Tratamento De Água Floculação

Entendendo o que acontece na prática

O tratamento de água por floculação é um processo físico-químico em que partículas em suspensão na água se aglutinam formando flocos maiores e mais pesados, que depois sedimentam. A coisa simples de explicar, complicada de fazer direito. A maioria dos manuais mostra o diagrama perfeito: coagulação, floculação, sedimentação, filtração. Na realidade, você lida com variações de turbidez, pH que flutua, temperatura da água que muda conforme a estação e produtos químicos de fornecedores diferentes com concentrações distintas. Coagulante é o produto que neutraliza a carga elétrica das partículas coloidais. O mais usado aqui no Brasil é o sulfato de alumínio, mas também tem o cloreto férrico e os coagulantes orgânicos polieletrolíticos. A dosagem não é Fixa. Começa com um jar test mesmo, senão você está chutando. Coloca seis copos de 1000 ml, adiciona doses crescentes de coagulante, agita rápido por um minuto em torno de 100 a 120 rpm, depois reduz a agitação para cerca de 30 rpm e deixa formar os flocos por 15 a 20 minutos. Anota qual dose produziu o melhor floculamento e a menor turbidez residual. Isso leva uns 40 minutos e economiza muita dor de cabeça depois. Aqui vai uma coisa que quase ninguém comenta nos manuais: a temperatura da água influencia diretamente a cinética de floculação. Em águas mais frias, abaixo de 15 graus Celsius, a formação de flocos fica mais lenta e os flocos tendem a ser mais frágeis. Eu tive um caso em que a estação de tratamento pegou uma frente fria e o operário manteve a dosagem de sulfato de alumínio que estava funcionando normalmente no verão. O resultado foi uma saída com turbidez alta e flocos que não sedimentavam direito. A solução foi aumentar a dose em cerca de 30 por cento e Alongar o tempo de floculação de 20 para 35 minutos. Também ajustei o pH para a faixa de 6,8 a 7,2 porque o sulfato de alumínio trabalha melhor nesse intervalo.

Floculante é diferente de coagulante. O floculante, geralmente um polímero orgânico em forma de linha ou granular, atua na ponte entre os micro flocos já formados, acelerando o crescimento dos flocos e tornando-os mais densos. O erro mais comum é injecting o polímero na dosagem errada ou em ponto errado da tubulação. Se injetar antes da câmara de rápida mistura, o polímero se consome na neutralização e não cumpre a função de pontes. O ponto ideal de aplicação do floculante é logo após a formação dos micro flocos, na região de transição para a câmara de floculação lenta. Outro detalhe que todo mundo esquece é o controle de pH. O sulfato de alumínio libera íons hidrogênio quando reage, então ele acidifica a água. Se a alcalinidade natural da fonte for baixa, você precisa adicionar cal ou soda cáustica para manter o pH na faixa operacional. Sem isso, o coagulante não hidrolisa direito e a remoção de turbidez e cor fica comprometida. Já vi operação rodando com pH abaixo de 6,0 achando que o problema era dosagem, quando na verdade era alcalinidade insuficiente. O período de detenção na câmara de floculação deve ficar entre 15 e 30 minutos, com gradiente de velocidade decrescente ao longo do tanque. Começa em cerca de 30 a 50 s-1 e vai caindo para 10 a 20 s-1 no final. Se a agitação for muito intensa, os flocos quebram. Se for muito fraca, eles não entram em contato suficiente para crescer. A regra prática é: gradiente alto no início para promover colisões, gradiente baixo no final para não destruir o que já formou.

Sedimentação vem em seguida. O tanque deve ter formato retangular com comprimento pelo menos oito vezes maior que a largura, para evitar curto circuito. A taxa de sedimentação ideal fica em torno de 1 a 2 metros cúbicos por metro quadrado de área de assentamento por hora. Se passar disso, a água sobe rápido demais e carrega flocos que ainda não sedimentaram. O problema de curto circuito é real e comum em tanques mal projetados ou com entrada mal distribuída. Um indicador simples é colocar corante na entrada e observar se ele atravessa o tanque rápido demais. Se atravessar em menos de dois terços do tempo teórico de detenção, tem curto circuito. Quanto à filtração, os flocos que escapam da sedimentação são retidos nos filtros de areia. A taxa de filtração típica é de 5 a 10 metros por hora. Se a vazão for muito alta, a cabeça de lama aumenta rápido e os ciclos de retro lavagem ficam curtos. O tempo de ciclo depende da qualidade da água bruta. Em águas muito turvas, pode ser necessário retro lavar a cada 12 a 18 horas. Em águas mais claras, até 48 horas podem ser suficientes. O volume de água de retro lavagem costuma representar entre 2 e 5 por cento da água tratada. Uma limitação importante do tratamento por floculação com sulfato de alumínio é que ele não remove dissolve orgânico com eficiência sozinha. Se a água tiver matéria orgânica natural significativa, como humicos e fúlvicos, a dose de coagulante precisa ser maior e ainda assim pode haver passagem de carbono orgânico para o produto final. Nesse caso, o uso combinado com carvão ativado em pó ou processos como ozonização e coagulação com polímeros específicos faz diferença. Também não funciona bem em águas com alta alcalinidade sem ajuste prévio, porque o tampão consome o coagulante rapidamente.

O cloreto férrico é uma alternativa ao sulfato de alumínio que some vantagens. Forma flocos mais densos e sedimenta mais rápido, funciona em uma faixa de pH mais ampla, de 5 a 9, e produz menos lodo. O problema é que é mais corrosivo e Manuseio exige mais cuidado. O resíduo de ferro na água tratada também pode causar manchas se o controle de dosagem não for preciso. Alguns operadores usam os dois juntos, sulfato de alumínio com polímero catiônico, para melhorar a performance em águas com turbidez variável. Monitoramento contínuo é essencial. Turbidímetro na saída do filtro, medidor de pH, medidor de condutividade e amostragem laboratorial de turbidez e cor em intervalo regular. O operador precisa saber a tendência, não só o valor pontual. Se a turbidez da bruta sobe gradualmente ao longo de três dias, a dosagem precisa ser ajustada antecipadamente, não apenas quando o alarme disparar. Água de rio responde rápido a chuvas, mas a resposta da dosagem também leva tempo para estabilizar no sistema. Um ajuste feito agora pode levar de 30 minutos a uma hora para refletir na saída. Os operadores que vejo com mais sucesso são aqueles que registraram tudo. Lot of plant run on autopilot and when something goes wrong nobody knows why. Um caderno de registro com dose aplicada, pH, turbidez de entrada e saída, taxa de filtração, horário de retro lavagem e observações sobre a cor e aparência da água bruta permite identificar padrões ao longo do tempo. Isso vale mais que qualquer livro didático.

Se a sua fonte tem variação sazonal forte, como riacho de chuva que vira rio barrento depois de temporal, o tratamento por floculação convencional ainda funciona, mas você precisa de reservatório de equalização ou de capacidade de dosagem flexível. Bomba dosadora com controle por variável frequência e sensor de turbidez em malha fechada ajuda muito. Configurar o sistema para readicionar coagulante automaticamente baseado na turbidez de entrada evita que a operação fique para trás da curve quando a carga de sólidos sobe de repente.