SEDIMENTAÇÃO
A sedimentação é um processo físico de uma ETA ou ETE onde se separam as partículas sólidas em suspensão da água, através da ação da gravidade e da diferença de densidade entre a água e a partícula sólida. A separação propicia a clarificação do meio líquido de menor massa específica e o espessamento do lodo depositado no fundo do sedimentador.
Normalmente, as águas contêm materiais no estado coloidal ou em solução, que não podem ser removidos por sedimentação simples, sendo necessário a adição de coagulante para formar flocos mais densos e que sedimentem com maior facilidade.
Há quatro tipos de sedimentação:
- Discreta;
- Floculante;
- Interferida; e
- Compressão.
Em ETA e ETE estes fenômenos ocorrem em maior ou menor escala numa ou noutra zona dependendo das condições de floculação, que em ETA é um processo físico-químico e em ETE é um processo biológico com concentrações de sólidos em suspensão diferentes em cada caso e que devem ser consideradas para que se obtenha os melhores resultados em clarificação e em espessamento.
De acordo com Hazen e Camp (1953), um tanque (decantador) ideal para sedimentação das partículas em suspensão possui as seguintes premissas e zonas:
- O escoamento deve ser contínuo e não turbulento;
- Não há ressuspensão das partículas depositadas no fundo do tanque;
- Zona de entrada – tem a finalidade de distribuir, por igual, a suspensão sobre a secção transversal, de modo que o fluxo na zona de sedimentação seja o mais laminar possível;
- Zona de sedimentação – as partículas percorrem esta zona com uma certa velocidade de sedimentação, depositando-se no fundo do tanque. Admite-se que nesta zona, que o fluxo de água é permanente e uniforme ;
- Zona de compressão ou de lodo – volume de acúmulo de sólidos abaixo da zona de sedimentação. Nesta zona é onde se processa o espessamento e o acúmulo de lodo deve ser retirado periodicamente, seja de forma manual ou mecânica; e
- Zona de saída – o efluente clarificado deve ser coletado de forma tranquila e adequada para evitar a formação de turbulências que afetariam as etapas citadas anteriormente.
Figura 1 – Zonas observadas em um decantador convencional.
Os decantadores lamelares (Figura 2) são um aperfeiçoamento dos decantadores convencionais e, como o próprio nome indica, proporcionam condições hidráulicas de escoamento muito mais favoráveis do que os decantadores de fluxo horizontal.
Nestes decantadores, o fluxo da água é ascendente e à medida que o fluido passa pelas lamelas, as partículas de maior densidade “escorregam” pelas lamelas em sentido oposto ao da água e acabam se depositando no fundo do decantador.
Usualmente, os módulos tubulares são instalados com uma inclinação entre 50 e 60º, para que o lodo escoe continuamente, sem a necessidade de paradas para limpezas. Ângulos maiores que 60º resultam em menores eficiências, enquanto os ângulos menores que 50º, o lodo não escoa facilmente para o fundo do decantador.
Figura 2 – Exemplo de Decantador tubular vazio (esquerda) e com água (direita).
Os módulos lamelares podem ser tubulares ou de placas em plástico, madeira ou em lona (placas com canais ou placas inclinadas igualmente espaçados, como apresenta a Figura 3, a seguir.
Figura 3 – Exemplo de um módulo tubular que é instalado no decantador.
O dimensionamento de um decantador tubular leva em consideração os mesmos parâmetros e cálculos para um sistema convencional. Ou seja, o dimensionamento se baseia na taxa de escoamento superficial (velocidade de sedimentação = VCS).
Os decantadores tubulares tem larga aplicação em estações de tratamento de água, mas são menos utilizados em ETEs devido à alta concentração de sólidos com que estes sistemas operam.
Em uma ETA, a distribuição de água deve levar em consideração o processo de floculação que a antecede de maneira a impedir a quebra dos flocos nas zonas de transição.
Um exemplo de distribuição de água adequada é feito pela cortina difusora, de forma transversal ao decantador, por meio de tabuas de madeira, paredes de alvenaria ou de concreto de orifícios (Figura 4, a seguir).
Figura 4 – Exemplo de instalação de uma cortina difusora utilizando tabuas de madeira em uma ETA.
A NBR 12.216/92 preconiza algumas condições para o escoamento através das cortinas de distribuição e no caso de uma estação de tratamento de água deve-se respeitar as seguintes condições de escoamento:
- Gradiente de velocidade médio decorrente dos jatos dos orifícios: ≤ 25,0 s-1; e
- Velocidade média de escoamento nos orifícios: 0,10 a 0,30 m/s.
Figura 5 – Esquema de cortina de distribuição de água floculada em decantador convencional.
No caso de decantadores circulares, o escoamento da água no defletor de entrada deverá ter uma baixa velocidade, assim como a taxa sobre o vertedor, para evitar arraste de flocos.
A remoção de lodo pode ser feita de forma contínua, semicontínua ou periódica, com a necessidade de efetuar o tratamento dos resíduos gerados nas ETAs e ETEs.
Figura 6 – Decantador circular típicos de uma ETA ou ETE.
A remoção de lodo pode ser feita de forma manual (Figura 6) ou mecânica (Figura 7), dependendo da tecnologia empregada. Atualmente, com a possibilidade da operação remota (automação) nas estações de tratamento de água e efluente, os decantadores constituídos de removedores mecânicos estão sendo escolhidos em detrimento dos manuais, pois, há uma facilidade operacional.
Figura 7 – Exemplos de removedores mecânicos instalado em uma ETE (esquerda) em uma ETA (direita).
Autor: Luiz Fernando Iervolino – H2O Engenharia
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