Flotação: Processo de Separação de Sólido-Líquido

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119 
CAPÍTULO 7 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
FLOTAÇÃO 
Texto 05 
 
INTRODUÇÃO: 
 A flotação é um processo de separação de partículas suspensas em meio líquido 
baseado na propriedade da interface sólido-líquido. O processo de flotação é o inverso da 
sedimentação, no qual as partículas acumulam-se na interface líquido-gás das bolhas de ar, 
induzidas no meio líquido pelo borbulhamento de gás. As bolhas têm densidade menor que 
a da fase líquida e migram para superfície arrastando as partículas seletivamente aderidas, 
em função da afinidade da superfície da partícula com a fase gasosa. Constitui-se numa 
aplicação muito importante, mas bastante complexa da química de superfície. Devido à sua 
simplicidade operacional, o processo é utilizado para separar uma grande variedade de 
sólidos, principalmente minerais. 
Em resumo, a flotação é um processo de separação de sólido-líquido, que anexa o 
sólido à superfície de bolhas de gás fazendo com que ele se separe do líquido. Na flotação 
estão envolvidos os três estados da matéria – sólido, líquido e gasoso - sendo cada um deles 
composto por uma série de substâncias químicas. 
Existem vários tipos de flotação, a saber: eletro-flotação, flotação por ar disperso, 
flotação por ar dissolvido, flotação por aspersão (nozzle), flotação centrifuga, flotação 
rápida e flotação por cavitação. 
 
Principio de Flotação 
A flotação é restrita ao uso do ar como “agente de flutuação”. As bolhas de ar são 
introduzidas ou formadas no esgoto e tendem a aderir às partículas sólidas. Quando são 
obtidas as condições de repouso, os sólidos sobrem e são postos a flutuar pela ação de 
sustentação das bolhas de ar. 
 
A inserção do ar pode ser feito por: 
 120 
 Aeração; 
 Ar pressurizado seguido de descompressão do liquido para a Atmosfera; 
 Aplicação do vácuo após a saturação com ar. 
 
A aeração sozinha não é particularmente efetiva na flotação de sólidos, no entanto ela 
ajuda na remoção subseqüente da graxa. Os dois últimos processos são os melhores 
métodos para a introdução do ar, por fazerem as bolhas se formarem (ou se originarem) em 
contato direto com as partículas, em vez de em um lugar afastado. Esta ação tem lugar, 
devido a nucleação ou formação da bolha tender a decorrer na descontinuidade da partícula 
sólida. As bolhas assim formadas aderem à partícula e a suspendem para a superfície do 
liquido. 
 
Etapas do Processo de flotação: 
O processo de flotação será explicado seguindo as seguintes etapas: 
1. A geração de bolhas de gás (ar) e a adesão seletiva das partículas a serem 
removidas à bolha. 
As partículas são carregadas para a superfície e são adicionadas à espuma se elas 
conseguirem ficar presas às bolhas de gás. A adesão das partículas à bolha só é possível 
se a superfície da partícula for suficientemente hidrofóbica. Além disso, para que uma 
partícula possa flutuar sobre a superfície de um líquido, a força ascendente total do 
menisco que envolve a partícula deve contrabalançar o peso aparente da partícula; por 
exemplo, uma agulha recoberta de cera pode flutuar sobre uma superfície de água e a 
seguir afundar mediante a ação de um detergente. A flotação de um sólido sobre uma 
superfície líquida é função do ângulo de contato θ, esta é uma variável importante para 
a adesão do sólido à bolha. 
 121 
 
Figura 1: Componentes da tensão interfacial (energia) para o equilíbrio de uma gota de líquido em 
contato com uma superfície gasosa (ar). Fonte: Stumm. 
 
Este sistema obedece à seguinte equação derivada da Equação de Young: 
 
 
O ângulo de contato aumenta (cosθ diminui) com o aumento da característica 
hidrofóbica da superfície do sólido (γSV<γSV), ou seja, é necessária uma intensa adsorção na 
superfície ar-sólido e uma mínima adsorção na superfície sólido-água. Para uma adesão 
satisfatória são necessários ângulos de contato de pelo menos 50° a 75°. Para uma boa 
adesão às bolhas o ângulo de contato deve ser preferencialmente superior à 90°. 
2. A adição de aditivos químicos que adsorvem (seletivamente) às partículas para 
que elas possam aderir à bolha. 
Coletores - Sólidos apresentam diferentes tendências de flotação, essas tendências são 
acentuadas mediante adição de certos aditivos conhecidos como "óleos coletores", ou 
simplesmente "coletores", que sofrem adsorção sobre a superfície do minério; γ aumenta 
até um valor que torna possível a flotação. 
Em outras palavras, coletores são ativadores de superfície que adsorvem na 
superfície do sólido e preparam a superfície para aderir à bolha de ar e assim flotar até aa 
 122 
superfície do líquido. Os coletores devem adsorver seletivamente a possibilitar a separação 
desejada. 
Reguladores - São freqüentemente compostos que controlam o pH e "prendem" cátions 
metálicos que podem competir com o sólido desejado na superfície ativa dos coletores. O 
pH afeta não apenas a disponibilidade de certos coletores, mas também a carga das 
partículas minerais. Esta última consideração se aplica ao fato das partículas sólidas 
estarem dispersas como pequenas unidades ou como flocos (floculação). Para os casos em 
que o regulador aumenta a adsorção do coletor ele é denominado ativador; quando o efeito 
é o contrário, ele é chamado depressor. 
Espumantes - Agentes espumantes são utilizados para estabilizar a partícula na mistura de 
ar (espuma) na superfície da bolha. A função do agente espumante como tal pode ser 
considerada como de importância secundária. já que as próprias partículas funcionam como 
estabilizadores de espumas. 
 
3. O processo de flotação, a produção de espuma, a operação contínua da espuma 
no reator. 
Na prática, adiciona-se um agente espumante, por exemplo cressol (sabão é inadequado 
porque diminui demais o valor de γ) a uma suspensão de minério moído e óleo coletor em 
água, e a seguir força-se a passagem de ar através de uma peneira fina que fecha o fundo do 
recipiente. As partículas de minério se prendem às bolhas de ar e são arrastadas por elas à 
superfície, onde são recolhidas sob a forma de uma espuma rica em minério. 
 
Tipos de Unidades de Flotação 
 
1. Eletro-flotação (EF) 
O princípio para a geração de micro-bolhas é a eletrólise de soluções aquosas com a 
produção de gás nos dois eletrodos. Têm aplicação em escala industrial na remoção de 
 123 
sistemas coloidais leves, tais como emulsificação de óleo em água, íons, pigmentos, tintas, 
e fibras também em água. A vantagem desse processo é a clarificação da água e a 
desvantagem é a baixa quantidade de gás que flui por unidade de tempo, a emissão de gás 
hidrogênio, o custo do eletrodo e a manutenção e o volume de resíduo (sedimento) 
produzido. 
Outro sistema de coagulação/flotação eletrolítica (ECF) foi descrito usando eletrodos de 
polaridade reversível de alumínio. Neste caso os íons de alumínio são liberados dos anodos, 
induzindo a coagulação, e as bolhas de hidrogênio são geradas nos catodos de alumínio 
permitindo a flotação dos flocos. O volume de água passa pelo reator e é tratada pelo 
processo acoplado de coagulação/flotação. Testes em escala de laboratório tem mostrado 
que o reator de ECF tem melhor desempenho que a coagulação convencional por sulfato de 
alumínio no tratamento de água colorida com 20% de carbono orgânico dissolvido 
removido por eletro-coagulação para a mesma dose de alumínio. 
2. Flotação por Ar Disperso (IAF) 
As bolhas são formadas mecanicamente pela combinação de um agitador mecânico de 
alta velocidade e um sistema injetor de ar. Esta tecnologia faz uso da força centrífuga 
desenvolvida no processo. O gás, introduzido no topo, e o líquido se misturam 
completamente e, após passar por um dispersorfora do impulsor, forma múltiplas bolhas 
cujos tamanhos variam de 700-1500 μm de diâmetro. Este método, bastante conhecido no 
processo de flotação mineral, é também utilizado na indústria petroquímica, para separação 
do sistema óleo-água. 
 
3. Flotação por Aspersão (nozzle- NF) 
Este processo utiliza um aspirador de gás (exaustor) para extrair ar da água reciclada, 
que em seguida é descarregado em um recipiente de flotação (similar às maquinas 
convencionais de ar disperso), para desenvolver uma mistura de ar e água de duas fases 
(Figura 2). As bolhas formadas tem diâmetros que variam de 400-800 μm. As vantagens 
deste processo são as seguintes: 
 124 
 Baixos custos iniciais e de consumo de energia, porque uma simples bomba de ar é 
a fonte da mistura e do ar. 
 Menos manutenção e maior tempo de vida do equipamento, porque a unidade não 
tem partes que se movem em alta velocidade. 
As aplicações descritas foram exclusivamente na indústria petroquímica para separação 
de emulsões e tratamento de óleo carregado com metal pesado em água residuária. 
 
 
Figura 2: Unidade de flotação por aspersão contínua. 
 
 
 
 
 
 
 125 
4. Flotação Centrifuga 
 
O separador e o contator podem ser um hidrociclone ou um simples cilindro (Figura 3). 
Então, um campo centrífugo é desenvolvido. A aeração ocorre tanto pela injeção de ar (ou 
por sucção) pelo fluxo de constrição, quanto pelos misturadores estáticos ou nozzles. O 
tamanho médio da bolha formada varia de 100-1000μm. 
O pulverizador de ar hidrociclone (ASH), pode ser classificado como a unidade de 
flotação centrífuga. Consiste em um sistema de aeração onde o ar é pulverizado através de 
uma parede de um tubo poroso encamisado e é cortado em numerosas pequenas bolhas pelo 
rodamoinho de alta velocidade na fase aquosa. Aplicações ambientais da flotação ASH têm 
sido descritas recentemente. 
 
 
Figura 3: Unidade de flotação centrífuga. 
 
 
 
 126 
5. Flotação Rápida 
Esta célula aparenta ter um grande potencial para separação sólido/líquido e 
líquido/líquido no processo mineral. Sua principal vantagem é grande quantidade de gás 
que flui por unidade de tempo, alta eficiência e custo do equipamento moderado. Além 
disso, sem partes móveis, a célula de flotação rápida tem baixo consumo de potência e 
baixo custo de manutenção. A célula consiste de uma zona de aeração/contato, uma zona de 
bolha-partícula ou de desengate e uma zona de limpeza ou formação de espuma (Figura 4). 
A bolha (tamanho médio) formada na célula tem de 100-600μm de diâmetro. Problemas de 
exatidão do processo foram resolvidos recentemente e tem sido aplicado no tratamento de 
água residuária e recuperação de solvente. 
 
 
 
Figura 4: Célula de flotação rápida 
 
 
 
 127 
6. Flotação por Cavitação (CAF) 
 
Utiliza em aerador (disco rotador), que extrai ar do ambiente para um veio e injeta 
micro-bolhas diretamente na água residuária (Figura 5). No entanto, não há nenhum 
conhecimento de qualquer fundamento de trabalho com esta técnica de flotação. CAF é 
utilizado em indústrias alimentícias, especialmente na indústria de laticínios, tintas e em 
curtumes para remover sólidos suspensos, gorduras, óleos, graxa, demanda biológica de 
oxigênio e demanda química de oxigênio. 
 
 
 
Figura 5: Unidade de CAF. 
 
7. Coluna de Flotação 
As colisões entre as partículas dispersas e as bolhas ocorrem próximo do topo da coluna 
enquanto que a alimentação de ar é feita no fundo da mesma originando-se assim um 
escoamento em contra-corrente ao movimento das partículas e das bolhas. 
Outra característica da coluna de flotação, que lhe confere maior rendimento, resulta da 
configuração vertical. A zona de lavagem da espuma localiza-se acima da zona de 
recuperação (Figura 6). 
 
 128 
 
Figura 6: Dispositivo utilizado para flotação desenvolvido pelo grupo: A=durante flotação e 
B=depois de flotação. 
 
O uso de coluna de flotação é de grande interesse em processo de separação de 
minerais, tanto do ponto de vista da pesquisa como da aplicação industrial (Finch & Dobby, 
1990). Entre as maiores vantagens das colunas estão os baixos investimentos de aquisição, 
baixos custos de operação e adaptabilidade para o controle automático com melhoria de 
performance. Uma coluna de flotação é um reator composto de uma zona coletora e uma 
zona espumante. A zona coletora tem por finalidade a colisão de partículas hidrofóbicas 
com as bolhas de ar e a zona espumante é responsável pela geração de bolhas de ar, 
condução das partículas aderidas e concentração de partículas na espuma (Finch & Dobby, 
1990). 
 
8. Flotação por Ar Dissolvido (FAD) 
 
Unidades do tipo Pressão 
Este processo consiste na pressurização do fluxo de esgoto com ar de uma a três 
atmosferas e, então, descomprimí-la em um depósito adequado (Figuras 7 e 8). Quando a 
 
 129 
pressão sobre o liquido é reduzida, o gás dissolvido, além da saturação na pressão 
atmosférica, é descomprimido em bolhas extremamente pequenas. Estas bolhas aderem e 
suspendem a matéria em suspensão para a superfície. Esta remoção é superior às unidades 
tipo vácuo. 
 
 Esta unidade pode trabalhar com ou sem recirculação. 
 
Esta unidade pode substituir o Decantador Primário, em Estações de tratamento de 
Esgotos e um decantador em Estação de Tratamento de Água, produzindo um efluente final 
de qualidade superior, porém com um custo mais elevado. 
 
A principal vantagem é que os flocos não estarão submetidos aos esforços 
cisalhantes das bombas ou sistemas pressurizados. 
 
 
Figura 7: A unidade convencional do FAD, com água reciclada no saturador. 
 
 
Figura 8. Corte esquemático de um sistema de flotação por ar dissolvido. 
 
Distribuidor de Bolhas
Raspadores de Fundo
QR
Afluente
Efluente
Descarte de
Material
Bomba Compressor
Registro de Esfera
Válvula de Retenção
Reservatório de Ar
Válvula de Segurança
Câmara de 
Saturação
Manômetro
Registro
Redutora de Pressão
Dreno
 Ar
M
an
gu
eir
a d
e n
íve
l d
'ág
ua
0,3
0 
1,7
0
0,3
0 
4,90 
2,3
0
Ventosa
Sistema de Flotação por Ar Dissolvido
Corte Esquemático - Medidas em metros
Tanque de Flotação
 
 
Etapas do processo de flotação por ar dissolvido: 
 
1
a
 Etapa – Geração da Bolha. 
 
 A formação da bolha é conseguida da introdução de ar/gás até a saturação no 
afluente ou em parcela do efluente recirculado; 
 
 Essa operação ocorre na camada de saturação que trabalha sob pressão de 2 a 
4 atmosferas; 
 
 Os fatores mais importantes na geração da bolha são: 
 
 Pressão na câmara de saturação; 
 Relação entre a vazão de ar e a vazão de líquido; 
 Características das águas (tensão superficial); 
 Tipo de bocal difusor. 
 
2
a
 Etapa – Agregação Ar-Sólido 
 
 A formação de agregado estável entre uma ou mais bolhas de gás e uma 
partícula ou floco requer que ocorra a colisão entre ambos e a subseqüente 
aderência permanente entre as fases gasosas e sólidas. 
 
 O encontro (ou colisão suave) entre bolha e partículas é facilitado pelo 
gradiente de velocidade da unidade. Esses gradientes de velocidade podem 
resultar do escoamento contínuo na unidade ou do movimento ascendentes das 
bolhas de gás em relação ao movimento descendente das partículas ou flocos. 
Isso significa que os parâmetros físicos dominam essa etapa; 
 
 132 
 A aderência ou contato permanente entre partículas/flocos e as bolhas de gás 
depende das forças resultantes na interface gás-água-sólido, as quais resultam 
das forças físicasde atração e das forças físico-químicas de repulsão presentes. 
 
3
a
 Etapa – Movimento Ascensional da bolha 
 
 Tendo sido formado um complexo estável, a força resultante provocará seu 
movimento ascensional. A velocidade do movimento é estabelecia quando as 
forças de empuxo e de arrasto se igualam. 
 
 Quanto maior a quantidade de bolhas aderidas, maior será a velocidade de 
ascensão. 
 
 Esta condição está expressa pela relação Ar/Sólido (A/S), que é o 
parâmetro mais importante da flotação. 
 
 A determinação da relação A/S pode ser feita experimentalmente em 
unidade de alimentação contínua ou em ensaios de batelada (Flota-teste – ver 
texto complementar). 
 
 
Parâmetros de dimensionamento do sistema de flotação por ar dissolvido. 
 
As variáveis primárias para projetos de flotação são: pressão, taxa de recicurlação, 
concentração de sólidos na alimentação e tempo de detenção. 
 
1. Sistema de geração de microbolha – Câmara de saturação: 
 
 Solubilidade do Ar 
 
 133 
A saturação do ar na água é diretamente proporcional à pressão e inversamente 
proporcional à temperatura. Foi constatado que a solubilidade do oxigênio e do nitrogênio 
segue a lei de Henry para uma ampla faixa de pressão. 
 
arXHP
 
Sendo: 
H: constante da Lei de Henry e depende da temperatura – Tabela 1. 
 
Tabela 1. Constante da Lei de Henry para vários gases com significativa 
solubilidade na água. 
H x 10
4
 (atm/mol) 
T (
o
C) Ar CO2 CO H2 H2S CH4 N2 O2 
0 4,32 0,0728 3,52 2,79 0,0268 2,24 5,29 2,55 
10 5,49 0,104 4,42 6,36 0,0367 2,97 6,68 3,27 
20 6,64 0,142 5,36 6,83 0,0483 3,76 8,04 4,01 
30 7,71 0,186 6,20 7,23 0,0609 4,49 9,24 4,75 
40 8,70 0,233 6,96 7,51 0,0745 5,20 10,4 5,35 
50 9,46 0,283 7,61 7,65 0,0884 5,77 11,3 5,88 
60 10,1 0,341 8,21 7,65 0,1030 6,26 12,0 6,29 
 
Xar: Fração molar do ar 
 
OHar
ar
ar
nn
n
X
2
 
nar = número de mols do ar 
 
nH2O = número de mols da água 
 
 
mols
molg
g
n OH 6,55
/18
1000
2
 
 
 
 
1000 g de água = 1000 mL de água 
= 1L de água 
1 mol da molécula de água tem 18 g 
de água 
 
1 mol --- 18 g 
 nH2O --- 1000g 
 134 
Volume de saturação de ar em 1 L de água 
 
 P x V = nar x R x T 
 
Onde: 
P = pressão (atm) 
V = volume de saturação do ar na água = sa 
R = constante dos gases ideais = 0,082(L.atm/K.mol) 
T= temperatura em Kelvin (K) 
 
A quantidade de ar liberada, teoricamente, da solução quando a pressão é reduzida 
para 1 atm pode ser calculada por: 
 
ar
a
ar s
P
P
sS
 
Onde: 
S = Ar liberado para atmosfera por unidade de volume a 100% saturação cm³/L 
Sar = solubilidade do ar à pressão atmosférica (mL/L) 
P = Pressão absoluta (submetida) 
Pa = Pressão Atmosférica 
 
A quantidade de ar liberado depende também das condições de mistura turbulenta 
no ponto de pressão reduzida e o grau de saturação obtido pelo sistema de pressurização. 
A solubilidade do ar em efluentes industriais é menos que a da água, logo se aplica 
um coeficiente de correção (f). 
Tanques de saturação alcançam, geralmente, uma saturação de 85 a 90%, assim a 
tem-se que: 
1
a
ar
P
Pf
sS
 
 
Onde: f é a fração de ar dissolvido na pressão P do tanque de retenção. 
 135 
 Relação Ar/Sólido (A/S): 
 
A performance do sistema de flotação depende, sobretudo de haver quantidade 
suficiente de bolhas de ar para promover uma flotação substancial de todos os sólidos 
suspensos. Uma quantidade insuficiente de ar resulta na flotação apenas de uma parte dos 
sólidos. 
 
A performance da unidade de flotação, em termos da qualidade da água e da 
concentração dos sólidos, pode ser relacionada com a relação A/S, que é geralmente 
definida como a massa liberada por massa de sólidos na água ou água residuária. 
 
A relação A/S é expressa por: 
 
s
ar
S
Pfs
S
A )1(3,1
 ou 
afs
Rar
QS
QPfs
S
A )1(3,1
 
 
Onde: 
 
A/S é a relação ar-sólido em mg/mg; 
sar é a solubilidade do ar, em mL/L; 
f é a fração de gás dissolvido a uma dada pressão, usualmente 0,5 a 1,0; 
P é a pressão absoluta em atmosferas; 
Ss é a concentração de sólidos em suspensão em mg/L; 
Qaf é a vazão afluente em L/s; 
QR á a vazão de recirculação L/s. 
 
Obs: Valores da A/S 
 
 
 
 
 Metcalf & Eddy (1991): entre 0,005 e 0,06 para lodos 
provenientes de decantadores secundários de sistemas de lodos 
ativados (SST = 3000 mg/L) 
 Patrizzi (1998): entre 0,022 e 0,034 para lodos provenientes de 
decantadores de ETA (SST = 5000 mg/L) 
 Penetra (1998): entre 0,09 e 0,10 para efluentes de reatores UASB 
(SST = 80 mg/L) 
 
 136 
Prever no sistema de geração de microbolhas: 
 Compressor de ar com reservatório; 
 Bomba para recalque da vazão a ser pressurizada 
 Registro de agulha e válvula de retenção na tubulação de recalque da vazão a 
ser pressurizada e na linha de ar comprimido; 
 Dispositivo de despressurização junto ao tanque de flotação e distribuição 
uniforme da vazão pressurizada ao longo da largura da zona de contato. 
 
Prever na câmara de saturação: 
 
 Distribuição uniforme da vazão a ser pressurizada na seção transversal da 
câmara; 
 Se houver recheio adotar f = 0,95; 
 “Colchão” de líquido pressurizado; 
 Monômetro e válvula de pressão de segurança; 
 Válvula de purga de ar (ventosa); 
 Mangueira para leitura do nível do líquido pressurizado; 
 Tampa e fundo removível e saída de fundo 
. 
 Tanque de Flotação: 
 
Taxa de Aplicação Superficial (TAS) 
 Depende da origem do afluente ao sistema, da configuração do tanque de 
flotação (reatores de alta taa com TAS de até 1000 m
3
/m
2
.d) e da qualidade 
final desejada do efluente; 
 Valores usuais: 100 a 150 m3/m2.d; 
 Área em planta: 
o Pressurização total ou parcial do efluente: 
 
TAS
Q
A
afluente
flotador
 
 137 
o Recirculação pressurizada do efluente: 
 
TAS
QQ
A
ãorecirculaçafluente
flotador
 
 
 Formas da câmara de flotação: 
o Circular 
o Retangular: Comprimento = 2 a 3 x largura. 
 
 Placa defletora da zona de contato: 
o Ângulo= 60o 
o Altura: tempo de contato superior a 20 s e velocidade de escoamento, na 
seção superior, baixa o suficiente para não arrastar sólidos flotados. 
 
Prever no tanque de flotação: 
 
 Dispositivo para coleta uniforme de efluente clarificado; 
 Raspador superficial e reservatório de lodo flotado; 
 Dispositivo para coleta e remoção de lodo sedimentado. 
 
Observações importantes: 
 Quando a unidade de flotação é utilizada para clarificação são utilizados 
tempos de detenção da ordem de 20 a 30min. 
 
 A bomba de pressão cria uma elevada pressão para aumentar a solubilidade 
do ar. O ar é usualmente injetado através de injetores na linha de sucção da 
bomba diretamente no tanque de retenção. 
 
 O ar e o liquido são misturados no tanque de detenção em um intervalo de 1 
a 3 minutos. O regulador de pressão mantém a pressão constante na bomba 
de pressurização. 
 138 
 
 A concentração de sólidos suspensos no liquido diminui e a concentração de 
sólidos na escuma aumenta com o aumento do tempo de detenção 
 
 
 Vantagens e desvantagens da unidade de flotação em relação ao decantador ou 
sedimentador. 
 
Vantagens: 
 A graxa, os sólidos leves, os detritos sólidos e sólidos pesados são todos removidos 
na unidade; 
 Altas vazões de transbordamento e períodos curtos de retenção (processos de alta 
taxa) significam tanques de menor tamanho(menor espaço e economia na 
construção); 
 Redução do odor devido à curtos períodos de retenção e a pressão das unidades; 
 A escuma e a lama obtida são mais espessas (4 a 8%); 
 Excelente para tratamento de águas coloridas e ou com elevado teor de algas; 
 Requer menores dosagens de coagulantes (até 25% de redução); 
 Arraste de substâncias voláteis por bolhas. 
 
Desvantagens: 
 O equipamento adicional resulta num custo operacional mais alto (elevatórias para 
recirculação representam um gasto médio de energia em torno de 0,02 kWh/m
3
); 
 As unidades topo pressão têm a necessidade de alta potência, o que aumentam o 
custo operacional; 
 A manutenção é mais rigorosa e, assim, mais cara; 
 Necessita de mão de obra qualificada para a operação. 
 
 
 
 
 139 
 
ETAPAS DO DIMENSIONAMENTO: 
 
1. Solubilidade do ar a uma dada Temperatura e Pressão Atmosférica; 
 
 
2. Determinação da vazão de projeto; 
 
 
usoETA
KqP
Q
86400
1
 
 
3. Cálculo da pressão na câmara de saturação; 
 
s
ar
S
Pfs
S
A )1(3,1
 ou 
afs
Rar
QS
QPfs
S
A )1(3,1
 
 
Adotar: f entre 0,5 e 1,0, com recheio adotar f = 0,95; 
 
4. Cálculo da área do tanque de flotacão; 
 
Sem recirculação: 
 
TAS
Q
A
afluente
flotador
 
 
Com recirculação: 
 
TAS
QQ
A
ãorecirculaçafluente
flotador
 
 
Obs: Adotar TAS entre 100 e 150 m
3
/m
2
.d. 
 
 
5. Determinação das dimensões do tanque de flotação; 
 
 Cicular --- Diâmetro 
 
 Retangular: L =(2 a 3) x B 
 
 140 
 
 
6. Cálculo do volume do tanque de flotação; 
 
ençãoafluenteflotador tQV det
 
 
 
HAV flotadorflotador
 
 
 
Sendo: H a profundidade útil do flotador. Recomenda-se adotar H ≤ 5,0 m 
 
 
7. Volume do lodo produzido (massa de SST removido). 
 
 
remoçãoSSTSSTremovido %
 
 
 
QSSTM removidooSSTremovid
 
 
 
8. Massa de lodo: 
 
 
oSSTremovidlododesólidonolodo MM %
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
REALLI, M. A. P., Notas de aula – Processo e Operações em Tratamento de Água de 
Abastecimento. EESC – UPS, 2001. 
JAFELICCI JR, M. E MASSI, L. Notas de aula, Modulo 1 – Introdução à Química de 
Colóides e Superfícies, Aula 4. www.iq.unesp.br 
SOUZA, S. R. de. Notas de aula, Módulo 4 – Flotação de microrganismos, Aula 3. 
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Metcalf & EddY. Wastewater Engineering – Treatmente, Disposal, Reuse. 3o.Ed. McGraw-Hill 
International Editions, 1991.