Floculação [Modo de Compatibilidade]

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23/09/2013
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Floculação
Disciplina: Gerenciamento e 
tratamento de águas de 
abastecimento
Prof. Priscila Soraia da Conceição
Introdução
 Processo de agregação das partículas
coaguladas ou desestabilizadas, que formam
flocos de massas maiores → sedimentação
(flotação) → filtração.
 A velocidade de formação dos flocos irá
depender da quantidade de energia aplicada
a massa de água.
Cinética da floculação
 A aglutinação das partículas é promovida por
dois processos principalmente:
1. Colisões causadas pelo movimento das
moléculas (movimento browniano) – floculação
pericinética.
2. Colisões causadas pelo movimento da água
(mistura rápida hidráulica ou mecânica)
floculação ortocinética.
Floculação pericinética
 Tempo (t) para reduzir a concentração inicial
de partículas de igual tamanho No para uma
concentração final Nt é dado pela seguinte
equação:
t = tempo (s)
µ = coeficiente de viscosidade dinâmica
k = constante de Botzmann (= 1,385 . 10-23 J . K-1)
T = temperatura absoluta (K)
N0, Nt = número de partículas por mililitro (= 10
6 m-3)
Floculação ortocinética
 Promovida pelo movimento da água, pode
ser calculada pela equação de Hudson
(1965):
N = número final de partículas por mililitro (= 106 m-3)
N0 = número inicial de partículas por mililitro (= 10
6 m-3)
C = concentração de sólidos por volume
G = gradiente de velocidade (s-1)
T = tempo (s)
α = relação entre o número de colisões que resultam em coagulação e
o número total de colisões.
Relação de partículas 
que não são removidas 
pelo total inicial
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Exercício 1
 Em um clarificador de manto de lodos, o
gradiente de velocidade é muito baixo e o
tempo de floculação é curto. Admitindo
condições operacionais como: concentração
de sólidos em volume por volume, C = 5%,
gradiente de velocidade G = 2 s-1, e tempo
de floculação T = 5 min, qual o rendimento
esperado na remoção de sólidos,
considerando-se α = 0,2?
R = 85%
Floculadores
 Floculação em manto de lodo
 Floculadores hidráulicos
 Floculadores mecânicos
Floculação em manto de lodos
 Floculação e decantação em um único
tanque.
 A água bruta contendo o coagulante é
descarregada próximo ao fundo, promovendo
a turbulência necessária a formação dos
flocos (mistura rápida hidráulica).
 O manto de lodos formado pelo processo de
coagulação, age como um filtro aos flocos
novos, dissipando a turbulência inicial.
Floculação em manto de lodos
 O tende a se expandir, vertendo para o
concentrador (fundo cônico), de onde é
drenado periodicamente por uma válvula.
Floculação em manto de lodos
 Hudson (1965) estimou que 1 g de sulfato de
alumínio produz 21,8 x 10-3 cm3 de partículas
floculentas, então:
C = 21,8 x 10-6 . D
C = concentração de partículas floculentas (cm3/L)
D = dosagem de sulfato de alumínio (mg/L)
Floculadores hidráulicos
 Qualquer dispositivo que utilize a energia
hidráulica dissipada no fluxo de água para
formação dos flocos.
 Floculadores hidráulicos mais utilizados:
 Chicanas:
 Fluxo horizontal - A água circula em um movimento de
vai e vem
 Fluxo vertical - A corrente sobe e desce,
sucessivamente, contornando as diversas chicanas.
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Floculadores – Chicanas
 A escolha do tipo de floculador de chicanas,
se de fluxo horizontal ou vertical depende
mais de razões de ordem prática e
econômica.
 Uma recomendação geral indica o uso de
floculadores de fluxo horizontal para vazões
superiores a 75 L/s, e para menores
capacidades, floculadores de fluxo vertical.
Floculadores – Chicanas
Floculadores – Chicanas
Floculadores hidráulicos de 
ação de jato
 São incluídos nesta 
classificação os 
floculadores de fluxo 
helicoidal e os 
chamados floculadores 
“Cox” e “Alabama”.
Floculadores em meio poroso 
(floculadores de pedras)
 Os floculadores de pedras podem ser uma
alternativa de projeto simples e barata para
pequenas estações de tratamento.
 Consiste em passar a água, logo após ter
recebido o coagulante, através de um meio
granular contido em um tanque, geralmente
de fluxo ascendente ou descendente.
Floculadores mecânicos
 Os floculadores mecânicos distinguem-se
basicamente, pelo tipo de movimento, em:
 Giratórios; e
 Alternativos ou oscilantes.
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Floculadores giratórios de paletas
 Os floculadores mais utilizados são os de
movimento giratório com paletas paralelas ou
perpendiculares em eixo.
 O eixo pode ser horizontal ou vertical.
Floculador giratório de paletas 
paralelas ao eixo
Floculadores giratórios de paletas 
perpendiculares ao eixo
Floculadores giratórios de turbina
 Turbinas de paletas inclinadas para induzir
um movimento axial estão substituindo dos
agitadores de paletas.
Floculadores alternativos
 Os agitadores alternativos são construídos
por um sistema de paletas ou fitas que se
deslocam alternativamente de cima para
baixo e vice-versa.
Indicado para 
tanques 
retangulares
Floculadores pneumáticos
 Floculação ocorre por meio de ar difuso que
promove a turbulência da água necessária
ao processo de mistura rápida e/ou
floculação.
 O controle de entrada de ar irá depender do
gradiente de velocidade necessário a
formação e manutenção dos flocos.
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Floculadores pneumáticos
 A floculação por difusores de ar devem
produzir bolhas finas, que provocará a
flotação de uma quantidade significativa de
flocos.
 Assim, o emprego dos floculadores
pneumáticos é mais recomendado quando o
processo de clarificação que seguem é a
flotação a ar dissolvido.
Floculadores pneumáticos
Floculadores pneumáticos