Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO DECIV DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tratamento de Água: Coagulação DISCIPLINA: SANEAMENTO PROF. CARLOS EDUARDO F MELLO [email protected]

2 Sólidos Presentes na Água Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho

3 Sólidos Presentes na Água Figura 1. Água bruta ETA Itabirito.

4 Superfície Específica Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho

5 Superfície Específica Éaárea(emm 2 )medidaemumamassa(g)deargilaououtrocolóide. Colóide Superfície específica (m 2 /g) Caulinita (1:1) 5 a 20 Óxidos de Ferro 100 a 400 Montmorilonita (2:1) 700 a 800 Matéria Orgânica 700 Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho Quanto maior a superfície específica, maior será a retenção de cátions pelas cargas negativas, pois maior é a área exposta.

6 Coagulação: É o processo de desestabilização de partículas dispersas em água de abastecimento através da introdução no meio de produtos químicos coagulantes Adição de íons com carga oposta à carga da partículas O coagulante carregado positivamente desestabiliza o sistema coloidal Coalescência das partículas A coagulação começa no mesmo instante em que são adicionados os coagulantes à água, e dura apenas frações de segundo

7 Floculação: É o fenômeno através do qual as partículas desestabilizadas chocam-se umas com as outras para formar coágulos maiores. Aplicação do coagulante: Tem que ser de forma mais uniforme possível Tempo mais curto Alta intensidade de agitação A adequada coagulação permite economizar produtos químicos e tempo de agitação para a floculação da água em tratamento.

8 Principais coagulantes Coagulantes Faixa de ph Sulfato de alumínio 5,0-8,0 Sulfato ferroso 8,5-11,0 Sulfato férrico 5,0-11,0 Cloreto férrico 5,0-11,0 Sulfato ferroso clorado Acima de 4,0 Aluminato de sódio e sulfato de alumínio 6,0-8,5

9 Sistema de Abastecimento de Água Figura: Casa de química ph cal hidratada ph ácido sulfúrico

10 Compostos auxiliares São produtos que possuem longas cadeias moleculares e que podem apresentar, quando lançados na água, um número de cargas muito grande. Sílica coloidal Polieletrólitos

11 Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O 2Al OH + 3SO 2-4 Al(H 2 O) 3+ 6 Al 13 (OH) 5+ 34, Al 17 (OH) 4+ 17, Al 18 (OH) 4+ 20, Al 16 (OH) 3+ 15

12 Dificuldades para a desestabilização: Dupla capa de cargas positivas ao redor do colóide - Adição dos produtos da hidrólise em local de intensa dissipação de energia cinética na massa líquida Tempo de vida dos produtos da hidrólise - < 1s para maioria deles - adsorção acontece durante curto intervalo de tempo

13 ATeoriadaDuplaCapa

14 Tempo de vida dos produtos da hidrólise - De 1s a 7s, todos produtos de hidrólise transformam em Al(OH) 3 (hidróxido de alumínio), que é neutro e apresenta-se como sob forma de floco gelatinoso.

15 Desestabilização por adsorção: é o processo que desestabiliza os colóides através da adsorção, em sua superfície, de produtos de hidrólise do alumínio, de carga oposta. Desestabilização por varredura: é o processo que desestabiliza os colóides através da saturação da água em tratamento com o gel hidróxido de alumínio, e arraste dos colóides aprisionados nesse gel.

16 A desestabilização por adsorção exige que o misturador rápido tenha duas características essenciais: - misturar energeticamente o floculante à água bruta - efetuar essa mistura em tempo muito curto

17 Desestabilização por Adsorção

18 Ensaio de Jarros

19 A desestabilização por varredura é feita pelo hidróxido de alumínio Al(OH) 3 gel 3 O Al(OH) 3 é insolúvel nas condições de ph da água de tratamento precipita quando a água fica em repouso o gel choca-se com as partículas e as adsorvem Não necessita de boa mistura rápida

20 Desestabilização de Partículas Desestabilização por Varredura

21 1) Adsorção - Dosagem de Al(OH) 3 < 2,0 mg/l - ph = 5,0-7,0 2) Região de restabilização- cargas positivas 3) Varredura - Dosagem de Al(OH) 3 > 15 mg/l - ph = 5,8 9,2 4) Adsorção/varredura

22 Diagrama para Projeto e Operação Utilizando Sulfato de Alumínio