DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

Apresentação em tema: "DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS"— Transcrição da apresentação:

1 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS

2 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Cálculo do volume do floculador Cálculo da área superficial do floculador

3 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Cálculo da largura do floculador Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 metros

4 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
O sistema de floculação será composto por três reatores em série e três em paralelo, o que irá proporcionar um total de 09 câmaras de floculação Cálculo do volume de cada câmara de floculação

5 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Cálculo da potência a ser introduzida no volume de líquido Dimensionamento do sistema de agitação

6 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Seleção do sistema de agitação

7 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Diâmetro do rotor selecionado Cálculo da velocidade periférica

8 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Quadro resumo dos cálculos finais

9 DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES MECANIZADOS
Decantador convencional 12,0 m Floculador 2,8 m

10 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

11 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

12 LAY-OUT DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

13 DECANTAÇÃO/SEDIMENTAÇÃO
Definição: Processo de separação sólido-líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.

14 SEDIMENTAÇÃO Classificação dos Processos de Sedimentação
Sedimentação discreta (Tipo 1) Sedimentação floculenta (Tipo 2) Sedimentação em zona (Tipo 3) Sedimentação por compressão (Tipo 4)

15 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL
Sedimentação Floculenta (Tipo II) Decantadores convencionais de fluxo horizontal Decantadores laminares

16 Velocidade de Sedimentação
Força de arraste Empuxo Peso

17 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

18 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

19 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

20 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

21 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

22 SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL

23 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

24 SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)

25 Sedimentação Discreta (Tipo I)
B H L 1 2 Vh Vs

26 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.

27 Floculação e Sedimentação
Água bruta Água coagulada Água floculada dp > dc Partículas sedimentáveis Frequência relativa Diâmetro crítico Diâmetro das partículas

28 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.

29 SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
Com o aumento do diâmetro das partículas há, conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de sedimentação ao longo da altura.

30 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.

31 DECANTADORES CONVENCIONAIS EM ETA’S E ETE’S

32 DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA

33 DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA

34 DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA

35 DECANTADORES CONVENCIONAIS ETA ALTO DA BOA VISTA

36 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.

37 DECANTADORES CONVENCIONAIS PARÂMETROS DE PROJETO
Relação Comprimento/Largura  4 Taxa de escoamento linear (vertedor)  1,8 l/m/s Re  (Verificação) Fr  10-5

38 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

39 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

40 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA

41 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
1 Vh Vs H 2 H/2 B L 02 canais

42 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR
1 Vh Vs H 2 B H/4 L 02 canais n canais

43 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
V0 Vsh l  h Vs w Vsv  Trajetória crítica

44 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
Vsh V0  l Vsv h Vs w  Trajetória crítica

45 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
Vsh V0  l Vsv h Vs w  Trajetória crítica

46 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS
Ap Equação de dimensionamento

47 DECANTADORES DE FLUXO LAMINAR – PLACAS PARALELAS

48 CONVENCIONAL X LAMINAR
Decantador convencional Decantador laminar Sc=1 (Placas planas) Sc=4/3 (Tubos circulares) Sc=11/8 (Tubos quadrados)

49 CONVENCIONAL X LAMINAR ÂNGULO DAS PLACAS

50 CONVENCIONAL X LAMINAR GRANDEZA L (l/w)

51 DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)

52 DECANTADORES LAMINARES ETA RIO GRANDE (SABESP)

53 DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)

54 DECANTADORES LAMINARES ETA CAPIVARI (SANASA)

55 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

56 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

57 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

58 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

59 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS

60 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo da área

61 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Verificação do tempo de detenção hidráulico

62 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Definição da geometria do decantador Admitindo uma relação entre L/B igual a 4, tem-se que:

63 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Verificação da taxa de escoamento superficial Cálculo da velocidade horizontal

64 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do Raio Hidráulico Cálculo do Número de Reynolds

65 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)

66 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m

67 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do comprimento total de vertedor Valor de projeto adotado: 2,5 l/s/m

68 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:

69 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do número de calhas Portanto, vamos adotar um total de 06 calhas, com 9,0 metros de comprimento

70 DIMENSIONAMENTO DE DECANTADORES CONVENCIONAIS
Cálculo do espaçamento entre as calhas

71 FILTRAÇÃO Perda de carga em sistemas de filtração
Fluidificação e expansão de meios filtrantes Lavagem de meios filtrantes Dimensionamento de sistemas de filtração

72 FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
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

73 FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
Água bruta Água coagulada Água floculada dp > dc Partículas sedimentáveis Frequência relativa Diâmetro crítico Diâmetro das partículas

74 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA RIO GRANDE

75 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA RIO GRANDE

76 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
CASA DE QUÍMICA Canal de água coagulada

77 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA GUARAÚ

78 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

79 LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F5 F6

80 FILTRAÇÃO Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida.

81 FILTRAÇÃO Classificação dos Processos de Filtração
Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tratamento Com relação ao sentido de escoamento Com relação ao meio filtrante Com relação ao seu controle hidráulico

82 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tipo de filtração Filtração em membrana Osmose reversa Nanofiltração Ultrafiltração Microfiltração

83 FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA

84 FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA

85 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tipo de filtração Filtração em meio granular Filtros lentos Filtração rápida Filtros de camada profunda

86 FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE

87 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tratamento Filtração convencional Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Água final Filtração

88 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tratamento Filtração direta Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Água final Filtração

89 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tratamento Filtração em linha Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Água final Filtração

90 CONCEPÇÃO DA ETA EM FUNÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA

91 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao sentido de escoamento Filtração descendente Filtração ascendente

92 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao meio filtrante Antracito Areia ou Antracito Antracito Areia Areia Granada Camada simples Dupla camada Tripla camada

93 FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE

94 CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao seu controle hidráulico Taxa de filtração h Altura do nível d’água acima do meio filtrante Antracito Taxa de filtração constante Com variação de nível Sem variação de nível Taxa declinante Areia

95 MATERIAIS FILTRANTES Porcentagem que passa (%) d10 d60 dmenor grão
dmaior grão Diâmetro

96 MATERIAIS FILTRANTES

97 MATERIAIS FILTRANTES

98 FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE

99 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

100 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

101 FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE

102 SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV

103 SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP)

104 SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP)

105 SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP)

106 SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP)

107 CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO
Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado (Geralmente superior a 0,5 UNT)

108 CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO
Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível (Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros) Carreira de filtração com duração superior a 40 horas

109 VISÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Partículas Choques Partículas-Coletores Deposição Processo Físico (Transporte) Processo Químico Estabilidade do Colóide (Coagulação)