Trabalho de Conclusão de Curso
Desenvolvimento de metodologias de cálculo para o projeto de hidrociclones no adensamento do lodo gerado nas estações de tratamento de água
Registro en:
XIMENDES, Ronaldo Teixeira. Desenvolvimento de metodologias de cálculo para o projeto de hidrociclones no adensamento do lodo gerado nas estações de tratamento de água . 56 p. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química ) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2021.
Autor
Ximendes, Ronaldo Teixeira
Institución
Resumen
As the years go by, the drinking water consumption in the world has increased due to
population, industrial and economic growth and other natural factors that affect some regions.
When it comes to water consumption, it is critical to change the population's awareness,
adopting other routine habits, such as, at bath time, avoiding leaving the shower longer than
necessary; when washing the dishes, not leaving the tap running the entire time; and stop using
garden hoses to wash sidewalks and cars. The reutilization of water has been studied and tested
for some years now, and is currently gaining popularity due to the critical moment in which we
live, where people around the world have been affected by dryness and droughts. In the regard
of a better use of water, aiming its sustainability, stand the Water Treatment Stations (WTSs),
which must adapt to this need. When it comes to the processes involved in the WTSs, it is
known that nowadays the vast majority of them generates large amounts of water in the filters
washing, which are dismissed without proper reutilization. In conventional WTS blueprints,
there is a loss of the total volume of water captured by rivers, dams, lakes and wells, due to the
step of retrowashing the filters. This retrowash water ends up becoming waste, since the WTSs
do not have an engine to recover them. The destinations for the retrowash water are the direct
disposal of it or the return to the raw water supply line in the conventional blueprint. However,
this generates a pH and residual chlorine alteration, and increases the readings of iron,
aluminum and m’anganese present in the water, which can cause health risks. Given the above,
this paperwork aimed to develop a calculation methodology for the hydrocyclone project in the
densification of the sludge generated in the WTSs. The hydrocyclone is designed for solid liquid separation, making it possible to adapt it to recover the volume of water that was
dismissed before. Through research in articles, data about the physical and granulometric
characterization of the sludge from WTSs were collected. Based on these, it was made possible
to design hydrocyclones using the equations proposed by Massarani (2002) for Rietema and
Bradley hydrocyclones. A parametric sensitivity analysis was performed to verify the
hydrocyclones separation efficiency. Through the analyzes, the physical properties of the
sludge and some process variables were altered to confirm the separation efficiency of the
methodology used. The obtained results confirm the viability of using Rietema and Bradley
hydrocyclones as an alternative to densify the sludge from WTSs. Com o passar dos anos o consumo da água potável no mundo tem aumentado devido ao
crescimento populacional, industrial e econômico e a outros fatores naturais que afetam
algumas regiões. Quando se trata de consumo da água, é essencial mudar a consciência da
população, adotando outros hábitos rotineiros como na hora do banho, evitar deixar o chuveiro
aberto mais tempo do que o necessário; ao lavar a louça, não deixar a torneira aberta o tempo
todo; evitar o uso de mangueiras para lavar calçadas e carros. O assunto de reaproveitamento
da água vem sendo estudado há alguns anos e atualmente está ganhando popularidade pelo
momento crítico em que vivemos onde pessoas espalhadas pelo mundo foram afetadas por secas
e estiagens. Inserido nesse contexto, de um melhor uso da água visando a sua sustentabilidade,
estão as Estações de Tratamento de Água (ETAs), que devem se adequar a essa necessidade.
Se tratando dos processos envolvidos em ETAs, sabe-se que nos dias atuais a grande maioria
gera grandes quantidades de água nas lavagens de filtros, que são descartadas sem um
reaproveitamento adequado. Em plantas convencionais de ETAs ocorrem perdas do volume
total da água captadas por rios, barragens, lagos e poços, devido à etapa de retrolavagem dos
filtros. Essa água de retrolavagem acaba por se tornar rejeito, visto que as ETAs não possuem
um sistema para a sua recuperação. Os destinos encontrados para esse volume de água
proveniente da retrolavagem são o descarte direto ou o retorno para a linha de alimentação de
água bruta na planta convencional, entretanto isso gera uma alteração de pH, residual de cloro,
e aumenta os valores de ferro, alumínio e manganês presentes na água, podendo ocasionar riscos
à saúde. Diante do que foi exposto, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma
metodologia de cálculo para o projeto de hidrociclones no adensamento do lodo gerado nas
ETAs. O hidrociclone é destinado à separação sólido-líquido, sendo possível adequá-lo para a
recuperação do volume de água que antes era descartado. Por meio de pesquisas em artigos, foi
obtido os dados da caracterização física e granulométrica do lodo de ETAs. Com base nesses
dados foi possível projetar hidrociclones com o uso das equações propostas por Massarani
(2002) para hidrociclones do tipo Rietema e Bradley. Foi realizada uma análise de sensibilidade
paramétrica para verificar a eficiência de separação dos hidrociclones. Através dessas análises
foram alteradas as propriedades físicas do lodo e variáveis de processo para confirmar a
eficiência de separação utilizada. Os resultados obtidos confirmam a viabilidade do uso dos
hidrociclones do tipo Rietema e Bradley como alternativa para adensar o lodo de ETAs.