentes; proteger as bombas e tubulações;

Finalidades da remoção de areia evitar abrasão nas bombas e tubulações; evitar obstrução em tubulações; facilitar o transporte do líquido.

Finalidades da remoção Gordura evitar problemas no tratamento proteção aos equipamentos.

Tratamento Preliminar

Sistema para redução de tamanho dos sólidos(diâmetro de 6 mm);

Objetivos:Evitar obstruções de tubulações ou equipamentos.

Desvantagens: Aglomeração de material;Aumento de material flutuante;Aumento de sedimentos nas próximasetapas.

Trituradores

As grades fazem parte da primeira etapa na remoçãode sólidos, são barras de aço paralelas, posicionadasperpendiculares ou inclinadas ao fluxo dos efluentes.

Objetivos: Remoção do material grosseiro em suspensão; Proteção das tubulações, das bombas e rotores, etc.; Aumenta eficiência na operação e desinfecção;

Aspectos de Projeto: Espaçamento de barras(o espaçamento entre as barras da

grade variam normalmente entre 0,5-2 cm); Inclinação da grade; Condições hidráulicas.

Tipo: Manual Mecanizada

Gradeamento

Grade Manual Grade Mecanizada

Ângulo de Inclinação

Dimensionamento

•Velocidade do efluente: 0,40- 0,75 m/s (0,60 m/s)

•Característica do efluente: espessura e espaçamentodas barras B1

B1 Determinação da barra conforme espaçamento entre elasBPG; 09/04/2015

DimensionamentoAs grades são dimensionadas para velocidades entre 0,40 e 0,75

m/s, sendo mais utilizada 0,60 m/s.

Cálculo da altura das lâminas: H = (Q/K)1/n

Os valores de n e K dependem da largura da garganta w (Medidor devazão-Calha Parshall).

Rebaixo do medidor Parshall(Z):Só é calculado se houver uma caixa de areia após a grade.

Z = Qmáx.Hmín-Qmín.Hmáx/ Qmáx–Qmín

Dados Calha Parshall

Dimensionamento

Área útil (Au):Au = Qmáx/ V

onde V é a velocidade através das barras entre 0,4 e 0,75 m/s.

Área total (At):At= Au / E

onde E é a eficiência da grade, que é E = a / (a+t), onde a=abertura e t=espessura.

Largura do Canal (b):b = At/ hmáx

onde hmáx.= Hmáx–Z, se houver caixa de areia. Ou,b = At/ Hmáx

Se não houver caixa de areia

DimensionamentoPerda de carga (hf):

Verificação das velocidades:•v = V0.E (velocidade a montante da grade)•V= 2.v (velocidade na grade com 50 % obstrução na grade)• V0: velocidade na grade à vazão máxima

hf=1,43(V2-v2)/2g

Quantidade de espaços da grade (N):N=b/(t+a)

Espaçamento entre as barras externas e a lateral (e):e=b-[N.a+(N-1).t]

Equipamento com aberturas, geralmente uniforme, destinados a retenção de partículas mais finas.

Objetivos: Remoção do material com diâmetro superior a 1 mm, capazes

de provocar entupimento e considerável carga orgânica;Aspectos de Projeto:

Malha triângular(o espaçamento variam normalmente entre 0,5-2 mm);

Inclinação da grade; Condições hidráulicas.

Tipos: Rotativa Estática

Peneiramento

Peneiras Estáticas ou Hidrodinâmicas

Dimensionamento

Para dimensioná-lasé recomendável consultar atabela dos fabricantes eoptar pela vazão máximade projeto, com consultaprévia ao fabricante paraconfirmar as dimensões dapeneira.

Exemplo :Dimensionar uma peneira estática, cuja vazão máxima é de 20 m3/h. Adotar abertura de tela de 0,75 mm.

Área da tela (A):A = Qmáx(m3/h) / I (m3/m2.h) = 20 / 25 = 0,80 m2,

onde I é a taxa de aplicação igual a 25 m3/m2.h

Largura da tela (L):Comprimento da peneira(H(c) = 2,0 m – catálogo)

L(A) = A (m2) / H (m) = 0,80 m2 / 2,0 m = 0,40 m,logo usa-se largura imediatamente superior 0,50 m (A-

tabelada).

Dimensionamento

Peneiras Rotativas

Exercício: Dimensionar peneira rotativa, cuja vazão máximade efluente industrial é de 90 m3/h. A abertura datela recomendada é de 0,50 mm.

Dimensionamento

Área da tela (A):A = Qmáx.(m3/h) / I (m3/m2.h)= 90 / 45 = 2,00 m2,

onde I é a taxa de aplicação igual a 45 m3/m2.h

Largura da tela (L):Diâmetro da peneira (D = 0,60 m - catálogo), logo o comprimento da circunferência será: Lc= 2.π.R = 2 x 3,14 x 0,30 m = 1,90 m.

L(B) = A (m2) / Lc (m) = 2,00 / 1,90 = 1,05 m,logo usa-se largura imediatamente superior 1,20 m (B tabelado).

Operação de separação de partículas granulares (areia,cascalho, sementes, grãos, etc.)

Objetivos : Remover areia e outras partículas densas que decantam

com a redução da velocidade. Evitar a abrasão de bombas e obstrução de tubulações.

Aspectos de Projeto:A velocidade recomendada para projeto de caixas de areia é

da ordem de 0,30 m/s. A velocidade na caixa de areia deve ser menor do que 0,45 m/s e maior do que 0,10 m/s para qualquer etapa de um projeto

Caixa De Areia/Desarenação

Tipos usuaisCaixa de areia tipo canal: um ou mais canais longos

e estreitos e com espaço no fundo para acúmulo de material. Possui coletores mecânicos. v = 0,3 m/s.

Caixa com fundo troncopiramidal: mais usado em pequenas estações; os vertedouros de entrada e saída são situados em lados opostos , um raspador central empurra areia para tronco de pirâmide (fundo do tanque), de onde é removida por um transportador mecânico. Tempo de retenção = 15 a 20 min.


Características Operacionais

As caixas de areia são projetadas para uma velocidademédia de 0,30 m/s. Esta velocidade é mantidaaproximadamente constante apesar das variações de vazão,através da instalação de uma calha Parshall a jusante.Velocidades baixas, notadamente as inferiores a 0,15 m/sprovocam depósito de matéria orgânica na caixa que provocaexalação de maus odores devido à decomposição evelocidades superiores a 0,40 m/s provocam arraste de areia eredução da quantidade retida.


O comprimento (L) da caixa de areia é determinadoconsiderando-se a velocidade dos esgotos de 0,30 m/s e a velocidadede sedimentação da areia de 2 cm/s. 4 Para que a partícula quepasse sobre a caixa na linha de corrente mais alta atinja a câmara deestocagem de areia, é preciso que percorra H na vertical enquantopercorre L na horizontal.

Dimensionamento

Costuma-se introduzir um coeficiente de segurança de 1,5 devido ao efeito de turbulência e considerar-se:

L = 22,5.H ou L = 25 x H

A NB-570 recomenda que a taxa de escoamento superficial com base na vazão máxima resulte na faixa de (600 a 1300) m3/m2 .d, ou seja, em cada m2 de área superficial, é possível passar uma vazão entre 600 e 1300 m3/dia.

Dimensionamento

Comprimento da Caixa de Areia (L):L = V . hmáx / (Q/As)

onde: Q/As = Taxa de escoamento superficial (m3/m2.dia);V = Velocidade no canal (0,3 m/s);hmáx = altura da lâmina d’água.

Dimensionamento

Área da Secção Transversal(Ast):Ast = Qmáx/ V

onde V é a velocidade através do canal de 0,3m/s.

Largura do Caixa de Areia (b):b = Ast/ hmáx

onde hmáx.= Hmáx–Z

Obs.: Ao se calcular uma caixa de areia deve-se, após o dimensionamento, verificar se as velocidades e as taxas de escoamento superficial estão dentro dos valores descritos.

Dimensionamento

Altura Diária de Areia Acumulada na Caixa de Areia (h):h = Vare / As

onde: Vare = (qtidade retida de areia) x Qmed

Quantidade de dias para limpeza da caixa: Qant. dias = (Hmáx/2)/h

Recomenda-se limpar a caixa toda vez que a areiaacumulada alcançar metade da unidade pré – condicionadora.

Dimensionamento

Caixa De Gordura

Remover óleos e gorduras (substâncias imiscíveis em água flutuam, pois possuem o peso específico menor que o da água).

Medidores de Vazão

Um vertedor é uma obstrução que faz com que ofluido retorne e escoe sobre ou através dessa obstrução.Com finalidade medir a vazão de córregos, galeriaspluviais, canais, etc. Determina-se a vazão medindo-se aaltura da superfície da água a montante.

Vertedouros

Tipos de Vertedouros

Exemplo:Você fez parte de uma equipe que está realizandoestudos na área de hidráulica, e recebeu a tarefa dedeterminar a carga de um vertedor de forma de umtriângulo retângulo isósceles, com descarga de 522m³/hora.

Vertedouros

A Calha Parshall é um dispositivo tradicionalmente usadoparar medição de vazão em canais abertos de líquidos fluindopor gravidade, muito utilizado nas estações de tratamento deágua para a realização de duas importantes funções:

• Medir com relativa facilidade e de forma contínua asvazões de entrada e saída de água• Atuar como misturador rápido, facilitando a dispersãodos coagulantes na água, durante o processo decoagulação.

Calha Parshall

É um tipo de tubo de Venturi aberto. Consiste,basicamente, numa seção convergente, numa seçãoestrangulada – “garganta” – e uma seção divergente, dispostasem planta.

Calha Parshall

A base horizontal da calha constitui um nível dereferência para o nível de água a montante. Muitas vezesmede-se a altura da água num ponto situado a 2/3 do canal deaproximação da garganta, tendo-se estabelecidoempiricamente a seguinte relação entre o nível de águano ponto 0 e a vazão na seção:

Q = 2,2. W. H03/2

(Q em m3/s)

onde :H0 = altura do nível de águano ponto 0 (m)

W = largura da garganta (m)

Variações tanto de vazão como em concentração das águas residuaislevam ao comprometimento da eficiência dos processos de tratamento.Para que se obtenham condições ótimas de tratamento do efluente, énecessário que este seja tanto quanto possível constante, em termosquantitativos e qualitativos.

O tanque de equalização deverá ter uma tamanho suficiente paracompensar as variações de vazão e deve ser provido de mecanismos demistura do líquido, que homogeneize as características físico-químicas doefluente e evite a deposição da matéria orgânica.

Tanques de Equalização

Equalização do Fluxo Total de Vazão

Equalização do Fluxo Extravazado (“Overflow”)

Tipos De Equalização

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