Influência da porosidade e massa específica na velocidade de sedimentação de agregados fractais de água com turbidez moderada

• Autor(a) principal: Almeida, Filipe Augusto Silva de
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30541; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3054
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS; Tratamento de água; Acompanhamento por imagens; Flocos; Velocidade de sedimentação; Massa específica; Porosidade; Water treatment; Imaging analysis; Flocs; Settling velocity; Specific mass; Porosity; Água - Estações de tratamento; Sedimentação e depósitos; Porosidade

Este estudo tem como objetivo analisar a influência da porosidade e da massa específica nas velocidades de sedimentação de agregados fractais formados com a aplicação de dois coagulantes químicos: sulfato de alumínio (SA) e policloreto de alumínio (PAC). Para cada produto químico, os flocos foram formados sob os seguintes gradientes de velocidade: 20, 30, 40, 50 e 60 s-1. A água bruta, caracterizada por turbidez moderada de 50 ± 5 UNT, foi preparada com água deionizada e caulinita. A aquisição de dados dos agregados foi feita por meio da técnica não-intrusiva de acompanhamento por imagens durante a sedimentação. Foi desenvolvido um algoritmo com a finalidade de identificar e selecionar os flocos de interesse, já que o procedimento manual demandou um tempo maior do que a análise computacional. Resultados mostraram que o código assimilou mais de 90% dos agregados corretamente. Nas condições ensaiadas, os flocos produzidos pela coagulação com policloreto de alumínio apresentaram menores valores médios de velocidades de sedimentação para todos os gradientes do estudo, em comparação com os agregados coagulados pela ação do sulfato de alumínio. Sob Gf = 30 s-1, a média das velocidades de sedimentação foi 9,2 mm/s para o SA, enquanto foi calculado o valor de 6,4 mm/s para o PAC. Em Gf = 60 s-1, o valor médio calculado para o PAC representou 61% da média das velocidades calculada para o SA. Além disso, foi observado que dimensões fractais e massas específicas elevadas (próximas aos valores máximos determinados nas amostras) influenciaram positivamente na sedimentabilidade dos flocos. Quando os fractais foram comparados com as esferas impermeáveis de Stokes de mesma massa específica, foram obtidas velocidades superiores para todos os coagulantes e gradientes de velocidade de floculação. A consideração da porosidade dos flocos neste trabalho evidenciou que as velocidades de sedimentação dos fractais foram até 3,82 vezes maiores do que aquelas determinadas pela lei de Stokes.