Resumo
Definir as condições adequadas do tratamento de água de abastecimento é fundamental para elaboração de projetos de Estações de Tratamento de Água (ETA). Para tanto, é necessária a realização de diversos ensaios de tratabilidade realizados muitas vezes em aparelho Jarteste. Quando estes ensaios são realizados juntamente com filtros de laboratório de areia (FLA), é possível simular, além dos processos de coagulação, floculação e sedimentação, o processo de filtração. Nesta etapa, especificamente, a possibilidade da eficiência do processo pode ser afetada devido às características do próprio filtro, além do meio filtrante e da forma com que é realizado o controle do processo de filtração. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade hidrodinâmica dos FLA no tratamento de águas de turbidez elevada. Os ensaios hidrodinâmicos foram realizados pela a aplicação de sal (NaCl) na forma de pulso. Durante a etapa de filtração, a concentração de sal na água filtrada era medida sistemática e periodicamente a cada 3 s por uma sonda de condutividade com interface Go!link. A partir das curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) obtidas, foi possível aplicar os modelos N-CSTR (N-Continuous stirred-tank reactor), de pequena dispersão e de grande dispersão foram aplicadas. A comparação dos resultados obtidos com a aplicação destes modelos demonstrou que o modelo N-CSTR é aquele que apresentou os melhores resultados, com uma quantidade reatores em série N = 6 na curva real e de N = 35 excluindo-se o encaudamento da curva gerada no ensaio.
Introdução
A definição dos parâmetros utilizados no tratamento de água é indispensável ao funcionamento adequado de um sistema de abastecimento. Diante desta lógica, os ensaios de tratabilidade e, se possível, combinados com testes em instalação piloto, são fundamentais para estabelecer, com critério, os principais parâmetros de projeto a serem utilizados no dimensionamento de uma Estação de Tratamento de Água (ETA).
Conforme Di Bernardo e Dantas (2005) e Libânio (2008), a realização de ensaios de tratabilidade permite definir a dosagem ótima de produtos químicos (coagulantes, alcalinizantes e acidificantes) em conjunto com as melhores as faixas de pH de acordo com o produto utilizado. Além disso, é possível estabelecer quais gradientes médios de velocidade e os tempos de mistura rápida e lenta; aferir quais as velocidades de sedimentação viáveis; e determinar condições da filtração, bem como é possível ponderar as particularidades dos resíduos gerados.
A otimização de parâmetros necessários ao tratamento de água de abastecimento pode ser conseguida pela aplicação de aparelhos e equipamentos, tais como o aparelho Jarteste e os filtros de laboratório de areia (FLA), que simulam os processos de coagulação, floculação, sedimentação ou flotação, e filtração. Entretanto, resultados inconsistentes podem advir do manuseio e preparo inadequado destes equipamentos.
Especificamente em relação aos FLA, as condições de filtração também podem variar. A altura e a granulometria da camada filtrante, a carga hidráulica disponível no filtro e no jarro de Jarteste, os dispositivos para controle de vazão, são alguns fatores que influenciam nessa variação.
Além do mais, segundo Pegoraro (2012), os elementos constituintes de fluidos, atravessam os filtros, na grande maioria dos casos, com velocidades diferentes. Portanto, são necessários diferentes tempos para que estes elementos percorram todo o filtro e a distribuição deste tempo é denominada distribuição do tempo de residência – DTR.
A DTR é uma das principais ferramentas do ensaio hidrodinâmico, pois possibilita aferir quantitativamente a presença de anomalias presentes em um filtro, tais como zonas mortas, caminhos preferenciais, curto-circuito, recirculação do fluido e retromistura (LEVENSPIEL, 2000). Além disso, o ensaio hidrodinâmico permite avaliar o desempenho de filtros não ideias tendo em vista de sua aplicação em otimização de processos, permitindo detectar problemas em unidades em escala de laboratório, piloto ou até mesmo real. Desta forma, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o escoamento nos FLA através de ensaios hidrodinâmicos.
Autores: Guilherme Lelis Giglio e Lyda Patricia Sabogal-Paz.
