Coagulação e Floculação
ST 502
ST 503
Docente: Profº Peterson Bueno de Moraes
Discentes: Alyson Ribeiro
Daniel Morales
Denise Manfio
Jenifer Silva
Paula Dell Ducas
Wander Zapata
1. Introdução
A água pode conter uma variedade de
impurezas, destacando-se partículas coloidais,
substâncias húmicas e organismos em geral.
Tais impurezas apresentam carga superficial
negativa impedindo que as mesmas se
aproximem uma das outras permanecendo no
meio líquido se suas características não forem
alteradas. Para que as impurezas possam ser
removidas, é preciso alterar algumas
características da água e conseqüentemente,
das impurezas, por meio da coagulação,
floculação, sedimentação (ou flotação) e
filtração.
1. Introdução
A coagulação geralmente realizada por sais de
alumínio e de ferro, resulta de dois fenômenos:
„
Essencialmente químico consiste nas reações do
coagulante com a água e na formação de espécies
hidrolisadas com carga positiva, que depende da
concentração do metal e pH final da mistura;
„
Fundamentalmente físico, consiste no transporte
das espécies hidrolisadas para que haja contato
entre as impurezas presentes na água.
1. Introdução
A coagulação depende fundamentalmente das
características da água e das impurezas
presentes, conhecidas por meio de parâmetros
como
pH, alcalinidade,
cor, turbidez,
temperatura, condutividade elétrica, tamanho
e distribuição do tamanhos das partículas em
estado coloidal e em suspensão, etc.
1. Introdução
Na floculação, as interações ocorrem
entre impurezas desestabilizadas e entre
o precipitado do metal formado ou
espécies hidrolisadas positivas e as
partículas para formação de aglomerados
que posteriormente serão removidos por
sedimentação, flotação ou filtração, não
havendo necessidade de agitação tão
intensa quanto aquela observada na
mistura rápida.
2. Coagulação
A concepção básica deste tipo de tratamento consiste
em transformar em flocos impurezas em estado
coloidal, suspensões, etc. e, posteriormente, removêlos em decantadores;
Ocorre por esse método:
„ Remoção de 80 a 90% da matéria suspensa total;
„ 40 a 70 % da DBO 5;
„ 30 a 60 % da DQO e
„ 80 a 90 % das bactérias podem ser removidas por
precipitação química.
2. 1 Mecanismos de Coagulação
„
„
„
Partículas coloidais, substâncias húmicas e
microrganismos em geral apresentam-se com
carga negativa na água;
Ou as partículas coloidais podem ter polímeros
adsorvidos em sua superfície impedindo a
aproximação das mesmas;
Por isso, é necessário alterar a força iônica do
meio através da adição de sais de alumínio ou
de ferro, polímeros sintéticos ou vegetais
catiônicos.
2. 1 Mecanismos de Coagulação
Atualmente considera-se coagulação
como resultado individual ou combinado
da ação de quatro mecanismo distintos:
„ Compressão da dupla camada elétrica;
„ Adsorção e neutralização;
„ Varredura;
„ Adsorção e formação de pontes.
2. Coagulação
2.2 Coagulantes
de alumínio;
„ Cloreto férrico;
„ Hidroxicloreto de alumínio;
„ Sulfato férrico.
„ Sulfato
2.2 Coagulantes
Sulfato de Alumínio: mais utilizado entre os
coagulantes. Contendo aproximadamente 17% de
Al2O3 solúvel em água. É disponível em pedra, em
pó ou em soluções concentradas;
„ Na hidrolise do íon alumínio, em água pura com
pH baixo predomina a forma Al+3 ;
„ Em soluções alcalinas Al(OH)4- e Al(OH)5-2 ;
„
„
Em soluções diluídas na neutralidade temos o
Al(OH)3.
2.2 Coagulantes
„
„
„
Sulfato ferroso (FeSO4.7H2O) é obtido como
subproduto de outros processos químicos,
principalmente a decapagem do aço;
Disponível na forma liquida e granular;
O ferro ferroso, quando adicionado à água
precipita a forma oxidada de hidróxido de ferro
(ferro III), assim a adição de cal ou cloro é
geralmente necessária para uma coagulação
efetiva.
2.2 Coagulantes
„
„
„
„
„
Não há dosagem ótima de coagulante e
tampouco pH ótimo de coagulação;
Par de valores “dosagem de coagulante x pH
de coagulação” considerado apropriado;
Não necessidade do uso de alcalinizante ou de
acidificante;
Turbidez remanescente;
Custos com produtos químicos, etc.
2.2 Coagulantes
„
„
Dificuldade para descobrir
as condições
apropriadas para a coagulação em sistemas de
filtração direta;
Surgimento prematuro do transpasse na
filtração, isto é, após um tempo curto de
funcionamento, a turbidez ou outro parâmetro
de controle de qualidade do efluente
monitorado tinha seu valor continuamente
aumentado.
2.2 Coagulantes
Influência da concentração da solução do
coagulante na eficiência do processo de
tratamento;
„ Sugestões de limitar a concentração mínima a
valores na ordem de 0,5% nas estações de
tratamento;
„ Ensaios de jar-test, geralmente utilizam a solução
coagulante com concentração de 0,1% ou 0,2%,
dependendo do volume dos jarros dos
equipamentos e das dosagens previstas nos
ensaios.
„
2.2 Coagulantes
ETAs: concentração da solução de sulfato de
alumínio granulado, é adotada geralmente entre 5
e 20% ( 50 a 200mg/L);
„ Sulfato de alumínio comercial líquido:
concentração da ordem de 48 a 50%;
„ Não se obteve resultados conclusivos sobre a
influência da concentração da solução de sulfato
de alumínio na eficiência da coagulação.
„
3. Floculação
„
„
„
„
„
Processo de aglutinação das partículas pelo
composto coagulante;
Promove contato mais eficiente entre o
coagulante e as partículas;
Agregação entre as partículas dos microflocos a
formarem grandes aglomerados por interação
física ou através da ação de floculantes;
Polímeros de cadeia longa;
Os floculantes têm características físicas e
químicas diferentes das dos coagulantes.
3. 1 Etapas da Floculação
1) Criação de microflocos por desestabilização da
solução coloidal, ou coagulação propriamente
dita;
2) Criação de macroflocos, a partir dos
microflocos, principalmente através de
agitação, aumentando as possibilidades de
encontro dos floculantes que estabelecem os
pontos de contato entre as partículas;
3) Decantação dos floculados.
3. 2 Interferentes da Floculação
das partículas;
„ Tamanho das partículas ;
„ Temperatura;
„ Potencial Zeta ;
„ Alcalinidade;
„ pH.
„ Natureza
3.3 Floculantes
4. Jar-Test
Efluente Claro
Cal
Sulfato de
Alumínio
Polímero
PCA
Polímero
PRACSTOL
Descolorante
40mL
50mL/L
-
-
-
40mL
50mL/L
-
10mL
-
10mL
-
1ª BATELADA
2ª BATELADA
3ª BATELADA
-
50mL/L
4. Jar-Test
Efluente Escuro
Cal
Sulfato de
Alumínio
50mL/L
50mL/L
Polímero
PCA
Polímero
PRACSTOL
Descolorante
FLOC 9585
-
-
-
1ª BATELADA
2ª BATELADA
-
-
10mL
10mL
3ª BATELADA
-
-
2mL
4. Jar-Test
4. Jar-Test
5. Conclusão
„
„
„
Devido às variedades de impurezas presentes nas águas,
efluentes industriais e domésticos produzidos atualmente
considera-se os processos de coagulação e de floculação
fundamentais para um satisfatório tratamento de efluentes;
Conclui-se também que, sabendo da influência que os
processos de coagulação e floculação possuem sobre os
processos posteriores de sedimentação, flotação e filtração,
torna-se fundamental controlar a eficiência destes
processos condicionantes ou precursores do tratamento;
Variáveis – turbidez, velocidade de agitação – alvo de
contínuo controle. Entender a diferença entre coagulação e
floculação torna-se fundamental para o tratamento de água
e efluentes.
6. Referências Bibliográficas
[1] Cossich, E.S.- TRATAMENTO DE EFLUENTES - Parte II: 4Classificação dos Processos de Tratamento - 5- Tratamento
Primário de Efluentes- Novembro/2006
[2] Di Bernardo, L. ; Dantas Di Bernardo, A. Métodos e Técnicas de
Tratamento de Água – Volume 1- 2ª edição – São Carlos/ 2005.
[3] Leme, Francisco Paes – Teoria de tratamento de água. 424p.
ilust. CETESB, 1979
[4] Universidade Federal de Pernanbuco Departamento de
Engenharia Química – Apostila de Aula disponível no site:
[http://www.deq.ufpe.br/disciplinas/Processos%20Qu%C3%ADmi
cos%20de%20Tratamento%20de%20Efluentes/Coagula%C3%A7
%C3%A3o&Flocula%C3%A7%C3%A3o&Decanta%C3%A7%C3%
A3o.pdf]