Câmara de Mistura Lenta ou Floculadores

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CAPÍTULO 7 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
CÂMARA DE MISTURA LENTA OU FLOCULADORES 
Texto 4 
 
Introdução 
 
É um processo físico no qual as partículas coloidais são colocadas em contato umas com 
as outras, de modo a permitir o aumento do seu tamanho físico, alterando, desta forma, a sua 
distribuição granulométrica. 
 
 
 
 
 
 
 
Após a coagulação, as partículas coloidais estão prontas para serem agrupadas pela força 
mecânica ou hidráulica dos floculadores. 
 
 Os floculadores são misturadores nos quais a turbulência criada por meio de uma agitação 
adequada origina um gradiente de velocidade capaz de aumentar a aglutinação de colóides, 
adensando-os sem produzir sua ruptura. 
 
 Para se conseguir resultado satisfatório na floculação, deve-se fornecer energia suficiente 
para a formação de flocos compactos e não utilizar valores relativamente altos de G para que as 
forças de cisalhamento não causem a destruição dos flocos. É conveniente que se faça a 
floculação escalonada com valores decrescentes de G (no máximo 100s
-1
 e no mínimo 10s
- 
). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Partículas Choques Agregação 
Processo Físico 
(Transporte) 
Estabilidade do Colóide 
(Coagulação) 
Partículas Choques Agregação 
Processo Físico 
(Transporte) 
Estabilidade do Colóide 
(Coagulação) 
 
Tipos de floculadores 
 
 Hidráulicos: providos de chicanas onde a mistura é assegurada pela utilização de 
carga hidráulica disponível e a água efetua um movimento sinuoso; 
Figura 7.8: Floculadores hidráulicos com chicanas 
 Mecânico: providos de agitadores mecânicos acionados por motores; 
Figura 7.9. Floculadores mecanizados com paletas perpendiculares ao eixo. 
 Mistos: providos de agitadores mecânicos e chicanas. 
 Figura 7.10. Floculadores Mistos – ETA Campo Largo 
 
 
Parâmetros de dimensionamento: 
 
 Mínimo de três compartimentos; 
 
 Tempo de detenção entre 20 a 40 minutos; 
 
 Gradiente máximo para o primeiro compartimento de 70s-1 e mínimo para o ultimo 
compartimento de 10s
-1
. 
 
 
 
Floculadores Hidráulicos 
Tipos de floculadores hidráulicos 
•Floculadores hidráulicos de fluxo horizontal 
 
 
 
 
 
 
•Floculadores hidráulicos de fluxo vertical 
 
•Floculadores Alabama 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
•Floculadores em meio poroso 
 
 
Parâmetros de dimensionamento dos floculadores hidráulicos: 
 
Além dos parâmetros citados para o dimensionamento dos floculadores em geral, para os 
floculadores hidráulicos recomenda-se que: 
 
1. A velocidade da água ao longo das chicanas (v1) deverá estar compreendida entre 
0,30 m/s no inicio da floculação e 0,10 m/s no final da floculação; 
 
 
He
Q
v

1
 
 
Be
Q
v

1
 
 
2. A velocidade na passagem entre chicanas (v2) deve ser igual a 
3
2
 da velocidade v1 no 
canal entre chicanas. 
 
12
3
2
vv 
 
3. Para o cálculo do número aproximado de canais deve-se considerar: o gradiente de 
velocidade (adotado para cada compartimento), comprimento e a vazão. 
 
 
 
 
 
Sendo, t em minutos. 
 
4. Espaçamento entre chicanas: 
 
5. Número real de canais: 
 
Sendo, x a espessura da chicana que depende do material utilizado. 
 
 
 
3
2
045,0 t
Q
GLH
N 




 

N
L
e total
xe
L
N totalR


3
2
045,0 t
Q
GLB
N 




 

Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
 
Etapas de dimensionamento 
 
1. Determinação da vazão máxima: 
usodaETA
KqP
Q 


86400
1
 (L/s) 
 
 
2. Adota-se o número de compartimentos e para cada compartimento adota-se o 
gradiente de velocidade, o tempo de detenção hidráulica e a profundidade útil. 
 
 Gradiente máximo para o primeiro compartimento de 70s-1 e mínimo para o 
ultimo compartimento de 10s
-1
. 
 
 Tempo de detenção hidráulica total entre 20 a 40 minutos. 
 
 
3. Cálculo do Volume para cada compartimento: 
 
tQV 
 
 
 
4. Cálculo da Área para cada compartimento: 
 
H
V
A 
 
 
5. Cálculo do comprimento (L) e largura (B): 
 
BLA 
 
 
6. Cálculo do número de canais aproximado para cada compartimento: 
 
 
 
 
 
 
Sendo, t em minutos: 
 
7. Espaçamento entre chicanas: 
3
2
045,0 t
Q
GLH
N 




 

N
L
e total
3
2
045,0 t
Q
GLB
N 




 

Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
 
 
8. Número real de canais: 
 
Sendo, x a espessura da chicana que depende do material utilizado. 
 
9. Cálculo da velocidade de escoamento entre canais para cada compartimento: 
 
He
Q
v

1
 
 
Be
Q
v

1
 
 
 
10. Calculo da velocidade de passagem de água de um canal para outro, para cada 
compartimento: 
 
12
3
2
vv 
 
 
11. Cálculo da largura livre entre a chicana e a parede do floculador, para cada 
compartimento. 
 
Hv
Q
a


2
 
 
Bv
Q
a


2
 
 
 
12. Cálculo do comprimento virtual (comprimento que a água percorre) em cada 
compartimento: 
 
 
RNBL '
 
 
 
RNHL '
 
 
13. Verificação do tempo de detenção hidráulica para cada compartimento: 
 
1
'
v
L
th 
 
xe
L
N totalR


Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
Fluxo vertical 
Fluxo horizontal 
 
 
14. Cálculo do Raio Hidráulico para cada compartimento: 
 
He
He
RH
2


 
 
Be
Be
RH
2


 
 
15. Cálculo da perda de carga por atrito em cada compartimento: 
 
'
2
3
2
1 L
R
vn
h
H
a 










 
 
16. Cálculo da perda de carga na passagem da água de um canal para outro, para cada 
compartimento: 
 
g
vNvN
hp
2
)1(
2
2
2
1 
 
 
17. Cálculo da perda de carga total; 
 
pa hhhf 
 
 
 
18. Verificação do Gradiente de Velocidade 
 
ht
hf
G




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fluxo horizontal 
Fluxo vertical 
 
EXEMPLO 4: 
Dimensionar um floculador hidráulico de fluxo horizontal, para uma Estação de Tratamento de 
água que atende uma cidade com as seguintes características: 
 População: 180.000 hab 
 Per-capita: 200 L/hab.d 
 Coeficiente relativo ao dia de maior consumo: 1,2 
 Coeficiente relativo à hora de maior consumo: 1,5 
 Uso da ETA = 5% 
Dados do floculador: 
 Relação comprimento/largura: L/B = 2,5 
 Altura: H = 1,5 m 
 Espessura das chicanas: x = 2,0 cm 
 Material da chicanas: concreto 
 Rugosidade do material: n = 0,013 
 Tempo de detenção total: 30 minutos 
 
 
EXERCÍCIO PROPOSTO 
Dimensionar um floculador hidráulico de fluxo horizontal, para uma Estação de Tratamento de 
água que atende uma cidade com as seguintes características: 
 População: 129.600 hab 
 Per-capita: 180 L/hab.d 
 Coeficiente relativo ao dia de maior consumo: 1,2 
 Coeficiente relativo à hora de maior consumo: 1,5 
 Uso da ETA = 4% 
Dados do floculador: 
 Relação comprimento/largura: L/B = 2,0 
 Altura: H = 1,2 m 
 Espessura das chicanas: x = 2,0 cm 
 Material da chicanas: concreto 
 Rugosidade do material: n = 0,013 
 Tempo de detenção total: 30 minutos