| Resumo : |
Esta pesquisa teve como objetivo analisar a influência da coagulação e floculação na filtração em Estação de Tratamento de Água (ETA) convencional de pequeno porte através da análise de dados da ETA do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) e ensaios de bancada. A metodologia foi dividida em cinco séries, iniciando com a análise dos procedimentos operacionais da ETA de estudo e o monitoramento das análises físico-químicas de amostras de águas brutas provenientes da Estação de Captação de Água (ECA), pertencente à bacia do Ribeirão Vidoca. Em seguida, na série II, foram realizados ensaios de Jar Test utilizando sulfato de alumínio como coagulante para verificar as características do processo e tratar águas com turbidez de 15,0, 55,0 e 93,3 UNT. Após verificar qual a dosagem adequada para cada água caracterizada, foram feitos ensaios de coagulação, floculação e sedimentação em Jar Test e Filtros de Laboratórios de Areia (FLA) na série III para escolher o melhor grão de areia do meio filtrante. Os grãos de areia que proporcionaram maior eficiência de remoção de cor e turbidez para as águas deste estudo foram os de tamanho efetivo nominal de 0,50 mm e coeficiente de uniformidade = 1,60. Em seguida, deu-se início a série IV, realizando ensaios de coagulação, floculação e sedimentação em Jar Test, utilizando um Equipamento de Monitoramento Contínuo da Floculação (EMCF), Filtros de Laboratórios de Areia (FLA) e Filtros de Laboratórios de Carvão Ativado Granular (FCAG). Com o EMCF acoplado ao Jar Test obteve-se melhor compreensão da coagulação e floculação no tratamento de água sob ação do mecanismo de varredura. O Índice de Floculação se mostrou adequado para otimizar os seguintes parâmetros no processo de coagulação e floculação das águas brutas em estudo: dosagem de coagulante e os gradientes de velocidades da mistura lenta (fixo e escalonado). Os Jar Test com maiores eficiências de remoção de cor e turbidez estiveram relacionados aos gradientes de velocidade escalonados, os quais apresentaram flocos maiores e mais robustos. Por fim, na série V, executaram-se os testes na própria ETA utilizando dosagem adequada por dois meses e monitorando os seguintes parâmetros: vazão da água, dosagem de coagulante utilizado, turbidez da água bruta, turbidez da água decantada e turbidez da água filtrada para cada um dos três filtros. Com estes dados pode-se comparar os ganhos obtidos com a dosagem sugerida e verificar o aumento da carreira de filtração caso fosse possível aplicar a dosagem sugerida com o gradiente escalonado adequado. A substituição das dosagens médias aplicadas anteriormente pelas dosagens médias sugeridas representou uma economia média estimada de 22% de sulfato de alumínio (SA). A aplicação das dosagens de coagulante e gradientes de velocidade de floculação obtidos nos ensaios laboratoriais estimaram ganhos na carreira de filtração iguais a 1 hora e 21 minutos para água bruta de 10 a 30 UNT, 7 horas e 37 minutos para água bruta de 30 a 80 UNT e 28 horas e 25 minutos para água bruta entre 80 a 100 UNT. Portanto, o gradiente escalonado permitiria aumentar a taxa de sedimentação, reduzir o consumo de água e energia, resultando em considerável redução de custos operacionais. |