Influência de parâmetros de projeto no desempenho do floculador tubular helicoidal aplicado ao tratamento de águas de abastecimento

Nome: Letícia Medeiros Tagarro Pelissari
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 01/09/2006

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Edmilson Costa Teixeira Coorientador
Julio Tomás Aquije Chacaltana Examinador Interno
Renato do Nascimento Siqueira Orientador

Resumo: Os floculadores hidráulicos atualmente empregados no Brasil apresentam problemas na transferência de energia da massa líquida para os particulados, uma vez que se observam regiões de baixa transferência de energia (trechos retos dos reatores chicanados, por exemplo) e regiões com transferência mais elevada (trechos de ligação entre uma chicana e outra, onde há a mudança de direção do escoamento), o que pode ocasionar o rompimento dos agregados ora formados. Neste contexto, alguns autores têm apresentado um sistema de floculação em linha constituído por um Floculador Tubular Helicoidal (FTH). Neste tipo de floculador, por apresentar uma melhor distribuição de energia no seu interior, os efeitos de transferência de energia são minimizados, pois, analisando de maneira geral, o fluxo tende ao escoamento do tipo pistão. Contudo a influencia dos parâmetros de projeto na eficiência de floculação ainda não está consolidada. Assim, os objetivos principais do presente trabalho são melhor compreender o funcionamento dos FTH e verificar a influência dos parâmetros relacionados ao processo (números de Dean, Germano e Camp) no desempenho da floculação. Para isso, diversas configurações de FTH com diferentes valores de curvatura (número de Dean) e torção (número de Germano), além da vazão de escoamento (0,5, 1,0, 2,0, 4,0l/min), foram investigadas. Com base na literatura foram utilizados 3 diâmetros de mangueiras (0,79, 0,95 e 1,27cm) enrolados em tubos de 5, 10 e 30cm de diâmetros e para avaliar a influencia do número de Germano sobre a eficiência do processo foram utilizados espaçamentos entre voltas de 5, 10 e 14cm, além do próprio diâmetro da mangueira, totalizando 48 experimentos. Dentre os floculadores estudados, alguns alcançaram 93% de remoção de turbidez, sendo que os mais eficientes foram que apresentaram menores níveis de energia, representada pelos números de Camp, Dean e Germano. Apesar de serem utilizados na literatura, verificou-se que o número de Reynolds tem grande influência sobre estes parâmetros devido aos altos níveis de energia avaliados neste estudo. Por isso, para melhor compreender como os parâmetros de projeto (curvatura e torção) afetam a eficiência de floculação foi realizada uma análise dimensional dos parâmetros primários relacionados ao processo e com isso, observou-se que estes parâmetros são importantes para o processo, porém, outros estudos serão necessários para avaliar a seu
comportamento para menores níveis de energia. Assim, tendo em vista a compacidade e economia do FTH, recomenda-se o uso para pequenas comunidades, além de ser necessária uma abordagem para a escala real visando a implementação em escala industrial devido a grande eficiência de remoção de sólidos.

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