A Diversidade de floculadores, que se decompõem em hidráulicos e mecânicos

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

CENTRO DE ENGENHARIAS – CE

DISCIPLINA: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PROFESSORA: MARCELO PRATA VIDAL

FLOCULADORES

INTEGRANTES:

Edmilson Barros de Albuquerque Júnior Mat: 2016003473

Hugo Andersson Dantas Medeiros Mat: 2016003339

Peterson Yamagushi Gomes de Medeiros Mat: 2016003320

MOSSORÓ-RN

2017

FLOCULADORES

Há uma diversidade de floculadores, que se decompõem em hidráulicos e mecânicos.
Em um processo, após a coagulação, vem o processo de floculação. Na coagulação a água ainda está em estado bruto. Recebendo produtos químicos e, numa velocidade mais rápida, fazendo com que haja a aglomeração das impurezas suspensas ou coloidais e aquelas dissolvidas em partículas maiores para que possam ser removidas por decantação ou filtração. Chegando, assim, no processo de floculação, que continua o processo de aglutinação das impurezas feita na coagulação. As partículas se aglomeram e se transformam em flocos mais densos que se sedimentam a uma velocidade mais amena. Fazendo uma pequena agitação facilitará o contato dos flocos, sem rompe-los. Quando o processo de floculação não ocorre, A sedimentação se torna mais lenta. Por isso, é necessário o uso de floculantes, que otimizam a clarificação, a filtração e as operações de centrifugação. Sendo também responsável pelo processo: velocidade de escoamento (m/s), tempo de detenção (min) e gradiente de velocidade (s-1). (REVISTA TAE, 2013)

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O processo de floculação para fornecer a dispersão e a ligação dos agentes de desequilíbrio normalmente é realizado em tanques de agitação mecânica (floculadores mecanizados) ou em sistemas que aplicam o fluxo hidráulico (floculadores hidráulicos) (PELISSARI, 2006). A classificação estar sujeito ao tipo de dispositivo utilizado para fornecer a energia necessária ao processo. A apuração do tipo de sistema de floculação está associada com diversos fatores, como a qualidade da água bruta, mecanismos de coagulação, tamanhos das unidades, existência de profissional qualificado para operação e manutenção, regime de funcionamento e outros (DI BERNARDO; DANTAS, 2005). Nas unidades mecanizadas, a agitação da água é feita por equipamento mecânico, comumente são empregados agitadores providos de paletas ou agitadores do tipo hélice ou turbinas. Nas unidades hidráulicas, a água cursa possibilidades com modificações de direção para promover sua agitação.

A coagulação, ou seja, a desestabilização e agregação inicial da matéria coloidal pela adição à água de produtos químicos floculantes, tais como sulfato de alumínio e sulfato de ferro III, realiza-se na câmara de mistura rápida. Segue-se o processo de floculação que consiste na aglomeração das partículas já desestabilizadas, pelas colisões induzidas por seu movimento relativo. O processo é chamado floculação pericinética, quando o movimento das partículas é causado pelo movimento browniano e; ortocinética, quando por gradiente de velocidade gerados na água por seu movimento ou por agitadores mecanizados. Se os gradientes de velocidade na água são maiores que 5s-1 e as partículas têm tamanho maior que um mícron, o efeito da floculação pericinética é negligível e, assim, somente a floculação ortocinética tem interesse prático.

O modelo teórico da floculação, em sua forma mais geral, combinando os efeitos de agregação e quebra de flocos, pode ser representado pela equação 1.

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DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE KA E KB

A determinação de KA e KB pode ser feita através das curvas de determinação do tempo ótimo de floculação a gradientes constantes. As curvas são obtidas através de ensaios de coagulação efetuados com velocidades de rotação constante (RICHTER, 1991).

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Foi determinado em (1970) por Bratby que o coeficiente de quebra de flocos KB é dependente do gradiente de velocidade

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Onde k1 e k2 são constantes para uma determinada água.

Sendo:

KA: constante de agregação, determinada experimentalmente em reatores com escoamento contínuo;

KB: constante de ruptura, determinada experimentalmente em reatores com escoamento contínuo (s).

SIGNIFICADO E APLICAÇÕES DE G

Em 1917 Smoluchowski demostrou que a taxa de floculação, em condições de fluxo laminar, é diretamente proporcional ao gradiente de velocidade em um determinado ponto. Todavia, como os gradientes de velocidade localizados não são conhecidos no regime turbulento, em 1943 Camp e Stein substituíram a função pontual gradiente de velocidade, dv/dy, por um valor médio mensurável (RICHTER, 1991).

Definido como:

= (W/µ)1/2 = (ε/v) 1/2[pic 5]

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Avaliando a existência de tensões de cisalhamento por decorrência de turbidez, Richter e Arboleda, demostraram que o parâmetro G, perde muito de seu sentido físico para a maioria dos floculadores reais, onde o regime é turbulento. Da mesma forma do regime laminar, no qual a tensão longitudinal devida ao atrito entre duas lâminas de corrente é igual a µ dv/dy, existe outra de origem turbulenta, denominada esforço cortante de Reynolds, determinada por τ = ղ dv/dy, onde ղ é o coeficiente de viscosidade virtual ou de turbulência ou viscosidade de redemoinho (RICHTER, 1991).