Aula 6 - Clarificação - Floculadores

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TRATAMENTO DE ÁGUA 
Profª Valderice Alves 
 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
ENGENHARIA AMBIENTAL 
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Técnicas de Tratamento de Água 
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Coagulação Auxiliares de Coagulação Ajuste de pH Controle de corrosão 
sulfato de alumínio; 
sulfato ferroso; 
sulfato férrico; 
cloreto férrico; 
caparrosa clorada 
(solução de sulfato férrico 
e cloreto férrico); 
aluminato de sódio. 
Cloreto de Polialumínio 
bentonita; 
carbonato de cálcio; 
silicato de sódio; 
Polimeros (Polieletrólitos); 
 
cal hidratada; 
carbonato de cálcio; 
carbonato de sódio 
(soda ou barrilha); 
hidróxido de sódio 
(soda cáustica); 
gás carbônico; 
ácido clorídrico; 
ácido sulfúrico 
cal hidratada; 
carbonato de sódio; 
hidróxido de sódio; 
gás carbônico; 
polifosfatos de sódio 
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Oxidantes Controle de odor e sabor Desinfecção Fluoretação 
cloro; 
hipoclorito de cálcio; 
hipoclorito de sódio; 
dióxido de cloro; 
ozônio; 
permanganto de potássio. 
carvão ativado; 
dióxido de cloro; 
cloro; 
ozônio; 
permanganato de potássio; 
bentonita. 
cloro; 
hipoclorito de sódio; 
hipoclorito de cálcio; 
dióxido de cloro; 
amônia anidra; 
hidróxido de amônia; 
sulfato de amônia; 
ozônio. 
fluorsilicato de sódio; 
ácido fluorsilícico; 
fluoreto de sódio (fluorita). 
Os reagentes utilizados no processo 
de coagulação: 
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(a) Coagulantes, geralmente sais de ferro ou alumínio são capazes de 
produzir hidróxidos gelatinosos insolúveis e englobar as impurezas. 
(b) Alcalinizantes são capazes de conferir a alcalinidade necessária à 
coagulação (cal viva - óxido de cálcio; hidróxido de cálcio; hidróxido 
de sódio – soda caustica; carbonato de sódio – barrilha) e os 
(c) Coadjuvantes capazes de formar partículas mais densas e tornar os 
flocos mais lastrados (argila, sílica ativa, polieletrólitos, etc.). 
Os reagentes utilizados no processo 
de coagulação: 
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 Os Coagulantes reagem com álcalis produzindo hidróxidos 
gelatinosos que envolvem e adsorvem impurezas (remoção de 
turbidez) e produzem íons trivalentes de cargas elétricas positivas, 
que atraem e neutralizam as cargas elétricas dos colóides que, em 
geral são negativas (remoção de cor). 
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Coagulantes utilizados 
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•O sulfato de alumínio é o mais utilizado entre os coagulantes; 
• É um sólido cristalino de cor branco-acinzentada contendo 17% de 
Al2O3 solúvel em água; 
• É disponível em pó ou em soluções concentradas; 
•Na água o Al2(SO4)3 . 18H2O reage com a alcalinidade natural formando 
o Al(OH)3. O Al(OH)3 irá formar os flocos. Quando a alcalinidade natural 
é reduzida, geralmente adiciona-se cal ((Ca(OH))2 ou carbonato de sódio 
Na2CO3. 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Coagulantes - pH 
Para um produto ser empregado como coagulante é 
necessário que reaja com álcalis produzindo 
precipitados floculentos. 
 Principais Coagulantes: 
-Sulfato de alumínio : Al2(SO4)3 
-Sulfato férrico: Fe2(SO4)3 
-Policloreto de alumínio(PAC): Aln(OH)mCl(n-m) 
 
 A escolha do coagulante dependerá das características 
da água bruta e do processo de tratamento (filtração 
direta, ciclo completo, floto-filtração, etc). 
 
Auxiliares da Coagulação 
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Dificuldades com a coagulação ocorrem devido aos 
precipitados de baixa decantação, ou flocos frágeis que 
são facilmente fragmentados sob forças hidráulicas, nos 
decantadores e filtros de areia. 
Os auxiliares de coagulação beneficiam a floculação, 
aumentando a decantação e o enrijecimento dos flocos. 
Os materiais mais utilizados são os polieletrólitos, silica 
ativada, argilas bentoníticas; 
Auxiliares da Coagulação - Polímeros 
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Polímeros Sintéticos ou Polieletrólitos: São substâncias 
químicas orgânicas de cadeia longa e alto peso 
molecular. 
Polieletrólitos são classificados de acordo com a carga 
elétrica na cadeira do polímero, os carregados 
positivamente são chamados de catiônicos , 
negativamente os aniônicos e os que não possuem 
carga elétrica são os não-iônicos. 
Auxiliares da Coagulação - Polímeros 
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A dosagem requerida de um auxiliar de coagulação é da 
ordem de 0,1 a 1,0 mg/L. 
Na coagulação os polímeros podem promover floculação 
satisfatória, com significativa redução das dosagens de 
sulfato de alumínio. 
As vantagens potenciais são a reduções da quantidade de 
lodo e facilidade para desidratação. 
A desvantagem observada na prática e colmatação dos 
filtros. 
Auxiliares da Coagulação 
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Algumas vezes, polímeros catiônicos e não-iônicos podem 
ser usados conjuntamente para formar um fluxo adequado, 
o primeiro sendo coagulante primário e segundo auxiliar de 
coagulação. 
 Apesar de diversos avanços neste campo, existem varias 
águas que não podem ser tratadas apenas com 
polieletrólitos. 
Testes devem ser realizados para obtenção da eficiência 
um polieletrólito no tratamento de uma determinada água. 
Auxiliares da Coagulação 
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Sílica Ativada: É o silicato de sódio tratado com ácido sulfúrico, 
sulfato de alumínio, dióxido de carbono ou cloro. 
Como auxiliar de coagulação ela apresenta as seguintes 
vantagens: 
• aumenta a taxa de reação química, 
• reduz a dosagem de coagulante, 
• aumenta a faixa de pH ótimo e produz um floco com melhores 
propriedades de decantação e resistência. 
 A desvantagem em relação aos polieletrólitos é a necessidade 
de um controle preciso de preparo e dosagem. 
Auxiliares da Coagulação 
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Dosagem de 7 a 11% da dosagem do coagulante primário 
expresso em mg/L de SiO2. 
Quando utilizada junto com o sulfato de alumínio ou sulfato 
ferroso, a sílica, por sua elevada carga negativa, promove a 
formação de flocos maiores, mais densos e resistentes, o 
que aumenta a eficiência de coagulação. 
Auxiliares da Coagulação 
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Argilas Bentoniticas: Usadas no tratamento de águas contendo alto teor de 
cor, baixa turbidez e baixo conteúdo mineral. 
Nestas condições, os flocos de Fe ou Al são demasiadamente leves para 
decantar rapidamente. 
A adição da argila resulta num aumento de peso do floco melhorando a 
decantabilidade. 
 A dosagem deve ser feita na forma de testes mas as dosagens são da 
ordem de 10 a 15 mg/L. 
Auxiliares da Coagulação 
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Carvão Ativado: 
 Aplicam na forma de pó, tem grande poder de adsorção. 
 É bastante empregada no tratamento da água com gosto e odor 
provocador por material orgânico. 
É colocado misturado a areia no leito dos filtros ou como unidade 
independente. 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Alcalinizantes 
Normalmente são empregados para conferir 
alcalinidade a água para promover uma boa floculação 
ou para correção de pH. 
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ABNT - Associação Brasileira de 
Normas Técnicas. 
NBR - 14725 
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A FISPQ foi criada para fornecer informações 
sobre vários aspectos dos produtos químicos 
(substância ou preparados) quanto à proteção, 
à segurança, à saúde e meio ambiente. 
Em alguns países, essa ficha é chamada 
Material Safety Data Sheet, MSDS. 
 
 
INTRODUÇÃO 
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PROCEDIMENTO 
 PARA FISPQ 
Laboratório Químico: 
ã Providenciar a FISPQ para os produtos químicos 
ã Produtos químicos de usos diversos: 
 
As áreas de uso dos produtos devem conter as FISPQ 
que devem estar disponíveis aos colaboradores e 
contratados nas áreas de trabalho. 
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1-ESTOCAGEM DE 
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS 
• Estocar em área bem ventilada protegida de 
extremos de temperatura e fontes de ignição; 
• Assegurar que as substâncias químicas não 
serão manipuladas por pessoas não 
autorizadas; 
• Inspecionar o estoque de tempos em tempos 
e retirar as substâncias em deterioração 
(prazo de validade vencida). 
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•Dividir o estoque quanto a classificação 
das substâncias para reduzir riscos (Ex.: 
inflamáveis, etc.); 
• Não fumar onde substâncias químicas 
estão estocadas; 
• Transportar com cuidado embalagenscom resíduos perigosos. 
1-ESTOCAGEM DE 
SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS 
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3- CONTROLE DE EXPOSIÇÃO E 
PROTEÇÃO INDIVIDUAL 
ã Usar devidamente os EPI’s necessários 
para a manipulação dos produtos 
 
ã Lavar bem os EPI’s (luvas, óculos de 
segurança avental, botas, etc.) antes de 
retirá-los, pois pode ocorrer 
contaminação da pele. 
 
Lembre-se, sua segurança depende de 
VOCÊ! 
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 F.I.S.P.Q. 
SEGURANÇA , SAÚDE E 
MEIO AMBIENTE 
Características 
 Líquido incolor e límpido 
 Odor picante característico 
 Corrosivo 
 Agente Oxidante 
 Não é inflamável 
PRODUTO 
Nome comercial: 
INTEROX H 2 O 2 
Nome técnico: 
Peróxido de Hidrogênio 
soluções aquosas 
nº de risco: 58 
nº da ONU: 2014 
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 CLASSES DE PRODUTOS 
QUÍMICOS 
Todos os produtos químicos são divididos em classes: 
 
 Inflamáveis (Solventes) Corrosivos 
 
 Tóxicos Ácidos Alcalinos 
 
 Irritantes Oxidantes 
A mistura de produtos de classes diferentes pode 
ocasionar reações químicas indesejáveis! 
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 COMO ESTOCAR PRODUTOS 
QUÍMICOS EM ETA´s – Casa de 
Química 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Processos de Clarificação 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Clarificação 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Coagulação 
 
O que é ?: Processo responsável pela desestabilização das partículas 
coloidais em um sistema aquoso, preparando-as para a sua remoção 
nas etapas subsequentes do processo de tratamento. 
 Para que serve ? Transformar as impurezas em suspensão, em estado 
coloidal, e algumas dissolvidas, em partículas que possam ser 
removidas pela decantação e filtração. 
 Onde ? Câmara de Mistura e Floculadores 
 Como ? Adicionando-se coagulante a água bruta, os aglomerados 
gelatinosos se reúnem formando os flocos. 
 Processo de desestabilização das partículas com 
consequente crescimento das partículas (microflocos) 
e remoção do material suspenso ou coloidal. 
 Ocorrem Processos Químicos (reação rápida do 
coagulante com água) e Físicos (arraste das partículas) 
. 
 
Técnicas de Tratamento de Água 
Coagulação 
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 Coagulação 
Desestabilização eletrostática das partículas. 
 Floculação 
Formação dos flocos das partículas desestabilizadas. 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Coagulação 
 Fatores que influenciam a Coagulação 
 Espécie e quantidade de coagulante; 
 Características químicas da água; 
 Tempo de mistura rápida e lenta; 
 Agitação; 
 Dosagem ótima coagulante / alcalinizante 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Floculação 
 
O que é ?: Operação unitária responsável pela formação dos 
flocos ou um ajuntamento de partículas, semelhante a um feixe 
de partículas fibrosas e porosas. 
 Quando? A etapa da aglomeração das partículas é feita após 
a coagulação na fase de mistura rápida. O normal da 
floculação é ser feita em 10 a 15 minutos com agitação 
moderada. 
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 Coadjuvantes de Floculação (polímeros) podem ser 
usados. 
 
 Floculadores podem ser divididos em: 
 ●Floculadores Mecânicos: 
 ●Floculadores Hidraulicos: 
Técnicas de Tratamento de Água 
Floculação 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical e horizontal paletas) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical paletas) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical turbina) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical turbina) 
55 
Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical hélice) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo vertical) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 mecanizados (eixo horizontal paletas) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
●Mecânicos: Utilizam motor e palhetas. 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 não-mecanizados (chicanas com fluxo horizontal ou vertical) 
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 não-mecanizados 
(chicanas com fluxo vertical) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 não-mecanizados (chicanas com fluxo vertical) 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 
 não-mecanizados (chicanas 
com fluxo horizontal ) 
-Alabama: 
 FLOCULADOR ALABAMA – VISTA LATERAL 
Floculador ETA Gurjaú 
-Alabama: 
 
- Floculador tipo Cox: 
 
- Floculador tipo Bandejas Perfuradas – concepção original 
1970: 
 
Água 
coagulada Água 
floculada 
- Floculador tipo Bandejas Perfuradas – concepção atual: 
 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Clarificação 
 Floculador meio granular ETA Ferreiros 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Clarificação 
 Floculador tipo Telas 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
A agitação (gradiente) diminui gradativamente nos floculadores . 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Tipos de Floculadores 
 gradientes 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Clarificação 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Clarificação 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Ensaios de Tratabilidade 
 Como saber a dosagem ideal do coagulante? 
 O Teste de Jarros ou Jar Test. 
 Jar Test - três etapas do processo: 
 dispersão rápida do coagulante (coagulação), 
 floculação 
 e decantação. 
 A quantidade exata de coagulante a ser aplicado será determinada 
pela adição de quantidades crescentes do coagulante num pH pré-
determinado. 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Ensaios de Tratabilidade 
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 GRADIENTE DE VELOCIDADE: 
 Em função da geometria da paleta do misturador e do volume e 
geometria dos jarros, cada equipamento possui uma curva 
característica que relaciona o gradiente de velocidade aplicado a 
água com a rotação do motor. 
t
hg
G




G = Gradiente de velocidade (s-1) 
g = Aceleração da gravidade (m/s2) 
h = Soma das perdas de carga na entrada e ao longo do 
compartimento (m) 
ν = Viscosidade cinemática (m2/s) 
t = Tempo de detenção no compartimento (s) 
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Aparelho de JAR TEST com 
sistema de filtração em filtro 
de papel 
Aparelho de JAR TEST com 
sistema de filtração com 
filtros de laboratório de areia 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Ensaios de Tratabilidade 
 Procedimento: 
1) Coloca-se 1 (um) litro da água bruta em cada copo do Jar 
Test. Mede-se a Cor e turbidez. 
2) Sob agitação vigorosa durante alguns segundos, deverá ser 
adicionados os produtos coagulantes (e corretivo de pH) 
simultaneamente (etapa de geração dos núcleos de flocos). 
Quadro de dosagem em relação a turbidez: 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Ensaios de Tratabilidade 
 Procedimento: 
3) Terminado o período de agitação rápida, diminui-se a 
agitação, por 15 -20 minutos, para favorecer o crescimento 
dos flocos. 
4) Terminados este tempo, desliga-se o aparelho e aguarda-se 
por 8 a 10 minutos; tempo necessário para que a maior 
parte dos flocos formados possam decantar. 
5) Verifica-se então o copo que produziu boa decantação, ou 
seja, onde a água se apresenta mais clarificada. A dose de 
coagulante usada neste copo é a que deverá ser empregada 
para o tratamento da água. 
 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Ensaios de Tratabilidade 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Dosagem do Coagulante 
Preparação da solução de coagulante (tina): 
•Após determinar a concentração ótima do coagulante no Jar Test, 
prepara-se esta solução na tina de dosagem: 
 
Exercício: 
Volume da tina = 5 m3 
Quantidade de sulfato = 100 kg de sulfato de alumínio dissolvido. 
Qual a Concentração da tina em (g/L) ? 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Dosagem do Coagulante 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Dosagem doCoagulante 
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Técnicas de Tratamento de Água 
Dosagem do Coagulante 
Cálculo da vazão da solução de sulfato a ser aplicada: 
 
C (conc. sulfato tina) = 20 g/L 
d = dosagem ótima (Jar Test) – 10 mg/L ou g/m³ 
Q = vazão da água bruta – 90 m³/h 
q = vazão da solução de coagulante adicionado (L/h) 
 
 
q = Q x d 
 C 
90 
 Dosagens de produtos químicos usados numa ETA : 
 
1000.
ETAQ
C
D 
Onde: D = Dosagem do produto químico (mg/ℓ) 
C = Consumo da ETA (Kg/h) 
QETA = Vazão da ETA (m
3/h) 
1000 = Fator de conversão