2. STAE UNIP

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
As estações de tratamento de água (ETAs) da Sabesp funcionam como verdadeiras fábricas para produzir água potável. 
Das 237 estações: 28 abastecem a Região Metropolitana de São Paulo, e as outras 209 fornecem água aos municípios do interior e litoral do Estado.
Atualmente, são tratados mais de 111 mil litros de água por segundo. 
É um número bem expressivo, mas que ainda pode aumentar. Projetos de extensão e melhorias dos sistemas de abastecimento estão em andamento.
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
O processo convencional de tratamento de água é dividido em fases. 
Em cada uma delas existe um rígido controle de dosagem de produtos químicos e acompanhamento dos padrões de qualidade.
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
As etapas de tratamento convencional são: 
Pré-cloração – Primeiro, o cloro é adicionado assim que a água chega à estação. Isso facilita a retirada de matéria orgânica e metais. (PRÉ-DESINFECÇÃO).
 Pré-alcalinização – Depois do cloro, a água recebe cal ou soda, que servem para ajustar o pH* aos valores exigidos nas fases seguintes do tratamento.
*Fator pH –O índice pH refere-se à água ser um ácido, uma base, ou nenhum deles (neutra). Um pH de 7 é neutro; um pH abaixo de 7 é ácido e um pH acima de 7 é básico ou alcalino. Para o consumo humano, recomenda-se um pH entre 6,0 e 9,5. Resumo no quadro.
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
As etapas de tratamento convencional são: 
 Coagulação – Nesta fase, é adicionado sulfato de alumínio, cloreto férrico ou outro coagulante, seguido de uma agitação violenta da água. Assim, as partículas de sujeira ficam eletricamente desestabilizadas e mais fáceis de agregar.
 Floculação – Após a coagulação, há uma mistura lenta da água, que serve para provocar a formação de flocos com as partículas.
 Decantação – Neste processo, a água passa por grandes tanques para separar os flocos de sujeira formados na etapa anterior.
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
As etapas de tratamento convencional são: 
Filtração – Logo depois, a água atravessa tanques  formados por  pedras, areia e carvão antracito. Eles são responsáveis por reter a sujeira que restou da fase de decantação.
 Pós-alcalinização – Em seguida, é feita a correção final do pH da água, para evitar a corrosão ou incrustação das tubulações.
 Desinfecção – É feita uma última adição de cloro no líquido antes de sua saída da Estação de Tratamento. Ela garante que a água fornecida chegue isenta de bactérias e vírus até a casa do consumidor.
 Fluoretação – O flúor também é adicionado à agua. A substância ajuda a prevenir cáries.
*
CONCEPÇÕES TÍPICAS DE ETAs
*
As etapas de tratamento convencional são: 
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
 Os processos que serão calculados (dimensionados) são:
AERAÇÃO
Utilizado nas estações de tratamento onde a água possui gases indesejáveis. Este processo consiste em colocar a água em escoamento ao ar livre para retirada destes gases.
Permitindo a remoção do gás carbônico em excesso, do gás sulfídrico, do cloro, metano e substâncias aromáticas voláteis. A aeração geralmente é executada por gravidade.
Este procedimento é utilizado somente em algumas estações de tratamento de água.
*
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
*
AERAÇÃO
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
COAGULAÇÃO
A coagulação geralmente acontece dentro dos canais onde estão passando a água provinda da bacia de tranquilização. Sulfato de alumínio é introduzido à água para desestabilizar as partículas de sujeira (coagulante). As impurezas contidas na água podem encontrar-se em:
 Suspensão
 Dissolvidas
As suspensões podem ser:
• Grosseiras: facilmente capazes de flutuar ou decantar, quando a água estiver em repouso (ex: folhas, sílica, restos vegetais, etc.).
• Finais: turbidez, bactérias, etc.
• Coloidais (estado “gelatinoso”): ferro e manganês oxidado, etc.
As impurezas dissolvidas são: a dureza (sais de cálcio e magnésio), ferro etc.
*
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
	
	A coagulação tem por objetivo:
aglomerar as impurezas que se encontram em suspensões finas em coloidais. 
E também aglomerar algumas que se encontram dissolvidas, em partículas maiores que possam ser removidas por decantação ou filtração.
	Este fenômeno de aglomeração ocorre devido à duas ações distintas:
	1) Uma desestabilidade onde, por adição de produtos químicos que anulam as forcas repulsivas (coagulação).
Principalmente sulfato de alumínio.
*
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
	
	2) Uma aglomeração dos coloides até a formação de	flocos que sedimentam a uma velocidade adequada. 
 Esta aglomeração é facilitada pela agitação suave, para facilitar o contato dos flocos uns com os outros. Esta fase é chamada de floculação (veremos a seguir).
	
*
*
PRINCIPAIS PROCESSOS
	
	Nesta câmara tem-se uma agitação muito intensa, promovida por agitadores (floculadores mecânicos), ou devido à própria hidrodinâmica das Câmaras (floculadores hidráulicos).
	Ao sair da câmara de mistura, a água segue para a câmara de floculação. Nesta fase, os flocos (sementes de flocos gerados na coagulação) serão agregados por absorção. Serão unidas.
	
	Ao sair da câmara de floculação, a água segue para os decantadores.
	
*
*
FLOCULAÇÃO
*
*
FLOCULAÇÃO
	
	Definição: É um processo físico no qual as partículas coloidais são colocadas em contato umas com as outras (por agitação mecânica), de modo a permitir o aumento do seu tamanho físico, alterando, desta forma, a sua distribuição granulométrica.
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
Floculadores hidráulicos
		
*
Floculadores hidráulicos de fluxo horizontal
Floculadores hidráulicos de fluxo vertical
Floculador Alabama
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
FLOCULADORES HIDRÁULICOS
*
*
Floculador hidráulico do tipo chicanas verticais. Fonte: Vianna (2002).
*
*
Floculador hidráulico do tipo chicanas horizontais. 
Fonte: Vianna (2002) 
*
*
Assegura maior homogeneidade à mistura da água em tratamento.
Floculador de chicanas 
Vantangem:
Desvantagem:
Grande número de compartimento de floculação, chegando à cerca de quarenta câmaras na vertical, dificultando a sua limpeza.
*
*
Mais indicados para ETA de vazões maiores, acima de 100 l/s (Di Bernardo, 1993 e CEPIS, 1995), pois a profundidade mínima de escoamento é maior do que a dos floculadores de chicanas com escoamento horizontal. 
Floculador hidráulico do tipo chicanas verticais
*
*
Processo de Floculação
Floculadores Hidráulicos
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
FLOCULADORES HIDRÁULICOS
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO ETA
(SABESP)
FLOCULADOR DE FLUXO HORIZONTAL
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA (SABESP)
FLOCULADOR DE FLUXO HORIZONTAL
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA 
FLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA 
FLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL
*
*
Floculador do tipo Alabama. Fonte: Richter e Netto (1991). 
Os flocos trazidos pela corrente efluente, de sentido ascendente, chocam-se com os levados pela corrente, de sentido descendente resultando no crescimento dos flocos 
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
Dispositivos mecânicos
*
Agitadores de fluxo radial
Agitadores de fluxo axial
Agitadores de fluxo radial e axial
*
Floculador de Paletas de Eixo Vertical
*
*
Floculador de Paleta Única de Eixo Vertical
*
*
Floculador de Paletas Eixo Horizontal
*
*
São vantajosos devido:
 Flexibilidade de variação do gradiente médio de velocidade;
 Mudança de rotação dos dispositivos de agitação e à pequena perda de carga gerada pelos mesmos. 
Floculadores Mecânicos
Desvantagens:
- Elevado custo de implantação, operação e manutenção. 
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA GUARAÚ (SABESP)
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ALTO DO TIETÊ (SABESP)
*
*
PROCESSO DE
FLOCULAÇÃO
ALTO DO TIETÊ (SABESP)
*
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ALABAMA.
*
FLOCULADOR ALABAMA
*
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
*
FLOCULADOR ALABAMA
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA.
*
SISTEMAS DE AGITAÇÃO ESCOAMENTO RADIAL .
*
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA.
*
SISTEMAS DE AGITAÇÃO ESCOAMENTO AXIAL .
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR
ETA.
*
Considerar o Gradientes de velocidade situados entre 80 s-1 e 20 s-1 
Gradiente de velocidade escalonadas e decrescentes de montante para jusante;
Geralmente temos de 3 a 5 câmaras de floculação em série; Utilizaremos no exemplo com 3.
Tempo de detenção hidráulico situado entre 20 e 40 minutos.
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO ETA.
*
Vazão: 1,0 m3/s
Dimensionamento de floculadores hidráulicos de fluxo vertical
Dimensionamento de sistemas de floculação mecanizados 
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO.
*
Tempo de detenção hidráulico = 30 minutos
Sistema de floculação composto por três câmaras com gradientes de velocidade escalonados (70 s-1, 50 s-1 e 20 s-1)
*
 70 s-1 50 s-1 20 s-1
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO.
*
3 câmaras em série de cada gradiente
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO.
*
Profundidade da lâmina líquida=4,5 m
Número de decantadores = 4.
Largura do decantador =12,0 m 
Será admitido que uma das dimensões do floculador é conhecido, sendo esta função da largura do decantador. 
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO
Floculador
*
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO
*
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO
*
*
DIMENSIONAMENTO DO FLOCULADOR HIDRÁULICO
*
*
Cálculo do volume do floculador 
 
*
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS 
Cálculo da área superficial do floculador 
 
*
Cálculo da largura do floculador 
 
*
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS 
Portanto, será admitido um floculador com largura total de 8,4 m, tendo cada canal uma largura individual de 2,8 metros 
 
*
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS 
Floculador
*
*
Cálculo do número de espaçamentos entre chicanas em cada câmara de floculação 
 
*
DIMENSIONAMENTO DE FLOCULADORES HIDRÁULICOS 
n=número de espaçamentos
a=largura do canal do floculador em metros
L=comprimento do floculador em metros
G=gradiente de velocidade em s-1
Q=vazão em m3/s
h=tempo de detenção hidráulico em minutos 
 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*