Taa 6

TRATAMENTO DE ÁGUAS
PARA ABASTECIMENTO
Aula 6 - Decantação

INTRODUÇÃO
Após sair do floculador, praticamente toda a matéria
em suspensão existente na água bruta esta
aglutinada entre si constituindo o que denominamos
de flocos.
Espera-se que esses flocos tenham adquirido
tamanho e peso suficientes para que possam ser
separados da água em tratamento através da
decantação.

INTRODUÇÃO
A

sedimentação de partículas floculentas é
usualmente chamada de decantação e as unidade
onde se realiza este processo, de tanques de
decantação ou, simplesmente, decantadores.

De modo geral, dois tipos de decantadores são
utilizados no Brasil para o tratamento da água: os
decantadores clássicos e os decantadores
tubulares.

Processo
O processo de sedimentação para a remoção de
partículas em suspensão é um dos mais comuns no
tratamento da água. Consiste na utilização das
forças gravitacionais para separar partículas de
densidade superior a da água, depositando-as
em uma superfície ou zona de armazenamento.
As partículas que são removidas na sedimentação,
seja por seu pequeno tamanho ou por serem de
densidade muito próxima a da água, deverão ser
removidas na filtração.

NBR 12216/1992
O número de decantadores da ETA depende de
fatores operacionais e econômicos, observandose o seguinte:
a) estações com capacidade inferior a 1000 m3/dia,
em operação contínua, ou estações com
capacidade de até 10000 m3/dia, com período
de funcionamento inferior a 18 h/dia, podem
dispor de apenas uma unidade de decantação,
desde que não-mecanizada;

NBR 12216/1992
b) Estações com capacidade superior a 10000
m3/dia, ou com período de funcionamento superior
a 18 h/dia ou ainda em que os decantadores são
mecanizados, devem contar pelo menos com duas
unidades iguais.

DECANTADORES CLÁSSICOS
O tipo mais utilizado é o de seção retangular, em
planta. Entretanto, algumas estações de tratamento
de água possuem decantadores de seção circular,
também em planta.
Embora menos utilizado, esse último tipo permite em
determinadas situações, que se crie um manto de
lodo em seu interior, capaz de melhorar muito a
qualidade da água decantada.

FATORES DE DESEMPENHO
O principal fator para o adequado desempenho dos
decantadores clássicos é a taxa de escoamento
superficial.
TES = taxa de escoamento superficial resultante, em
[m3/ (m2.dia)]
Q = vazão que o decantador recebe, em [m3/dia]
As = área em planta do decantador, contada a
partir da cortina distribuidora de água floculada,
em [m2].

Dimensionamento hidráulico
No dimensionamento hidráulico os parâmetros
principais a serem considerados são:
 taxa de escoamento superficial, relacionando-se o
fluxo com a superfície horizontal, em m3/ m2.dia;
 período de detenção ou tempo de residência, em
horas;
 velocidade de escoamento, em cm/s.

Dimensionamento Hidráulico
O comportamento hidráulico dos decantadores, ao
proporcionar
as
condições
adequada
a
sedimentação, pode ser analisado a partir da
teoria de Hazen (1904)
A) Regime de fluxo laminar na zona de
sedimentação;
B) Fluxo perfeitamente uniforme na zona de
sedimentação;
C) a concentração de partículas é uniforme;
D) Não há resuspensão de sólidos já sedimentados.

Decantadores Clássicos
Se
a
taxa
de
escoamento superficial
for
inferior
a
velocidade
de
sedimentação dos flocos
que se deseja remover,
então
ele
terá
desempenho
satisfatório.

Taxa limite de escoamento e velocidade

COMPORTAS DE ACESSO
As comportas são normalmente dispostas nos
decantadores
retangulares,
a
distribuição
equitativa da água floculada através dessas
comportas para o interior do decantador
dependendo muito de se haver feito um bom
projeto da unidade a montante dessas comportas.

COMPORTAS DE ACESSO
Se o projeto não tiver
sido bem feito, ou se
tiver sido realizado
sem obedecer a esse
projeto, restará ao
operador a tarefa
de tentar regular a
vazão através da
regulagem do grau
de abertura das
comportas.

CORTINA DISTRIBUIDORA
Após entrar no decantador, a água atravessa uma
cortina perfurada, que tem por objetivo
uniformizar o fluxo da água em tratamento. O
que se espera dessa cortina é que a vazão seja
aproximadamente a mesma em todos os seus
orifícios.
Cortinas mal dimensionadas poderão distribuir mal as
vazões, ou quebrar os flocos, caso a velocidade de
passagem da água através dos orifícios seja muito
alta.

A quebra de flocos poderá ocorrer também em
decantadores sobrecarregados.
Por isto, ao se aumentar a vazão tratada pelos
decantadores,
é
conveniente
verificar
o
dimensionamento das cortinas, para ver se os
diâmetros de seus orifícios são compatíveis com a
vazão que os atravessará.

Modelos para a cortina distribuidora, construída de
madeira, instalada num decantador retangular

CALHAS COLETORAS DE ÁGUA
DECANTADA

A figura apresenta algumas concepções
utilizadas para as calhas coletoras de água
decantada.

DESCARGA DE FUNDO
Em decantadores clássicos de pequeno porte, a descarga
de fundo tem, como principal finalidade, o
esvaziamento dessas unidades. Assim sendo, após
esvaziados, boa parte do lodo sedimentado em seus
interiores precisa ser arrastada até a descarga de
fundo para ser removida.
Esse arraste é feito manualmente, com o auxílio de jatos
de água e rodos. De modo geral, em decantadores
clássicos de seção horizontal, a maior parte dos flocos
deposita-se no primeiro terço de seu comprimento.

DESCARGA DE FUNDO
Por essa razão, os projetistas costumam localizar
nessa área os dispositivos de descarga de fundo.
Em estações de tratamento de água de grande
porte, podem ser utilizados raspadores de lodo,
do tipo de arraste longitudinal ou rotativos.
Quando esses equipamentos são utilizados,
raramente é necessário esvaziar completamente os
decantadores.

Exemplos de dispositivos de descarga de fundo utilizados em
decantadores clássicos de seção retangular

A limpeza é efetuada
manualmente.
A
descarga de fundo
foi localizada no
primeiro terço do
sentido longitudinal
do decantador.

Dispositivo automático arrasta o lodo
sedimentado até um poço de lodo (que pode
ser localizado na entrada ou na saída do
decantador).
Ao atingir o poço, é acionada uma válvula
automática, que permanece aberta durante
certo tempo (ajustável) para permitir a
descarga do logo.

Decantador equipado com um raspador
rotativo. Neste caso, o lodo é
continuamente raspado pelo equipamento,
que o dirige em direção ao centro do poço
de lodo, onde encontra-se instalada a
tubulação de descarga.
Periodicamente, uma válvula de descarga
é acionada durante certo tempo, para
permitir a saída do lodo sedimentado.

DECANTADORES TUBULARES
Em algumas situações, em que se faz necessário
ampliar a capacidade de tratamento de ETAs, cujos
decantadores são clássicos, e em que não há
interesse, ou possibilidade, de se construir novos
decantadores desse tipo, eles podem ser
convertidos para decantadores tubulares.


Seção longitudinal
Observe
que
foram
instalados módulos tubulares
cobrindo grande parte da
superfície do decantador
clássico. Com isto, é possível,
muitas vezes, dobrar vazão
tratada pelo decantador, ou
até mais do que isto.

Seção
longitudinal,
de
um
decantador tubular típico, do tipo
de placas paralelas inclinadas de
60 graus. Nele a água floculada é
introduzida sob as placas. Ao
escoar entre elas, ocorre a
sedimentação dos flocos. A água
decantada sai pela parte de cima
do decantador após haver
escoado entre as placas paralelas,
e é coletada por calhas coletoras.

Nesse tipo de unidade, o fluxo da água é
horizontal. Módulos tubulares, instalados
como placas paralelas entre si, inclinadas
de 60 graus, são interpostos à passagem
da água em tratamento. Entre elas,
ocorre a sedimentação dos flocos.

MÓDULOS TUBULARES
Uma infinidade de soluções pode ser empregada
para a construção de módulos tubulares.
Ambos são construídos de plástico, e são muito leves,
especialmente quando imersos na água. São muito
fáceis de ser instalados.

Descarga de Fundo
Por sua característica básica, os decantadores tubulares
apresentam dificuldade para a limpeza do lodo
sedimentado. É que, quase sempre, toda sua superfície
em planta encontra-se coberta pelos módulos tubulares.
Assim sendo, o acesso de operários ao fundo desses
decantadores fica dificultado.
Para atender a este aspecto, projetam-se sistemas de
descarga de lodo que possam operar por descarga
hidráulica, sem que seja necessária a descida de
operários para efetuarem o arraste manual do lodo
sedimentado.

CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS
DE SEDIMENTAÇÃO
 Sedimentação

discreta (Tipo 1)

 Sedimentação

floculenta (Tipo 2)

 Sedimentação

em zona (Tipo 3)

 Sedimentação

por compressão (Tipo 4)

SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
Sedimentação discreta: As partículas permanecem com
dimensões e velocidades constantes ao longo do
processo de sedimentação, não ocorrendo interação
entre as mesmas.

SEDIMENTAÇÃO DISCRETA (TIPO I)
Propriedade da sedimentação discreta: A
dimensão física da partícula permanece
inalterada durante o seu processo de
sedimentação gravitacional, o que significa dizer
que a sua velocidade de sedimentação é
constante.

SEDIMENTAÇÃO FLOCULENTA (TIPO II)
Sedimentação
floculenta:
a
velocidade
de
sedimentação das partículas não é mais constante,
uma vez que as mesmas agregam-se ao longo do
processo de sedimentação.
Com o aumento do diâmetro das partículas há,
conseqüentemente, o aumento de sua velocidade de
sedimentação ao longo da altura.

Tipos de Sedimentação




Tipo III (Obstruída) – Sedimentação por zona, na
qual a concentração de partículas é suficiente para
causar efeitos inter-partículas. Formação de zonas
de diferentes concentrações devido a segregação;
Tipo IV – Sedimentação por compressão ou
adensamento, evidencia-se uma interface entre o
líquido clarificado e o sólido, enquanto os sólidos
formam uma estrutura única.

DECANTADOR IDEAL
O decantador ideal pode ser dividido em quatro zonas
distintas.
 Zona
de entrada:
destinada a distribuir
uniformemente o afluente na seção transversal do
tanque;
 Zona
de sedimentação: onde as características
hidráulicas do escoamento permitem a disposição das
partículas;
 Zona
de
lodo:
destinada
a
armazenar
temporariamente as partículas removidas;
 Zona de saída: destinada a coletar uniformemente a
água decantadas

DECANTADORES CONVENCIONAIS
EM ETA’S E ETE’S

DECANTADORES CONVENCIONAIS

ETA ALTO DA BOA VISTA

ETA ALTO DA BOA VISTA

DECANTADORES LAMINARES

ETA RIO GRANDE (SABESP)

ETA RIO GRANDE (SABESP)

DECANTADORES LAMINARES
ETA CAPIVARI (SANASA)

Velocidade de sedimentação


Velocidade de sedimentação a 20º C, de partícula
com densidade de 2,65 .

Partículas

Areia
Areia fina
Silte

Tamanho das
partículas

Tempo
Velocidade de
necessário para
sedimentação
cair 3,00 m

0,20 mm

2,4 cm/s

2 minutos

0,10 mm

0,9 cm/s

6 minutos

0,01 mm

0,01 cm/s

8 horas

Objetivos e aplicações da
sedimentação
-

-

-

Remoção de areia: para evitar erosão, depósitos e
entupimentos em bombas e instalações mecânicas.
Remoção de partículas sedimentáveis finas (sem
coagulação): quando se utilizam águas de rios com
grande transporte de sólido (alta turbidez).
Retenção de flocos: decantação após coagulação:
quando se utilizam processos de coagulação para
remoção de matéria coloidal, cor e turbidez, após
floculação química.

Lavagem de decantador – Exemplo SAEE
A unidade de tratamento possui 04 (quatros) decantadores
convencionais retangulares, determinados como fundo
levemente inclinado, de fluxo horizontal comportando em
seu volume útil de 1.945.584 litros.
Os decantadores possuem canaletas de limpeza de fundo com
dimensão de 0,60 x 0,57 m, sendo que a lavagem dos
decantadores atualmente, conformea lavagem dos
decantadores atualmente, conforme informações fornecidas
pelo SAAE são realizadas em períodos que variam de 30 a
45 dias, correlacionados entre maio a setembro de cada
ano, e lavagem de 20 a 30 dias, equivalentes aos meses de
junho a abril, sendo utilizada a carga hidráulica
proporcionada pela lâmina d’água acima da camada do
lodo.

LAY-OUT DE ETAs
ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES

Referências






http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5313/Decantacao.ht
m
Brasil. Fundação Nacional de Saúde. Manual de
saneamento. 3. ed. rev. - Brasília: Fundação Nacional
de Saúde, 2006.
Saneamento De Goiás S/A Superintendência De
Recursos Humanos Gerência De Desenvolvimento De
Pessoal Operação De Estação De Tratamento De Água
Lmanuais Atuaismanual – Mt-32/Operação De
Estação De Trat. De Água Revisão/ 00 Ano/Jun2006

Referências








Richter, Carlos A. e Netto, Azeveto M J. Tratamento
de Água: Tecnologia Atualizada. São Paulo, 1991
Di Bernardo, Luiz. Métodos e Técnicas de
Tratamento de Água. Volume I, Rio de Janeiro,
1993
Filho, D.F. Tecnologia de Tratamento de Água. Rio
de Janeiro, 1976
Viana, marcos Rocha. Hidráulica Aplicada as
Estações de Tratamento de Água. Belo Horizonte,
1992

Referências






Escola Politécnica Da USP Departamento De
Engenharia Hidráulica E Sanitária – Saneamento I Sedimentação Gravitacional Prof. Dr. Roque Passos
Piveli, Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho.
Projeto de Sistemas de Tratamento de Água Prof.
José Carlos Mierzwa Sedimentação: Conceitos e
Dimensionamento
Projeto de Sistemas de Tratamento de Água Prof.
José Carlos Mierzwa Sedimentação Acelerada:
Conceitos e Dimensionamento

Objetivo da aula
Ao final dessa aula, você deverá conhecer:
 O processo de sedimentação;
 Os diferentes tipos de sedimentação;
 Os componentes dos sistemas de sedimentação;
 Dimensionamento de um sistema de sedimentação.

Sugestão de Vídeos
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

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http://www.youtube.com/watch?v=Novw7OTI3U4
&feature=autoplay&list=PL27C3BAD6930589EE&l
f=results_video&playnext=2 – Decantador Circular
http://www.youtube.com/watch?v=MXnN8BDMsqU
&feature=results_video&playnext=1&list=PL27C3
BAD6930589EE – lamenar
http://www.youtube.com/watch?v=P06zE-rUIb8 –
Captação, Sedimentação e Pré filtto

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