Avaliação hidrodinâmica de unidade piloto de floculação mecanizada

Abstract

Introdução e relevânciaLevantamento realizado pelo IBGE, abarcando dados de 2008, apontou que as estações dotadas da tecnologia convencional de potabilização -também denominada ciclo completo -faziam-se presentes em 2.817 dos 5.564 municípios do País. Partindo da premissa que há significativo percentual destes municípios com mais de uma unidade de potabilização, torna-se possível estimar como superior a 3.000 o número de estações convencionais de tratamento de água atualmente em operação. Ainda segundo o IBGE, há 290 municípios com população superior a 50 mil habitantes, cuja população no conjunto soma quase 100 milhões de habitantes. A maciça opção por mananciais de superfície para o abastecimento de comunidades de maior porte conduz usualmente a estações de tratamento destinadas a potabilizar vazão média superior a 120-150 L.s -1 , principalmente nas regiões Sul e Sudeste. Como significativa parcela destas é dotada de unidades de ResumoNo presente trabalho realizou-se estudo de hidrodinâmica visando avaliar a magnitude do curto-circuito para cinco distintas configurações de aberturas entre as câmaras de uma unidade piloto de floculação mecanizada, para gradientes de velocidade constante e variável, e alternância do sentido da rotação do agitador. O estudo evidenciou que a relevância da configuração das aberturas cresce à medida que o número de câmaras diminui. Em contrapartida, o sentido da rotação dos agitadores e a magnitude do gradiente de velocidade -constante ou variável -apresentaram-se como fatores de menor significância. Tais resultados descortinam alternativa viável de melhoria desta operação unitária, sem investimentos de maior monta, em especial para unidades de floculação de duas ou três câmaras de estações de tratamento de água operando com sobrecarga.Palavras-chave: floculação mecanizada; avaliação hidrodinâmica; curto-circuito; tratamento de água. AbstractThis work focused on the hydrodynamic research aiming at the short-circuiting evaluation for five different outlet configurations through the compartments of a vertical paddle flocculation pilot unit. The tests were carried out with variable and constant velocity gradients, including alternative rotation direction of the paddles. The research pointed out that the relevance of outlet configuration increases with the reduction of the number of compartments. In opposite, the velocity gradient and the rotation direction of paddles seem less significant features. These results open the perspective of viable increasing of performance, with low financial investments, mainly for flocculation units with three or two compartments installed in overloaded water treatment plants.

Estudo Da Distribuição Do Tempo De Residência No Escoamento Entre Compartimentos De Unidade De Flotação

“…De acordo com Levenspiel (2000), os modelos matemáticos podem representar escoamentos possibilitando comparar curvas obtidas experimentalmente às do modelo de escoamento ideal. Em flotadores nos quais curtos-circuitos, zonas mortas ou recirculação do fluido se manifestam, as curvas DTR experimentais caracterizam-se por apresentarem, respectivamente, picos antecipados em relação ao tempo de residência teórico, longas caudas e oscilações na curva (CESTARI et al, 2012). Ainda que cada unidade de flotação possua características específicas de escoamento, modelos matemáticos podem ser utilizados para estimar a quantidade de compartimentos (BRATBY, 2016) (Equação (5)).…”

“…Unidades de flotação podem ser estudadas como reatores de escoamento contínuo nos quais os coagulantes são adicionados na unidade de mistura rápida e os flocos retirados na zona de separação (CESTARI et al, 2012). No floculador, os flocos são formados para posterior remoção da fase líquida na etapa de flotação propriamente dita.…”