O impacto gerado sobre o processo de flotação por ar dissolvido a partir da imposição de agitação mecânica controlada à etapa de contato entre partículas floculadas e microbolhas de ar

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Lopes, João Pedro Ribeiro Garcia de Paiva
• 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: Dissolved air flotation; Flotação por ar dissolvido; Indução de colisões microbolhas-flocos; Microbubbles-flocs collision induction; Tratamento de água; Water treatment
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-04042022-160032/

Este trabalho de pesquisa teve como objetivo explorar os efeitos que a imposição de agitação mecânica controlada (incremento do gradiente médio de velocidade) durante a etapa de contato flocos - microbolhas de ar, por intervalos de tempo de imposição específicos, pode exercer sobre a eficiência do processo de flotação por ar dissolvido (FAD), com base em investigação experimental em escala de bancada e com uso de instalação com regime de alimentação por batelada (fluxo intermitente), denominada Flotateste. A pesquisa foi segmentada em três etapas sequenciais e interdependentes, concretizadas a partir de água bruta de estudo com turbidez de 6,7 ± 0,3UNT e cor aparente de 48,4 ± 0,9uC, com base na reprodução das condições ótimas de coagulação identificadas por Marega (2020) e valores fixos de pressão de saturação (500,0 ± 10,0kPa) e razão de recirculação (6,0%). Foram variados os valores de gradiente médio de velocidade e intervalo de tempo associados à fase de floculação (Gf e Tf, respectivamente) e à fase de indução mecânica de colisões (GIC e TIC, respectivamente); e velocidade de flotação (Vflot). A execução dos ensaios da Etapa 01 baseou-se na hipótese de início do movimento ascensional dos aglomerados microbolhas-flocos com a conclusão da fase de indução mecânica de colisões, com a exploração de valores de Gf de 75, 130, 160 e 200s-1; Tf de 8 e 12 minutos; GIC de 0, 20, 40, 60 e 80s-1; TIC de 0, 20, 40, 60 e 80s; Vflot de 15, 12 e 9m.h-1. A hipótese adotada para a execução dos ensaios das Etapas 02 e 03 foi a de início do movimento ascensional dos aglomerados concomitantemente à fase de indução mecânica de colisões. Na Etapa 02 foram explorados valores de Gf de 75, 100, 150 e 200s-1; Tf de 12 minutos; GIC de 0, 40, 60, 80, 120 e 160s-1; TIC de 0, 30 e 60s; Vflot de 20, 15 e 10m.h-1. Na Etapa 03 foram explorados valores de Gf de 50, 75 e 100s-1; Tf de 12 minutos; GIC de 0, 40, 60, 80 e 100s-1; TIC de 0 e 5s; Vflot de 20, 15 e 10m.h-1. Dentre os resultados obtidos, foi possível notar que a imposição de agitação mecânica à etapa de contato entre partículas floculadas e microbolhas de ar foi capaz de incrementar ligeiramente a eficiência de clarificação alcançada pelo processo de FAD em alguns casos, com a maioria deles associando-se à imposição de valores de Gf abaixo do ótimo. Assim, a principal constatação alcançada destacou-se como a fundamental importância da otimização das condições de floculação precedendo a flotação, com Gf próximo de 100s-1 e Tf próximo de 12 minutos para o tipo de água preparada para o estudo. Já para casos em que unidades FAD em escala plena estejam operando com baixa eficiência como consequência da aplicação de valores de Gf inferiores ao ótimo, acredita-se que a imposição de valor de GIC (otimizado em Flotateste) na zona de contato do flotador possa configurar-se como opção para incremento de eficiência.