DECANTAÇÃO (SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL) PARA O TRATAMENTO DE ÁGUA

agora que nós já coagul e floculos a água chegou a hora de finalizar o processo de clarificação removendo as partículas que foram formadas nas etapas anteriores Então nós vamos falar agora da decantação ou como muitos autores preferem chamar da sedimentação gravitacional Bora [Música] lá E aí galerinha tudo bem Sou eu Fábio do canal conteúdos ambientais e hoje eu vou continuar regravando algumas aulas bem antigas atualizando algumas coisas trazendo algumas novidades E hoje o assunto é a decantação o que alguns autores preferem chamar de sedimentação gravitacional é a terceira etapa do processo de tratamento convencional da

água nós já coagul floculos e agora vamos decantar essa água e depois ela vai seguir paraa filtração e desinfecção mas antes de eu abordar todos esses assuntos eu quero dar dois recadinhos e eu prometo que eu vou ser bem rápido o primeiro deles é claro se você puder curtir comentar compartilhar isto sempre me incentiva a fazer mais conteúdos ambientais para todos vocês e o segundo recadinho é que você pode de ajudar a apoiar esse canal adquirindo o livro ou e-book sistemas de abastecimento e tratamento de água para técnicos e também o meu curso na hotmart

o curso preparatório para concursos públicos na área de saneamento e meio ambiente então se você chegou até aqui procurando material de estudos para concursos públicos esse material foi feito sob medida para você tem muito mais coisas do que aquilo que eu vou apresentar Neste vídeo aqui recados dados bora então entender a sedimentação gravitacional ou decantação a decantação ou sedimentação gravitacional é a terceira etapa do processo de tratamento convencional da água depois da coagulação floculação vem a decantação ou sedimentação gravitacional seguida então da filtração e desinfecção é aqui que nós vamos finalmente clarificar a água ver

o resultado dos produtos químicos que nós adicionamos como por exemplo os coagulantes quando nós adicionamos os coagulantes lá na etapa de coagulação ele interagiu com os coloides essas partículas que eram muito pequenininhas e que estavam causando cor e turbidez na água depois na floculação essas partículas cresceram a interação entre o coagulante E essas partículas formou flocos grandes pesados como eu sempre digo do tamanhinho da cabecinha de um alfinete mas que agora já tem massa e tamanho suficiente para descer pro fundo de um tanque pelo seu próprio peso Ou seja é a gravidade que vai atuar

puxando esses flocos puxando essas partículas para baixo daria para tirar essas partículas sem o uso de coagulantes em teoria sim mas seria muito difícil essas partículas são muito leves Muito pequenas nós precisaríamos de decantadores muito muito muito grandes para que houvesse tempo para que essas partículas se depositassem e qualquer agitação na água já faria com que elas fossem levantadas novamente por isso em uma ETA de processos tradicionais coagul floculos deixamos as partículas grandes pesadas robustas e maciças e agora nós vamos tirá-las lentamente em direção para baixo dentro dos decantadores a decantação portanto é a última

etapa no processo de clarificação da água e embora esse seja o objetivo principal desta etapa é importante mencionar também que alguns protozoários cistos e os cistos desses protozoários além de outros microrganismos também podem ser removidos junto com o lodo dos decantadores então o foco principal é a clarificação mas os decantadores também atuam contribuindo pra eliminação de microrganismos patogênicos é claro que depois da decantação a água tem que passar pelo processo de filtração e desinfecção para ser considerada potável os processos de sedimentação podem ser divididos em quatro tipos sedimentação discreta sedimentação floculenta sedimentação por zona e

sedimentação por compressão a enorme e esmagadora maioria dos livros que tratam desses processos para tratamento de água focam nas duas primeiras a sedimentação discreta e a sedimentação floculenta e por aqui não vai ser diferente vamos entender rapidinho algumas diferenças entre esses dois tipos de decantação de sedimentação a sedimentação discreta ocorre quando as partículas não interagem entre si durante o processo de ser entação ou seja não há o aumento da massa ou do diâmetro nem a formação de flocos a velocidade da partícula em direção ao fundo é sempre a mesma esse fenômeno portanto é o que

ocorre em caixas desarenador ou em pré sedimentadores já a sedimentação floculenta é exatamente o oposto ao longo da trajetória para o fundo do tanque uma partícula pode se unir à outra aumentando a sua massa o seu diâmetro e também a sua velocidade indo em direção para baixo cada vez mais rápida esse tipo de sedimentação é o mais comum de ocorrer nos decantadores uma vez que nós fizemos o uso de coagulantes metálicos Ou seja coagulantes que promovem a formação de flocos e consequentemente essa formação continua acontecendo dentro dos decantadores também olhando com mais critério para essas

partículas que estão sendo removidas do nosso sistema sejam elas floculenta ou discretas nós podemos ver que há três forças atuando sobre elas duas estão tentando puxar ela para cima que é o arraste e o empuxo a única força tentando trazer essas partículas para baixo é a força peso que está relacionada com a gravidade e com a massa dessa partícula e é por isso que nós fazemos o uso dos coagulantes metálicos usando esses produtos químicos nós conseguimos aumentar a massa da partícula também aumentar o seu diâmetro e isso favorece isso faz com que o peso fique

maior e a gravidade consiga puxá-las para baixo com uma velocidade maior essa velocidade pode ser calculada e nós chamamos de velocidade de sedimentação terminal e ela depende dentre outras coisas do diâmetro da partícula e também da sua massa específica no primeiro momento Pode parecer que para dimensionar os decantadores basta eu saber qual vai ser a trajetória que a partícula vai fazer em direção para baixo e para frente se for uma partícula discreta qual vai ser a diagonal que ela vai realizar ou se for uma partícula floculenta qual vai ser a curva parabólica que essa partícula

vai ter então eu Construa um decantador grande o suficiente para que essa trajetória aconteça dentro deste tanque certo e rado o que nós fazemos hoje para dimensionar decantadores é usar uma taxa de escoamento superficial compatível com a velocidade de sedimentação sempre que a velocidade de sedimentação for maior ou igual a essa taxa de escoamento superficial ela vai sair do meu decantador ela vai tocar o fundo antes de chegar até oo final dele a taxa de escoamento superficial nos diz qual é a vazão possível de ser tratada por cada metro quadrado de área do decantador Mas

também eu posso usar para filtros e outros componentes de de uma estação de tratamento de água o cálculo da taxa de escoamento superficial é a vazão em metros cúbicos por dia dividida pela área superficial do meu dispositivo como a taxa de escoamento superficial é inversamente proporcional à área superficial quanto maior o valor de quezinho quanto maior essa taxa menor será a área necessária para a construção do meu decantador e convenhamos decantadores são naturalmente grandes demais Então sempre que eu puder construí-los pequenos compactos mais fácil vai ser para operar para fazer a limpeza para fazer as

manutenções e também a construção é barateada nesse caso portanto no projeto de dimensionamento de decantadores primeiro Nós escolhemos uma taxa de escoamento superficial adequada e a literatura da área é muito vasta nisso traz várias taxas possíveis de ser aplicadas como por exemplo essas daqui Carlos hister por exemplo nos mostra essa tabela que diz taxas possíveis de serem aplicadas dependendo das características operacionais então por exemplo instalações pequenas com controle operacional precário vão adotar taxas Muito pequenas consequentemente os decantadores serão maiores entre 20 a 30 m c de água por cada metro quadado ao dia já instalações

projetadas com nova tecnolog olia controle operacional razoável pode adotar taxas maiores entre 30 a 40 m c por m qu ao dia de mesma forma instalações projetadas com novas tecnologias controle operacional bom vão poder adotar taxas ainda maiores entre 35 e 45 e grandes instalações que fazem o uso de auxiliares de coagulação e controle operacional excelente vão poder adotar taxas entre 40 e 60 m c por met Quad ao dia percebam também que a velocidade longitudinal Ou seja no sentido horizontal ela vai aumentando na medida que eu posso utilizar taxas maiores então em pequenas instalações

entre 0,4 0,6 cm a cada segundo já nas grandes instalações esse valor chega a ser o dobro entre 0,6 a 1,25 cm pors e o tempo de Detenção também é menor quanto menor for o meu decantador ou seja quanto maior for a taxa que eu utilizar então em pequenas instalações esse tempo de Detenção vai entre 3 e 4 horas e em grandes instalações isso é de apenas 1 H me a 2 hor me de Detenção hidráulica portanto eu defino Qual é a melhor taxa de escoamento superficial prevendo a Eta que eu vou construir calculo a

área necessária para cada decantador e a partir da área eu posso então partir paraas outras propriedades do decantador como profundidade tempo de Detenção hidráulico e outras coisas necessárias paraa boa operação desse dispositivo quando nós imaginamos um decantador funcionando nós temos que imaginar também que existem quatro zonas coexistindo dentro dele simultaneamente a primeira zona é a chamada zona de turbilhonamento fica bem na entrada do decantador e vai receber a água floculada essa água floculada vai passar por canais de distribuição bocais e consequentemente ela vai ter um pequeno aumento da sua velocidade causando um leve turbilhonamento isso

faz com que os flocos acabem indo para outros lugares para cima e para baixo mas não tenham ainda sua trajetória definida para o fundo a zona de decantação que é a maior de todas é a região que o floco vai ter para alcançar a sua velocidade a sua estabilização e descer pro fundo do sistema no seu tempo na sua velocidade já no fundo dos decantadores fica a zona de repouso os flocos têm que chegar até Essa zona tocar o fundo do decantador e ali eles vão se depositar esperando o momento de serem removidos de dentro

do meu tanque no final nós temos a zona de ascensão que é a área por onde a água vai sair do decantador os flocos que conseguirem chegar até a zona de ascensão vão sair junto com a minha água clarificada e é isso que nós não queremos que aconteça portanto muitos problemas operacionais de decantadores não estão relacionados diretamente com a conformação do dispositivo mas com o tipo de floco que conseguiu chegar até a zona de ascensão geralmente eles são pequenos leves e quebradiços por isso a literatura atual dá muitas dicas valiosas sobre como evitar a quebra

desses flocos para que a gente não tenha a saída deles junto com a água clarificada se você está tendo problema de arraste de flocos no seu decantador Observe algumas dessas dicas aqui por exemplo primeira se a suas unidades de floculação são contíguas as unidades de decantação hoje em dia os floculadores devem estar muito próximos dos decantadores pois quanto mais água floculada passa por canais bocais tubulações até chegar ao decantador maiores são as chances desse floco se quebrar no meio do caminho e chegar até o decantador muito pequenos e muito leves a segunda dica que a

literatura moderna dá é de que cada decantador tenha a sua própria unidade de floculação ou seja se eu precisar desligar um decantador Eu também desligo os floculadores associados a esse sistema cada decant com sua respectiva unidade de floculação pelo mesmo motivo a partir do momento que a água floculada tem que passar por canais tubulações válvulas e outras coisas para chegar em decantadores distintos novamente a probabilidade de quebra dos flocos Aumenta também é muito importante que a gente faça uma boa coagulação uma boa floculação usando equipamentos de jart teste para melhor dosagem de produto químico utilizar

o melhor PH de de coagulação para evitar que esses flocos formados sejam muito pequenos e muito leves e também respeitar as velocidades do projeto vazões muito altas acima da capacidade do decantador vão fazer com que a velocidade da água passando por esse sistema aumente também e consequentemente ela tenha mais força para arrastar os flocos para fora e agora que você já entendeu um pouquinho sobre a teoria da sedimentação gravitacional vamos olhar para as estrelas desse processo que são os decantadores nós podemos classificá-los de acordo com fluxo como decantadores de fluxo horizontal ou fluxo vertical também

podemos classificá-los em função da taxa de escoamento superficial que foi empregada no seu projeto temos os chamados decantadores convencionais ou clássicos que utilizaram taxas entre 20 até 60 m c por M qu ao dia ou os chamados decantadores de alta taxa onde foram empregadas taxas de até 180 m c por m qu ao dia é bastante coisa esses caras inclusive são chamados de decantadores lamelares decantadores tubulares ou decantadores de placas porque eles fazem uso desses dispositivos para conseguir fazer o emprego de taxas tão elevadas assim os decantadores convencionais ou clássicos de fluxo horizontal são muito

robustos muito grandes por isso eles são utilizados mais inh etas que trabalham com grandes vazões eles têm uma ótima eficiência resistem muito bem a condições de sobrecarga e nós sabemos que eles têm essa conformação porque a água vai entrar de um lado depois nós temos um grande vazio um grande espaço sem nada e só no final do decantador nós vemos a as calhas de coleta então esses decantadores empregam esse tipo de perfil a entrada de água por um lado e a saída da água clarificada só lá no final do decantador tendo um grande espaço uma

grande dimensão entre essas duas etapas nesses dispositivos a altura da lâmina d'água pode variar entre 3,5 m a 5 m de profundidade e a relação entre comprimento e largura costuma ser de 3 a 5 ou seja para cada uma unidade de largura eu tenho entre três a cinco unidades de comprimento por isso que eles são tão espichados tão compridos antigamente no projeto desses decantadores clássicos de fluxo horizontal eram previstos Fundos bem inclinados em direção ao centro e em direção a uma das extremidades para que o lodo fosse se acumulando ali durante um prazo de 20

a 40 dias e quando fosse feita a descarga hidráulica essas inclinações favorecessem o escoamento do lodo Só que alguns problemas operacionais começaram a surgir como por exemplo a colmatação do lodo de fundo esse prazo tão grande entre as descargas hidráulicas acaba favorecendo o adensamento do lodo nessa região então ele vai compactando ficando menos fluido E aí quando era feita a descarga hidráulica a água passava pelas laterais por cima dessa bolota de lodo e não tinha pressão suficiente para arrastar ela embora outro problema também é que alguns compostos orgânicos podiam entrar em processo de decomposição e

liberar gases ma cheiro ou então essa bolota de colmatação podia se soltar do fundo e flutuar pra superfície dos decantadores o que esteticamente não era nada legal hoje em dia não se projetam mais Fundos tão acentuados assim porque nós temos mecanismos de limpeza sem contínua raspadores e sistemas que vão empurrar esse lodo para outros canais então nós podemos projetar Fundos menos acentuados e deixar esses sistemas automatizados fazerem a limpeza semicontinua desse lodo evitando o adensamento e a colmatação Inclusive a literatura atual recomenda que as descargas de fundo sejam feitas A cada 30 minutos no máximo

o que operacionalmente pode ser um pouco complicado né caso ainda sejam aqueles registros manuais onde um operador tem que descer abrir e fechar fazer isso A cada 30 minutos é um pouco inviável por isso sempre que possível temos que prezar pela automação do sistema para fazer descargas automatizadas A cada 30 minutos com tempos de descarga entre 30 e 60 segundos e temos também os chamados decantadores de fluxo vertical nesses decantadores a água faz um movimento de baixo para cima e isso é possível de ser feito distribuindo a água floculada ao longo de todo o fundo

do decantador Então ela vem por uma tubulação entra no decantador e faz simplesmente esse movimento de baixo para cima nesse tipo de decantador É obrigatório o uso de um sistema tubular de um sistema lamelar para poder realizar a remoção dos flocos com eficiência e como nós vimos pra gente poder retir tiar um floco d' água clarificada ele deve tocar a superfície do fundo ou seja se nós construíssemos decantadores que tivessem vários níveis várias superfícies planas o caminho pro floco tocar o fundo ia ser menor e o tempo de Detenção hidráulico também Mas operacionalmente é muito

difícil manter um decantador com vários andares fazer a descarga de fundo não é uma coisa tão trivial assim então os estudos foram avançando e ao invés de nós construirmos decantadores com várias superfícies horizontais nós entendemos que dá para substituí-las por placas que podem ser colocadas levemente inclinadas num ângulo entre 55 e 65º E essas placas simularam superfícies onde o floco pode se depositar Essa é a característica principal do sistema de alta taxa dos decantadores tubulares lamelares ou de placas dos decantadores de alta taxa nesse tipo de decantador nós usamos placas que podem ser feitas de

madeira plástico ou outro material resistente que são instaladas em ângulo simulando superfícies para a deposição dos flocos esse ângulo é importante porque o floco vai estar sempre se movendo no sentido horizontal então ele tem que tocar essas superfície não só isso esse ângulo permite a autolimpeza dessas placas à medida que os flocos vão se acumulando vão ganhando mais massa eles acabam se desprendendo e descendo pro fundo ficando na zona de acúmulo de lodo esse tipo de sistema tubular permitiu a construção de decantadores cada vez menores mais compactos e mais eficientes as taxas de escoamento superficial

vão entre 120 e 180 m c por metro qu ao dia e nós podemos ver que esses decantadores são aplicados porque a superfície de coleta calha de coleta ela fica de fora a fora em todo o comprimento do decantador diferente dos decantadores convencionais que a água entra de um lado e só vai sair lá do outro lado nesse tipo de decantador a água entra de um lado e logo na sequência eu tenho várias calhas de coleta dispostas ao longo de todo comprimento do decantador isso é outra característica desse sistema de alta taxa os decantadores de

alta taxa portanto são menores mais compactos tem um formato mais de caixotinho não são tão esticados quanto os decantadores convencionais e são ótimos para lugares que não dispõem de grandes áreas para construir os decantadores convencionais e já que nós estamos falando de tecnologias de clarificação da água de sedimentação gravitacional é interessante mencionar Neste vídeo os chamados com essas condições a gente tem que fazer o uso de produtos químicos muito grande muito coagulante o decantador trabalha sempre sobrecarregado porque a geração de lodo é muito grande os filtros também tem uma carreira de filtração muito curta então

é mais interessante fazer a instalação dos pré-edital que pré-dimensionar algo perto de 120 a 150 unidades de trib dez e a concentração de sólidos em suspensão de 800 para algo ali perto de 100 a 200 mg por L O que é bem vantajoso já que os precedimentos não usam nenhum tipo de produto químico só a força da gravidade puxando para baixo as partículas mais pesadas inclusive os precedimentos funcionam iguais as caixas desarenador que nós temos nas ETs né A A diferença é que nas etes o nível da água ele pode variar muito dependendo da vazão

já os ou seja uma água mais clarificada vai demandar menos produto químico menos lodo vai ser gerado no decantador e maiores serão as carreiras de filtração das minhas unidades filtrantes os precedentes são instalados no começo das etas antes mesmo da pré-oxidação eles são os primeiros dispositivos a fazer algum tipo ali de tratamento da água antes dela começar a receber os produtos químicos e agora que a minha água clarificada saiu de dentro do meu decantador tá lá bonitinha filezinha pronta para ir pra filtração eu tenho que olhar pro resíduo que ficou dentro do meu decantador o

lodo de fundo esse lodo é uma mistura de produto químico com argila com óxidos metálicos com microrganismos tudo aquilo que veio do rio do Manancial e que o produto químico coagulou floculo e botou lá embaixo Como Eu mencionei antigamente esse lodo era removido por descargas hidráulicas intervalos entre 20 40 dias mas isso trazia alguns problemas operacionais Como por exemplo o adensamento e a colmatação do lodo de fundo hoje em dia nós prevemos na medida do possível sistemas de limpeza semicontinua desse material nós não deixamos ele por muito tempo parado no fundo dos decantadores então nós

temos raspadores que levam esse lodo para algum cantinho antes de fazer a descarga hidráulica e inclusive o intervalo de descargas hidráulicas é recomendado que não seja superior a 30 minutos não é mais questão de dias é questão de minutos então A cada 30 minutos está sendo feita uma descarga hidráulica removendo esse lodo de dentro do sistema e ele sai muito fluído isso é importante porque ele vai ter entre zero 5 a 08 por de teor de sólidos então ele é mais fácil de ser manejado ele não está adensado então eu consigo trabalhar com ele melhor

fazer o descarte dele mais facilmente é claro que as zas que ainda são operadas manualmente são mais difíceis de cumprirem esse critério Afinal uma pessoa tem que ser designada para ir lá abrir e fechar essas válvulas manualmente para fazer a descarga de fundo então isso não é uma tarefa das mais triviais por isso na medida do possível nós devemos projetar e prever válvulas de abertura e fechamento programadas automatizadas onde eu possa fazer essas descargas sem a necessidade de um operador ir lá e abrir e fechar a boleia do registro e hoje em dia nós já

temos também Tecnologias para a remoção contínua do lodo de fundo como por exemplo esses sugadores que são presos em trilhos no fundo dos decantadores e vão fazendo um caminho de vai e vem sugando continuamente esse material no fundo dos decantadores hoje em dia também ao invés de projetarmos decantadores com inclinações que levam o lodo para um único ponto para um único bocal de saída nós Podemos prever vários pequenos Possos dispostos ao longo do fundo do decantador cada um contendo uma válvula exclusiva de descarga e uma tubulação são exclusiva para o descarte do lodo ou seja

nós temos pequenos Poços que acumulam pequenas quantidades de lodo mas que fazem a descarga hidráulica de uma maneira muito mais satisfatória e muito mais rápida gastando menos água na hora de realizar esse processo de limpeza e agora que eu tirei esse lodo de dentro do meu decantador ele ainda tem muita água pouco teor de sólidos O que que a gente faz com esse material bom eu vou começar falando o que a gente não faz que é devolvê-lo pro Manancial eu sei que você pode trabalhar ou já trabalhou numa Eta onde isso ainda acontece eles pegam

o lodo e devolvem pro corpo Aquático devolvem pro Manancial mas essa prática não é mais permitida Isso é uma infração ambiental não pode mais acontecer conversa com seu gestor preveja um sistema de desaguamento e envio desse lodo de uma forma adequada as formas mais corretas são pelo menos fazer a desidratação desse lodo tentar tirar o máximo possível de água essa água volta pra Eta volta pro sistema de tratamento e o material sólido minimamente vai para Um aterro sanitário Existem várias pesquisas tentando ter outros usos para esse lodo tentando usar ele para fazer por exemplo tijolos

ecológicos telhas ecológicas a fabricação de material cerâmico é claro que tem ali algumas implicações uma vez que você tem ali microrganismos metais Então esse material não pode ser queimado para não volatilizar esses metais não é uma tarefa tão simples assim mas a pesquisa vai caminhar para que a gente possa utilizar esse lodo para outra finalidade que não seja enviá-lo para um ateo sanitário e muito menos devolver pro Manancial Ok e no Brasil já existem cidades construindo e operando as chamadas etls estações de tratamento de lodo como aqui em Campinas no interior de São Paulo onde

eu tive a oportunidade de ir lá gravar e ver pessoalmente esse processo toda a estação funciona por princípios físico-químicos então nós temos o gradeamento a desarenação a adição de polímeros aniônicos e catiônicos a floculação desse material o adensamento a desidratação e a secagem em pátios para depois esse material ser enviado para Um aterro sanitário neste primeiro momento mas com certeza em breve esse load irá ter um uso mais nobre do que tão somente a disposição final em aterro sanitário outras cidades optam por conectar o sistema de descarga de fundo na rede coletora de esgotos então

então todo o lodo que sai doss decantadores Segue pela rede de esgotamento sanitário até uma estação de tratamento de fluentes e lá esse lodo vai ser tratado junto com os efluentes sanitários do município isso é outra possibilidade Então é isso galerinha espero ter ajudado vocês a entender um pouco mais sobre essa etapa do tratamento da água que é a sedimentação gravitacional a decantação se você puder ajudar esse canal lembre-se que no primeiro comentário também na descrição desse vídeo tem o link para o meu e-book para o meu livro físico sistemas de abastecimento e tratamento de

água para técnicos ou então se você chegou até aqui procurando material para concurso público considere o curso preparatório para concursos na área de saneamento e meio ambiente também no primeiro comentário e na descrição desse vídeo se você puder comentar curtir compartilhar isso sempre me incentiva a fazer mais conteúdos ambientais para todos vocês beleza valeu para você que aguentou até aqui qualquer dúvida posta nos comentários Um abraço um beijo e um queijo e até o nosso próximo [Música] [Música] vídeo [Música] i