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PublicouMikaela de Sequeira Cabreira Alterado mais de 8 anos atrás
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Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
ESCOLA POLITÉCNICA DA USP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E SANITÁRIA PHD 2411 – SANEAMENTO I SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Introdução Lei de Newton Lei de Stokes Sedimentação Discreta (Tipo I) Modelação Matemática do Processo de Sedimentação Discreta
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Sedimentação Floculenta (Tipo II) Decantadores convencionais de fluxo horizontal Decantadores laminares Exercício – Dimensionamento de decantadores convencionais e laminares
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH Água Final Agente oxidante CAP Coagulante Alcalinizante Polímero Flúor
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Decantadores !!!
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Decantadores !!!
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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PROCESSO DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL
Grade Caixa de areia Decantador Primário Tanque de Aeração Secundário Adensamento Digestão Secagem Lodo “Seco” Rio
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
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SEDIMENTAÇÃO Definição: Processo de separação sólido-líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.
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SEDIMENTAÇÃO Classificação dos Processos de Sedimentação
Sedimentação discreta (Tipo 1) Sedimentação floculenta (Tipo 2) Sedimentação em zona (Tipo 3) Sedimentação por compressão (Tipo 4)
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Velocidade de Sedimentação
Força de arraste Empuxo Peso
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Velocidade de Sedimentação
Força de arraste Empuxo Peso
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Velocidade de Sedimentação
Peso Empuxo Força de arraste
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Velocidade de Sedimentação
Peso Empuxo Força de arraste Log Re Log Cd Região A Região B Região C Região D 0,2 500 2.105 0,44 0,1
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Velocidade de Sedimentação
Log Re Log Cd Região A Região B Região C Região D 0,2 500 2.105 0,44 0,1 Lei de Newton Lei de Stokes
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
Sedimentação discreta: As partículas permanecem com dimensões e velocidades constantes ao longo do processo de sedimentação, não ocorrendo interação entre as mesmas
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
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SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
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Sedimentação Discreta (Tipo I)
B H L 1 2 Vh Vs
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Sedimentação Discreta (Tipo I)
1 Vh Vs H 2 B L
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Sedimentação Discreta (Tipo I)
1 Vh Vs H 2 B L Taxa de escoamento superficial Partículas com Vs superiores a q serão removidas durante o processo de sedimentação gravitacional
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Sedimentação Discreta (Tipo I) Análise do Equacionamento Matemático
Vs=Velocidade de sedimentação (m/s) q=taxa de escoamento superficial(m3/m2/dia) q é função somente da geometria do decantador, portanto, é um parâmetro de projeto.
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Sedimentação Discreta (Tipo I) Análise do Equacionamento Matemático
Vs=Velocidade de sedimentação (m/s) q=taxa de escoamento superficial(m3/m2/dia) Vs é uma propriedade da partícula, podendo esta ser manipulada mediante a operação dos processos de coagulação-floculação
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Floculação e Sedimentação
Água bruta Água coagulada dc apresenta Vs Se Vs > q, todas as partículas com diâmetro superior a dc serão removidas Frequência relativa Diâmetro crítico Diâmetro das partículas
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Floculação e Sedimentação
Água bruta Água coagulada Água floculada dp > dc Partículas sedimentáveis Frequência relativa Diâmetro crítico Diâmetro das partículas
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Sedimentação Discreta (Tipo I)
1 Vh Vs H 2 B L Propriedade da sedimentação discreta: A dimensão física da partícula permanece inalterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional, o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é constante.
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SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
Sedimentação floculenta: a velocidade de sedimentação das partículas não é mais constante, uma vez que as mesmas agregam-se ao longo do processo de sedimentação.
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SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
Com o aumento do diâmetro das partículas há, conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de sedimentação ao longo da altura.
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Sedimentação Floculenta (Tipo II)
1 Vh Vs H 2 B L Propriedade da sedimentação floculenta: A dimensão física da partícula é alterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional (floculação por sedimentação diferencial), o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é variável.
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DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S
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DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA GUARAÚ (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA GUARAÚ (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA GUARAÚ (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA GUARAÚ (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA GUARAÚ (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
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DECANTADORES CONVENCIONAIS PARÂMETROS DE PROJETO
Taxa de escoamento superficial: 20 m3/m2/dia a 60 m3/m2/dia. (Função das características de sedimentabilidade do floco, definidas pelas etapas de coagulação-floculação) Altura do decantador: 3,0 metros a 5,0 metros.
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DECANTADORES CONVENCIONAIS PARÂMETROS DE PROJETO
Relação Comprimento/Largura 4 Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s Re (Verificação) Fr 10-5
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
1 Vh Vs H 2 H/2 B L 02 canais
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
1 Vh Vs H 2 B H/4 L 02 canais n canais
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
Vsh V0 l Vsv h Vs w Trajetória crítica
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
Vsh V0 l Vsv h Vs w Trajetória crítica
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
Vsh V0 l Vsv h Vs w Trajetória crítica
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
Ap Vsh V0 l Vsv h Vs w Trajetória crítica Equação de dimensionamento
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DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
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CONVENCIONAL X LAMINAR
Decantador convencional Decantador laminar Sc=1 (Placas planas) Sc=4/3 (Tubos circulares) Sc=11/8 (Tubos quadrados)
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CONVENCIONAL X LAMINAR ÂNGULO DAS PLACAS
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CONVENCIONAL X LAMINAR GRANDEZA L (l/w)
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DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)
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DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)
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DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)
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DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)
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DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)
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DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)
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DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)
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DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)
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DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO
Velocidade de sedimentação: 20 m3/m2/dia a 60 m3/m2/dia. (Função das características do floco, definidas pelas etapas de coagulação e floculação) Ângulo das placas com a horizontal: 60o
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DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO
Comprimento da placa: 0,6 metros a 1,2 metros Velocidade de escoamento entre as placas: 15 cm/min a 20 cm/min Espessura entre as placas: 4 cm a 8 cm
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DECANTADORES LAMINARES PARÂMETROS DE PROJETO
Altura do decantador: 4,0 metros a 6,0 metros. Relação Comprimento/Largura 2 Taxa de escoamento linear (vertedor) 1,8 l/m/s
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DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE SEDIMENTAÇÃO
Vazão: 1,0 m3/s Velocidade de sedimentação dos flocos: 40 m/dia Número de unidades de sedimentação: 04 Profundidade da lâmina líquida=4,5 m
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo da área
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Verificação do tempo de detenção hidráulico
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Definição da geometria do decantador Admitindo uma relação entre L/B igual a 4, tem-se que:
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Verificação da taxa de escoamento superficial Cálculo da velocidade horizontal
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do Raio Hidráulico Cálculo do Número de Reynolds
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada ql=vazão linear nas calhas de coleta de água decantada (l/s/m) H=altura útil do decantador (m) q=taxa de escoamento superficial no decantador (m3/m2/dia)
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do comprimento total de vertedor Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do comprimento total de vertedor Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não exceda a 20% do comprimento do decantador, tem-se que:
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do número de calhas Portanto, vamos adotar um total de 06 calhas, com 9,0 metros de comprimento
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do espaçamento entre as calhas
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DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA
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Muito Obrigado !!!
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