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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Obtenção das constantes cinéticas de agregação e ruptura de flocos obtidos a partir de água com cor elevada
Alternate title (s): Obtaining the kinetic constants of aggregation and rupture of flocs obtained for water with high color
Author: Oliveira, Ricardo Fonseca de
First Advisor: Oliveira, André Luiz de
First member of the Committee: Moruzzi, Rodrigo Braga
Second member of the Committee: Pereira, Carlos Eugênio
Summary: A coagulação/floculação é um processo de grande importância no tratamento de água para o abastecimento público, sendo fundamental para a remoção das partículas suspensas. A determinação do par de valores pH de coagulação x dosagem de coagulante e o conhecimento do tamanho dos flocos são fundamentais para um melhor desempenho da floculação e consequentemente do tratamento. Neste sentido, o presente trabalho buscou a obtenção das constantes cinéticas de agregação e ruptura através de duas metodologias distintas, utilizando-se aluminato de sódio como coagulante no tratamento de água com cor elevada (100 uH), simulada em equipamento de bancada Jartest. A primeira etapa deste trabalho constituiu-se da construção do diagrama de coagulação, com determinação dos pontos de isoeficiência em termos de cor aparente remanescente da água após sedimentação dos flocos. Na segunda etapa do trabalho, foram simulados os processos de coagulação/floculação, sedimentação, ruptura e refloculação dos flocos acompanhados por sistema de aquisição e posterior análise de imagens dos flocos, obtidas por câmera digital e plano de luz laser, para a construção das curvas de Distribuição de Tamanho das Partículas (DTP) e obtenção de seus parâmetros representativos. A DTP foi distribuída em 16 classes de tamanho, sendo a primeira classe considerada como representativa das partículas primárias. Para a formação dos flocos, foram investigados diferentes valores de gradientes médio de velocidade (20, 30, 40 e 60 s-1) e para os tempos de floculação de 5, 10, 20, 30, 40 e 60 minutos. Para a ruptura dos flocos, utilizou-se os gradientes de 100 e 200 s-1, e, após a ruptura, os flocos foram submetidos a refloculação nos tempos de 5, 10, 20, 30, 40 e 60 minutos. Os resultados foram avaliados baseados na cinética da floculação através das constantes de agregação (KA) e ruptura (KB) e na DTP, utilizando-se o diâmetro médio dos flocos como parâmetro de controle. Tanto para a metodologia utilizando a técnica de análise por imagem das partículas de primeira classe, como para a metodologia clássica, que considera a cor aparente remanescente para medida indireta da eficiência de floculação, em geral, observou-se que, com o aumento do gradiente, houve uma diminuição da eficiência de floculação e que a tendência de equilíbrio entre KA e KB ocorreu nos primeiros minutos do processo. Nos ensaios de ruptura e refloculação, observou-se uma tendência de formação de flocos menores. Os valores de KA e KB encontrados para as duas metodologias são condizentes com os valores encontrados na literatura.
Abstract: Coagulation/flocculation is a process of great importance in the treatment of water for the public supply, being fundamental for the removal of the suspended particles. Determination of the coagulation pH x coagulant dosage pair and the knowledge of the size of the flakes are fundamental for a better flocculation efficiency and consequently of the treatment. In this sense, the present study sought to obtain the kinetic constants of aggregation and rupture through two different methodologies, using sodium aluminate as a coagulant in the treatment of water with high color (100 uH), simulated in Jartest bench equipment. The first stage of this work consisted of the construction of the coagulation diagram, with determination of the isoefficiency points in terms of the apparent color remaining in the water after sedimentation of the flakes. In the second stage of the work, the coagulation/flocculation processes, sedimentation, rupture and reflocculation of the flakes were simulated, followed by a system of acquisition and subsequent analysis of the flakes images, obtained by digital camera and laser light plane, for the construction of the curves of Particle Size Distribution (DTP) and obtaining its representative parameters. The DTP was distributed in 16 size classes, the first class being considered as representative of the primary particles. For floc formation, different values of mean velocity gradients (20, 30, 40 e 60 s-1) and for flocculation times of 5, 10, 20, 30, 40 and 60 minutes were investigated. For flakes fractions, the gradients of 100 and 200 s-1were used, and after the fracture, the flakes were submitted to reflocculation at the times of 5, 10, 20, 30, 40 and 60 minutes. The results were evaluated based on the kinetics of flocculation through the aggregation constants (KA) and rupture (KB) and DTP, using the mean diameter of the flakes as control parameter. For both the methodology using the first-class particle image analysis technique and the classical methodology, which considers the apparent color remaining for indirect measurement of flocculation efficiency, it was generally observed that, with the increase of the gradient, there was a decrease in the flocculation efficiency and that the tendency of equilibrium between KA e KB occurred in the first minutes of the process. In the tests of rupture and reflocculation, a tendency of formation of smaller flakes was observed. The KA e KB values found for the two methodologies are consistent with the values found in the literature.
Keywords: Floculação
Distribuição de tamanho de partícula
Ruptura
Refloculação
Constantes cinéticas de agregação e ruptura
Flocculation
Particle size distribution
Rupture
Reflocculation
Kinetic constants of aggregation and rupture
Engenharia civil
Água - Tratamento
Determinação de tamanho de partícula
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: OLIVEIRA, Ricardo Fonseca de. Obtenção das constantes cinéticas de agregação e ruptura de flocos obtidos a partir de água com cor elevada. 2018. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1295.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1295
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24884
Date of defense: 26-Sep-2018
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