Resumo: O estudo do comportamento do escoamento de água através de orifícios tem sido muito útil para a descrição do funcionamento e projeto de importantes estruturas hidráulicas, como reservatórios e Estações de Tratamento de Água (ETAs). Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo hidráulico que possibilita a determinação de dois parâmetros hidráulicos essenciais para o dimensionamento de floculadores de placas: o coeficiente de descarga (Cd) e a relação / . Como resultado desta pesquisa foi possível apresentar uma equação que correlaciona o número de Reynolds (entre 4.000 e 18.000) com o Cd, equação está ainda inédita na literatura atual. Outro ponto importante encontrado foi que a média populacional de Cd em diversas condições hidráulicas foi de 0,758, contrário ao divulgado pela literatura anterior (0,61) e próxima do valor divulgado na literatura mais atual. Encontrou-se também uma correlação e uma equação correlacionando o parâmetro / com número de Reynolds. A faixa de número de Reynolds utilizada neste novo modelo coincide em parte com a faixa trabalhada pelo único modelo até agora existente Di Bernardo & Giorgetti (1980, p. 528– 533). As diferenças entre os valores de / obtidos por ambos os modelos, resultam numa significativa diferença entre os valores do alcance dos jatos, e consequentemente do dimensionamento do floculador. Finalmente, utilizou-se os modelos desenvolvidos no dimensionamento de um floculador de placas composto de três câmaras, com capacidade de 100 m³.h-1, parte integrante de um sistema de floco-flotação.
Introdução: Em virtude da intensificação do processo de eutrofização e dos efeitos das mudanças climáticas um grande número de ETAs no estado do Ceará vem apresentando sérias dificuldades em realizar a potabilização das águas captadas nos corpos hídricos superficiais. As ETAs vêm buscando formas de se readequar aos graves problemas ocasionados pelo decréscimo da qualidade das águas captadas em reservatórios que apresentam, principalmente, alto grau de trofia, alta densidade algal e cor verdadeira elevada. A tecnologia de ciclo completo, por exemplo, que faz uso de decantadores, apresenta limitações para o tratamento de águas muito eutrofizadas, pois os flocos formados pela aglutinação da matéria suspensa e coloidal são, em geral, mais leves e maiores, fatores estes que dificultam a sedimentação. Além de limitações operacionais, é muito comum a ocorrência de problemas como: elevado consumo de produtos químicos, colmatação do leito filtrante, dificuldade em atingir o padrão de turbidez estipulado na legislação vigente, presença de precursores de subprodutos da desinfecção, possibilidade de liberação de toxinas de cianobactérias, presença de sabor e odor, dentre outros. Em alternativa às tecnologias empregadas no processo de potabilização de águas para consumo humano e visando reduzir as dificuldades apresentadas, outras configurações como ciclo completo com flotação, floto-filtração e dupla filtração já são empregadas em algumas ETAs em diversos países. Nesse contexto, a presente pesquisa apresenta uma contribuição, desenvolvida a partir do estudo sobre o comportamento hidráulico de placas de orifícios, componentes de um floculador que, associado à flotação, compõem uma unidade integrada denominada de floco-flotador por ar dissolvido (FFAD). Tal arranjo, constitui uma alternativa compacta que se mostrou eficaz no tratamento de águas oriundas de efluentes de ETAs e de lagoas de estabilização em ensaios realizados em escala piloto. Por ser um equipamento recentemente desenvolvido, não há ainda modelos hidráulicos específicos para essa unidade de tratamento que permitam o dimensionamento do mesmo em escala real, razão pela qual o presente trabalho enfatizou a elaboração de modelos que permitem a determinação dos parâmetros hidráulicos coeficiente de descarga e da razão / (relacionada às dimensões dos cones formados pela passagem do líquido pelos orifícios). Nos modelos desenvolvidos, Cd e / 18 estão relacionados ao número de Reynolds, sendo ambos os parâmetros necessários para a determinação do gradiente de velocidade na unidade de floculação.
Autores: ANTONIA SAMYLLA OLIVEIRA ALMEIDA.
Leia o estudo completo: Modelagem hidráulica de floculador de placas de orifícios
