ULTRAVIOLETA DESINFECÇÃO DE ÁGUA E EFLUENTES COM RAIOS. Sistema de decantação. Fenasan tratamento de água e efluentes

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1 revista especializada em tratamento de DESINFECÇÃO DE ÁGUA E EFLUENTES COM RAIOS ULTRAVIOLETA Sistema de decantação Ação dos decantadores em tratamento de água Fenasan junho/julho-2013 ISSN Confira os principais lançamentos da Fenasan Tratamento de água e efluentes Modelos de contratação aplicados em tratamento de água e efluentes

2 Foto: depositphotos.com Sistema de decantação A água é um produto essencial para o ser humano e outras formas de vida, por isso deve ter aspecto limpo e puro. Muitas vezes para alcançar esse objetivo é preciso recuperar sua qualidade através de um sistema de tratamento. O tratamento de água é um conjunto de procedimentos físicos ou químicos que são aplicados para que o líquido fique em condições adequadas para consumo. Atualmente encontramos diversos procedimentos para o tratamento de água e efluentes, um deles é o sistema de decantação. O intuito do processo é remover as partículas sólidas ou lodos que permanecem suspensas por ação da gravidade. Os flocos de sujeira mais pesados ficam depositados no fundo dos tanques, separando-se da água. Os tanques de decantação podem ser retangulares ou circulares. Apesar de ser considerado um processo simples, exispor Carla Legner tem vários tipos de sistemas. De acordo com Alberto Abrikain, diretor técnico da Ecosan, empresa especializada em criar soluções para tratamento e purificação de águas, saneamento ambiental, efluentes hídricos e industriais, para aplicação em tratamento de água e efluentes, os processos de decantação podem ou não estar associados a processos auxiliares para viabilizar o processo de separação. Sendo assim é possível encontrar três tipos de decantadores: Os convencionais, os de alta taxa e os centrífugos. Os convencionais são mais antigos e comuns e demandam de certa área de aplicação. Para esses, normalmente são aplicados sistemas mecânicos de remoção. Os de alta taxa são aqueles que necessitam de superfícies inclinadas de decantação, reduzindo a área de aplicação e ocupando área menores. No caso dos vortex ou centrífugos, aceleram

3 o processo por meio do movimento tangencial forçando a decantação do elemento mais denso. Esse tipo tem aplicações específicas e é mais utilizado na Europa, explica Alberto. Dentro dos processos de tratamento de águas e efluentes são gerados alguns sólidos insolúveis, provenientes da ação de depuração dessas matrizes. Esses sólidos são chamados de lodo. Sendo o lodo um composto mais denso que a água e formando uma mistura heterogênea, esse pode ser separado por decantação. Há casos ainda em que os processos de decantação são aplicados no início do tratamento, para remoção de areias e cargas de sólidos mais densos que venham a fazer parte da mistura a ser tratada. Alberto explica que esse processo ajuda a tornar o tratamento mais simples bem como pode proteger os componentes das estações contra danos. O principal elemento utilizado nos sistema de decantação são os removedores de lodo, que são fornecidos de acordo com a exigência de cada processo. A retirada do lodo é feita através de sistemas de descargas de fundo automáticas ou manuais. A água purificada é retirada pela parte superior do equipamento, através de calha coletora e enviada ao tanque de decantação. Sistemas de decantação são sistemas de separação física entre misturas heterogêneas de compostos com diferentes densidades. Sofrendo a ação da gravidade, cada composto vai se depositando por camadas, do mais denso para o menos denso, até que todos estejam separados. A velocidade de separação depende diretamente da diferença de densidade entre os componentes completa o diretor. Norberto Pereira Martins, gerente de equipamentos da Centroprojekt do Brasil, explica que os removedores devem atender a demanda dos processos com características de operação diferenciadas, podendo ser retangular, circular, de acionamento periférico, acionamento central, além de se caracterizarem de acordo com a etapa de processo ou tipo de efluente que nos resultará em sólidos sedimentados de acordo com seu peso. Os sistemas de decantação são aplicados nos mais diversos sistemas de tratamento de água e efluentes, municipais ou industriais com o objetivo principal de separação sólido/líquido, com ou sem etapas preliminares para remoção de DBO/DQO para efluentes com poluentes orgânicos explica Norberto. A Centroprojekt padronizou sua linha de removedores inicialmente entre tratamento de água e efluente, sendo subdivididas para tratamentos municipais e os mais diversos tratamentos industriais (petroquímica, papel e celulose, siderurgia, alimentícia e bebidas), de acordo com cada etapa de aplicação. Além disso, através da nossa engenharia de equipamentos, buscamos cada vez mais o aperfeiçoamento tecnológico, investindo em novas alternativas para a melhoria dos processos de decantação. Contamos também com tecnologias do exterior, trazendo para o mercado o que há de melhor em removedores, completa o gerente. Etapas de tratamento A coagulação é a primeira etapa do processo de tratamento da água, pode ser realizado por meio de sulfato de alumínio ou com a adição de cloreto férrico e cal, onde a função é transformar todas as impurezas da água em suspensão fina no estado coloidal. A água passe lentamente, sem ser agitada, por tanques apropriados de pouca profundidade. Depois, na floculação, a água é submetida à agitação mecânica para possibilitar que os flocos se agreguem com aos sólidos em suspensão, permitindo assim uma decantação mais rápida. O tratamento continua nos tanques ou piscinas de decantação, onde a água permanece um tempo mínimo para decantação do produto particulado sólido e dos floculados que se encontram suspensos na água. Audri Lanza, gerente de engenharia da Nova Opersan, empresa especializada no tratamento de efluentes industriais, explica que a água ou efluente contaminado, pode ter além das partículas suspensas outros materiais que podem estar em solução ou na forma de colóide, que não são removidos com sedimentação simples e necessitam previamente da coagulação, este processo seguido de decantação é comumente conhecido como clarificação. O efluente a ser clarificado é introduzido ao tanque através do sistema de alimentação central permitindo a alimentação do tanque de forma constante e uniforme, diminuindo os efeitos de turbulência. De acordo com Audri, existem diversos tipos de decantadores: lamelares (tubulares ou de alta taxa), circulares e longitudinais. Decantador circular, como o próprio nome diz é cilíndrico vertical e pode ser me-

4 Foto: Ecosan Removedor de lodo canizado com a instalação de um raspador de lodo. O decantador lamelar, tubular ou de alta taxa utiliza lamelas ou módulos tubulares inclinados montados em ângulo contribuindo consideravelmente para a redução da área necessária para a sedimentação, tem larga aplicação em tratamento de água. O princípio básico deste tipo de sistema, consiste na redução do empuxo sobre as partículas em decantação. Já em decantadores longitudinais é importante analisar a velocidade crítica de sedimentação, a velocidade longitudinal, o coeficiente de atrito de Fanning e o regime do fluxo (se laminar ou turbulento) neste tipo de decantador a limpeza pode ou não ser mecanizada, porém em decantadores de vazões altas e com grandes áreas é importante analisar a instalação de um raspador mecanizado, outro fator importante é que a velocidade de escoamento longitudinal seja inferior a 1,5 cm/s, a relação entre o comprimento e a largura do decantador também deve ser avaliada pelo projetista explica a engenheira. Audri ressalta ainda que antes de definir qual o melhor tipo de decantador a ser usado, devem-se levantar os dados do fluido e dos sólidos que serão sedimentados, a vazão do sistema, a concentração e densidade dos sólidos, a classificação deste sólido de modo, a saber, qual o percentual de sólidos que serão retidos no decantador e a temperatura do meio. Após esta coleta de dados, pode-se fazer cálculos prévios da área dos decantadores para viabilizar a melhor aplicação. Para água os mais comuns são: circulares, de lamelas e horizontais ou longitudinais. Para esgoto sanitário o mais comum é do tipo horizontal. Para afluente contaminado (industrial) popularmente chamado de efluente, o mais comum são os horizontais ou circulares. No caso dos processos que podem gerar lodos orgânicos deve se evitar a permanência exagerada dos mesmos no fundo dos decantadores, a fim de evitar a possível formação de gases que causam a flutuação de aglomerados de lodos. A decantação é um processo físico, por isso é preciso evitar nos decantadores as condições para atividade microbiana. Nos casos de lodos originados nos processos químicos ou com efluentes originados em processos industriais inorgânicos pode se admitir um tempo de retenção maior dos lodos no fundo do equipamento. Vantagens e mercado De acordo com a representante da Nova Opersan, quando se fala em tratamento de água, a decantação é considerada uma das mais antigas operações. É um processo simples, barato e amplamente difundido que depende basicamente de se conhecer o tamanho e classificação das partículas, sua densidade, assim como a densidade do fluido e a temperatura do meio, ressalta. Audri explica ainda que em relação à EPC (modalidade na qual o cliente pode comprar o projeto e a implantação independente e posteriormente operar esta unidade com conta e risco), deve ser feita uma análise de viabilidade técnica e econômica de modo a conferir o que é mais vantajoso. Porém se o intuito é utilizar a modalidade de BOT (na qual

5 o cliente compra a solução de engenharia, processo, projeto implantação e operação, visando responsabilidades e garantias por uma única empresa), esta análise é feita por uma equipe de engenharia antes do projeto começar, mesmo em fase de proposta. Praticamente todo afluente contaminado ou água necessita desta etapa de decantação, portanto é um mercado de ampla aplicação, porém tem competido atualmente com tecnologias como MBR, por exemplo, que exclui a necessidade do uso de decantador após o tanque de aeração, completa. Alberto Abrikain explica ainda que no mercado de tratamento de águas e efluentes, a grande maioria das estações possui seus sistemas de decantação. Há alternativas de separação, porém os decantadores são os mais difundidos. Além disso, também há os decanters centrífugos que são utilizados em desaguamento de lodos. É um processo que se utiliza de energia natural (gravidade) para ocorrer, portanto tem baixo custo operacional. Como desvantagem, podemos citar a necessidade do uso de grandes áreas, de acordo com o volume a ser tratado. A viabilidade entre a decantação e outros processos de separação, como por exemplo, uso de membranas, está na relação custo X benefício. Sempre que houver uma maior disponibilidade de espaço físico, os sistemas de decantação tendem a ser aplicados, porém é um processo natural, utilizando-se apenas da força da gravidade, o que o torna um processo simples e de baixo custo, ressalta. Para o gerente comercial da Atag Mecalpe Equipamentos e Processos, Carlos Alberto Cardoso, o mercado de equipamentos para tratamento de água e efluentes anda como todo setor, com altos e baixos, principalmente quando se fala do efluente que não é a água para produção. Este tipo de equipamento deve ser usado quando realmente existe a necessidade. Não vendemos equipamentos como gostaríamos, mas também não podemos falar em crise, sempre foi assim, conta. Equipamentos A Degrémont, empresa especializada no tratamento de águas e efluentes, trabalha com uma linha de equipamentos para decantação. Exemplo disso são dois sistemas próprios da empresa, o Pulsator e o Pulsatube. O primeiro tem uma estrutura simples, trata-se de um tanque de fundo plano que pode ser Foto: Opersan construído de forma contígua com outras unidades ou com uma parede comum, sua manutenção é fácil, sem peças mecânicas submersas. Após a injeção de coagulante, a água bruta é introduzida na câmara central do clarificador. À medida que a água é distribuída uniformemente e flui através do manto de lodo, ocorre a formação de aglomerados no contato com as partículas do lodo ativo. Na superfície superior, a água clarificada é separada antes de ser coletada na parte superior do tanque, por uma série de tubos perfurados ou canaletas. As partículas coaguladas aderem ao manto de lodo, a qual atua como um filtro. Ao mesmo tempo, o excesso de lodo extravasa dentro dos concentradores antes de ser extraído pelas válvulas automáticas. No caso do Pulsatube (Pulsator + Sendimentação Lamelar), os módulos lamelares instalados entre o manto de lodo e as canaletas de coleta de água clarificada, preserva a coesão do manto de lodo mesmo com o aumento da velocidade ascensional. A vazão através dos módulos é laminar. Suas principais vantagens são: a distribuição homogênea de água bruta sobre a superfície do tanque: o Pulsatube assegura alimentação uniforme através de todos os módulos lamelares, o que é difícil de obter com outros tipos de clareadores; a preservação da estrutura dos flocos: nenhuma transferência de água floculada é necessária, pois a floculação e a sedimentação ocorrem no mesmo tanque; fácil manutenção: não existem equipamentos mecânicos frágeis ou de difícil manutenção.