Coagulação e fotocoagulação

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Faculdade de Engenharia Civil 
 
 
Daniel Henrique de Oliveira Gobbo 
Flávio José Aprigio 
Jéssica Flávia Silveira Angelini 
Luciana Cauvila da Silva 
Thauan de Souza Gonçalves 
 
 
COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2015 
 
Daniel Henrique de Oliveira Gobbo 
Flávio José Aprigio 
Jéssica Flávia Silveira Angelini 
Luciana Cauvila da Silva 
Thauan de Souza Gonçalves 
 
 
 
 
 
 
COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO 
 
Trabalho apresentado à disciplina de 
Saneamento I do curso de Engenharia Civil da 
Pontifícia Universidade Católica de Minas 
Gerais – Campus Poços de Caldas. 
Professor: Daniel F. N. Pimenta 
 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2015 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Desenho Esquemático Calha Parshall .......................................... 9 
Figura 2 – Floculador Hidráulico de chicanas Verticais ............................. 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA SIGLAS 
 
ETA – Estação de Tratamento de Água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Dados Gerais de Projeto ............................................................... 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 7 
1.1 Etapas de Tratamento de Água ................................................................. 7 
1.1.1 Coagulação .............................................................................................. 8 
1.1.1.1 Calha Parshall ........................................................................................ 8 
1.1.2 Floculação ................................................................................................ 9 
1.2 JUSTIFICATIVA ......................................................................................... 11 
2 OBJETIVOS .................................................................................................. 12 
3 DESENVOLVIMENTO .................................................................................. 13 
4 CONCLUSÃO ............................................................................................... 17 
5 REFERÊNCIAS ............................................................................................. 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho foi desenvolvido na disciplina de Saneamento I como parte de 
aperfeiçoamento dos conhecimentos gerais sobre etapas de tratamento da água. 
É fato e notório que o tratamento de água é de suma importância para a 
saúde pública no Brasil e no mundo, e técnicas devem ser estudadas e aplicadas 
para o objetivo final, que nada mais é, que conseguir água de qualidade esperada 
dentro dos parâmetros mínimos solicitados para consumo. 
O objeto deste trabalho é o dimensionamento de uma Estação de Tratamento 
de Água (ETA) para a situação solicitada. 
Tabela 1 – Dados Gerais de Projeto População Futura 58255 habitantes
QPC 200 L/dia
K1 1,2 -
K2 1,5 -
q Eta 3 %
Tempo de Funcionamento 16 horas
Dados Gerais
 
Fonte: Material Aula Rede 
 
1.1 Etapas de Tratamento de Água 
 
Normalmente, após a caracterização da água a ser tratada, o processo de 
tratamento de água Convencional é o processo mais utilizado para se chegar aos 
parâmetros de controle para consumo. Estas etapas do tratamento convencional 
são: 
Água Bruta → Pré–Tratamento → Coagulação → Floculação → Decantação 
→ Filtração Descendente → Desinfecção Fluoretação Correção de pH → 
TRATAMENTO CONVENCIONAL 
 
8 
 
1.1.1 Coagulação 
 
A coagulação é fenômeno químico que consiste na desestabilização 
eletrostática das partículas. Ela é extremamente importante para se alcançar 
parâmetros satisfatórios em turbidez, cor, odor, sabor nas águas de abastecimento. 
Os principais coagulantes disponíveis no mercado para o tratamento de água 
são: sulfato de alumínio, cloreto férrico, hidroxicloreto de alumínio e sulfato férrico. 
As partículas são carregadas criando em torno de si um campo de repulsão. 
Os coagulantes agem de forma a “quebrar” este campo fazendo assim com que as 
partículas possam se unir. 
Levando-se em consideração que os parâmetros de projeto para as unidades 
de coagulação são tempo de detenção e gradiente de velocidade, as unidades de 
mistura rápida suprem a necessidade do tratamento da água, e podem ser 
hidráulicas (vertedores, calhas Parshall, injetores e difusores), mecânicas e 
especiais. 
Para esse projeto dimensionou-se a Calha Parshall. 
 
1.1.1.1 Calha Parshall 
 
A calha Parshall é um dispositivo de medição de vazão na forma de um canal 
aberto com dimensões padronizados. A água é forçada por uma garganta 
relativamente estreita, sendo que o nível da água à montante da garganta é o 
indicativo da vazão a ser medida, independendo do nível da água à jusante de tal 
garganta. 
 
 
 
 
9 
 
Figura 1 - Desenho Esquemático Calha Parshall 
 
 
1.1.2 – Floculação 
 
 A Floculação é um processo físico de transportes das partículas, antes 
carregadas, e que após o processo de coagulação podem se juntas e formar flocos, 
permitindo assim sua retirada do sistema de tratamento. 
 Essa remoção pode ocorrer de forma hidráulica ou mecânica. 
 Os parâmetros para dimensionamento das unidades de floculação são tempo 
de detenção no tanque de floculação e gradiente de velocidade também 
determinados de acordo com as necessidades de tratamento. 
 Os floculadores hidráulicos são os que apresentam menor custo de 
construção e manutenção e maior simplicidade de operação. 
 Para a formação de blocos mais densos ou menos densos a NBR 12216 
sugere um gradiente de velocidade entre 10 s-1 a 70 s-1. 
 
 
 
10 
 
Figura 2 – Floculador Hidráulico de chicanas Verticais 
 
 
 Para o floculador hidráulico a norma preconiza que o número de câmaras seja 
maior 3 mas há sistemas que trabalham com várias, com um tempo de detenção 
entre 20 a 30 minutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
1.2 Justificativa 
 
Esta pesquisa é uma forma de nos fazer trabalhar a parte teórica aprendida 
em sala, solucionando problemas práticos e concretos de dimensionamento de uma 
ETA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
2 OBJETIVOS 
 
Pesquisar, qualificar e classificar os conhecimentos básicos que permitam 
dimensionar uma ETA; 
Dimensionar uma unidade de Coagulação de acordo com os parâmetros 
solicitados; 
Dimensionar uma unidade de Floculação de acordo com os parâmetros 
solicitados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
3 DESENVOLVIMENTO 
 UNIDADE DE MISTURA RÁPIDA – COAGULAÇÃO 
1) 
 
 
2) = 
 = 
 
 
3) Escolha da Calha 
(Dados Tabelados) 
N = 1,522 
K = 0,690 
Calha 12” (Polegadas) 
 
4) 
 
5) W= 30,5cm = 0,305m 
 D = 84,5cm = 0,845m 
 
 
6) = = = 
 
7) 
 
 
 
8) cos 𝞱 = (-1) 
cos 𝞱 = (-1) 
arccos -0,7010 
𝞱 =134,5072 
 
9) 
 
14 
 
V1 = 3,21m/s 
 
 
10) E1 =Eo = 
0,7689 = H1 = 0,253m 
 
11) FR1 = FR1 = FR1 = 
 
12) 
 
 
 
13) Hf = (Ho + N) – H3 
Hf = (0,5132 + 0,229) – 0,606 
Hf = 0,136m 
 
14) H2 = (H3 – N + K) 
H2 = (0,606 – 0,229 + 0,076) 
H2 = 0,301m 
 
15) V2 = V2 = = V2 = 1,36m/s 
 
16) t = 0,400s 
 
17) = = 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
 UNIDADE DE MISTURA LENTA – FLOCULAÇÃO 
 
1) 
 
 
2) = 
 = 
 
 
3) Tempo de floculação (Norma – 20 a 30s) = adotado 20min 
Gradiente de velocidade nas câmaras: 60,40,20s 
Número de câmaras = (norma >4) Adotado 12 
Lamina D’água = (Norma – 3 a 5) adotado 4m. 
 
4) 
5) Área em Planta = 75m² - Lâmina D’água 
6) Área por câmara = 75/12 = 6,25m² 
7) Gf = g = 9,8m/s² 
 
8) deixar o cálculo em função da área 
Gr²= = 
 Para 
hf= = 0,0367m 
 Para 
hf= = 0,0163m 
 Para 
16 
 
hf= = 4,08* 
9) Onde g= 9,8 e Cd=0,61 
 Para 
 
 
 Para 
 
 
 Para 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
4 CONCLUSÃO 
 
 Com esta pesquisa foi possível concluir que é cada vez mais necessário se 
ter conhecimento de como dimensionar uma ETA, para suas unidades de tratamento 
possam ter condições satisfatórias para o projeto solicitado. 
 Podemos dizer que temos, no Brasil, uma grande vantagem com relação ao 
volume de água disponível para tratamento e consumo humano, mas ainda estamos 
longe de atingir excelência em utilização devido ao grande desperdício de água boa 
para consumo. 
 Ainda assim, enquanto estudantes de Engenharia Civil, é necessário antes de 
tudo tem em mente os processos de tratamento, o dimensionamento de unidades, 
para se evitar mais desperdícios ainda. 
 Portanto, é verdade dizer que, com pesquisas dessa natureza podemos 
conhecer e despertar nosso interesse em descobrir e apurar nosso senso 
investigativo quanto ao funcionamento das unidades de tratamento e colocar em 
prática os conceitos propostos em sala. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
5 REFERÊNCIAS 
 
Notas de Aula – Saneamento I Prof. Daniel Pimenta. 
Orientações para Formatação – Padrão Puc Minas de Normalização – Trabalhos 
Acadêmicos. Disponível em: <http://www.pucminas.br/documentos/orientacoes-
abnt-apa-vancouver.pdf> Acesso em 07 de Out. de 2015. 
II Congresso de Brasileiro de Gestão Ambiental - TRATAMENTO CONVENCIONAL 
DE ÁGUAS PARA ABASTECIMENTO HUMANO: UMA ABORDAGEM TEÓRICA 
DOS PROCESSOS ENVOLVIDOS E DOS INDICADORES DE REFERÊNCIA. 
Disponível em: <http://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2011/IX-005.pdf> 
Acesso em: 10 de Out de 2015. 
Medidores Parshall – Disponível em: < 
http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/PARSHALL.html > Acesso em: 10 de Out de 
2015. 
ABNT NBR 12216/1992 - Projeto de estação de tratamento de água para 
abastecimento público.