Tratamento de Efluentes - Aula 6

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TRATAMENTO DE EFLUENTES 
DOMICILIARES E INDUSTRIAIS 
CCE1741
(Aula 6 – 29/09/2021)
Profa. Rafaela Landeiro
Atividade 2 – Primeira Parte (Prazo final -
13/10)
- Primeira parte da Atividade 2 (5%): Cálculo do volume necessário para um tanque de equalização, indicando
todos os passos realizados (enviar pela sala de aula virtual da Estácio ou via e-mail,
rafaelalandeiro@gmail.com, até o dia 13/10). Os dados para o cálculo estão no slide a seguir.
- Segunda parte da atividade 2 (25%): Prova no dia 06/09, somente no horário da aula, 18:50 às 22:20h. O
link da prova será disponibilizado no início da aula
Atividade 2 (Prazo final - 13/10)
Calcular do volume necessário para um tanque de equalização, 
indicando todos os passos realizados com os dados da Tabela 1 (enviar 
pela sala de aula virtual da Estácio ou via e-mail, 
rafaelalandeiro@gmail.com, até o dia 13/10).
Os passos incluem:
▪ a construção de uma tabela com os valores da vazão média (m3/h),
volume acumulado ao final de cada hora e volume acumulado ao
final de cada hora (utilizando a vazão média.
▪ Apresentação do gráfico utilizando os dados da tabela construída.
▪ Cálculo do volume do tanque de equalização.
Tabela 1: Dados sobre a vazão de um efluente industrial
Equalizador
✓ A equalização de vazão é usada para amortecer os carregamentos,
hidráulicos e orgânico, de uma estação de tratamento de esgoto.
✓ Em alguns casos, ter a equalização da vazão permite que sejam superados
problemas operacionais associados com grandes variações de vazão e
melhorar o desempenho das unidades do processo.
Equalizador: Interpretação dos diagramas
M – Midnight – meia-noite / N – Noon – meio-dia
Diagramas esquemáticos para a determinação do volume de equalização necessário
para os dois padrões típicos de vazão.
O diagrama pode ser utilizado para determinar o volume necessário
de armazenamento para equalização.
A Figura ao lado mostra o volume acumulado e o volume
acumulado médio como uma função da hora do dia.
Para determinar o volume de equalização necessário, tome a
distância vertical entre o volume médio acumulado e a linha
paralela, que é tangente à curva do volume acumulado.
Equalizador:
 Dados fornecidos Dados calculados 
Período Hora Vazão média 
(ft
3
/s) 
Vazão média 
(m
3
/s) 
Conc. Média 
DBO 
(mg/L) 
Fluxo acumulado 
no final do 
período (m
3
) 
Carga de DBO 
(kg/h) 
0 a 1 1 9,7 0,275 150 988,8 148,32 
1 a 2 2 7,8 0,221 115 1784,0 91,44 
2 a 3 3 5,8 0,164 75 2375,2 44,34 
3 a 4 4 4,6 0,130 50 2844,1 23,45 
4 a 5 5 3,7 0,105 45 3221,3 16,97 
5 a 6 6 3,5 0,099 60 3578,1 21,41 
6 a 7 7 4,2 0,119 90 4006,3 38,53 
7 a 8 8 7,2 0,204 130 4740,2 95,42 
8 a 9 9 12,5 0,354 175 6014,5 223,00 
9 a 10 10 14,5 0,411 200 7492,6 295,63 
10 a 11 11 15,0 0,425 215 9021,7 328,76 
11 a 12 12 15,2 0,430 220 10571,2 340,89 
12 a 1 1 15,0 0,425 220 12100,4 336,40 
1 a 2 2 14,3 0,405 210 13558,1 306,13 
2 a 3 3 13,6 0,385 200 14944,5 277,28 
3 a 4 4 12,4 0,351 190 16208,6 240,17 
4 a 5 5 11,5 0,326 180 17380,9 211,02 
5 a 6 6 11,5 0,326 170 18553,2 199,29 
6 a 7 7 11,6 0,328 175 19735,7 206,94 
7 a 8 8 12,9 0,365 210 21050,7 276,16 
8 a 9 9 14,1 0,399 280 22488,1 402,46 
9 a 10 10 14,1 0,399 305 23925,5 438,40 
10 a 11 11 13,4 0,379 245 25291,5 334,67 
11 a 0 12 12,2 0,345 180 26535,1 223,86 
Média Média 10,8 0,307 170 213,37 
 
Determine o volume necessário ao tanque de equalização:
Equalizador: Interpretação dos diagramas
Preencher tabela abaixo para as 24 horas
Equalizador: Interpretação dos diagramas
Preencher tabela abaixo para as 24 horas
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
8 a 9 12 a 1 4 a 5 8 a 9 0 a 1 4 a 5
Hora do dia
C
a
rg
a
 D
B
O
 (
k
g
/h
)
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
V
a
z
ã
o
 (
m
3
/h
)
Carga de DBO equalizado Carga de DBO
Vazão Média horária Vazão média
EFEITO DA EQUALIZAÇÃO NA VAZÃO E DBO
EFEITO DA EQUALIZAÇÃO NA VAZÃO E DBO
Realizar o cálculo da carga de DBO com a
vazão equalizada, para a menor concentração
de DBO e para a maior concentração de DBO.
Verificar a diferença entre estas cargas de
DBO, antes da equalização e após a
equalização.
Tratamento Primário
Remove sólidos inorgânicos e matéria orgânica em suspensão. A DBO é
removida parcialmente e os sólidos em suspensão quase que totalmente.
Pode remover de 40 a 70% dos sólidos em suspensão e cerca de 35% da
DBO5.
Os processos de tratamento primário são os seguintes:
• Decantação primária;
• Coagulação/floculação;
• Flotação.
• Neutralização
• Precipitação química
Tratamento Primário
✓O tratamento físico-químico por coagulação/floculação de águas
residuárias (efluentes) decorrentes dos processos industriais tem sido
empregado, na maioria das vezes, a nível primário, precedendo tratamento
biológico de depuração, objetivando reduzir a carga afluente,
consequentemente, obtendo-se menores dimensões destas unidades.
✓Os curtumes, as indústrias têxteis, as indústrias de celulose e papel são as
que mais empregam este tipo de tratamento associado ao tratamento
biológico.
✓A finalidade principal é a remoção de poluentes inorgânicos, materiais
insolúveis, metais pesados, matérias orgânicas não biodegradáveis, sólidos
em suspensão, cor, etc.
Coagulação
✓ A água pode conter uma variedade de impurezas, destacando-se, entre
estas, partículas coloidais.
✓ As partículas coloidais apresentam carga superficial negativa, impedindo
que as mesmas aproximem-se umas das outras e, assim, permanecendo
no meio líquido, se suas características permanecerem inalteradas.
Fonte :https://www.quimica.com.br/floculacao-poliacrilamidas/3/
Mecanismos que atuam na coagulação
Os coloides que possuem partículas eletricamente carregadas se mantêm estáveis.
A resultante entre as forças repulsivas de Coulomb e forças atrativas de Van der
Waals cria uma barreira de energia que impede a aproximação das partículas
coloidais, pois as forças repulsivas são mais intensas. Essa barreira de energia varia
com o pH (cargas dependentes do pH). A aproximação das partículas a uma
distância necessária para que ocorra floculação ocorre quando o potencial zeta for
nulo; a este ponto chama-se ponto isoelétrico.
O ponto isoelétrico pode ser alcançado pela neutralização das cargas da partícula.
De acordo com a natureza das partículas dispersas no líquido, podem-se classificar os
coloides em:
- Suspensóides ou Hidrofóbicos (estes coloides são bastante instáveis e, portanto
mais fáceis de serem precipitados).
- Hidrofílicos ou emulsóides: (são coloides mais estáveis, portanto necessitam de
uma maior quantidade de eletrólitos para serem precipitados).
Suspensões Coloidais
O que difere uma dispersão coloidal de uma solução verdadeira e de uma suspensão é
principalmente o tamanho das partículas. Enquanto, em uma solução verdadeira, os
íons e moléculas ali dispersos possuem dimensões de apenas poucos Angströns (Å – 1
Å = 10-10 m) as partículas do estado coloidal variam entre 10 a 1000 Å. Em uma
suspensão as partículas são maiores que 10.000 Å.
De acordo com a natureza das partículas dispersas no líquido, podem-se classificar os
coloides em:
- Orgânico: proteínas, amido, matéria orgânica em decomposição.
- Inorgânico: argilas, óxidos metálico.
Suspensões Coloidais
Problemas relacionados ao uso de detergentes –
“Aumento da solubilidade das impurezas em água”
✓ Sabões e detergentes são surfactantes, ou seja, possibilitam que substâncias não
polares, como óleo e graxa se emulsifiquem, e sejam lavados (removidos) com um
solvente polar, a água. Surfactantes são substâncias que aumentam a solubilidade de
uma substância em outra.
Coagulação
✓ Para que as impurezas possam ser removidas, é preciso modificar
algumas características da água e, consequentemente, das impurezas,
através da coagulação.
✓ O processo é muito rápido, variando desde décimos de segundo a cerca
de 100 segundos, dependendo de características como: pH,
temperatura, condutividade elétrica, potencial zeta, cor verdadeira,
carbonoorgânico, turbidez, tamanho e distribuição de tamanhos de
partículas em estado coloidal e em suspensão)
Coagulação
✓ A coagulação, geralmente realizada por sais de alumínio e de ferro,
resulta de dois fenômenos:
- o primeiro essencialmente químico, consiste nas reações do coagulante com a água
e na formação de espécies hidrolisadas.
Coagulação
✓ A coagulação, geralmente realizada por sais de alumínio e de ferro,
resulta de dois fenômenos:
- o segundo, fundamentalmente físico, consiste no transporte das espécies hidrolisadas
para que haja contato com as impurezas (coloidais) presentes na água.
Fonte :https://www.quimica.com.br/floculacao-poliacrilamidas/3/
Reações de hidrólise do íon alumínio hidratado
Problema: Como o Al(H2O)6
3+ é um ácido, ele reage com as bases constituintes da alcalinidade e haverá um
abaixamento do pH. Em águas com baixa alcalinidade, é necessária a utilização de agentes alcalinizantes
simultaneamente ao uso do sulfato de alumínio, de modo a corrigir a alcalinidade e favorecer a ação do coagulante.
Coagulação
✓Alcalinidade da água: A alcalinidade de uma água é uma medida da sua capacidade de
neutralizar ácidos ou absorver íons de hidrogênio sem mudança significativa do pH. As
principais fontes de alcalinidade em águas são: bicarbonatos (HCO3
-), carbonatos (CO3
2-) e
hidróxidos (OH-). A alcalinidade devida a bicarbonatos de Ca, Mg e Na é muito comum em
águas naturais.
✓A presença de alcalinidade é fundamental na etapa de floculação da água, pois os
coagulantes normalmente utilizados necessitam de um teor mínimo de alcalinidade para
promover a formação de flocos.
✓Quando não há um mínimo de alcalinidade na água, utilizam-se agentes alcalinizantes
como, por exemplo, cal, hidróxido de sódio e carbonato de sódio. A alcalinidade total de
uma amostra é normalmente expressa em mg/L de CaCO3.
Coagulação
✓ É a formação de flocos, a agregação, ou a reunião das partículas já desestabilizadas na
etapa de coagulação.
✓ A floculação deve ser iniciada com agitação intensa e, com o tempo, ser abrandada até
se tornar bem lenta. A agitação facilita o choque entre as partículas para formar flocos
maiores.
✓ A floculação pode ser pericinética, quando o choque entre as partículas é resultado do
movimento browniano e da força da gravidade. A energia que provoca o movimento é
de origem interna. Quando a energia que provoca o movimento é externa, diz-se que a
floculação é ortocinética. A velocidade das partículas pode ser gerada pelo próprio
movimento da água, na floculação hidráulica, ou por agitadores mecânicos, na
floculação mecânica.
Floculação