Avaliação da morfologia e da distribuição do tamanho de partículas para pontos distintos do diagrama de coagulação/floculação

• Autor(a) principal: Oliveira, Alessandra da Silva
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21559; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1140
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS::TECNICAS CONVENCIONAIS DE TRATAMENTO DE AGUAS; Tratamento de água; Coagulação; Floculação; Distribuição do tamanho de partículas; Dimensão fractal; Análise digital de imagens; Water treatment; Coagulation; Flocculation; Particle size distribution; Fractal dimension; Digital image analysis; Engenharia civil; Análise de imagem

A coagulação e floculação são etapas essenciais no tratamento de água para abastecimento público para a remoção das impurezas contidas. O conhecimento acerca da distribuição do tamanho de partículas (DTP) e suas características morfológicas é de grande valia para a compreensão dos mecanismos que envolvem a agregação e posterior remoção dos flocos. Neste contexto, o presente estudo teve como finalidade o acompanhamento da evolução da distribuição de tamanho e estrutura dos flocos formados em diferentes configurações químicas (diversos pares de pH de coagulação e dosagem de coagulante) durante o processo de floculação em águas com cor aparente elevada (100 ± 5 uH), utilizando-se sulfato de alumínio como coagulante, a partir da simulação laboratorial em equipamento de Jar Test submetida à oito gradientes de velocidade médio (20, 30, 40, 50, 60, 80, 100 e 120 s-1). A mensuração das partículas foi realizada pela técnica de análise de imagens digitais obtidas por método não intrusivo e não destrutivo, constituído de plano de luz gerado por um laser e câmera fotográfica de alta resolução, possibilitando a avaliação direta da dinâmica de crescimento e ruptura dos flocos. Os resultados de distribuição de partículas por faixas de tamanho indicaram que a condição química de coagulação interfere na evolução da DTP, constatando que a formação de agregados maiores ocorre mais rapidamente em regiões compreendidas pelo mecanismo de varredura do que pela neutralização de cargas. O aumento gradual da taxa de cisalhamento promoveu a ruptura dos flocos, acarretando na distribuição mais concentrada nas menores faixas de tamanho, que foi praticamente inalterada para gradientes de floculação superiores a 60 s-1. A dimensão fractal (Df) variou entre 1,49 e 1,95. O aumento do gradiente de velocidade na floculação tendeu a diminuir o valor de Df, promovendo flocos menos compactos e mais ramificados. Foi observado um aumento gradual de Df nos minutos iniciais de floculação para configurações de dosagens de alumínio mais baixas e pH mais ácidos, sugerindo que a estrutura morfológica das partículas está diretamente ligada ao mecanismo de coagulação.