PHD_3411_-_Aula_2_-_Coagulação (1)

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ESCOLA POLITÉCNICA DA USP
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
HIDRÁULICA E AMBIENTAL
PHA 3411 – TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO 
TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
COAGULAÇÃO
Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
Introdução
Definição de um sistema coloidal
Estabilidade de um sistema coloidal
Definição do processo de coagulação em águas de abastecimento
COAGULAÇÃO
Comportamento químico em meio aquoso dos coagulantes mais utilizados no processo de tratamento de água
Sais de alumínio (Sulfato de alumínio)
COAGULAÇÃO
Sais de Ferro (Cloreto férrico e sulfato férrico)
Mecanismos de desestabilização de partículas coloidais
Exercícios
COAGULAÇÃO
TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS 
DE ABASTECIMENTO
Manancial
Coagulação
Floculação
Sedimentação
Filtração
Desinfecção
Fluoretação
Correção de pH
Água Final
Agente oxidante
CAP
Coagulante
Alcalinizante
Agente oxidante
Polímero
Polímero
Agente oxidante
Agente oxidante
Flúor
Alcalinizante
COAGULAÇÃO
COAGULAÇÃO
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS 
1 m
10-3 m
Partículas 
coloidais
Partículas em
suspensão
Partículas 
dissolvidas
 Turbidez
 Cor aparente
 SST
 Cor real
 SDT
 Compostos dissolvidos
0,45 m
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS 
1 m
10-3 m
Partículas 
coloidais
Partículas em
suspensão
Partículas 
dissolvidas
 Tratamento convencional e suas variantes
 Filtração em linha
 Filtração direta
 Filtração lenta
 Processos de membrana
 Osmose Reversa
 Nanofiltração
COAGULAÇÃO 
SISTEMAS COLOIDAIS
Número de partículas (por litro)	190.79214801681513	88.557870377584621	41.104922227312429	19.079214801681523	13.22878868850338	11.157592502258044	9.5396074008407439	8.8557870377584518	6.1402597858780386	5.1788956768482652	4.4278935188792259	4.1104922227312457	2.8500561257613115	2.4038304344104335	2.0552461113656224	1.9	079214801681539	0.88557870377584436	0.41104922227312413	0.19079214801681516	8.8557870377584655E-2	4.1104922227312511E-2	1.9079214801681562E-2	8.8557870377584565E-3	4.1104922227312461E-3	1.9079214801681541E-3	8.855787037758445E-4	4.110492222731242E-4	1000	10000	100000	1000000	3000000	5000000	8000000	10000000	30000000	50000000	80000000	100000000	300000000	500000000	800000000	1000000000	10000000000	100000000000	1000000000000	10000000000000	100000000000000	1000000000000000	1E+16	1E+17	1E+18	1E+19	1E+20	Área Superficial Total (m2/L	)	190.79214801681513	88.557870377584621	41.104922227312429	19.079214801681523	13.22878868850338	11.157592502258044	9.5396074008407439	8.8557870377584518	6.1402597858780386	5.1788956768482652	4.4278935188792259	4.1104922227312457	2.8500561257613115	2.4038304344104335	2.0552461113656224	1.9079214801681539	0.88557870377584436	0.41104922227312413	0.19079214801681516	8.8557870377584655E-2	4.1104922227312511E-2	1.9079214801681562E-2	8.8557870377584565E-3	4.1104922227312461E-3	1.9079214801681541E-3	8.855787037758445E-4	4.110492222731242E-4	1.1435576382451003E-4	2.4637202458861789E-4	5.3079243642710559E-4	1.1435576382451016E-3	1.6492955123807488E-3	1.9554560550375335E-3	2.2871152764901942E-3	2.4637202458861725E-3	3.5532994659870027E-3	4.2129023598057669E-3	4.927440491772345E-3	5.3079243642710642E-3	7.6553516335941766E-3	9.0764229896826785E-3	1.0615848728542125E-2	1.1435576382451034E-2	2.4637202458861689E-2	5.3079243642710515E-2	0.11435576382451006	0.24637202458861812	0.53079243642710761	1.143557638245106	2.4637202458861753	5.3079243642710638	11.435576382451035	24.637202458861694	53.079243642710551	Diâmetro das partículas (um)
Número de partículas (#/L)
Área superficial (m2/L)
Movimento Browniano: Bombardeamento pelas moléculas de água.
Efeito Tyndall: Propriedade de dispersar a luz. A quantificação desta propriedade de um sistema coloidal é denominada nefelometria.
Comportamento Elétrico: Existência de cargas negativas e positivas na superfície do colóide (Eletroforese).
CARACTERÍSTICAS DOS 
SISTEMAS COLOIDAIS
Definição: Operação unitária responsável pela desestabilização das partículas coloidais em um sistema aquoso, preparando-as para a sua remoção nas etapas subseqüentes do processo de tratamento.
COAGULAÇÃO
COAGULAÇÃO 
Diâmetro das partículas
Freqüência relativa
Água bruta 
Água coagulada
Colóides liofóbicos: São aqueles que formam um sistema heterogêneo com o solvente (Sistema Bifásico). Desta forma, distingue-se uma fase contínua (solvente) e uma fase dispersa (colóides). Uma vez que predomina um sistema bifásico, pode-se definir uma área de interface.
SISTEMAS COLOIDAIS
Colóides liofílicos: São aqueles que formam um sistema homogêneo com o solvente (Sistema Unifásico). Desta forma, distingue-se uma única fase contínua tendo o solvente e o sistema coloidal como soluto.
SISTEMAS COLOIDAIS
ESTABILIDADE DE SISTEMAS COLOIDAIS
Quando a fase contínua é a água, os sistemas coloidais são denominados hidrofóbicos e hidrofílicos.
ESTABILIDADE DE SISTEMAS COLOIDAIS
Sistemas coloidais hidrofóbicos: São sistemas instáveis, pois as interações com o solvente são pequenas.
ESTABILIDADE DE SISTEMAS COLOIDAIS
Sistemas coloidais hidrofílicos: São sistemas estáveis, as interações com o solvente são tais que previnem o sistema contra alterações em sua “estrutura global”.
TEORIA DA DUPLA CAMADA
TEORIA DA DUPLA CAMADA
ESTABILIDADE COLOIDAL
ESTABILIDADE COLOIDAL
O PROCESSO DE COAGULAÇÃO
Mecanismos de desestabilização de partículas coloidais
Compressão da dupla camada
Adsorção-neutralização
Varredura 
Ponte interparticular
Sulfato de alumínio (sólido ou líquido) 
Cloreto férrico (líquido) 
Sulfato férrico (líquido) 
Cloreto de polialumínio (sólido ou líquido) 
Coagulantes orgânicos catiônicos (sólido ou líquido) 
COAGULANTES EMPREGADOS EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Sulfato de alumínio (2 mg/L a 100 mg/L)
Cloreto férrico (2 mg/L a 80 mg/L)
Sulfato férrico (2 mg/l a 80 mg/L)
Coagulantes orgânicos catiônicos (1 mg/L a 4 mg/L)
DOSAGENS DE COAGULANTE USUALMENTE EMPREGADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Dosagens de coagulante: (2 mg/L a 100 mg/L)
Produto adquirido na forma sólida
Sacos com 25 kg e 40 kg de capacidade
Pureza: 90% a 95%
Massa Específica Aparente: 700 a 800 kg/m3
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA SÓLIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA SÓLIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA SÓLIDA
Dosagens de coagulante: (2 mg/L a 100 mg/L)
Produto adquirido na forma líquida
Caminhão tanque
Pureza: 50 %
Massa Específica: 1.300 kg/m3
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA LÍQUIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
SULFATO DE ALUMÍNIO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
Dosagens de coagulante: (2 mg/L a 80 mg/L)
Produto adquirido na forma líquida
Caminhão tanque
Pureza: 42 %
Massa Específica: 1.500 kg/m3
SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LÍQUIDA
Dosagens de coagulante: (2 mg/L a 80 mg/L)
Produto adquirido na forma líquida
Caminhão tanque
Pureza: 35 %
Massa Específica: 1.400 kg/m3
CLORETO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LÍQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
CLORETO E SULFATO FÉRRICO ADQUIRIDO NA FORMA LIQUIDA
COMPORTAMENTO DOS SAIS DE ALUMÍNIO E FERRO EM MEIO AQUOSO 
COAGULAÇÃO: REAÇÕES QUÍMICAS
ALUMÍNIO
COAGULAÇÃO: REAÇÕES QUÍMICAS
FERRO
DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
Fe Total	3	3.1	3.2	3.3000000000000003	3.4000000000000004	3.5000000000000004	3.6000000000000005	3.7000000000000006	3.8000000000000007	3.9000000000000008	4.0000000000000009	4.1000000000000005	4.2	4.3	4.3999999999999995	4.4999999999999991	4.5999999999999988	4.6999999999999984	4.799999999999998	4.8999999999999977	4.9999999999999973	5.099999999999997	5.1999999999999966	5.2999999999999963	5.3999999999999959	5.49999999999999	56	5.5999999999999952	5.6999999999999948	5.7999999999999945	5.8999999999999941	5.9999999999999938	6.0999999999999934	6.19999999999999316.2999999999999927	6.3999999999999924	6.499999999999992	6.5999999999999917	6.6999999999999913	6.7999999999999909	6.8999999999999906	6.9999999999999902	7.0999999999999899	7.1999999999999895	7.2999999999999892	7.3999999999999888	7.4999999999999885	7.5999999999999881	7.6999999999999877	7.7999999999999874	7.899999999999987	7.9999999999999867	8.0999999999999872	8.1999999999999869	8.2999999999999865	8.3999999999999861	8.4999999999999858	8.5999999999999854	8.6999999999999851	8.7999999999999847	8.8999999999999844	8.999999999999984	9.0999999999999837	9.1999999999999833	9.2999999999999829	9.3999999999999826	9.4999999999999822	9.5999999999999819	9.6999999999999815	9.7999999999999812	9.8999999999999808	9.9999999999999805	10.09999999999998	10.19999999999998	10.299999999999979	10.399999999999979	10.499999999999979	10.599999999999978	10.699999999999978	10.799999999999978	10.899999999999977	10.999999999999977	11.099999999999977	11.199999999999976	11.299999999999976	11.399999999999975	11.499999999999975	11.599999999999975	11.699999999999974	11.799999999999974	11.899999999999974	11.999999999999973	12.099999999999973	12	.199999999999973	12.299999999999972	12.399999999999972	12.499999999999972	12.599999999999971	12.699999999999971	12.799999999999971	12.89999999999997	12.99999999999997	-4.0899879579070983	-4.2991114996225965	-4.5051902617404034	-4.7084808697488949	-4.9091330376658266	-5.1071931547609726	-5.3026084363163788	-5.4952319172474882	-5.684829125276746	-5.8710877176991128	-6.0536316009609141	-6.2320409277042419	-6.40587872201242	-6.5747236340686319	-6.738206580724361	-6.8960471936902898	-7.0480847392863764	-7.1942981819040579	-7.3348116632288853	-7.4698845278396186	-7.5998882060769457	-7.7252746673888009	-7.8465420711674634	-7.9642026369297572	-8.0787561611656589	-8.1906707432182984	-8.3003707127084443	-8.4082307404047594	-8.5145746625472558	-8.6196775	10175519	-8.7237694316423919	-8.8270404812706449	-8.9296455244109048	-9.0317087283648636	-9.133327248416494	-9.2345737709054951	-9.3354975347181686	-9.4361233052677989	-9.5364474935748476	-9.6364301512347534	-9.7359808637297185	-9.8349355341708939	-9.9330196566182689	-10.029792047719633	-10.124561753793497	-10.216271782471948	-10.303350605843672	-10.383553683237846	-10.453861387145277	-10.51056293515645	-10.549690419524881	-10.567864569463833	-10.563309165403602	-10.536488203082605	-10.489933508125198	-10.427385476267812	-10.352792783851942	-10.269623314379682	-10.180588085492561	-10.087651443601381	-9.9921678881445644	-9.8950418916420819	-9.7968650809800337	-9.6980193766329208	-9.5987492648163588	-9.4992104226453282	-9.3995016444982351	-9.2996854929806538	-9.1998015332805974	-9.0998747655620029	-8.9999209782850045	-8.8999501390335709	-8.7999685392101092	-8.6999801493280184	-8.5999874749720018	-8.4999920972020071	-8.3999950136560635	-8.2999968538236324	-8.1999980148945788	-8.0999987474822621	-7.9999992097144004	-7.8999995013633777	-7.7999996853815237	-7.6999998014891542	-7.5999998747481277	-7.4999999209714199	-7.3999999501363458	-7.299999968538172	-7.1999999801489389	-7.0999999874748374	-6.9999999920971678	-6.8999999950136601	-6.7999999968538427	-6.6999999980149196	-6.59999999874751	-6.4999999992097433	-6.399999999501393	-6.2999999996854106	-6.1999999998015189	-6.099999999874778	-5.9999999999210019	Al 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Log (Al ou Fe)
DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
Fe Total	3	3.1	3.2	3.3000000000000003	3.4000000000000004	3.5000000000000004	3.6000000000000005	3.7000000000000006	3.8000000000000007	3.9000000000000008	4.0000000000000009	4.1000000000000005	4.2	4.3	4.3999999999999995	4.4999999999999991	4.5999999999999988	4.6999999999999984	4.799999999999998	4.8999999999999977	4.9999999999999973	5.099999999999997	5.1999999999999966	5.2999999999999963	5.3999999999999959	5.4999999999999956	5.5999999999999952	5.6999999999999948	5.7999999999999945	5.8999999999999941	5.9999999999999938	6.0999999999999934	6.1999999999999931	6.2999999999999927	6.3999999999999924	6.499999999999992	6.5999999999999917	6.6999999999999913	6.7999999999999909	6.8999999999999906	6.9999999999999902	7.0999999999999899	7.1999999999999895	7.2999999999999892	7.3999999999999888	7.4999999999999885	7.59999999999998817.6999999999999877	7.7999999999999874	7.899999999999987	7.9999999999999867	8.0999999999999872	8.1999999999999869	8.2999999999999865	8.3999999999999861	8.4999999999999858	8.5999999999999854	8.6999999999999851	8.7999999999999847	8.8999999999999844	8.999999999999984	9.0999999999999837	9.1999999999999833	9.2999999999999829	9.3999999999999826	9.499999999	9999822	9.5999999999999819	9.6999999999999815	9.7999999999999812	9.8999999999999808	9.9999999999999805	10.09999999999998	10.19999999999998	10.299999999999979	10.399999999999979	10.499999999999979	10.599999999999978	10.699999999999978	10.799999999999978	10.899999999999977	10.999999999999977	11.099999999999977	11.199999999999976	11.299999999999976	11.399999999999975	11.499999999999975	11.599999999999975	11.699999999999974	11.799999999999974	11.899999999999974	11.999999999999973	12.099999999999973	12	.199999999999973	12.299999999999972	12.399999999999972	12.499999999999972	12.599999999999971	12.699999999999971	12.799999999999971	12.89999999999997	12.99999999999997	-4.0899879579070983	-4.2991114996225965	-4.5051902617404034	-4.7084808697488949	-4.9091330376658266	-5.1071931547609726	-5.3026084363163788	-5.4952319172474882	-5.684829125276746	-5.8710877176991128	-6.0536316009609141	-6.2320409277042419	-6.40587872201242	-6.5747236340686319	-6.738206580724361	-6.8960471936902898	-7.0480847392863764	-7.1942981819040579	-7.3348116632288853	-7.4698845278396186	-7.5998882060769457	-7.7252746673888009	-7.8465420711674634	-7.9642026369297572	-8.0787561611656589	-8.1906707432182984	-8.3003707127084443	-8.4082307404047594	-8.5145746625472558	-8.6196	77510175519	-8.7237694316423919	-8.8270404812706449	-8.9296455244109048	-9.0317087283648636	-9.133327248416494	-9.2345737709054951	-9.3354975347181686	-9.4361233052677989	-9.5364474935748476	-9.6364301512347534	-9.7359808637297185	-9.8349355341708939	-9.9330196566182689	-10.029792047719633	-10.124561753793497	-10.216271782471948	-10.303350605843672	-10.383553683237846	-10.453861387145277	-10.51056293515645	-10.549690419524881	-10.567864569463833	-10.563309165403602	-10.536488203082605	-10.489933508125198	-10.427385476267812	-10.352792783851942	-10.269623314379682	-10.180588085492561	-10.087651443601381	-9.9921678881445644	-9.8950418916420819	-9.7968650809800337	-9.6980193766329208	-9.5987492648163588	-9.4992104226453282	-9.3995016444982351	-9.2996854929806538	-9.1998015332805974	-9.0998747655620029	-8.9999209782850045	-8.8999501390335709	-8.7999685392101092	-8.6999801493280184	-8.5999874749720018	-8.4999920972020071	-8.3999950136560635	-8.2999968538236324	-8.1999980148945788	-8.0999987474822621	-7.9999992097144004	-7.8999995013633777	-7.7999996853815237	-7.6999998014891542	-7.5999998747481277	-7.4999999209714199	-7.3999999501363458	-7.299999968538172	-7.1999999801489389	-7.0999999874748374	-6.9999999920971678	-6.8999999950136601	-6.7999999968538427	-6.6999999980149196	-6.59999999874751	-6.4999999992097433	-6.399999999501393	-6.2999999996854106	-6.1999999998015189	-6.099999999874778	-5.9999999999210019	Al Total	3	3.1	3.2	3.3000000000000003	3.4000000000000004	3.5000000000000004	3.6000000000000005	3.7000000000000006	3.8000000000000007	3.9000000000000008	4.0000000000000009	4.1000000000000005	4.2	4.3	4.3999999999999995	4.4999999999999991	4.5999999999999988	4.6999999999999984	4.799999999999998	4.8999999999999977	4.9999999999999973	5.099999999999997	5.1999999999999966	5.2999999999999963	5.3999999999999959	5.4999999999999956	5.5999999999999952	5.6999999999999948	5.7999999999999945	5.8999999999999941	5.9999999999999938	6.0999999999999934	6.1999999999999931	6.2999999999999927	6.3999999999999924	6.499999999999992	6.5999999999999917	6.6999999999999913	6.7999999999999909	6.8999999999999906	6.9999999999999902	7.0999999999999899	7.1999999999999895	7.2999999999999892	7.3999999999999888	7.4999999999999885	7.5999999999999881	7.6999999999999877	7.7999999999999874	7.899999999999987	7.9999999999999867	8.0999999999999872	8.1999999999999869	8.2999999999999865	8.3999999999999861	8.4999999999999858	8.5999999999999854	8.6999999999999851	8.7999999999999847	8.8999999999999844	8.999999999999984	9.0999999999999837	9.1999999999999833	9.2999999999999829	9.3999999999999826	9.4999999999999822	9.5999999999999819	9.6999999999999815	9.7999999999999812	9.8999	999999999808	9.9999999999999805	10.09999999999998	10.19999999999998	10.299999999999979	10.399999999999979	10.499999999999979	10.599999999999978	10.699999999999978	10.799999999999978	10.899999999999977	10.999999999999977	11.099999999999977	11.199999999999976	11.299999999999976	11.399999999999975	11.499999999999975	11.599999999999975	11.699999999999974	11.799999999999974	11.899999999999974	11.999999999999973	12.099999999999973	12.199999999999973	12.299999999999972	12.399999999999972	12.499999999999972	12.599999999999971	12.699999999999971	12.799999999999971	12.89999999999997	12.99999999999997	5.7162001117250032	5.216782815683028	4.7175154513384561	4.2184362941806324	3.7195932181166489	3.2210460051	070857	2.7228691567611785	2.2251552880212913	1.7280191805651663	1.2316025620926336	0.73607965451130974	0.24166349888075414	-0.25138697558208789	-0.7427591950440553	-1.2320785088141062	-1.7188988735208763	-2.2026918573781611	-2.6828318686144619	-3.1585728783275551	-3.6290066108787351	-4.0929806872862606	-4.5489268351589569	-4.9944717020827731	-5.4254909941513736	-5.8337839558528586	-6.2021019815253027	-6.4983464545553398	-6.6843697003653686	-6.7515995318683659	-6.7334379880930229	-6.6701160406700462	-6.5863045364119737	-6.4935775592405953	-6.3969299524616288	-6.2985113682743927	-6.1992708571103838	-6.0996403615919785	-5.9998217648139338	-5.8999113780167534	-5.7999558360467134	-5.6999779568179765	-5.5999889856672418	-5.4999944921563158	-5.3999972441891559	-5.2999986205838647	-5.1999993093269161	-5.0999996541022989	-4.9999998267407033	-4.8999999132036587	-4.7999999565140321	-4.6999999782113742	-4.5999999890821774	-4.4999999945290607	-4.3999999972584085	-4.2999999986261015	-4.1999999993114843	-4.0999999996549548	-3.9999999998270837	-3.8999999999133479	-3.7999999999565803	-3.6999999999782469	-3.5999999999891061	-3.4999999999945484	-3.3999999999972763	-3.29999999	99986436	-3	.1999999999993287	-3.0999999999996728	-2.999999999999845	-2.899999999999932	-2.7999999999999754	-2.7	-2.6000000000000085	-2.5000000000000142	-2.4000000000000172	-2.3000000000000194	-2.2000000000000202	-2.1000000000000205	-2.0000000000000213	-1.9000000000000219	-1.8000000000000222	-1.7000000000000224	-1.600000000000023	-1.5000000000000233	-1.4000000000000234	-1.300000000000024	-1.2000000000000244	-1.1000000000000245	-1.0000000000000251	-0.90000000000002534	-0.80000000000002569	-0.70000000000002605	-0.60000000000002629	-0.50000000000002665	-0.400000000000027	-0.30000000000002736	-0.20000000000002774	-0.10000000000002805	-2.8447660263322899E-14	9.9999999999971223E-2	0.1999999999999709	0.29999999999997057	pH
Log (Al ou Fe)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
Sulfato de alumínio (mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	0	2.5	5	10	12.5	15	20	22.5	25	30	32.5	35	40	7.3	7.1	7	6.9	6.8	6.6	6.1	5.6	5.2	5.0999999999999996	4.7	4.5999999999999996	4.5	PAC (mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	0	2.5	5	10	15	20	30	40	45	50	60	70	80	100	7.3	7.1	7	6.9	6.8	6.6	6.1	5.6	5.2	5.0999999999999996	4.9000000000000004	4.8	4.7	4.5999999999999996	Cloreto Férrico (mg FeCl3/L)	0	2.5	5	7.5	10	12.5	15	17.5	20	22.5	25	27.5	30	7.3	7	6.6	6.3	6	5.3	4.7	4.2	4	3.8	3.7	3.6	3.6	Dosagem de coagulante 
pH da fase líquida
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
 5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.6	7	7.4	8.1	7.7	6.1	6.8	9	9.1	8.6	7,5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.2	6.7	7.1	7.6	7.8	5.	8	3.6	4.4000000000000004	8.1	8.6	7.6	10 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6	6.4	7	7.7	8.3000000000000007	5.4	4.7	3.8	8.1	10.3	9.6999999999999993	15 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6	6.5	7	7.7	8.1	8.4	5.9	2.2000000000000002	2.7	4.2	7.5	20 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6.1	6.6	6.9	7.3	7.8	10.7	8.6	1.7	1.7	2	2.5	30 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6	6.4	6.9	7.4	7.9	10.1	6.9	1.9	1.9	2.2999999999999998	1.7	pH de coagulação
Turbidez da águadecantada (UNT)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
 5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.6	7	7.4	8.1	7.7	6.1	6.8	9	9.1	8.6	7,5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.2	6.7	7.1	7.6	7.8	5.	8	3.6	4.4000000000000004	8.1	8.6	7.6	10 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6	6.4	7	7.7	8.3000000000000007	5.4	4.7	3.8	8.1	10.3	9.6999999999999993	15 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6	6.5	7	7.7	8.1	8.4	5.9	2.2000000000000002	2.7	4.2	7.5	20 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6.1	6.6	6.9	7.3	7.8	10.7	8.6	1.7	1.7	2	2.5	30 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6	6.4	6.9	7.4	7.9	10.1	6.9	1.9	1.9	2.2999999999999998	1.7	pH de coagulação
Turbidez da água decantada (UNT)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
 5 mg FeCl3/L)	5.5	6	6.5	7.1	7.4	8.1	3	1.8	2.2999999999999998	8.8000000000000007	9	8.6999999999999993	 7,5 mg FeCl3/L)	5.4	6.1	6.4	6.9	7.4	8.3000000000000007	7.6	1.3	0.9	2.1	2.2999999999999998	6.5	 10 mg FeCl3/L)	5.6	6.1	6.6	7.1	7.6	7.9	1.5	1.7	1.4	1.5	1.9	2.1	 15 mg FeCl3/L)	4.8	6.2	6.6	7	7.4	7.9	8.8000000000000007	1	1.5	0.9	1.2	1.2	 20 mg FeCl3/L)	5.4	6.2	6.6	7	7.3	8.4	8.1999999999999993	0.9	1.1000000000000001	1.2	1.1000000000000001	1.3	 30 mg FeCl3/L)	5.4	6.2	6.6	7	7.3	8.4	8.1999999999999993	0.9	1.1000000000000001	1.2	1.1000000000000001	1.3	pH de coagulação
Turbidez da água decantada (UNT)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
 5 mg FeCl3/L)	5.5	6	6.5	7.1	7.4	8.1	3	1.8	2.2999999999999998	8.8000000000000007	9	8.6999999999999993	 7,5 mg FeCl3/L)	5.4	6.1	6.4	6.9	7.4	8.3000000000000007	7.6	1.3	0.9	2.1	2.2999999999999998	6.5	 10 mg FeCl3/L)	5.6	6.1	6.6	7.1	7.6	7.9	1.5	1.7	1.4	1.5	1.9	2.1	 15 mg FeCl3/L)	4.8	6.2	6.6	7	7.4	7.9	8.8000000000000007	1	1.5	0.9	1.2	1.2	 20 mg FeCl3/L)	5.4	6.2	6.6	7	7.3	8.4	8.1999999999999993	0.9	1.1000000000000001	1.2	1.1000000000000001	1.3	 30 mg FeCl3/L)	5.4	6.2	6.6	7	7.3	8.4	8.1999999999999993	0.9	1.1000000000000001	1.2	1.1000000000000001	1.3	pH de coagulação
Turbidez da água decantada (UNT)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
PAC - 5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.2	6.5	7	7.4	8.1	8.3000000000000007	5.7	5.6	8.1999999999999993	7.9	7.9	PAC - 7,5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.6	7	7.5	8.1999999999999993	5.9	5.3	4	3.2	5.5	7.6	PAC - 10 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.5	7	7.6	8.1	6.4	9.1	4.9000000000000004	3.8	4.7	6.6	PAC - 15 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.2	6.1	6.7	7.2	7.6	7.9	8.3000000000000007	8.4	7.4	3	2.2000000000000002	2.2999999999999998	PAC - 20 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6.1	6.6	7	7.5	8.1999999999999993	9.6999999999999993	9.9	8.3000000000000007	2.2000000000000002	2	1.7	PAC - 30 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6	6.6	7.1	7.4	8	11.5	10.4	9.1	1.5	1.2	1.3	pH de coagulação
Turbidez da água decantada (UNT)
COMPORTAMENTO DO FERRO E ALUMÍNIO EM MEIO AQUOSO
PAC - 5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.2	6.5	7	7.4	8.1	8.3000000000000007	5.7	5.6	8.1999999999999993	7.9	7.9	PAC - 7,5 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.6	7	7.5	8.1999999999999993	5.9	5.3	4	3.2	5.5	7.6	PAC - 10 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.3	6.1	6.5	7	7.6	8.1	6.4	9.1	4.9000000000000004	3.8	4.7	6.6	PAC - 15 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.2	6.1	6.7	7.2	7.6	7.9	8.3000000000000007	8.4	7.4	3	2.2000000000000002	2.2999999999999998	PAC - 20 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6.1	6.6	7	7.5	8.1999999999999993	9.6999999999999993	9.9	8.3000000000000007	2.2000000000000002	2	1.7	PAC - 30 mg Al2(SO4)3.14H2O/L)	5.4	6	6.6	7.1	7.4	8	11.5	10.4	9.1	1.5	1.2	1.3	pH de coagulação
Turbidez da água decantada (UNT)
Tipo de coagulante
Dosagem de coagulante
pH de coagulação
Qualidade da água bruta
Aspectos químicos !!!
Aspectos hidrodinâmicos !!!
Dispersão do coagulante na fase líquida
Características físicas da estação de tratamento de água
Coagulação !!!
Dispositivos hidráulicos		
Calhas Parshall
Vertedores retangulares
Malhas difusoras
Injetores
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
VERTEDORES RETANGULARES
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
VERTEDORES RETANGULARES
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
VERTEDORES RETANGULARES
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
ETA GUARAÚ (SABESP)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
ETA GUARAÚ (SABESP)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
ETA GUARAÚ (SABESP)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
ETA GUARAÚ (SABESP)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
CALHAS PARSHALL 
 ETA CARAGUATATUBA
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
CALHAS PARSHALL 
 ETA CARAGUATATUBA
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
CALHAS PARSHALL 
 ETA CARAGUATATUBA
Vídeo – Sistema de mistura rápida (ETA Guaraú)
Vídeo – Sistema de mistura rápida (ETA ABV)
Vídeo – Sistema de mistura rápida (ETA São Sebastião)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
MISTURA RÁPIDA HIDRÁULICA
Dispositivos mecânicos
Agitadores mecânicos
Turbinas
Hélice propulsora
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
ESCOAMENTO AXIAL E RADIAL
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
DISPOSITIVOS MECANIZADOS 
 ETA ANHANGABAÚ
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
DISPOSITIVOS MECANIZADOS 
 ETA JACAREÍ
Vídeo – Sistema de mistura rápida (ETA Jacareí)
Vídeo – Sistema de mistura rápida (ETA Anhangabaú)
PROCESSO DE COAGULAÇÃO
MISTURA RÁPIDA MECANIZADA
CONCEITO: GRADIENTE DE VELOCIDADE
dx
dy
dz
CONCEITO: GRADIENTE DE VELOCIDADE
dx
dy
dz
G=Gradiente de velocidade (s-1)
CONCEITO: GRADIENTE DE VELOCIDADE
dx
dy
dz
Agitadores de fluxo radial
Agitadores de fluxo axial
Fa=força de arraste (N)
v=velocidade (m/s)
Cd=coeficiente de arraste
Ap=área projetada
n=rotação (rps)
D=diâmetro do rotor (m)
P=Potência (W)
CÁLCULO DO GRADIENTE DE VELOCIDADE
	Tipo de rotor	Valor de KT
	Hélice propulsora marítima (3 hélices)	0,87
	Turbina (seis palhetas retas)	5,75
	Turbina (seis palhetas curvas)	4,80
	Turbina com quatro palhetas inclinadas a 450	1,27
	Turbina com quatro palhetas inclinadas a 320	1,0 a 1,2
	Turbina com seis palhetas inclinadas a 450	1,63
CÁLCULO DO GRADIENTE DE VELOCIDADE
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
 ESCOAMENTO RADIAL
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
 ESCOAMENTO RADIAL
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
 ESCOAMENTO AXIAL
SISTEMAS DE AGITAÇÃO
 ESCOAMENTO AXIAL
Gradiente de velocidade  1.000 s-1
Mecanismo de coagulação por adsorção-neutralização
Gradiente de velocidade  300 s-1 
Mecanismo de coagulação por varredura
Tempo de detenção hidráulico  30 s
UNIDADES DE MISTURA RÁPIDA
DIMENSIONAMENTO
Vazão: 1,0 m3/s
Verificação do gradiente de velocidade 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Seleção da Calha Parshall 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
EQUAÇÃO DE DESCARGA
	Largura da Calha Parshall		K	n
	Polegadas	Metros		
	3”	0,075	3,704	0,646
	6”	0,150	1,842	0,636
	9”	0,229	1,486	0,633
	1’	0,305	1,276	0,657
	1,5’	0,460	0,966	0,650
EQUAÇÃO DE DESCARGA
	Largura da Calha Parshall		K	n
	Polegadas	Metros		
	2’	0,610	0,795	0,645
	3’	0,915	0,608	0,639
	4’	1,220	0,505	0,634
	5’	1,525	0,436	0,630
	6’	1,830	0,389	0,627
	8’	2,400	0,324	0,623
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Equação de descarga: 
Cálculo da largura na secção de medida 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da velocidade na secção de medida 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da energia total disponível
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo do ângulo fictício  
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da velocidade da água no início do ressalto 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da altura de água no início do ressalto 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo do número de Froude
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da profundidade no final do trecho divergente
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da velocidade no final do trecho divergente
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo da perda de carga no ressalto hidráulico
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo do tempo de residência médio no trecho divergente 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Cálculo do gradiente de velocidade 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Determinação doperfil hidráulico 
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS PARSHALL
Muito Obrigado !!!
100,937
100,825
0,608
0,572
100,172 0,937
99,800
100,418100,329
100,2530,318
0,672
100,100
0,672100,000100,000
99,500
0,372
Vertedor de água coaguladaCota de fundo da estrutura de água