Decantadores

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Aula 6: Decantadores
Prof. Mauricio Barreto, Dr.
DECANTADORESDECANTADORES
Professor
Francisco Mauricio de Sá Barreto, Dr.
barreto@ifce.edu.br
Curso: Tecnólogo em Saneamento Ambiental
Departamento: Construção Civil
Disciplina: Saneamento ISaneamento I
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1. DECANTADORES
� Decantação/Sedimentação 
• Processo dinâmico de separação de partículas sólidas suspensas 
nas águas;
• Partículas → mais pesadas do que água → caem com um 
velocidade de sedimentação.
� Conceitos
� água decantada é aquela que se purificou através de separação, 
por gravidade, das partículas sólidas trazidas consigo. Tais 
partículas sólidas separam-se por ação da gravidade, 
sedimentando-se no interior da água.
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• Assim sendo:
- os flocos separam-se da água porque sedimentam-se;
- a água, isenta desses flocos, é chamada de água decantada;
• Veja!!
O floco não decanta, mas sedimenta-se; quem decanta é a água.
• As partículas trazidas pela água podem sedimentar-se como 
partículas discretas ou como partículas floculentas.
• O 1º caso aplica-se principalmente, no tratamento da água, aos 
desarenadores, enquanto que o 2º caso aplica-se aos decantadores 
instalados após os floculadores.
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� Velocidade de sedimentação:
2 minutos
6 minutos
8 horas
2,4 cm/seg
0,9 cm/seg
0,01 cm/seg
0,2 mm
0,1 mm
0,01 mm
Areia
Areia fina
silte
t necessário para 
cair 3 m
Velocidade de 
sedimentação
Tamanho das
partículas
Partículas
• Partículas: ordem de um milésimo de mm e menores, são objeto de 
movimento browniano contínuo, não sendo sedimentáveis. Para a 
remoção de partículas coloidais recorre-se à precipitação química 
(coagulação). 
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� Objetivos da sedimentação
- Remoção de areia;
- Remoção de partículas sedimentáveis finas (sem coagulação);
- Retenção de flocos: decantação após coagulação.
� Tipos de decantadores 
I. em função do escoamento da água: 
a) escoamento horizontal: 
Água entra numa extremidade e move-se em sentido longitudinal e 
sai pela outra extremidade. O comprimento é maior em relação às 
demais dimensões. A velocidade da água deve ser baixa para impedir 
o arraste do lodo.
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b) Escoamento vertical
- Água: dirigida para a parte inferior, elevando-se a seguir em 
movimento ascendente até a superfície dos tanques;
- Profundidade relativamente grande;
- Velocidade ascendente da água dever ser limitada. 
II. De acordo com as condições de funcionamento
a) Clássico/convencional: 
- Recebem a água já floculada; 
- Processa apenas a sedimentação;
- Mecanizados ou não → em relação a remoção do lodo. 
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b) Decantadores com contato de sólido (dinâmico, compacto ou 
acelerado): 
• ocorrem, simultaneamente, a agitação, floculação e a decantação.
c) Decantadores com escoamento laminar (tubulares ou de placas): 
• mais recentes e de maior eficiência.
� De modo geral, 2 tipos de decantadores são utilizados no Brasil
para o tratamento da água:
• decantadores clássicos;
• decantadores tubulares.
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� Tipos – ver figura.
• Mais utilizado - seção retangular.
• Algumas ETA’s possuem decantadores de seção circular.
• Esse último tipo (Menos utilizado) permite, em determinadas 
situações, que se crie um manto de lodo em seu interior, capaz de 
melhorar muito a qualidade da água decantada.
� Clássico/Convencional
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Decantadores clássicos: tipos
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� Decantadores clássicos de seção retangular
� Descrição
• Constituem provavelmente o tipo mais numeroso entre os 
decantadores existentes. 
• De modo geral, imediatamente após ser admitida no interior do 
decantador, a água floculada é distribuída em toda sua seção 
transversal através de uma cortina distribuidora. 
• Em seguida, ela percorre a extensão do decantador com v muito 
baixa, até atingir a zona de saída. Nesse local, a água decantada é
recolhida, através de calhas coletoras ou tubos perfurados, sendo o 
1º tipo o modo mais comum no Brasil.
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• A pequena velocidade média com que a água escoa no interior 
desses decantadores, em vista do grande valor do raio hidráulico da 
seção transversal o nº de Reynolds também é grande, tornando 
turbulento o regime de escoamento da água em tratamento.
Decantador clássico de seção retangular: esquema típico
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Decantador convencional de fluxo horizontal.
ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande.
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�Decantadores de fluxo laminar
� Descrição e classificação
- Comumente denominados decantadores laminares.
- Podem ser classificados em, pelo menos, dois tipos:
a) decantadores de fluxo ascendente;
b) decantadores de fluxo horizontal.
• Esses últimos representam uma tendência de projeto, não sendo 
utilizados com freqüência.
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� Decantadores laminares de fluxo ascendente
• Introdução
A Figura (a) representa a seção longitudinal de um decantador, no 
interior do qual uma partícula desloca-se com velocidade horizontal 
vh, enquanto precipita-se com velocidade de sedimentação vs. 
Observa-se que se esse decantador possuísse uma bandeja 
intermediária, que não influenciasse as velocidades representadas, 
seu comprimento poderia ser reduzido à metade, Figura (b), 
enquanto que, se as bandejas fossem duas, seu comprimento poderia 
ser reduzido a um terço, Figura (c), e assim sucessivamente.
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Reduzindo o comprimento do decantador
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� Descrição
• A Figura representa um decantador tubular típico, do tipo de fluxo 
ascendente, com placas paralelas inclinadas.
• A água floculada é introduzida sob as placas, ao escoar entre elas, 
ocorre a sedimentação dos flocos.
• A água decantada sai pela parte de cima do decantador, após haver 
escoado entre as placas paralelas, e é coletada por calhas coletoras.
• Observe que as bandejas, ou módulos para decantação laminar 
(que podem ser placas paralelas ou dutos superpostos, de diversas 
seções) são dispostos de modo a formarem um ângulo com a 
horizontal superior a 50 graus.
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• Essa inclinação assegura a auto-limpeza dos módulos, ou seja, à
medida que os flocos vão se sedimentando em seu interior, e 
aglutinando-se uns aos outros, as maiores massas de flocos que vão 
se formando adquirem peso suficiente para se soltarem dos módulos 
e se arrastarem em direção ao fundo.
• Dessa forma, os flocos removidos pelo decantador acabam por 
se precipitarem para o poço de lodo, onde permanecem 
acumulados até serem removidos através da abertura da descarga 
de fundo.
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Decantador tubular típico, de fluxo ascendente.
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• Em algumas situações, em que se faz necessário ampliar a 
capacidade de tratamento das ETAs, cujos decantadores são 
clássicos, e em que não há interesse, ou possibilidade, de se 
construir novos decantadores desse tipo, eles podem ser 
convertidos em decantadores tubulares.
• A Figura (a) compara esse caso com a configuração típica.
• Observe que foram instalados módulos tubulares cobrindo grande 
parte da superfície do decantadorclássico.
• Com isto, é possível, muitas vezes, dobrar a vazão tratada pelo 
decantador, ou até mais do que isto.
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Decantadores tubulares: tipos.
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Esquema de diferentes tipos de decantadores tubulares.
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�Módulos para a decantação laminar
• Nas Figuras (a) e (e), são representados módulos que podem ser 
adquiridos prontos (existem outros tipos, além desses dois, 
produzidos por indústrias especializadas). Ambos são construídos 
de plástico, e são muito leves, especialmente quando imersos na 
água. São de fácil instalação.
• Os módulos representados na Figura (a) são fornecidos em bloco. 
Para sua utilização, basta apenas cortá-los nas dimensões 
adequadas ao decantador.
• Observe que, no interior do bloco, existem dutos, de seção 
retangular, inclinados de 60 graus em relação à horizontal, no 
interior dos quais a água floculada escoará.
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• As inclinações dos dutos são alternadas, de modo a conferir 
rigidez ao bloco.
• É no interior desses dutos que ocorrerá a sedimentação dos 
flocos.
• Já os módulos representados na Figura (e) são dutos individuais, 
que devem ser colados, uns aos outros, ao longo de seus 
comprimentos.
• Por serem módulos de PVC, o que se faz é aplicar, com o auxílio 
de uma seringa, a solda de PVC ao longo de cada seção possuidora 
de uma reentrância nos dutos. Em seguida, cola-se outro duto a 
esse local.
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• Após montado, tomando-se o cuidado de que os dutos fiquem 
inclinados de 60 graus em relação à horizontal, os módulos 
adquirem a configuração de bloco, como representado na Figura.
• Outras alternativas têm sido empregadas pelos projetistas, com o 
objetivo de reduzir os custos de construção.
• A Figura (b) mostra como fazer para obter módulos tubulares 
utilizando placas lisas de cimento-amianto ou PVC. Espaçadores 
(de madeira ou outro material) são fixados (por exemplo, através 
de parafusos) a cada uma das placas. Ao se sobrepor uma placa à
outra, esses espaçadores asseguram a distância entre as placas.
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• Consegue-se, desse modo, criar dutos através dos quais a água 
floculada escoará, deixando sedimentados, em seu interior, os 
flocos que se deseja remover.
• Os espaçadores são fixados à placa distantes entre si de uma 
distância suficiente para evitar a (indesejável) formação de barrigas 
pelas placas.
• A Figura (d) representa como obter a constituição de módulos 
tubulares sobrepondo telhas onduladas, que podem ser de cimento-
amianto, PVC ou fibra de vidro.
• Efeito semelhante pode ser obtido sobrepondo-se telhas de seção
hexagonal, como representado na Figura (c).
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Módulos tubulares.
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Decantador de alta taxa.
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�Elementos complementares
I. Comportas de acesso aos decantadores
• Descrição
A Figura ilustra como essas comportas são normalmente 
dispostas 
(a) nos decantadores de seção retangular e 
(b) nos decantadores de seção circular.
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Decantadores clássicos: comportas de acesso.
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II. Canal de acesso aos decantadores
• Descrição
A distribuição equitativa da água floculada através das comportas de 
acesso aos decantadores depende da inexistência de curto-circuitos 
no interior dessas unidades.
Decantadores clássicos: melhor forma de assegurar essa distribuição 
equitativa é fazer com que a v ao longo do canal de acesso aos 
decantadores se mantenha constante, e sempre superior a 0,10 m/s
(evitar sedimentação de flocos em seu interior), embora nunca 
superior a 0,45 m/s (evitando quebra desses flocos).
Assim é que a seção do canal que alimenta as comportas deve ser 
decrescente de montante para jusante.
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Decantadores e canal de acesso de água floculada.
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III. Cortinas distribuidoras
• Descrição
Após entrar no decantador, a água atravessa uma cortina 
distribuidora, com o objetivo de uniformizar o fluxo da água em 
tratamento. O que se espera dessa cortina é que a vazão seja 
aproximadamente a mesma em todos os seus orifícios.
Cortinas mal dimensionadas poderão distribuir mal as vazões, caso 
a velocidade de passagem da água através dos orifícios seja muito 
baixa, ou quebrar os flocos, caso essa velocidade seja muito alta.
A quebra de flocos poderá ocorrer também em decantadores 
sobrecarregados. 
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Por isto, ao se aumentar a vazão tratada pelo decantador, é
conveniente verificar o dimensionamento da cortina, para ver se os 
diâmetros de seus orifícios são compatíveis com a vazão que os 
atravessará.
As cortinas distribuidoras podem ser construídas de alvenaria, 
concreto ou madeira.
Muitas ETA’s utilizam cortinas distribuidoras construídas de 
madeira de lei, sem apresentar qualquer inconveniente por esse 
motivo. 
Sabe-se que a madeira de lei, quando completamente submersa, não 
apodrece.
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Cortinas distribuidoras de água floculada em decantadores
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IV. Coleta de água decantada
• Descrição
A água decantada é removida dos decantadores junto à superfície 
livre nesses tanques.
Normalmente são utilizadas calhas coletoras para esse fim.
Entretanto, alguns projetistas preferem utilizar tubulações 
perfuradas para a coleta de água decantada.
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Bordas vertedouras ajustáveis
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Detalhe da calha coletora de água decantada
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V. Descarga de decantadores
• Tipos
Em decantadores clássicos de pequeno porte, a descarga de fundo 
tem, como principal finalidade, o esvaziamento dessas unidades.
Assim sendo, após esvaziados, boa parte do lodo sedimentado em 
seus interiores precisa ser arrastada até a descarga de fundo para 
ser removida.
Esse arraste é feito manualmente, com o auxílio de jatos d’água e 
rodos.
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De modo geral, em decantadores clássicos de seção horizontal, a 
maior parte dos flocos deposita-se no primeiro terço de seus 
comprimentos.
Por essa razão, os projetistas costumam localizar nessa região os 
dispositivos de descarga de fundo.
Em ETA’s de grande porte, podem ser utilizados raspadores de 
lodo, do tipo de arraste longitudinal ou rotativos.
Quando esses equipamentos são utilizados, raramente é necessário 
esvaziar completamente os decantadores.
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Descarga de fundo de decantadores de seção retangular
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Descarga de fundo de decantadores de seção circular
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Esquema da descarga de fundo em decantadores clássicos de seção retangular.
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Operação de limpeza dos decantadores de uma ETA convencional. (a) esgotamento do decantador através de abertura de 
válvula de fundo; (b) e (c) remoção do lodo; (d) decantador ao final do processo de limpeza.