A Diversidade de floculadores, que se decompõem em hidráulicos e mecânicos

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Onde k1 e k2 são constantes para uma determinada água.

Sendo:

KA: constante de agregação, determinada experimentalmente em reatores com escoamento contínuo;

KB: constante de ruptura, determinada experimentalmente em reatores com escoamento contínuo (s).

SIGNIFICADO E APLICAÇÕES DE G

Em 1917 Smoluchowski demostrou que a taxa de floculação, em condições de fluxo laminar, é diretamente proporcional ao gradiente de velocidade em um determinado ponto. Todavia, como os gradientes de velocidade localizados não são conhecidos no regime turbulento, em 1943 Camp e Stein substituíram a função pontual gradiente de velocidade, dv/dy, por um valor médio mensurável (RICHTER, 1991).

Definido como:

= (W/µ)1/2 = (ε/v) 1/2[pic 5]

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Avaliando a existência de tensões de cisalhamento por decorrência de turbidez, Richter e Arboleda, demostraram que o parâmetro G, perde muito de seu sentido físico para a maioria dos floculadores reais, onde o regime é turbulento. Da mesma forma do regime laminar, no qual a tensão longitudinal devida ao atrito entre duas lâminas de corrente é igual a µ dv/dy, existe outra de origem turbulenta, denominada esforço cortante de Reynolds, determinada por τ = ղ dv/dy, onde ղ é o coeficiente de viscosidade virtual ou de turbulência ou viscosidade de redemoinho (RICHTER, 1991).

A tensão total é dada, então por τ = (µ + ղ) dv/dy e a equação anterior torna-se:

G = [W/(µ + ղ)] ½

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Odegaad (1988) analisou a influência das paletas e da geometria do tanque de floculação no valor de G. diferentes configurações de paletas foi estudada. Como resultado foi proposta a equação geral

G = Fgeom . n3/2

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FLOCULADORES MECÂNICOS

Na floculação mecanizada pode-se se notar a sua diferença dos outros principalmente pelo eixo, vertical (Figura 1) ou horizontal (Figura 2), onde as paletas, turbinas ou hélices estão integradas aos conjuntos motor-redutor. (LIBÂNIO, 2005).

Figura 1 – Floculador mecânico de eixo vertical tipo com paletas.

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Fonte: Vianna (1997).

Figura 2 – Floculador mecânico de eixo horizontal tipo com paletas.

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Fonte: Vianna (1997).

Os floculadores mecânicos que utilizam equipamento de agitação com eixo vertical geralmente possuem sua base fixada na passarela e o rotor localizado a certa distância do fundo da câmara. Os rotores são, comumente, do tipo turbina com paletas inclinadas (axial) ou do tipo disco com paletas soldadas na parte inferior (radial) (DI BERNARDO; DANTAS, 2005). A Figura 2 apresenta um agitador do tipo axial e esquema de uma câmara com o equipamento.

FLOCULADORES HIDRÁULICOS

floculadores hidráulicos, comumente são encontrados os de chicana com escoamento vertical ou horizontal e com menor frequência, o tipo Alabama, o de escoamento helicoidal e o de meio granular fixo ou expandido (DI BERNARDO; DANTAS, 2005). Os de chicanas são os mais difundidos, e são subdivididos de acordo com o tipo de escoamento promovido, que pode ser vertical ou horizontal. No primeiro tipo, a água sofrerá movimentos verticais ascendentes e descendentes sucessivamente, enquanto que no segundo tipo o escoamento efetua-se com movimentos horizontais (Figura 3 e Figura 4). Os floculadores hidráulicos providos de escoamento vertical são mais indicados para ETA de vazões maiores, acima de 100 L/s, pois a profundidade mínima de escoamento é maior do que a dos floculadores de chicanas com escoamento horizontal (DI BERNARDO, 1993). Vale ressaltar que os sistemas hidráulicos apresentam algumas vantagens, como o baixo custo de implantação, operação e manutenção e não exigem profissionais qualificados para operação e manutenção. Contudo, esse sistema possui pouca flexibilidade em relação à variação de vazão e impossibilidade de variar ou ajustar o gradiente de velocidade e perda de carga relativamente alta (DI BERNARDO; DANTAS, 2005).

Figura 3 – Floculador hidráulico de fluxo horizontal.

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Fonte: Vianna (1997).

Figura 4 - Floculador hidráulico de fluxo vertical

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Fonte: Vianna (1997).

FLOCULADORES DE CHICANAS

A perda de carga que resulta da alteração de direção, nos floculadores de chicanas, pode ser calculada pela fórmula a seguir:

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O fluxo nos floculadores de chicanas, aproxima-se d fluxo de pistão, praticamente inexistindo correntes de curtos-circuitos. Adicionalmente, o grande número de canais ou compartimentos entre chicanas, permite esperar uma eficiência bem mais elevada, de acordo com a equação de Harris e Kaufman. Em vista disso, as normas brasileiras permitem reduzir o tempo de detenção nos floculadores hidráulicos a 75% do período correspondente para floculadores mecanizados. Em vista disso, e projetos de ampliação de estações existentes ou mesmo em novas instalações, se está preferindo o uso de floculadores hidráulicos. O tipo depende da capacidade (RICHTER, 1991).

Para estações de tratamento de pequena capacidade (

FLOCULADORES HIDRÁULICOS DE AÇÃO DE JATO

São incluídos nesta classificação os floculadores de fluxo helicoidal e os chamados floculadores “Cox” e “Alabama”. Nesses floculadores, as passagens entre as câmaras são orifícios submersos. As persas de carga são calculadas pela fórmula geral

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