O equipamento Floco-Flotador por Ar Dissolvido (FFAD) foi construído e instalado no Centro de Pesquisa de Tratamento de água, localizado na Estação de Tratamento de Água – ETA Gavião – pertencente à Companhia de Água e Esgoto do Ceará (CAGECE), através do financiamento referente ao projeto de número 460100/09 da (FUNCAP) do edital PPP 04/2009.
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essa informação e colocar em anexo o gráfico de rpm x gradiente do equipamento
O FFDA incorpora em uma única unidade o floculador de cortina vertical, composto por placas em acrílico verticais perfuradas, as quais separam o equipamento em câmaras, utilizada como câmaras de floculação e flotação simultaneamente (Figura 09). Ele possui dimensões de 0,25 m de largura por 1,94 m de comprimento e 0,75m de altura útil, sendo todo construído em acrílico transparente. A formulação matemática requerida para o dimensionamento das placas perfuradas foi utilizada a partir da metodologia já estabelecida para o projeto de cortinas de distribuição de água floculada aplicada aos decantadores, conforme está descrito por Di Bernardo e Giorgetti (1980).
A primeira câmara (à esquerda), denominada câmara de mistura, é utilizada para a introdução da água afluente (ALF) juTamente com o polímero floculante. A mistura do polímero é promovida pelo gradiente hidráulico da tubulação de entrada. A inserção da água saturada com ar dissolvido ocorre na parte inferior das 3 câmaras centrais, chamadas câmaras de flotação, tendo como objetivo promover o contato e a agregação das microbolhas de ar ao floco em formação. A última câmara, designada de câmara de coleta, é delimitada por uma divisória em acrílico não perfurado, que funciona como uma chicana, sendo utilizada para a coleta da água clarificada (AC).
O FFAD foi construído para incorporar numa mesma unidade o processo de floculação de cortina e de flotação por ar dissolvido. Os orifícios nas cortinas do floculador foram dimensionadas de forma a proporcionar gradientes de velocidade gradualmente decrescentes ao longo do percurso horizontal da água, de modo que, o processo de floculação (movimento horizontal da massa líquida) ocorra em concomitância com a flotação (movimento vertical das bolhas de ar e aglomerado bolha-partícula).
Os orifícios das cortinas foram dimensionados de acordo com os gradientes avaliados na etapa anterior, sendo estes calculados conforme a Equação 1. A taxa de recirculação (TR) da água saturada foi definida com base na vazão afluente da água de lavagem dos filtros (ALF), conforme mostra a Equação 4. Apesar de a água saturada com ar dissolvido ter sido introduzida gradualmente ao longo do equipamento, a taxa de aplicação superficial foi calculada considerando como sendo a vazão total, a soma da vazão afluente ao FFAD (ALF) acrescida da vazão da água de recirculação (água saturada), conforme demonstra a Equação 3.
A unidade piloto foi constituída, além do FFDA, pelos seguintes equipamentos acessórios: bomba dosadora para aplicação do polímero, um sistema de ar comprimido, câmara de saturação de alta pressão, com pressão mínima de entrada de ar comprimido igual
80 psi (ROSS et al., 2003), controlada por manômetro de marca Via air e uma bomba centrífuga multiestágio de alta pressão para coleta da ALF, conforme mostra a Figura 10.
FLOCULADOR
EM CORTINA
ÁGUA
AFLUENTE
ÁGUA
EFLUENTE
Válvula de agulha
Rotâmetro
Armazenamento da água de lavagem
do filtro
Bomba Dosadora de polímero
Floco-flotador por Ar dissolvido Manômetro Ar comprimido T a n que de s a tur a çã o Água tratada Rotâmetro R o tâ m et ro
Água saturada com ar dissolvido
Tubulação de recalque da água de lavagem do filtro Bomba submersa T ubu la çã o d a á gu a d e l ava g em d o f il tr o
A câmara de saturação é constituída basicamente por um vaso de PVC, reforçado com fibra de vidro, que recebe água e ar sob pressão através de um conjuTo motor bomba e de um compressor, respectivamente, sendo responsável por saturar água tratada com ar atmosférico, conferindo uma pressurização do tipo parcial, pois somente uma parcela de água tratada está submetida a saturação e recirculação. A pressão na câmara de saturação era controlada através de manômetro da marca Terbrasma, sendo controlada para pressão de operação entre 4 e 5 Kgf/cm2.
O sistema de recirculação da água saturada com ar dissolvido compreende três válvulas em aço inox do tipo agulha que são responsáveis por inserir a água saturada com ar dissolvido para as câmaras de flotação, sendo uma válvula para cada câmara. A redução da pressão (pressão de operação a pressão atmosférica) através das válvulas do tipo agulha é que promove o desprendimento do ar dissolvido através da formação de microbolhas de ar disponíveis para a flotação.
4.4 Sistema de lavagem do filtro, coleta e armazenamento da ALF da ETA Gavião
No processo de lavagem dos filtros da ETA Gavião, utilizou-se água tratada com residual de cloro de aproximadamente 3 mg/L. A inserção de água ocorreu de forma ascensional e superficial ao leito filtrante e não houve utilização de ar comprimido na lavagem do filtro. Este procedimento apresentou duração média de 10 minutos. A carreira de filtração mínima foi de 4 horas e 30 minutos e a máxima de 11 horas. Vale ressaltar que o parâmetro carreira de filtração nãofoi fixado devido este ser dependente das características da água in natura e da dosagem de produtos químicos utilizados no processo, as quais demonstram variações diárias, influenciando as características da água de lavagem.
A coleta da ALF ocorreu somente no filtro de número 16, onde foi criada a estrutura requerida para essa pesquisa devido a sua proximidade e facilidade em enviar o material em estudo para a unidade piloto de floco-flotação. O filtro possui área de 140m2 com fundo falso do tipo viga Califórnia,sendo preenchido com areia de tamanho efetivo de TE=0,7 e coeficiente de desuniformidade CD=1,4. O seu leito filtrante possui 80cm de altura e durante a lavagem ascensional e superficial sofre expansão de 20%. Durante a coleta, o procedimento de lavagem do filtro 16 foi alterado para que as características da ALF fossem mantidas as mais constantes possíveis ao longo da coleta no processo de lavagem, de forma a representar uma média em termos de densidade de sólidos, haja vista que este parâmetro varia ao longo do tempo de lavagem.