Estudo da coagulação/floculação de água com turbidez moderada na sedimentação e flotação por ar dissolvido

Abstract

The processes of formation, growth, rupture, and rearrangement of flocs, which occur during coagulation/flocculation, significantly influence the removal efficiency of the aggregates in water treatment. Therefore, it is important to study the flocs properties because they change continuously during the process and may interfere in the choice of later step for removal of the particles. This article evaluated the efficiency of turbidity removal in sedimentation and dissolved air flotation (DAF) with the use of sodium aluminate as a coagulant. In addition, the flocculation step was monitored through digital images, by non-intrusive method, to study the morphological properties of flocs. The DAF step provided better removal results (greater than 93%) in less process time, showing to be an advantageous step in turbid water treatment. In the flocculation step, the size of the flocs varied from 0.03 to 0.53 mm, with a higher particle concentration in the smaller size classes. The study of the fractal dimension showed that the increase in the intensity of the mixture accentuated the rupture (Dmean of 0.2 mm for 20s for Dmean of 0.1 mm for 40s-1) in the flocs, promoting the appearance of less compact flocs. DAF was less sensitive to variations in aggregate size when compared to sedimentation.

Os processos de formação, crescimento, ruptura e rearranjo dos flocos que ocorrem durante a coagulação/floculação influenciam, significativamente, a eficiência da remoção dos agregados no tratamento de água. Por isso, é importante estudar as propriedades dos flocos, que são alteradas continuamente durante a floculação e podem interferir na subsequente remoção das partículas. Neste trabalho foi avaliada a eficiência de remoção de turbidez por meio da sedimentação e da flotação por ar dissolvido (FAD), com o uso de aluminato de sódio como agente coagulante. Adicionalmente, a etapa de floculação foi monitorada usando imagens obtidas por método não intrusivo. A FAD proporcionou melhor resultado de remoção de turbidez, de 93%, mostrando robustez como etapa no processo de tratamento de água. Na etapa de floculação, o tamanho dos flocos variou de 0,03 a 0,53 mm, com maior concentração de partículas nas menores classes de tamanho monitoradas. O estudo da dimensão fractal mostrou que o aumento da intensidade da mistura acentuou a ruptura (Dmédio de 0,2 mm para 20 s-1 para Dmédio de 0,1 mm para 40 s-1) nos flocos, promovendo o surgimento de flocos menos compactos. A FAD se mostrou menos sensível às variações de tamanho dos agregados quando comparada à sedimentação.