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revista
especializada em tratamento de
DESINFECÇÃO DE ÁGUA E
EFLUENTES COM RAIOS
ULTRAVIOLETA
Sistema de decantação
Ação dos decantadores
em tratamento de água
Fenasan 2013
9 772236 261064
junho/julho-2013
ISSN 2236-2614
Confira os principais
lançamentos da Fenasan
Tratamento de água e efluentes
Modelos de contratação aplicados em
tratamento de água e efluentes
Foto: depositphotos.com
Sistema de decantação
por Carla Legner
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, exis-
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
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-
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 longi-
tudinais. 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
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
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.
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.