Influência das características das partículas floculadas e das microbolhas de ar no processo de flotação por ar dissolvido

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Marega, Gabrielle Migliato
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: air microbubbles; análise de imagens; dissolved air flotation; drinking water treatment; flocculation; flocs images; floculação; floc\'s size; flotação por ar dissolvido; imagens de flocos; imaging analysis; microbolhas de ar; modelization of the contact zone; modelos; tamanho de flocos; tratamento de água de abastecimento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-08102020-164126/

A flotação por ar dissolvido (FAD) é um processo de separação sólido-líquido, no qual microbolhas de ar são introduzidas em uma suspensão contendo partículas floculadas. A colisão e a ligação entre microbolhas e partículas formam um aglomerado (bolha + floco) de baixa densidade que flota até a superfície formando uma escuma flutuante que pode ser removida hidráulica ou mecanicamente. Entretanto, apesar de diversos estudos já conduzidos, algumas questões permanecem ainda obscuras. Entre elas, o processo de colisão das partículas floculadas e das microbolhas de ar. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal investigar a influência da distribuição do tamanho das partículas floculadas e da concentração em massa de ar dissolvido na eficiência do processo de FAD para uma água sintética que simulou uma água de abastecimento. Essa água produzida tinha cor aparente 62 ± 3 mg Pt-Co.L-1, cor verdadeira de 60 ± 3 mg Pt-Co.L-1, turbidez de 5 ± 1 NTU, alcalinidade 28,1 ± 0,6 mg CaCO3, 0,82 ± 0,03 cm-1 de UV254 nm, condutividade igual a 64 ± 3 μS.cm-1 e 1,69 ± 0,05 mg.L-1 de carbono orgânico total. O estudo foi desenvolvido em escala laboratorial e de batelada e com uso de equipamento para aquisição e análise de imagens. Como principais resultados observados foi visto que: i) para a remoção da matéria orgânica, os tempos de floculação maiores que 12 minutos ou GF mais elevados resultaram num efluente com melhor qualidade. Entretanto, tempo de flotação superior a oito minutos já resultou em um efluente com boa qualidade, especialmente em relação à remoção de turbidez; ii) com tempo de floculação baixo (3 minutos) já foi possível obter eficiência do processo superior a 80%, desde que o GF e a porcentagem de recirculação pressurizada sejam elevados; iii) o aumento da recirculação pressurizada teve maior impacto nas condições com menores tempos de floculação; iv) as distribuições do tamanho de microbolhas de ar foram similares para as quatro recirculações (6, 8, 10 e 12 %); v) O aumento do tempo de floculação produziu flocos com maiores diâmetros médios de Feret; iv) Diâmetros superiores a 170 μm resultaram em maiores eficiências na FAD. Em geral, foi possível concluir que o tamanho das partículas floculadas pôde ser alterado com a alteração dos parâmetros responsáveis pela floculação e esse parâmetro foi fundamental para a eficiência da flotação por ar dissolvido.