Tanques de sedimentação no tratamento de águas residuais: tipos, princípios e guia de design

Tanque de sedimentação

O que é um tanque de sedimentação?

Um tanque de sedimentação é uma estrutura de tratamento que remove partículas suspensas mais densas que a água por meio de decantação por gravidade. É uma das unidades mais utilizadas no tratamento de águas residuais, aplicável em tratamento preliminar, pós{1}}tratamento biológico e tratamento avançado. O princípio da sedimentação é aplicado em:

• Câmaras de areiapara remover impurezas inorgânicas.
• Tanques de sedimentação primáriapara remover sólidos suspensos e outras partículas.
• Tanques de sedimentação secundáriospara separar o lodo ativado do efluente tratado biologicamente.
• Espessamento de tanquespara concentrar o lodo separando a água.
• Tratamento avançadoprocessos onde coagulantes são adicionados ao efluente secundário para remover sólidos residuais em suspensão.

Um tanque de sedimentação consiste em cinco zonas:

1. Zona de entrada: garante distribuição uniforme do fluxo, minimiza curtos-circuitos e turbulências e reduz áreas mortas para melhorar a eficiência do tanque.
2. Zona de Liquidação(Zona de Clarificação): Onde as partículas sedimentáveis ​​se separam das águas residuais.
3. Zona de Lodo: Para armazenamento, concentração e descarga de lodo sedimentado.
4. Zona tampão: Separa as zonas de sedimentação e de lodo para evitar a ressuspensão de partículas sedimentadas devido a distúrbios de fluxo.
5. Zona de saída: Coleta água clarificada enquanto mantém condições de fluxo uniformes.

Como funciona um tanque de sedimentação?

Os tanques de sedimentação operam com base no princípio de que partículas comvelocidade de sedimentação maior que a velocidade do fluxo ascendentede água (ou cujo tempo de sedimentação é inferior ao tempo de retenção hidráulica) se separará do fluxo.

Num tanque de sedimentação ideal, a eficiência do tratamento depende unicamente dataxa de carga superficial(isto é, área de superfície do tanque), não profundidade. A profundidade do tanque só é relevante para armazenamento de lodo, prevenção de erosão e tempo de retenção. No entanto, em tanques práticos de fluxo-contínuo:

• Partículas com velocidades de estabilizaçãoinferior à velocidade do fluxo ascendente(causados ​​pelo transbordamento do açude) são carregados.
• Partículas com velocidades de estabilizaçãoigual à velocidade do fluxo ascendentepermanecem suspensos.
• Apenas partículas com velocidades de sedimentaçãomaior que a velocidade do fluxo ascendenteresolver.

O tempo para as partículas assentarem no fundo está relacionado ao tempo de retenção hidráulica, que é influenciado pela profundidade do tanque. Teoricamente,tanques mais rasos permitem sedimentação mais rápida, que é a base para tecnologias de sedimentação rasa comodecantadores de placa inclinada ou tubo. Uma zona tampão entre as zonas de sedimentação e de lodo evita que as partículas ressuspensas subam ainda mais, promovendo a reinstalação-por meio de colisões de partículas.

Quais são os tipos comuns de tanques de sedimentação? Suas vantagens, desvantagens e aplicações.

Com base na direção do fluxo, os tanques de sedimentação são categorizados em:

1. Tanques de sedimentação de fluxo horizontal
2. Tanques de sedimentação de fluxo radial
3. Tanques de sedimentação de fluxo vertical
4. Assentadores de Placa/Tubo Inclinados(desenvolvido com base na "teoria da profundidade rasa").

As vantagens, desvantagens e aplicações de cada tipo estão resumidas na tabela abaixo: