Vinicius-Fonseca-Silvestre---TCC--2019

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA 
DE FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO EM 
EFLUENTE DE INDÚSTRIA TÊXTIL 
VINICIUS FONSECA SILVESTRE 
NATAL- RN, 2019 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA 
DE FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO EM 
EFLUENTE DE INDÚSTRIA TÊXTIL 
VINICIUS FONSECA SILVESTRE 
 Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao curso de Engenharia 
Mecânica da Universidade Federal do 
Rio Grande do Norte como parte dos 
requisitos para a obtenção do título de 
Engenheiro Mecânico. 
Orientador(a): Profª Drª Débora 
Machado de Oliveira Medina 
Coorientador: Prof. Dr. Gabriel Ivan 
Medina Tapia. 
NATAL - RN 
2019 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE SISTEMA 
DE FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO EM 
EFLUENTE DE INDÚSTRIA TEXTIL 
VINICIUS FONSECA SILVESTRE 
Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso 
Prof. Dr. Debora Machado de Oliveira Medina ___________________________ 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Orientadora 
Prof. Dr. Gabriel Ivan Medina Tapia ________________________________ 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte- Coorientador 
Prof. Dr. Thercio Henrique de Carvalho Costa ___________________________ 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Avaliador Interno 
Msc. Daniel Soares da Silva ___________________________ 
Ecoeng Consultoria e Serviços Ltda. - Avaliador Externo 
NATAL, 25 de Novembro de 2019. 
i 
Agradecimentos 
Agradeço primeiramente aos meus pais e minha querida irmã, que sempre 
me incentivaram em todos os desafios, e sempre fizeram de tudo para que eu tivesse 
as devidas condições de realizar meus sonhos. 
A minha orientadora Profª Drª Debora Machado de Oliveira Medina e ao meu 
coorientador Prof. Dr. Gabriel Ivan Medina Tapia pela paciência, pela oportunidade de 
realizar um trabalho tão enriquecedor e pelos ensinamentos. 
A Sabrina Suelen de Oliveira por sempre acreditar em mim, me animar nos 
momentos ruins e ser uma pessoa tão incrível. 
Aos amigos que fiz no ensino fundamental, mas que levo para vida, João 
Daniel, Lucas Cunha, Lucas Duarte, Carlos Morais e Caio Chaves. 
Aos amigos que tive a oportunidade de fazer na universidade, Haroldo Viana, 
Vitor Fassanaro, Rhayssa Carla, Rômulo Pontes, Gabriel Baumann, Igor Matheus, 
Hélyda Valeria, Beatriz Sena e todos os outros. 
 
 
ii 
Silvestre, V. F. Concepção e Dimensionamento de Sistema de Flotação por Ar 
Dissolvido em Efluente de Indústria têxtil. 2019. 56 p. Trabalho de Conclusão 
de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte, Natal-RN, 2019. 
Resumo 
A indústria têxtil consome grandes volumes de água em seus processos, desde as 
etapas de produção da fibra até o beneficiamento. Os efluentes gerados pelo setor 
têxtil, em geral apresentam alta carga poluidora, devido à grande presença de 
produtos químicos e a alta concentração de sólidos totais. Um dos métodos 
utilizados em larga escala na indústria para tratamento desses efluentes é a 
flotação por ar dissolvido (FAD), a qual corresponde a um método de separação 
de fases amplamente utilizado em tratamento de efluentes e de água, que consiste 
na separação de partículas em suspensão através da sua aderência a microbolhas 
de ar. Esse processo, deve ser precedido por um pré-tratamento: coagulação e/ou 
floculação pois tais etapas garantem uma maior eficiência da flotação. Este 
trabalho teve como objetivo, realizar o dimensionamento de um sistema de FAD 
para efluentes da indústria têxtil levando em conta condições locais de temperatura 
e pressão, bem como vazão e qualidade dos efluentes têxteis gerados nas 
indústrias têxteis localizadas no Rio Grande do Norte. Após o dimensionamento, 
foi realizado o projeto do sistema levando em conta disponibilidade dos materiais 
no mercado, construção e fácil acesso para a manutenção do sistema. Em 
consonância com o que fora apresentado, conclui-se que o projeto realizado foi de 
extrema importância para a obtenção de novos conhecimentos multidisciplinares 
relacionados a tratamento de efluentes, e especialmente, FAD, podendo-se chegar 
a um modelo de sistema genérico para tratamento de efluentes para empresas de 
grande porte do setor têxtil. 
Palavras-chave: Flotação. Dimensionamento.Projeto. Efluente têxtil. 
 
iii 
Silvestre, V. F.Conception and Sizing of a Textile Wastewater Dissolved Air 
Flotation System. 2019. 56 p. Conclusion work project (Graduate in Mechanical 
Engineering) - Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2019. 
Abstract 
The Textile industry consumes large volumes of water in their processes, from fiber 
production to fabric processing. The wastewater generated by the textile sector, in 
general, present a high polluting load, due to the great presence of chemicals and 
the high concentration of total solids. One of the industry-wide methods used for the 
treatment of these effluents is Dissolved Air Flotation (DAF), 
which corresponds to a phase separation method widely used in effluent and water 
treatment, which consists in the separation of suspended particles by their 
adherence to microbubbles.This process should be preceded by a pretreatment: 
coagulation and / or floculation as these steps guarantee a greater flotation 
efficiency. The objective of this work was to perform the design of an DAF system 
for textile effluents, using as a reference the model developed by Edzwald (1990) 
taking into account local temperature and pressure conditions, as well as flow and 
quality of the generated textile effluents in the textile industries located in Rio 
Grande do Norte. After sizing, the system was designed taking into account the 
availability of materials in the market, construction and easy access for system 
maintenance. Thefore, it can be concluded that the project was extremely important 
to obtain new multidisciplinary knowledge related to effluent treatment, and 
especially, DAF, and it is possible to arrive at a generic system model for treatment 
of wastewater. effluents for large companies in the textile sector. 
 
 
Keywords: Flotation. Sizing. Project. Textile wastewater. 
 
iv 
Lista de Ilustrações 
Figura 2.1 – Classificação das fibras têxteis ............................................................... 5 
Figura 2.2 - Esquema de uma máquina de estamparia rotativa ................................ 17 
Figura 2.3 - Despejos provenientes do processamento de tecidos de algodão e 
sintéticos. .................................................................................................................. 18 
Figura 2.4 - Diagrama sistema com fluxo contínuo em modo de recirculação 
pressurizada .............................................................................................................. 25 
Figura 2.5 - Esquema do tanque de flotação de um sistema de FAD ....................... 26 
Figura 3.1 – Gráfico Volume de ar dissolvido na água em função da pressão 
manométrica de saturação ........................................................................................ 30 
Figura 4.1 - Representação da vista lateral do sistema de FAD 3D .......................... 37 
Figura 4.2 - Representação da vista frontal do modelo FAD em corte ...................... 38 
Figura 4.3 - Vista isométrica do modelo FAD ............................................................ 39 
 
v 
Lista de Tabelas 
Tabela 2.1 - Tipos de Engomantes ............................................................................. 8 
Tabela 2.2 - Tipos de lubrificantes utilizados............................................................... 9 
Tabela 2.3 - Auxiliares utilizadosna formulação de goma ........................................ 10 
Tabela 2.4 - Redução da DQO (em mg/l) em consequência da desengomagem 
oxidativa .................................................................................................................... 12 
Tabela 2.5 - Volume dos despejos provenientes de uma indústria de tecidos de raiom 
viscose, algodão, poliéster-algodão e de poliéster-nylon .......................................... 20 
Tabela 2.6 - Características dos despejos do processamento de algodão ............... 21 
Tabela 3.1 - Constantes da lei de Henry para o ar .................................................... 28 
Tabela 3.2 - Densidade do ar saturado a diversas temperaturas .............................. 29 
Tabela 4.1 - Tabela de dimensionamento do modelo de Flotação por Ar Dissolvido 36 
 
 
vi 
Lista de abreviaturas e siglas 
DQO – Demanda Química de Oxigênio 
DBO – Demanda Biológica de Oxigênio 
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente 
ABIT – Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de Confecção 
SEBRAE - Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas 
PNRH – Política Nacional de Recursos Hídricos 
 
 
vii 
Lista de símbolos 
𝑟 – Taxa de recirculação 
𝑞 – Vazão de retorno (m³/h) 
𝑄 – Vazão do efluente (m³/h) 
𝑃 – Pressão absoluta do sistema (atm) 
𝐾𝐻–Constante da Lei de Henry para ar em diferentes temperaturas 
((mg/L)/atm) 
𝜂 – Eficiência do tanque de saturação 
𝑞𝑎𝑟– Vazão de ar necessária para FAD (m³/h) 
𝐶𝑟– Concentração de massa de ar por unidade de volume de efluente (m³/m²) 
𝐶𝑎𝑡𝑚– Concentração de ar na água de recirculação na saída do tanque de 
saturação (m³/m²) 
𝜌𝑠𝑎𝑡– Densidade de ar saturado (kg/m³) 
𝜑𝑏– Volume de ar liberado na zona de contato 
𝑁𝑏– Numero de bolhas liberadas 
𝑉 – Taxa de escoamento superficial (m³/m² ∙ dia) 
𝐿– Carga Hidráulica (kg/s ∙ m²) 
𝑑𝑛𝑏– Diâmetro das bolhas (m) 
𝑉𝑐𝑎𝑣– Velocidade para que haja diferencial de pressão (m/s) 
𝐾– Coeficiente de perda de carga na passagem 
𝜎 – Coeficiente de cavitação 
𝑃𝑣 – Pressão de vapor 
 
viii 
Sumário 
 
1 Introdução .................................................................................................... 1 
2 Revisão Bibliográfica ................................................................................... 3 
2.1 Indústria Têxtil ....................................................................................... 3 
2.2 Descrição dos processos industriais ..................................................... 4 
2.2.1 Tipos de fibras têxteis ..................................................................... 4 
2.2.2 Fiação ............................................................................................. 5 
2.2.3 Tecelagem ...................................................................................... 6 
2.2.4 Processo de engomagem ............................................................... 7 
2.2.5 Beneficiamento ............................................................................. 11 
2.2.6 Desengomagem ........................................................................... 11 
2.2.7 Mercerização ................................................................................ 13 
2.2.8 Purga ............................................................................................ 13 
2.2.9 Alvejamento .................................................................................. 14 
2.2.10 Tingimento .................................................................................. 14 
2.2.11 Estamparia e Acabamento final .................................................. 16 
2.3 Caracterização dos efluentes .............................................................. 18 
2.4 Flotação .............................................................................................. 22 
2.4.1 Coagulação e Floculação ............................................................. 22 
2.4.2 Flotação por Ar Dissolvido ............................................................ 23 
2.4.3 Tanque de flotação e Vaso de Saturação..................................... 25 
3 Metodologia ............................................................................................... 27 
3.1 Dimensionamento Saturador............................................................... 29 
3.2 Formação das microbolhas ................................................................. 31 
3.3 Dimensionamento de tanques de flotação .......................................... 31 
4 Resultados ................................................................................................. 33 
4.1 Planilha de Dimensionamento ............................................................. 33 
ix 
4.2 Modelagem do sistema 3D.................................................................. 37 
5 Considerações Finais ................................................................................ 40 
5.1 Sugestão para trabalhos futuros ......................................................... 40 
6 Referências ............................................................................................... 42 
7 Anexos ....................................................................................................... 46 
 
 
 
1 
1 Introdução 
A escassez de água potável é um problema que atinge o Brasil e diversos 
países ao redor do mundo, prejudicando o desenvolvimento sustentável, facilitando a 
transmissão de doenças e reduzindo a qualidade de vida das populações. 
Uma das áreas mais afetadas pela escassez de água no Brasil é a região 
nordeste, onde o fenômeno da seca é causado pelo clima semiárido além de questões 
sociopolíticas. Entretanto, o fenômeno da falta de água também atinge outras regiões 
do país, um exemplo disso foi a crise hídrica no estado de São Paulo entre 2014 e 
2016 ocasionada pela má gestão dos recursos hídricos pela Companhia de 
Saneamento do Estado de São Paulo (BARIFOUSE,2014). 
Uma das alternativas para amenizar os efeitos decorrentes do fenômeno da 
escassez hídrica é o reuso do efluente tratado, seja ele doméstico ou industrial. Um 
exemplo de utilização de reuso de efluente tratado é apresentado no projeto 
Aquapolo1, que é considerado o maior empreendimento para produção de água de 
reuso industrial na América do sul e fornece água para reuso para Polo Petroquímico 
da região do ABC Paulista. 
No Brasil a Lei n° 9.433 /1997 estabeleceu a Política Nacional dos Recursos 
Hídricos, que ficou conhecida como Lei das Águas que tem como principal avanço a 
criação de instrumentos para gestão dos recursos hídricos. Essa lei possui diversos 
instrumentos, um deles é o enquadramento dos corpos de água estabelecido pelo 
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) por meio da Resolução nº 357/2005. 
Esta resolução também estabelece padrões de qualidade para lançamento de 
efluentes em corpos de água, nesse aspecto é importante ressaltar que a Resolução 
sofreu alterações e complementações ao longo dos anos apresentados na 
Resoluções Conama n° 397/2008 e n° 430/2011. 
 A indústria têxtil utiliza grandes volumes de água em seu processamento sendo 
este um dos principais insumos (BELTRAME, 2000). Estima-se que a produção de 1 
tonelada de produto têxtil consuma de 200 a 270 toneladas de água (SILVA 
FILHO,1994). Segundo o autor, o efluente gerado traz consigo uma alta carga 
poluidora, uma vez que cerca de 90% dos produtos químicos utilizados no 
 
1 Disponível em < https://www.aquapolo.com.br/quem-somos/sobre-o-aquapolo/> 
https://www.aquapolo.com.br/quem-somos/sobre-o-aquapolo/
2 
beneficiamento têxtil são eliminados após cumprirem seus objetivos. Outro aspecto 
que deve ser levado em conta a respeito do efluente têxtil é a presença de grandes 
quantidades de sólidos totais decorrentes dos processos de purga, desengomagem e 
tingimento. 
Nocontexto citado acima segundo Silvestre (2018), a flotação por ar 
dissolvido (FAD) acaba se tornando uma alternativa viável para tratamento de águas 
de abastecimento e efluentes industriais que apresentam grandes quantidades de 
sólidos totais. A FAD é o método de flotação mais utilizado no tratamento de efluentes 
industriais (RUBIO et al., 2002). Segundo Edzwald (1995) o sistema de FAD pode ser 
aplicado na separação mineral, na clarificação de efluentes da indústria de papel, em 
combinados de esgoto e água de chuva, no tratamento de águas para abastecimento, 
entre outros. 
 O método consiste na injeção de microbolhas de ar no efluente a ser tratado, 
promovendo o arraste de materiais em suspensão que são menos densos que a água 
e têm maior facilidade de acúmulo na superfície líquida, como óleos e gorduras. 
Segundo Schofield (2001), as principais vantagens provenientes da FAD em 
sistemas de clarificação são: unidades compactas; utilização reduzida de produtos 
químicos, muitas vezes não requer necessidade de auxílio de polímeros; 
relativamente robusto às variações hidráulicas e de qualidade do efluente. Entretanto, 
o autor também apresenta as desvantagens do sistema FAD, sendo elas: precisa da 
utilização de energia elétrica para funcionamento; altos custos de serviço; grande 
número de variáveis no controle do processo, entre outros. 
Este trabalho teve como objetivo a realização de um dimensionamento 
utilizando-se de parâmetros empregados na indústria têxtil de grande porte do 
município de Natal - Rio Grande do Norte para modelo FAD, levando em conta fatores 
de projeto como vazão de entrada do efluente, pressão atmosférica local, temperatura, 
densidade de ar saturado, vazão de retorno, eficiência do saturador, constante da Lei 
de Henry, concentração de massa de ar no efluente, concentração de ar na água de 
recirculação, diâmetro de bolha, entre outros. Após o dimensionamento do sistema, 
foi realizado o modelamento do projeto com a utilização de software de CAD. 
 
3 
2 Revisão Bibliográfica 
Para o entendimento do dimensionamento do projeto e consequentemente 
sua modelagem, é imprescindível o entendimento dos processos que são realizados 
na indústria têxtil, as características destes efluentes e o sistema de tratamento 
selecionado. 
2.1 Indústria Têxtil 
O Brasil possui um segmento têxtil muito amplo, que vai da produção e 
beneficiamento da matéria prima (lã, algodão e entre outros), vestuário, até 
desenvolvimento de novas tecnologias e maquinário. Com base nesse contexto, é 
preciso considerar que: 
A cadeia têxtil produziu em 2015 aproximadamente R$131 bilhões, que é 
equivalente a 5,8% do valor total da produção da indústria brasileira de 
transformação, aí excluídas as atividades de extração mineral e construção 
civil, que complementam o setor secundário da economia (SEBRAE, 2015, 
p.18) 
O estudo citado acima reforça a influência deste setor no cenário da economia 
nacional. Além disso, segundo a Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de 
Confecção – ABIT, em 2019, o Brasil possui a maior cadeia produtiva integrada do 
hemisfério ocidental. 
Além de grande importância na economia nacional, o setor têxtil influencia na 
geração de empregos e receita na economia do estado do Rio Grande do Norte. 
Segundo o estudo da Competitividade dos Setores Têxtil e Confeccionista no Estado 
do Rio Grande do Norte elaborado em 2015 pelo Sebrae, a indústria têxtil e 
confeccionista no Rio Grande do Norte movimenta cerca de R$4,7 bilhões anualmente 
e gera cerca de 45 mil empregos, seja de forma direta ou indiretamente. Além disso, 
a produção de peças de vestuário do Rio Grande do Norte representa 3,4% do 
montante produzido no país. 
Das centenas de empresas estabelecidas no estado do Rio Grande do Norte, 
vale-se destacar as seguintes empresas: Hering, Vicunha Têxtil e Guararapes. A 
primeira empresa citada foi fundada em 1880 no estado de Santa Catarina, e veio 
estabelecer suas atividades na cidade de Parnamirim em 2000. A Vicunha têxtil é a 
4 
maior produtora de Denim da América do Sul com unidades espalhadas nos estados 
do Ceará, Rio Grande do Norte e São Paulo, além de uma fábrica no Equador e filiais 
de vendas na América do Sul (Argentina) e Europa (Suíça). A Guararapes é uma 
empresa iniciada no estado do Rio Grande do Norte, e é referência nacional em 
diversas áreas do mercado e conta com mais de 200 000 m² de área construída no 
estado. 
2.2 Descrição dos processos industriais 
O processamento têxtil pode ser basicamente resumido em Fiação, 
Tecelagem e Acabamento (BELTRAME, 2000). A fiação pode ser definida como 
processo da fibra crua em fios ou tecidos não acabados, é uma operação mecânica e 
não gera efluentes. Os efluentes do setor têxtil são formados na engomagem das 
fibras e nos diferentes processos de acabamento. 
2.2.1 Tipos de fibras têxteis 
As fibras têxteis podem ser classificadas em dois grandes grupos: naturais e 
sintéticas, conforme apresentado a figura 2.1. As fibras naturais podem ser de origem 
vegetal (algodão, juta, cânhamo, rami, sisal e linho), origem mineral (amianto) ou de 
origem animal (seda e lã). As fibras sintéticas, por sua vez, dividem-se em polímeros 
naturais (raion viscose, raion acetato) e polímeros sintéticos (acrílico, elastano, 
poliamida, poliéster) (BELTRAME, 2000). 
5 
 
Figura 2.1 – Classificação das fibras têxteis 
(Fonte:Alcântara e Daltin,1995) 
O Brasil, e principalmente o Nordeste, se destaca pela alta produção de fios 
de algodão. Isto deve-se ao fato de ser esta a matéria prima mais frequente, ter 
excelente absorção, ser agradável ao uso e possuir preços acessíveis (BELTRAME, 
2000). Segundo Gorini (2000), o Brasil é o terceiro maior produtor mundial de malhas 
com predominância de algodão, somente atrás dos Estados Unidos e da Índia, e por 
isso, os processos com algodão tiveram ênfase dada por este trabalho. 
2.2.2 Fiação 
O processo de fiação é iniciado com o algodão na forma de fardos e depois 
de abertos, segue para o batedor, onde a desagregação das fibras e a limpeza 
ocorrem. Dependendo da aplicação, pode-se ter mistura de fibras no batedor 
entretanto, como estas possuem características diferentes não se misturam 
(BELTRAME,2000). 
No processo de fiação, ocorre atrito entre as fibras com outros materiais que 
acabam gerando cargas elétricas superficiais. E o resultado destas cargas é a 
repulsão entre as fibras, provocando a expulsão das fibrilas em forma de pó. O pó 
acaba sendo retirado com a inserção de óleos lubrificantes (BELTRAME,2000). 
6 
Segundo a autora, a etoxilação ou adição de emulsionantes tem a finalidade de tornar 
estes óleos solúveis em água para facilitar a remoção por lavagem. Logo após, as 
fibras são retiradas desse banho com óleo, e cardadas onde seguem para o próximo 
processo. 
Depois disso as fibras são paralelizadas e ocorre a remoção das fibras curtas. 
A manta é estirada e sai da carda em forma de fitas. Em seguida as fitas são juntadas 
no passador e conduzidas a maçaroqueira. Na maçaroqueira elas sofrem estiramento 
e redução da massa por metro unitário .Com isso, o pavio segue para os filatórios 
onde são estirados e torcidos resultando no fio. 
2.2.3 Tecelagem 
A Tecelagem pode ser classificada em três tipos: tecelagem de tecido plano, 
tecelagem de tecido de malha e tecidos não tecidos. 
De acordo com a norma NBR13370, não tecido é uma estrutura plana, flexível 
e porosa, constituída de véu ou manta de fibras ou filamentos, orientados 
direcionalmente ou a acaso, consolidados por fricção (processo mecânico) e/ou 
adesão (processo químico) e ou coesão (térmico) e combinação destes. Outra forma 
de obtenção de não tecidos é a adição direta das fibras á emulsão de polímeros, 
formando uma suspensão que é depositada na forma de filme e secada (BELTRAME, 
2000). Estes produtos tem grande aplicação na produção de fraldas descartáveis, 
absorventeshigiênicos, produtos hospitalares e produtos industriais (ALCÂNTARA E 
DALTIN, 1995). 
A tecelagem de tecido de malha consiste no entrelaçamento de fios em forma 
de laçadas, feitas por um conjunto de agulhas com um só fio que corre em forma de 
espiral (BELTRAME, 2000). Para reduzir o coeficiente de atrito e diminuir as tensões 
na tecelagem de tecidos de malha, é recorrente que haja lubrificação dos fios ou 
parafinação, reduzindo as tensões existentes. 
Os tecidos planos são caracterizados por entrelaçamento dos fios de trama 
que entram no tear no sentido transversal, com os fios que entram na máquina de tear 
no sentido longitudinal chamados de urdume formando ligamentos com ângulo de 90°. 
Os fios de urdume sofrem maior atrito devido a tração ocasionada devido a velocidade 
7 
dos teares, e por isso, devem ser reforçados pelo processo da engomagem 
(BELTRAME,2000). 
2.2.4 Processo de engomagem 
Segundo Beltrame (2000), A engomagem consiste na impregnação e 
revestimento dos fios de urdume com susbstâncias que formam um filme. O intuito da 
formação deste filme é de aumentar a resistência mecânica pela melhor adesão entre 
as fibras. A maior adesão entre as fibras torna o fio mais liso, e diminui as tensões e 
atritos sofridos, pois não possui fibras projetadas. 
De modo geral a goma deve ter (ALCÂNTARA E DALTIN,1995): 
• Poder de adesão adequado à fibra; 
• Poder de coesão; 
• Boa capacidade de formação de película; 
• Elasticidade e resistência a ruptura; 
• Resistência à abrasão; 
• Boa fluidez; 
• Bom poder de penetração; 
• Flexibilidade e maleabilidade; 
• Impor lubrificação aos fios engomados; 
• Ser razoavelmente hidroscópica; 
• Ser resistente ao mofo; 
• Ser facilmente retirada; 
• Ser econômica. 
As substâncias engomantes que são utilizadas na produção industrial são 
apresentadas na tabela 2.1 
 
8 
Tabela 2.1 - Tipos de Engomantes 
ENGOMANTE 
PRINCIPAL 
ALGODÃO LÃ 
MISTURA 
DE 
POLIESTER 
(1) 
ACRÍLICO 
ACETATO 
E NYLON 
POLIÉSTER 
Amido (2) X X X X 
CMC (3) X X X X 
PVA (4) X X X X X 
PVAc (5) X X X X X 
Poliacrilatos 
poliésteres 
X X X X X X 
(1) Misturas de poliéster com algodão, lã e/ou viscose; (2) Amido e seus derivados; CMA 
(carboximetilamido), amido etoxilado e amido hidroxilado; (3) Carboximetilcelulose; (4) Álcool 
polivinílico; (5) Acetato de polivinila. 
(Alcântara e Daltin,1995) 
De acordo com Beltrame (2000), o amido de milho ainda é o mais utilizado 
como agente engomante, e é aplicado após os tecidos serem cozidos em água. 
Devido a necessidade de aplicação de agentes auxiliares para a melhora do 
desempenho, o amido acaba não sendo o mais indicado para aplicações em geral. 
Além disso, apresenta problemas para a retirada do tecido e aumenta a DBO do 
efluente. 
Outro engomante que também é utilizado no processo é o álcool polivinílico, a 
carboximetilcelulose, carboximetilamido ou poliacrilatos. Existem misturas de amido 
com poliacrilatos, que são denominadas de “blends”. De acordo com Alcântara e Daltin 
(1995), essas misturas aumentam a adesividade da goma e impedem a formação do 
pó, e os “blends nobres” são misturas sem amidos que são hidrossolúveis, que acaba 
facilitando o processo de retirada posteriormente. 
A composição da goma utilizada no processo de engomagem é um assunto 
complexo, que envolve diversas variáveis como a qualidade desejada do fio, a matéria 
prima, o tipo de tecido desejado na saída e o tipo de equipamento utilizado. 
Geralmente a goma utiliza cerca de 5 a 6% de lubrificantes para a proteção da película 
e deslizamento do fio, porém este valor pode variar com a fibra, como é apresentado 
na tabela 2.2. Os auxiliares de engomagem são utilizados em uma proporção de 1 a 
9 
2%, e tem como função o aumento de características específicas do fio, como 
apresentado na tabela 2.3. 
Tabela 2.2 - Tipos de lubrificantes utilizados 
SUBSTRATO AGENTES LUBRIFICANTES 
100% Algodão; 
Algodão Poliéster; 
Poliéster/viscose 
- Sebo e derivados (Hidrogenados ou 
sulfatados) 
- Ácidos graxos e derivados (ésteres de 
glicerina, de ácido esteárico, oleico ou de sebo) 
- Parafinas 
 
100% Nylon 
100% Poliéster 
- Óleos minerais emulsionados ou etoxilados 
(Fonte: Alcântara e Daltin,1995) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
Tabela 2.3 - Auxiliares utilizados na formulação de goma 
PRODUTO FUNÇÃO 
BASES QUÍMICAS MAIS 
USADAS 
Fluidificante 
Melhora a viscosidade da 
goma 
Persulfato de sódio 
Penetrante 
Facilita a penetração de goma 
no fio; usado basicamente 
para amido 
Dioctilsulfosuccinato de sódio; 
Glicose 
Agente após enceragem 
Aplicado em um banho após a 
engomagem. Funciona como 
lubrificante de superfície 
Sebo hidrogenado; 
Óleos vegetais etoxilados ou 
sulfatados; 
Ceras de polietileno 
Reforçados de películas 
Melhora a resistência da 
película de amido 
Carboximetilcelulose (CMC) 
Álcool polivinílico (PVA) 
Carboximetilamido (CMA) 
Poliacrilatos 
Plastificante (geralmente 
para fios sintéticos) 
Aumenta adesividade da goma 
ao fio e sua elasticidade 
Trietilenoglicol; 
Poliacrilatos; 
PVA 
Agente higroscópico 
Mantém a umidade do fio 
engomado para evitar a 
descolagem da goma e 
formação de pó durante a 
tecelagem 
Uréia; 
Polietilenoglicol de alto peso 
molecular; 
Sorbitol; 
Glicerina; 
Glicose 
Antiespumante 
Evita extravasão do banho por 
formação de espuma 
Suspensão de estearato de 
alumínio em óleos minerais; 
Álcoois graxos fosfatados; 
Microemulsão de silicone 
Agente Antimofo 
Evita ataque microbiológico 
aos urdumes engomados 
Sál sódico de orto-fenil-fenol; 
Formol; 
Benzoatos; 
(Fonte: Alcântara e Daltin,1995) 
O processo de engomagem dos fios de urdume é realizado em uma máquina 
denominada engomadeira, em um processo contínuo. Os fios são desenrolados e 
mergulhados em banho contendo a goma, lubrificantes e auxiliares. Na saída da 
máquina os fios são espremidos para que o excesso de goma seja removido, e são 
enviados para prensagem aonde são secos em rolos aquecidos. 
11 
2.2.5 Beneficiamento 
De forma geral, o beneficiamento têxtil tem como intuito melhorar as 
características físico-químicas do tecido quanto à aparência, capacidade de absorção 
de água e aumento da resistência. O beneficiamento é classificado em três tipos: 
beneficiamento primário, secundário e terciário. 
O beneficiamento primário recebe este nome pois geralmente são os 
primeiros tratamentos recebidos pelo tecido após a saída do tear, e são necessários 
para qualquer tingimento, estampagem ou acabamento que seja efetuado no tecido. 
O processo consiste em operação de limpeza para eliminação de óleos e aditivos 
utilizados nos processos de tecelagem. Dentro desta classificação se encontram os 
processos de desengomagem, purga, mercerização e alvejamento que serão 
apresentados ao longo deste trabalho. 
O beneficiamento secundário consiste no processo de tingimento do tecido, 
que pode ser definido como processo no qual os corantes são aplicados ao material 
têxtil (TWARDOKUS, 2004). 
O beneficiamento terciário consiste na eliminação das substâncias que não 
reagiram com a fibra do fio, que para garantir maior solidez no produto final, devem 
ser removidas. O fio é amaciado com a utilização de produtos amaciantes (graxas 
especiais, gorduras), que tem como função melhorar o fio. 
2.2.6 Desengomagem 
A primeira etapa do processo de beneficiamento é denominada 
desengomagem, que tem como intuito a remoção da goma que se encontra no tecido 
com intuito de torna-lo mais absorvente. 
O fator de extrema importância para este processo é a escolha da formulação 
da engomagem. De acordo com Alcântara e Daltin (1995), a utilização de produtos 
solúveis em água como a carboximetilcelulose, carboximetilamido ou poliacriato 
conseguem ser facilmente removidos com simples lavagem do tecido com tensoativo, 
este processo é denominado de ensaboamento. Segundo Patza (2006),a forma mais 
utilizada para medir a quantidade de matéria orgânica presente no efluente é através 
12 
da determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), e este parâmetro mede 
a quantidade de oxigênio necessária para estabilização biológica da matéria orgânica. 
Outra forma de medir a quantidade de matéria orgânica indiretamente é 
através da DQO (Demanda Química de Oxigênio) (PATZA,2006). Segundo o autor, 
este ensaio laboratorial determina a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a 
fração orgânica presente em uma amostra, e envolve todos os tipos de demandas de 
oxigênio, incluindo DBO. 
Entretanto, se a goma utilizada for de fórmula que tenha como base o amido, 
será necessário a realização da degradação por enzimas (amilase) ou por oxidação 
com peróxidos. A principal vantagem da desengomagem oxidativa é a redução da 
relação Demanda Química de Oxigênio /Demanda Biológica de Oxigênio do efluente 
(Hickman,1993). 
A relação entre DQO/DBO é de extrema importância para o processo de 
escolha do tratamento de efluentes adequado, uma redução no valor da razão pode 
ocasionar em um tratamento diferente, havendo a possibilidade dos custos do sistema 
variarem e o consumo de elementos de dosagem também. A redução do da Demanda 
Química de Oxigênio é apresentada na tabela 2.4. 
Tabela 2.4 - Redução da DQO (em mg/l) em consequência da desengomagem 
oxidativa 
 3 ° Estágio 2 ° Estágio 1°Estágio 
Degradação por enzimas 95 800 
Ensaboamento/ desengomagem 
oxidativa 
59 400 91 290 
Alvejante 11 000 22 100 191 000 
TOTAL 166 200 113 390 191 000 
(Fonte:Hickman,1993) 
A tabela 2.4 mostra que a remoção da DQO no primeiro estágio ocorre apenas 
devido a utilização do alvejante. Já no 2° estágio, a remoção de DQO é causada pelo 
processo de desengomagem oxidativa e de alvejante. No terceiro estágio, a remoção 
de DQO é aumentada com a degradação por enzimas. A degradação realizada pelas 
enzimas é de extrema importância para as etapas do tratamento de efluentes 
provenientes da desengomagem, e a redução do número de processos reduz o 
13 
impacto ambiental causado pelo efluente, além de reduzir os custos relacionados a 
esses sistema. 
2.2.7 Mercerização 
A Mercerização é o processo geralmente aplicado a tecidos de algodão ou de 
linho, e consiste no mergulho do tecido em uma solução de hidróxido de sódio 
concentrado a temperaturas de até 18°C. A mercerização confere ao material têxtil 
celulósico características como (ALCÂNTARA E DALTIN, 1995): 
• Brilho acentuado, uma vez que deixa as fibras mais esticadas 
aumentando reflexão; 
• Maior afinidade aos corantes, devido ao inchamento do fio; 
• Superfície mais lisa; 
• Maior resistência a ruptura; 
• Maior capacidade de absorção de água; 
• Pré encolhimento. 
Outro fator de extrema importância é que uma fibra que passa pelo processo de 
mercerização necessita de menos corante para possuir uma coloração com a mesma 
intensidade do que uma fibra não mercerizada. De acordo com Alcântara e Daltin 
(2008), para cores claras o consumo de corante é 10 até 15% menor e para cores 
escuras ocorre uma redução maior, que varia entre 25 a 30%. 
2.2.8 Purga 
A purga é um processo de lavagem do tecido ou malha com a finalidade de 
retirar da superfície das fibras impurezas, tais como: óleos lubrificantes, ceras naturais 
ou até agentes de pós enceragem que podem causar a não uniformidade do tecido 
que pode ter grandes consequências para produção com a perda de qualidade. A fibra 
do algodão consiste em média por 90% de celulose e 10% de impurezas (BELTRAME, 
2000). Entre estas impurezas estão gorduras, ceras, pectinas e sais minerais, que 
concedem a fibra um caráter hidrófobo e impedem as operações de beneficiamento 
(ARAÚJO E CASTRO,1987). 
14 
Segundo Alcântara e Daltin (1995), as fibras de algodão acabam não sendo 
hidrofílicas de maneira uniforme e isso interfere na obtenção de cores regulares e 
satisfatórias. 
Para que siga para os processos de tingimento e estamparia, é necessário que 
o tecido esteja limpo para que seja assegurada a penetração dos corantes, evitando 
um desperdício de produtos químicos e reduzindo o impacto ambiental. 
O processo de purga consiste em um tratamento com solução de hidróxido de 
sódio concentrado, junto com um detergente com alta capacidade de dispersão. O 
enxágue é efetuado em água fervente para assegurar uma boa eliminação das ceras 
emulsionadas (BELTRAME, 2000). 
2.2.9 Alvejamento 
O Alvejamento é o processo utilizado para que se obtenha brancura no tecido, 
sendo de extrema importância quando há necessidade de ter tecidos claros ou 
brancos. São utilizados alvejantes químicos como por exemplo: peróxido de 
hidrogênio, clorito de sódio e hidrossulfito de sódio e sua escolha será realizada com 
base no fio e no equipamento utilizado na indústria. Além disso, deve-se levar em 
conta parâmetros como temperatura, tempo de contato e métodos adequados 
(ALCÂNTRA E DALTIN, 1995). 
 
2.2.10 Tingimento 
 O tingimento é o processo onde se tem a aplicação de corantes aos 
substratos têxteis, com o objetivo de alterar a coloração original do tecido. É 
importante dizer que não há corante que tinja todas as fibras existentes e não há uma 
fibra que possa ser tingida por todos os corantes conhecidos (ALCÂNTRA E DALTIN, 
1995). 
O material a ser tingido é o determinante principal de todo o processo, e a 
escolha do corante adequado deve satisfazer as seguintes características 
(BELTRAME, 2000): 
15 
• Afinidade – O corante deve fazer parte integrante da fibra após o 
tingimento; 
• Igualização – a cor obtida deve ser uniforme em toda extensão do 
material têxtil; 
• Solidez – Resistência aos agentes desencadeadores de desbotamento 
como lavagem, suor, água clorada, luz e entre outros; 
• Economia – não ultrapassar as quantidades estritamente necessárias 
de corantes, produtos auxiliares e tempo do processo. 
O processo de tingimento pode ser subdividido em três partes: a montagem, 
fixação e tratamento final. 
A montagem é a etapa que o tecido recebe a tonalidade desejada pela solução, 
e pode ser realizada por esgotamento ou impregnação. No processo de esgotamento 
o tecido tem sua tensão superficial reduzida por meio de tensoativos, que ocasiona 
em uma maior absorção da solução com corante. 
Durante a impregnação, o corante acaba tendo contato com a fibra por meio de 
esforço mecânico. Depois do banho de corante, o tecido é prensado por dois rolos 
logo após, ele é enrolado e coberto com pad-batch, que acaba complementando a 
reação deste com o corante. É de extrema importância que todo o tecido esteja 
molhado de forma uniforme, e se caso não seja, existe a possibilidade da área que 
não foi bem umectada acabar resultando em uma cor diferente, ou seja, um tingimento 
não uniforme. 
Após o processo de montagem é iniciado o processo de fixação do corante ao 
tecido que acontece da seguinte forma: o tecido proveniente do processo de 
montagem chega com uma dilatação do fio maior devido aos processos explicados 
anteriormente, e para que o corante acabe sendo fixado ao tecido, ocorre um aumento 
de temperatura que acaba provocando a fixação por impedimento físico do material 
(ALCÂNTARA E DALTIN, 1995). 
A última etapa do processo é onde ocorre a lavagem do tecido, com uma 
solução a altas temperaturas e detergente, com o intuito de remover o excesso de 
corantes da malha. Este processo acaba sendo de extrema importância para que o 
16 
corante que não se ligou a fibra seja removido, para que este não venha a se soltar 
em um segundo momento que o tecido fique umedecido novamente. 
2.2.11 Estamparia e Acabamento final 
Diferentemente do tingimento, a estamparia é um processo que visa gerar 
cores ou desenhos localizados. E por esse motivo, acaba sendo o setor da indústria 
têxtil que mais se aproxima da arte (BELTRAME, 2000). Os processos de 
estampagem são divididos em dois tiposprincipais, sendo eles a estampagem de tela 
e a estampagem rotativa. 
A estampagem de tela consiste na aplicação de um padrão ou desenho em 
um tecido por passagem de tinta em orifícios de uma tela (ALCÂNTARA E DALTIN, 
1995). A superfície perfurada pode ser uma placa metálica ou de tecido, e seus 
orifícios são os espaços deixados pelo cruzamento da trama com o urdume. Em geral 
este processo é utilizado na produção de camisas, e tem extrema dependência com 
a forma que o operador as realiza e acaba dificultando a reprodutibilidade do processo. 
A estamparia rotativa é um processo mais moderno, e acabou substituindo o 
processo da estampagem de tela no setor industrial em geral. Diferente do processo 
descrito anteriormente, as telas são substituídas por cilindros de folha de cobre que 
possuem microperfurações, como o esquema apresentado na figura 2.2. Dentro 
destes cilindros, há um tubo perfurado que a pasta de estamparia é bombeada. 
17 
Figura 2.2 - Esquema de uma máquina de estamparia rotativa 
 
 (Fonte:Alcântara e Daltin, 1995). 
A principal vantagem do processo é que os cilindros já possuem os padrões que 
serão estampados no tecido, e que com isso não há necessidade de ajustes. Outro 
ponto positivo segundo Alcântara e Daltin (1995), é de que este sistema tem a 
vantagem de se adaptar a diversas mudanças no tipo de tecido, diâmetro dos orifícios 
do cilindro, viscosidade da tinta usada e tudo isso devido ao sistema de pressão 
controlada no tubo que libera pasta de estamparia. Logo após a estampagem o tecido 
é levado para o setor de acabamento final, que tem como finalidade conferir ao tecido 
os aspectos que são desejados pelos consumidores e aumentar sua resistência. 
A melhora do tecido neste processo consiste na aplicação de resinas insolúveis 
para que o tecido consiga as seguintes características: 
• Aumento do brilho, tornando a superfície lisa por meio dos ácidos graxos 
ou ceras; 
• Aumentar a resistência ao desgaste através da aplicação de resina 
polimérica, que tem como função “prender” as fibras unidas; 
• Impedir o ataque microbiológico utilizando-se antibactericida a base de 
formol; 
• Impermeabilização; 
• Encorpantes para que o tecido pareça mais grosso, e isso é feito 
utilizando-se engomantes como amido; 
• Anti-mofo para evitar apodrecimento. 
18 
2.3 Caracterização dos efluentes 
Os inúmeros processos da indústria têxtil acabam gerando grandes 
quantidades de efluentes líquidos nas operações de limpeza, tingimento e 
acabamento. O conhecimento do tipo de efluente foi um dos pontos mais importantes 
para a realização deste trabalho. Como foi apresentado ao longo deste capítulo, a 
grande variedade de processos, de matéria prima, técnicas e equipamentos utilizados 
na indústria têxtil acaba ocasionando na variação dos despejos de cada processo, 
como mostrado na figura 2.3. 
Figura 2.3 - Despejos provenientes do processamento de tecidos de algodão e 
sintéticos. 
 
Onde: (a) DBO alta, muitos sólidos e pH de neutro a alcalino;(b) e (c) pH neutro, temperatura, DBO e 
teor de sólidos totais elevados; (d) temperatura elevada e altos teores de DBO, alcalinidade e teor de 
sólidos totais; (e) DBO elevada, pH alcalino e muitos sólidos; (f) DBO baixa, pH fortemente alcalino e 
poucos sólidos; (g) pH neutro a alcalino, muitos sólidos, e alta DBO; (h) elevada DBO, pH alcalino; (i) 
elevada DBO e pH alcalino; (j) DBO, sólidos e pH alcalino 
(Fonte:Braile e Cavalcanti, 1993) 
19 
Além disso, os resíduos que são decorrentes da composição dos despejos das 
várias seções que compõem o processo industrial têxtil de forma geral são 
classificados das seguintes formas (Braile e Cavalcanti,1993 e Beltrame, 2000): 
• Orgânicos: Amido, dextrinas, gomas glucose, graxas, pectinas, álcoois, 
ácido acético, sabões e detergentes; 
• Inorgânicos: hidróxido de sódio, carbonato, sulfato e cloreto. 
O volume que acaba sendo despejado é muito grande, e cerca de 100 m³ de 
água são consumidos em média para cada tonelada de tecido processado, gerando 
100 kg de DQO (BERGNA et al., 1999). A tabela 2.5, apresenta o volume de despejo 
obtido nas etapas de produção. 
De acordo com Braile e Cavalcanti (1993), a caracterização dos despejos é 
feita de acordo com o processamento utilizado para o algodão, que é exemplificada 
na tabela 2.6. De acordo com Von Sperling (2008), todos os contaminantes da água, 
com exceção dos gases dissolvidos contribuem para a carga de sólidos. No caso de 
esgoto, os sólidos são divididos por tamanho, e são divididos em dois tipos: 
• Sólidos em suspensão (particulados) (SS); 
• Sólidos dissolvidos (solúveis) (SD); 
A separação dos sólidos é feita passando-se a amostra por um papel de filtro 
com porosidade de tamanho padronizado (as dimensões variam de 0,45 a 2,0 µm). 
Os sólidos que ficam no filtro são considerados como suspensão, ao passo que os 
sólidos que passam com o filtrado são considerados dissolvidos (VON SPERLING, 
2008). A junção dos sólidos dissolvidos com os em suspensão dá os sólidos totais 
(ST) do efluente, como é apresentado na tabela 2.6. 
 
 
20 
 
Tabela 2.5 - Volume dos despejos provenientes de uma indústria de tecidos de raiom 
viscose, algodão, poliéster-algodão e de poliéster-nylon 
Origem dos despejos 
Volume em 
m³/dia 
Tingimento de fios 80 
Engomagem 4 
Desengomagem e lavagem 864 
Purga e lavagem 1 200 
Alvejamento e lavagem 1 728 
Mercerização e lavagem 1 037 
Estamparia 549 
Tinturaria 37 
Lavagem (ensaboadeira) 1 350 
Vaporização 5 
Total 6 854 
 (Fonte: Braile e Cavalcanti,1993 e Beltrame, 2000) 
 
21 
Tabela 2.6 - Características dos despejos do processamento de algodão 
DESPEJOS pH 
ALCALINIDADE mg/L DBO 
mg/L 
ST 
mg/L TOTAL 𝐶𝑂3
− 𝐻𝐶𝑂3
− 𝑂𝐻− 
Engomadeira 
Forte 9,2 1 040 248 800 0 37 700 76 976 
Diretamente da 
máquina 
8,9 660 0 660 0 36 000 77 247 
Fraco 7,2 334 0 34 0 1800 4 078 
Desengomagem 
Goma de amido 7,2 202 0 202 0 5 130 23 000 
Purga 
Tanque sob pressão 13,1 20 340 1 860 0 18 480 1 840 26 740 
Tanque aberto 
10 10 000 7800 2200 0 3 750 19 642 
Primeira fervura 
Segunda fervura 9,8 7 400 5 800 1 600 0 2 280 16 064 
Refervedor contínuo 13,1 20 400 6 600 0 13 800 5 800 39 605 
Lavagem a quente 11,8 265 90 175 0 63 366 
Alvejamento 
Cloro 9,5 290 90 200 0 119 2 310 
Peróxido 9,6 1 265 560 705 0 1 200 9 040 
Mercerização 
Direto 12,1 9 282 275 0 9 007 15 10 398 
Lavagem 9,6 125 110 0 15 52 541 
Tingimento 
Anilina Preta 38 0 38 0 40 831 
Básico 6,3 65 0 65 0 167 628 
Desenvolvimento 6,9 200 8 140 
Direto 7,5 81 0 81 0 337 9 400 
Índigo- lavagem 
alcalina 
11,9 2 700 1 910 790 0 2 080 5 834 
Lavagem índigo 11,25 2 200 1 400 800 0 928 1 132 
Naftol 9,5 1 310 1 084 0 226 108 8 475 
Banho contendo 
enxofre 
10,5 4 200 3 600 600 0 3000 36 980 
A cuba 9,6 714 660 0 54 129 1 770 
Acabamento 
Forte (da máquina) 8,8 490 65 425 0 13 600 41 646 
Fraco (lavagem) 7,1 37 0 37 0 680 2 050 
(Fonte: adaptado de Braile e Cavalcanti, 1993) 
22 
2.4 Flotação 
Segundo Haarhoff (2008), os primeiros relatos de utilização de flotação para 
tratamento de água são da década de 1920, entretanto em 1960 países como Suécia, 
Finlândia, África do sul e Reino unido voltaram a demonstrar interesse no assunto. O 
processo de Flotação por Ar Dissolvido (FAD) atualmente se encontra difundido em 
vários países, principalmente na produção de água potável e a indústria de papel, 
desde pequenas estações até estações de porte industrial, como uma construída na 
cidade de Nova York com 1100.000 m³/dia (CROSSLEY E VALADE, 2006). 
A flotação é um processo de clarificação, que agrega microbolhas aos flocos 
fazendo que eles flutuem até a superfície (CROSSLEY E VALADE, 2006). Dessa 
forma, é um processo que apresenta as mais diversas aplicações como na indústria 
de minério, produção e tratamento de petróleo, reciclagem de papel,indústria 
alimentícia, bioengenharia e tratamento de efluentes e água potável. 
Existem três tipos principais de formas de flotação, quanto à formação de bolha: 
ar disperso, flotação eletrolítica e ar dissolvido (EDZWALD E HAARHOFF, 2011). Na 
Flotação por ar disperso as bolhas se formam por consequência da passagem de ar 
dentro dos difusores que possuem membranas porosas, ou por turbinas agitadas 
mecanicamente. Já a flotação eletrolítica tem a inserção de eletrólitos no efluente, 
com a passagem corrente elétrica formam bolhas. Enquanto na flotação por ar 
dissolvido, as bolhas são resultantes da redução da pressão da mistura água e ar 
proveniente de uma câmara de saturação. 
2.4.1 Coagulação e Floculação 
Antes da apresentação dos conceitos necessários para o entendimento do 
processo de flotação por ar dissolvido, existe a necessidade de também entender os 
processos de coagulação e floculação e o seu papel no processo de clarificação do 
efluente. 
Segundo Silvestre (2018), uma etapa que acontece que é de extrema 
importância para tratamento do efluente é o processo de coagulação/floculação, onde 
a mistura de coagulantes e/ou floculantes são misturados com o efluente a ser tratado, 
seguido pela flotação em si, que ocorre no tanque de flotação. 
23 
A coagulação é o processo de desestabilização das forças elétricas de repulsão 
e atração que interagem entre as partículas da solução, permitindo que elas se 
agreguem (CARDOSO, 2003). A desestabilização pode ocorrer na superfície dos 
coloides, que são partículas sólidas com tamanho variando de 10−3µ𝑚 até 1µm. Os 
colóides são caracterizados pela presença de cargas elétricas na sua superfície, e 
isso possibilita processo de adsorção de espécies hidrolisadas dos coagulantes na 
superfície dos coloides, pois estas possuem cargas opostas. Para o processo de 
coagulação é necessária a mistura rápida, e a floculação acontece na etapa de mistura 
lenta. 
A mistura rápida tem como objetivo dissipar o coagulante, de forma que haja a 
melhor difusão de maneira mais rápida e homogênea possível, visto que as 
quantidades de coagulantes são pequenas comparadas com o volume de efluente. 
Durante a etapa de mistura lenta, segunda etapa a qual acontece após a 
desestabilização das partículas e formação dos coágulos, inicia-se então a floculação, 
que ocorre na fase de mistura lenta. A floculação consiste na agitação lenta, para que 
ocorram choques suaves entre partículas para que se aglomerem formando partículas 
maiores, formando os flocos. 
Para que sejam determinadas as dosagens adequadas de coagulantes e de 
floculantes, há a necessidade da realização de testes de bancada, conhecidos como 
Jar test. Com objetivo de verificar a eficiência da remoção de partículas, a turbidez é 
medida no início como no final de cada teste (SILVESTRE, 2018). Tal parâmetro indica 
uma medida indireta da quantidade de partículas sólidas em uma amostra (EDZWALD 
E HAARCHOFF, 2011). Depois que as dosagens são determinadas por meio de 
experimento, é possível dimensionar a quantidade de coagulante necessário para o 
projeto. 
2.4.2 Flotação por Ar Dissolvido 
Segundo Rubio et al. (2002), a flotação por ar dissolvido (FAD) é reconhecida 
por ser um dos meios mais econômicos e efetivos de recuperação e remoção de 
sólidos, íons, microrganismo, redução de DQO e DBO e espessamento de lodo no 
tratamento de efluentes domésticos e de efluentes industriais. 
24 
 Existem diversas aplicações para o uso de FAD, como por exemplo: flotação 
de gordura, graxas e sólidos suspensos de efluentes alimentícios, tratamento de água 
potável e tratamento de efluentes do setor de mineração (RUBIO, 2002). 
Além das diversas aplicações, as principais vantagens do processo de 
flotação por ar dissolvido, segundo Zabel (1985) são: maior flexibilidade, menor tempo 
de partida, maior facilidade em lidar com o lodo gerado, tanques rasos e tamanho 
compacto. 
O processo de flotação por ar dissolvido (FAD), apresentado na figura 2.4 tem 
início com a geração e inserção de microbolhas nos saturadores, que consistem em 
tanques ou tubulações projetadas para que recebam a mistura saturada de ar e água 
sob altas pressões (serão apresentados mais detalhes sobre as zonas de tanque de 
flotação na seção 2.4.3 Tanque de Flotação e Vaso de Saturação). As altas pressões 
nas câmaras de saturação que permitem a nucleação de bolhas de 10 a 100µm. 
A água saturada é bombeada da câmara de saturação para a câmara de 
mistura, onde o efluente é clarificado. Neste processo bolhas formadas aderem nas 
partículas sólidas suspensas na água e reduzem sua densidade, e dessa maneira, o 
conjunto partículas sólidas-bolhas acumula-se na superfície do líquido, e a água 
clarificada é enviada para próximas etapas do tratamento de efluente. 
25 
Figura 2.4 - Diagrama sistema com fluxo contínuo em modo de recirculação 
pressurizada 
(Fonte: Fonseca,2017) 
2.4.3 Tanque de flotação e Vaso de Saturação 
Depois que o efluente já passou pelo processo de coagulação e floculação, a 
flotação já pode ser realizada. Seguindo para o tanque de flotação, o efluente acaba 
se chocando com as microbolhas que são provenientes do vaso de saturação em uma 
região que a maioria dos autores define como zona de contato, como apresentado na 
figura 2.5. 
Os flocos se chocam contra as microbolhas, e acabam formando agregados de 
densidade menor que a da água, o que acaba permitindo a flutuação dos sólidos para 
superfície na zona de separação, que é constituída pela parte superior do tanque de 
separação. Com o tempo, a camada dos agregados bolha-flocos é concentrada, 
formando um lodo que pode ser coletado e removido através de raspadores ou pelo 
próprio fluxo do efluente (EDZWALD e HAARHOFF,2011). 
26 
Figura 2.5 - Esquema do tanque de flotação de um sistema de FAD 
(Fonte:adaptado de Silvestre,2018) 
O processo dimensionado neste trabalho é um FAD por recirculação 
pressurizada, então parte do efluente clarificado é reenviado para o processo de 
saturação, e essa vazão de recirculação é denominada de 𝑞 , enquanto a vazão do 
efluente é dada por 𝑄. A taxa de recirculação segundo Edzwald (2011) é dada entre 
6 a 12%, e sua fórmula será apresentada no capítulo 3. 
 
27 
3 Metodologia 
Para o dimensionamento e concepção do modelo de Flotação por Ar 
Dissolvido (FAD) deste trabalho, com o objetivo de simular de maneira mais próxima 
da realidade, utilizou-se como base o modelo desenvolvido por Edzwald et al. (1990) 
no qual explica a colisão e a adesão das microbolhas aos flocos através dos 
fenômenos de difusão, interceptação e sedimentação em condições de fluxo laminar 
(Richter, 2009). 
 taxa de recirculação (𝑟) é a razão entre a vazão de retorno (𝑞) que geralmente 
é filtrada ou clarificada, que será enviada a câmara de saturação pressurizada por 
meio de uma bomba e recirculada ao sistema, e a vazão de entrada de efluente da 
estação (𝑄). 
Quando água é misturada ao ar sob um certo valor de pressão, o ar se dissolve 
até uma concentração de saturação 𝐶𝑠𝑎𝑡 que é definida pela lei de Henry (3.2). 
Na qual 𝜂 é a eficiência do tanque de saturação, 𝐾𝐻 é a constante da lei de 
Henry para o ar em diferentes temperaturas, como a tabela 3.1, e pressão absoluta 𝑃 
,em atm. Nessa fórmula, podemos perceber que a concentração de saturação 
depende das variáveis pressão e temperatura. Para que a câmara de saturação 
forneça a quantidade de ar (𝑞𝑎𝑟) necessária para o processo de FAD, é usada a 
seguinte a Eq. (3.3): 
 
 
𝑟 = 
𝑞
𝑄
 (3.1) 
𝐶𝑠𝑎𝑡 = 𝜂 𝐾𝐻𝑃 (3.2) 
𝑞𝑎𝑟 = (1 + 𝑟) 𝑄
𝐶𝑟
𝜌𝑠𝑎𝑡
 
(3.3) 
28 
Tabela 3.1 - Constantes da lei de Henry para o ar 
Temperatura (C°) (mg/L)/atm (mg/L)/kPa (mg/L) / (kg/ cm²) (mg/L) / (mca) 
0 37,3 0,405 36,1 3,61 
5 32,7 0,330 31,7 3,17 
10 29,3 0,293 28,4 2,84 
15 26,9 0,272 26,0 2,60 
20 24,3 0,239 23,5 2,35 
25 21,7 0,219 21,0 2,10 
30 20,90,202 20,2 2,02 
(Fonte: Richter,2009) 
 
A densidade de ar saturado com vapor de água é representada pela variável 
𝜌𝑠𝑎𝑡, conforme apresentado na tabela 3.2 
 A concentração de massa de ar por unidade de volume de efluente (𝐶𝑟) 
liberado na zona de reação pode ser representado por: 
Em que 𝐶𝑎𝑡𝑚 é a concentração de ar na água de recirculação na saída do 
tanque de saturação, que se encontra na pressão atmosférica e calculada conforme 
a Eq (3.5): 
Com a obtenção dos valores de 𝐶𝑎𝑡𝑚 pode-se calcular a concentração em 
volume de ar liberado (𝜑𝑏 ) na zona de contato da água saturada com o efluente 
através da Eq. (3.6): 
O valor de 𝜑𝑏 é adimensional. Com a concentração de volume de ar, pode-se 
calcular o número de bolhas (𝑁𝑏) liberados por unidade de volume pela equação (3.7): 
𝐶𝑟 = 
𝑟
1 + 𝑟
(𝐶𝑠𝑎𝑡 − 𝐶𝑎𝑡𝑚) 
(3.4) 
𝐶𝑎𝑡𝑚 = 𝐾𝐻 ∗ 𝑃 (3.5) 
 𝜑𝑏 =
𝐶𝑟
𝜌𝑠𝑎𝑡
 
(3.6) 
29 
Tabela 3.2 - Densidade do ar saturado a diversas temperaturas 
Temp 
.(C°) 
0 5 10 15 20 25 30 35 
𝜌𝑠𝑎𝑡 
(mg/L) 
1.207 1.263 1.237 1.211 1.187 1.161 1.133 1.106 
(Fonte: Richter,2009) 
Na qual 𝑑𝑏 é o diâmetro de bolha, geralmente dado em 𝜇𝑚. Para que o 
processo de Flotação por Ar Dissolvido tenha sucesso, o número de bolhas deve 
superar o número de flocos. 
3.1 Dimensionamento Saturador 
O funcionamento do processo de saturação acontece da seguinte forma: o 
saturador é preenchido com água vinda de fonte externa, e uma pequena parte é 
proveniente da vazão de retorno (𝑞) pós tratamento. 
 O tanque é preenchido até sua altura máxima (normalmente controlada por 
sistema de boias) e logo após, é injetado ar nesse sistema por um ou mais sopradores. 
Com a inserção de ar no saturador, a pressão interna da câmara começa a subir e o 
ar é difundido dentro do líquido. Quando essa água agora saturada atinge uma 
pressão pré-determinada, essa mistura água e ar é bombeada para zona de reação. 
A relação entre o volume de ar dissolvido e o volume de água limpa utilizada 
na câmara de saturação em função do processo de saturação é apresentado na Fig. 
(3.1). Com base no gráfico apresentado, pode-se concluir que a eficiência de uma 
câmara de saturação na dissolução de ar com coluna de recheio depende 
essencialmente da altura da coluna e da taxa de aplicação superficial. 
Apesar da massa de ar dissolvido ter influência direta com a pressão, esta não 
apresentou mudanças nas eficiências do sistema para saturadores com pressão 
acima de 3 atm (Richter,2009). 
𝑁𝑏 =
6 ∙ 𝜑𝑏
𝜋 ∙ 𝑑𝑏
3 
(3.7) 
30 
Figura 3.1 – Gráfico Volume de ar dissolvido na água em função da pressão 
manométrica de saturação 
 
(Fonte: Richter, 2009) 
Segundo NBR 12209 Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário - 
Procedimento, taxa de escoamento superficial é a relação entre vazão do efluente 
líquido de uma unidade de tratamento e a área horizontal sobre a qual é distribuída. 
As taxas de escoamento aplicadas em geral são na ordem de 350 –1300 m³/m² ∙ dia 
segundo Richter (2009). 
A taxa de escoamento superficial, definida na literatura por V é calculada pela 
Eq. (3.8): 
Na qual 𝑞 é a vazão de recirculação do sistema (apresentada anteriormente) e 
𝑎 é a área da seção transversal do vaso de saturação. Tal área é um parâmetro 
extremamente importante para dimensionamento do tanque, pois é delimitada por 
limitações estruturais e econômicas. 
 Outro fator importante para dimensionamento é carga hidráulica (𝐿), que 
representa o fluxo de massa de ar sendo dissolvido por unidade de área do tanque 
kg/s ∙ m². A carga hidráulica é dada pela Eq. (3.9): 
𝑉 =
𝑞
𝑎
 (3.8) 
𝐿 = 𝜌𝑉 (3.9) 
31 
Inserindo a Eq. (3.8) na Eq. (3.9), tem-se: 
Em que 𝜌 é a densidade da água (kg/m³), 𝐴 a área da seção transversal do 
vaso de saturação (m²) e 𝑞 vazão de recirculação (m³/s). As taxas em geral variam 
entre 4 e 15 kg/s ∙ m², segundo Richter (2009). 
3.2 Formação das microbolhas 
A eficiência da FAD depende da quantidade e do tamanho das microbolhas 
que são formadas na zona de contato. O diâmetro desses núcleos é denominado 𝑑𝑛𝑏, 
a determinação deste diâmetro é calculada pela Eq. (3.11): 
Na qual 𝜎 é a tensão superficial da água (N/m) e Δ𝑃 diferencial de pressão 
dado em Pa, determinado no projeto. O diâmetro das bolhas, segundo Richter (2009) 
devem estar entre 30 𝜇𝑚 e 100 𝜇𝑚 com valor médio em torno de 40-50 𝜇𝑚. 
3.3 Dimensionamento de tanques de flotação 
A zona de reação é a primeira região em que o efluente entra em contato com 
a mistura proveniente do saturador composta por água e ar. O dimensionamento da 
zona de reação, semelhante aos adensadores por gravidade, é baseado no critério da 
taxa de escoamento superficial. 
Outro ponto de extrema importância para o processo de FAD são os 
dimensionamentos dos tanques de flotação, e estes são baseados no critério da taxa 
de escoamento superficial sendo normalmente aplicadas taxa de ordem de 240 – 300 
m³/m³ ∙ dia segundo Richter (2009). A profundidade dos tanques varia entre 1,60 a 3 
m, porém é preferível que a profundidade seja maior que 2 m. 
Segundo Richter (2009), a separação entre a zona de contato e a zona de 
separação é feita por meio de uma chicana inclinada de 60° a 75°, com o intuito de 
dirigir o fluxo para a superfície do tanque e gradualmente reduzir a velocidade a um 
valor que mantenha a estabilidade da camada de microbolhas acumulada na 
superfície. 
𝑎 ∙ 𝐿 = 𝜌 ∙ 𝑞 (3.10) 
𝑑𝑛𝑏 = 4 
𝜎
Δ𝑃
 (3.11) 
32 
O cálculo de área da zona de flotação deve levar em conta a vazão 𝑄 do 
efluente a ser flotado, a vazão de retorno de 𝑞 e 𝑉 a taxa superficial descrita acima é 
definido por Eq (3.12): 
O tamanho máximo de uma unidade de flotação é limitado em condições 
hidráulicas e do sistema de remoção de lodo em até 80 m². 
𝐴 =
𝑄 + 𝑞
𝑉
 
 
(3.12) 
33 
4 Resultados 
A planta piloto de FAD foi dimensionada conforme as equações apresentadas 
no capítulo 3 e possui os seguintes itens: tanque de flotação, vaso saturador, sistema 
de pressurização constituído por conjunto de bombas centrífugas e compressor radial. 
Os equipamentos citados acima foram dimensionados conforme os seguintes 
parâmetros: vazão do efluente, taxa de recirculação, eficiência do saturador, pressão 
de saturação, volume de ar liberado, diâmetro da bolha e diferencial de pressão. Os 
valores de cada variável serão apresentados e justificados na seção de Planilha de 
dimensionamento. 
4.1 Planilha de Dimensionamento 
A vazão de entrada de efluente foi pré-estabelecida como 100 m³/h, que 
representa uma vazão típica em estação de tratamento de efluente produzida por 
empresas de grande porte como Guararapes e Vicunha Têxtil. A temperatura 
considerada para o projeto dimensionado foi de 30°C, devido ao estado do Rio Grande 
do Norte apresentar faixas de valores próximas a essa temperatura ao longo dos 
meses do ano. A pressão atmosférica utilizada para a obtenção dos resultados 
realizados foi de 1 atm, considerando que a cidade de Natal está no nível do mar. 
A vazão de recirculação foi estabelecida conforme realizado no trabalho de 
Moruzzi e Reali (2007). Com os dados de vazão de entrada do efluente e vazão de 
recirculação, calculou-se vazão de retorno do efluente conforme a Eq 3.1. 
Após dimensionadas as vazões, foi calculado o valor de 𝐶𝑠𝑎𝑡, utilizando-se dos 
valores de eficiência do saturador η obtido de Fonseca (2017), constante da Lei de 
Henry KH (Richter,2009) para temperatura de 30°C e de pressão absoluta P de 5,4 
atm (Teixeira,2003). O valor de 𝐶𝑎𝑡𝑚é obtido conforme apresentado na Eq 3.5. 
 Após os valores de 𝐶𝑠𝑎𝑡 e 𝐶𝑎𝑡𝑚 serem obtidos conforme as equações 
apresentadas no capítulo 3, a concentração de massa de ar no efluente 𝐶𝑟 foi 
calculada conforme a equação 3.6. Os valores de densidade de ar saturado com vapor 
de água 𝝆𝒔𝒂𝒕 para temperatura de 30°C foram obtidos de Richter,conforme 
apresentado na Tabela 3.2. 
34 
 O dimensionamento do compressor radial foi realizado conforme o cálculo da 
vazão de ar para câmara de saturação 𝒒𝒂𝒓, apresentado na equação 3.3. Segundo 
Richter (2009), recomenda-se que a compra do compressor seja realizada 
multiplicando-se a vazão obtida por um fator de segurança de 50%, então o 
compressor deve ter a capacidade de 1100 m³/h. 
Depois de dimensionado a vazão do compressor radial, foi calculado o volume de 
ar liberado 𝝋𝒃 conforme Eq (3.6). O diâmetro da bolha selecionado para o sistema foi 
de acordo com Chu (2008), que se utilizou de um diâmetro de bolha de 45 µ𝑚, valor 
que se apresenta entre os limites apresentados por Richter (2009). O número de 
bolhas foi dimensionado conforme a Eq 3.7. 
Um dos fatores mais importantes para dimensionamento do saturador é a taxa de 
escoamento superficial V e depende diretamente da taxa de retorno do efluente e das 
dimensões do tanque. 
 As dimensões do vaso de saturação foram selecionadas conforme consulta 
realizada com as principais fontes fornecedoras de tanques para as empresas têxteis 
do estado, com o intuito de reduzir os custos do projeto do projeto, foi selecionado um 
tanque com diâmetro de 1,4 m e altura de 1,4 metros feito de ferro fundido. 
Como apresentado na Eq. 3.8, a taxa de escoamento superficial V depende 
diretamente da taxa de retorno do efluente e das dimensões do tanque. O valor 
calculado se encontra entre a faixa aceitável de escoamento de 4 e 15 kg/s ∙ m². 
Outro parâmetro de extrema importância para o dimensionamento do vaso de 
saturação é a carga hidráulica L, que representa a quantidade de ar dissolvido dividido 
pela área do tanque. Determinada com os valores obtidos de densidade da água e 
escoamento superficial V, foi calculada conforme apresentado na Eq 3.9. 
Depois de dimensionado o vaso de saturação, calculou-se o diâmetro dos núcleos 
iniciais das microbolhas, que se chegou a um valor de 0,67 𝜇𝑚, e a diferença entre o 
valor obtido com a equação 3.13 com o de Chu (2008) é decorrente da pressão que é 
obtida com a mistura de água e vapor saturado proveniente do vaso de saturação. 
Quando as microbolhas entram na zona de reação do tanque de saturação, ocorre 
uma diminuição de pressão proveniente da mistura saturada, que ocasiona o aumento 
do diâmetro das bolhas. 
35 
Por fim, foi dimensionado a área da zona de flotação A conforme apresentado na 
equação 3.12, usando da vazão do efluente Q, vazão de retorno q e taxa de 
escoamento superficial V o que trouxe como resultado uma área de seção longitudinal 
de 14,11 m². Para melhor concepção do modelo dimensionado, foi-se adotado as 
medidas da área da zona de flotação semelhante ao equipamento PWL-30 da marca 
FRC Systems, que possui as seguintes dimensões: 5,92 metros de comprimento; 2,39 
metros de profundidade e 2,54 metros de altura. 
 
36 
Tabela 4.1 - Tabela de dimensionamento do modelo de Flotação por Ar Dissolvido 
 VARIÁVEIS VALORES UNIDADES 
Vazão de entrada de efluente Q 27,8 
𝐿
𝑠
 
Vazão de retorno de efluente q 2,78 
𝐿
𝑠
 
Razão de recirculação r 0,1 
Eficiência saturador η (3.1) 0,87 
Constante da Lei de Henry 𝑲𝑯 20,9 
𝑚𝑔
𝐿
𝑎𝑡𝑚
 
Pressão absoluta P 5,4 𝑎𝑡𝑚 
Concentração de saturação 𝑪𝒔𝒂𝒕 (3.2) 98,2 
𝑚𝑔
𝐿
 
Concentração de ar na água de recirculação na 
saída 𝑪𝒂𝒕𝒎 
20,9 
𝑚𝑔
𝐿
 
Concentração de massa de ar no efluente 𝑪𝒓 
(3.4) 
7,03 
𝑚𝑔
𝐿
 
Densidade de ar saturado com vapor de água 
𝝆𝒔𝒂𝒕 
1110 
𝑚𝑔
𝐿
 
Vazão de ar para câmara de saturação 𝒒𝒂𝒓 (3.3) 0,193 
𝐿
𝑠
 
Volume de ar liberado 𝝋𝒃 (3.5) 0,00631 
Diâmetro da bolha 𝒅𝒃 0,00000450 𝑚 
Número de bolhas liberadas 𝑵𝒃 (3.7) 1,32 * 10
11 
𝑏𝑜𝑙ℎ𝑎𝑠
𝑚³
 
Taxa de escoamento superficial V (3.8) 7,8 
𝑚³
𝑚2 ∗ ℎ
 
Carga hidráulica L (3.9) 2,16 
𝑘𝑔
𝑚2 ∗ 𝑠
 
Tensão superficial da água 𝝈 0,0742 𝑃𝑎 (
𝑁
𝑚2
) 
Diferencial de pressão ∆𝑷 44600 𝑃𝑎 (
𝑁
𝑚2
) 
Diâmetro dos núcleos de bolhas 𝒅𝒏𝒃 (3.11) 0,000000666 
𝑚 
Área da mínima zona de flotação (3.12) 14,11 𝑚
2 
37 
4.2 Modelagem do sistema 3D 
Utilizando dos resultados calculados na seção 4.1, o sistema de FAD foi 
dimensionado em um software de CAD, que possui a capacidade de modelar peças 
em 3D parametricamente. O sistema foi modelado conforme apresentado na figura 
4.1 
Figura 4.1 - Representação da vista lateral do sistema de FAD 3D 
 
(1) Tubulação de entrada do efluente têxtil; (2) Tanque de flotação;(4) Tubulação da mistura 
água e vapor; (11) Tubulação da vazão de retorno; (12) Vaso de saturação; (13) Tubulação 
do compressor radial; (14) Compressor radial. 
(Fonte: Elaborado pelo Autor) 
A título de facilitar a visualização e entendimento do modelo tridimensional criado, 
o vaso saturador se encontra à uma distância de 4 metros do tanque de flotação. 
Entretanto, em modelos comercializados na indústria o sistema de bombeamento e 
saturador se encontram próximos ao tanque de saturação. 
O material selecionado para a tubulação do modelo tridimensional foi o ferro 
fundido, devido a sua grande disponibilidade no mercado, além de ser utilizado em 
sistema de efluentes industriais devido a sua boa resistência mecânica e baixo custo. 
A principal vantagem obtida com a utilização dessa para o sistema de FAD 
dimensionado é a resistência da tubulação com possíveis variações de pressão que 
possam ocorrer na planta, além da boa resistência a corrosão do material. O diâmetro 
38 
da tubulação estabelecido para o projeto foi de 4 polegadas, com uma velocidade de 
escoamento inferior a 5 m/s conforme a NBR 9649 Projeto de Redes de Esgoto. 
Figura 4.2 - Representação da vista frontal do modelo FAD em corte 
(2) Zona de reação; (5) Zona de flotação (6) Zona de descarte de lodo proveniente da flotação (8) 
Sistema de bombas de envio da vazão de retorno 
(Fonte: Elaborado pelo Autor) 
O processo começa no tubo de entrada do efluente têxtil (1), conforme 
apresentado na figura 4.1 onde o efluente têxtil é inserido na zona de reação do tanque 
de flotação (2). Conforme a figura 4.2, o efluente entra na zona reação (3) com mistura 
de ar e água saturada vinda da tubulação (4). Na zona de reação ocorre a adesão das 
partículas de ar aos flocos do efluente, proveniente de um processo de coagulação 
anteriormente no tratamento. O efluente segue da zona de contato para zona de 
flotação (5), onde parte do lodo é removido por meio de raspagem manual e 
descartado na zona de descarte (6). 
 
39 
Figura 4.3 - Vista isométrica do modelo FAD 
 
(7) Tubulação de saída do efluente clarificado; (9) válvula de controle da vazão (10) Tubulação 
de saída do lodo não flotado. 
(Fonte: Elaborado pelo Autor) 
O efluente clarificado sai pela tubulação de saída (7) e logo após, parte desse 
efluente é enviado para o sistema de bombas da vazão de retorno (8) enquanto a 
outra parte é retida pela válvula (9) e enviada para os próximos tratamentos. Parte do 
resíduo sólido do efluente têxtil acaba não sendo flotado, e como apresentado na 
figura 4.2, este resíduo é conduzido até a tubulação de saída (10) onde é removido 
do sistema sem haver necessidade de períodos de lavagem do tanque. 
Depois de enviado para o sistema de bombeamento (8) de retorno, o efluente é 
transportado ao longo da tubulação (11) até o vaso de saturação (12). Além do 
efluente clarificado, o saturador também recebe ar enviado pela tubulação (13) 
proveniente do compressor radial (14). A mistura água e ar se mantem dentro do 
saturador até que atinja a pressão de projeto, e quando atingida, a mistura é enviada 
ao sistema de flotação pela tubulação (4). 
 
 
 
40 
5 Considerações Finais 
Tratamento de efluentes é um assunto que vem recebendo a sua devida 
importância, devido a busca dos países pelo desenvolvimento sustentável. O reuso 
de água proveniente dos processos industriais se torna uma área que vem recebendomaior importância, pois reduz o consumo das reservas de água potável do planeta, 
além de reduzir os custos dos processos. 
A indústria têxtil é uma área de pesquisa que é extremamente vasta em todos os 
seus aspectos. Neste trabalho foram apresentados desde os tipos de fibras que são 
utilizadas para matéria prima, os processos industriais que ocorrem na indústria têxtil, 
até a caracterização dos efluentes decorrentes dos processos industriais. 
Após apresentado o funcionamento do sistema de FAD, o dimensionamento foi 
realizado levando em consideração os parâmetros e variáveis apresentados ao longo 
do trabalho. A concepção do projeto foi realizada, levando em conta os valores obtidos 
pelo dimensionamento, além das dimensões reais de equipamentos apresentados no 
trabalho nas indústrias de estações de tratamento de efluentes no Brasil e no mundo. 
Por fim, destaca-se que o projeto realizado foi de extrema importância para a 
obtenção de novos conhecimentos multidisciplinares relacionados a tratamento de 
efluentes, e especialmente, FAD. Foi possível dimensionar e projetar um modelo de 
sistema de FAD genérico para tratamento de efluentes para empresas de grande porte 
do setor têxtil. 
 
5.1 Sugestão para trabalhos futuros 
• Dimensionamento do sistema com parâmetros adquiridos por meio de 
testes experimentais; 
• Automação do sistema de FAD por meio de Controlador Lógico 
Programável; 
• Simulação de escoamento no sistema FAD para análise de perda de 
carga na tubulação; 
• Análise do desgaste apresentado no sistema de bombeamento da 
vazão de recirculação; 
41 
• Análise de custos relacionados ao consumo de energia total do 
sistema, além orçamento de maquinário detalhadamente; 
• Plano de manutenção do sistema de bombeamento/soprador; 
• Dimensionamento de sistema motorredutor para sistema de raspagem 
de lodo flotado. 
 
42 
6 Referências 
ALCÂNTARA, M.R.; DALTIN, D. A química do processamento têxtil. Química Nova, 
v.19, 320-330,1996. Disponível em <https://www.abqct.com.br/2019/02/14/edicao-
19/>Acesso em 20 out. 2019. 
ARAÚJO, M.; CASTRO. E. M. M. Manual da Engenharia Têxtil. V.2, P.695-830, 
Lisboa,1987. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12209: Projeto de 
estações de tratamento de esgoto sanitário. Rio de Janeiro. 2011. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13370: Nãotecido - 
Terminologia. Rio de Janeiro. 2017. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9649: Projeto de Redes de 
Esgoto. Rio de Janeiro. 1986. 
BARIFOUSE, Rafael. Maior crise hídrica de São Paulo expõe lentidão do governo e 
sistema frágil. BBC Brasil, São Paulo, SP, p. 1, 22 mar. 2014. Disponível em: 
https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2014/03/140321_seca_saopaulo_rb. 
Acesso em: 03 nov. 2019. 
BELTRAME, L. T. C. Caracterização de Efluente Têxtil e Proposta de Tratamento. 
2000. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do rio 
Grande do Norte, [S. l.], 2000. p. 161. 
BERGNA, G.; BIANCHI, R. and MALPEI, F. GAC Adsorption of Ozonated Secondary 
Textile Effluents for Industrial Water Reuse. Water Science and Technology, vol. 40, 
issue 4 - 5, p 435 442, 1999. 
BRAILE, P. M.; CAVALCANTI, J. E.W. A. Manual de tratamento de águas 
residuárias industriais v.18, CETESB, São Paulo,1993. 
BRASIL. Congresso Nacional. Lei 9433 de 8 de janeiro de 1997. Dispões sobre a 
Política Naiconal de Resíduos Hídricos. Brasília: Diário Oficial da União,1997. 
Disponível em:https://www.ana.gov.br/todos-os-documentos-do-portal/documentos-
sre/alocacao-de-agua/oficina-escassez-hidrica/legislacao-sobre-escassez-
hidrica/uniao/lei-no-9433-1997-pnrh/view. Acesso em 04 out 2019. 
43 
BRASIL. Resolução 357.Regulamenta a classificação dos corpos de água e diretrizes 
ambientais, para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e 
padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. 17 de março de 2005. 
Disponível em: http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459 
.Acesso em: 05 nov. 2019. 
BRASIL. Resolução 397. Resolução que altera o inciso II do § 4º e a Tabela X do § 
5º do art. 34 da Resolução CONAMA nº 357/05e acrescenta os §6º e 7º. 7 de abril 
2008.Disponível em: 
http://www2.mma.gov.br/port/conama/legislacao/CONAMA_RES_CONS_2008_397.
pdf. Acesso em 05 nov 2019. 
BRASIL. Resolução 430. Resolução que complementa e altera a Resolução nº 
357/2005.13 de maio de 2011. Disponível 
em:http://www2.mma.gov.br/port/conama/legislacao/CONAMA_RES_CONS_2008_3
97.pdf. Acesso em 05 nov 2019. 
CARDOSO, M. EFEITO DO TIPO DE COAGULANTE NA PRODUÇÃO DE LODO DE 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA. 2003. 110 p. Dissertação (Mestrado em 
Engenharia Ambiental) - Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental, [S. l.], 
2003. Acesso em: 20 set. 2019. 
CHU, L. B. Enhanced treatment of practical têxtil wastewater by microbubble 
ozonation. Process Safety and Environmental Protection, v.86, p.389-393,2008. 
CROSSLEY, I. A.; VALADE, M. T. A review of the technological developments of 
dissolved air flotation. Journal of Water Supply: Research and Tchnology - AQUA, 
v. 55.7-8, p. 479– 491, 2006. 
EDZWALD, J. K.; HAARHOFF, J. Dissolved Air Flotation For Water Clarification. 
1 edition ed. McGraw-Hill Education, 2011. 
EDZWALD, J.K. Principles and applications of dissolved air flotation. Water Science 
and Technology, v.31, n.3-4, p 1-23,1995. 
EDZWALD,J.K; DUKHIN, S.S; YU, C. A conceptual model for dissolved air flotation in 
water treatment. Water Supply, v.8, p.141-150,1990. 
44 
FONSECA, R. R. Monitoramento e Controle Avançado Aplicados à Flotação por 
Ar Dissolvido. 2017. 159 f. Tese de Doutorado (Doutorado em Engenharia Química) 
- Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas, 
Campinas, São Paulo, 2017. 
GORINI, A.P. Panorama do setor têxtil no Brasil e no mundo: reestruturação e 
perspectivas. 12. ed. Rio de Janeiro, Set. 2000. p. 17-50. Disponível em: 
<https://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/bndes/bndes_pt/Galerias/Convivencia/Public
acoes/Consulta_Expressa/Setor/Complexo_Textil/200009_4.html>. Acesso em: 7 set. 
2019. 
HAARHOFF, J. Dissolved air flotation: progress and prospects for drinking water 
treatment. Journal of Water Supply: Research and Technology - Aqua, v. 57, n. 8, p. 
555 LP-567, 2008. Disponível em: 
<http://aqua.iwaponline.com/content/57/8/555.abstract>. . 
MORUZZI, R. B.; REALI, M. A. P. Método para Determinado de Distribuição de 
Tamanho de Microbolhas (DTMB) em Sistemas Flotação (FAD) para Tratamento de 
Águas Utilizando a Análuse de Imagem Digital. Eng. sanit. ambient, São Paulo, SP, 
ano 2007, v. 12, n. 3, p. 273-283, 5 set. 2007. 
PATZA, E. Aplicação de Modelos Matemáticos para Definição de Parâmetros 
Hidráulicos e Cinéticos de Tanques Sépticos. 2006. 199 f. Dissertação (Mestrado 
em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental) - Pós Graduação em Engenharia 
de Recursos Hídricos e Ambiental, Cutiriba, PR, 2006 
RICHTER, C. A. Água: métodos e tecnologia de tratamento. 1. ed. São Paulo, SP: 
Blucher, 2009. 352 p. ISBN 978-85-212-0498-5. 
RUBIO, J.; SOUZA .M. L.; SMITH, R. W. Overview of flotation as a wastewater 
treatment technique. Minerals Engineering, v.15, n.3, p.139-155,2002. 
SCHOFIELD, T. Dissolved air flotation in drinking water production. Water Science 
and Technology, v.43, n.8, p9-18,2001. 
SERVIÇO BRASILEIRO DE APOIO ÀS MICRO E PEQUENAS EMPRESAS 
(SEBRAE). PRADO, Marcelo Villin; BEZADO, Adriana Petruci; GRANDO, Felipe 
Ricardo (coord.). Estudo de Competitividade dos Setores Têxtil e Confeccionista 
45 
no Estado do Rio Grande do Norte. Rio Grande do Norte, Dezembro 2016. 
Disponível em: 
<https://m.sebrae.com.br/Sebrae/Portal%20Sebrae/UFs/RN/Anexos/SEBRAE%20-
%20Estudo%20Competitividade%20Setor%20Textil%20do%20Rio%20Grande%20d
o%20Norte%202016%20-%20FINAL.pdf>. Acesso em: 7 set. 2019. 
SILVA FILHO, M.N. Produtos químicos utilizados na indústria têxtil e questão 
ecológica. Química