Engenharia sanitária/Sedimentação

Os diferentes tipos de sedimentação correntes no tratamento de águas e efluentes são:

• Partículas discretas (tipo I);
• Partículas floculentas (tipo II);
• Retardada ou zonada (tipo III) ;
• Compressão (tipo IV).

Partículas discretas (tipo I)

A sedimentação de partículas discretas é caracterizada por uma velocidade uniforme de sedimentação. Não existe interação entre partículas no meio. O tipo de partículas que são caracterizadas por este movimento são as de saibro e areia. Não há variação da massa da partícula ao longo do percurso. Trajetória retilínea.

Partículas floculentas (tipo II)

A decantação floculenta é caracterizada por um aumento gradual da velocidade de decantação do corpo em suspensão. Este fenômeno acontece quando os sólidos em suspensão interagem entre si ligando-se por adsorção ao hidróxido do metal em forma de gel(o fenômeno da coalescência não se aplica na floculação), aumentam a sua massa obrigando a uma queda acelerada. Trajetória curvilínea com a concavidade voltada para baixo.Esse mecanismo é denominado de varredura.

Este tipo de decantação acontece na camada superior da decantação primária devido à remoção dos sólidos em suspensão no esgoto bruto, na camada superior de decantadores secundários e na remoção de flocos químicos de águas e efluentes. Este processo é tanto mais acelerado, quando mais densa for a distribuição de partículas em suspensão (existe uma concentração de partículas em suspensão, a partir da qual a decantação torna-se retardada ou zonada).

Para avaliar a capacidade de decantação de um determinado efluente é importante submete-lo a testes em coluna estática de sedimentação. Estas colunas deverão ter uma altura superior a 2,5m para permitir avaliar os fenômenos que acontecem nos decantadores reais. O diâmetro deverá ser de 0,15 m para que o ensaio não seja perturbado pelo efeito de parede que um tubo de diâmetro inferior a este pode provocar.

Retardada ou zonada (tipo III)

A decantação retardada ou zonada é caracterizada por uma diminuição gradual da velocidade de decantação das partículas em suspensão. Este fenômeno deve-se a um aumento de concentração de partículas e devido à perturbação que o movimento de uma partícula provoca na vizinha, retardando o seu movimento. Pode-se então formar um agregado denso de partículas que decantam em conjunto deixando acima deste o líquido com o aspecto de limpo.

Este fenômeno ocorre no manto de lamas (Sludge Blanket) dos decantadores de água floculada ou de decantadores secundários em processos biológicos de tratamento de efluentes.

Compressão (tipo IV)

Este tipo de fenômeno ocorre quando a densidade de partículas é tal que a decantação faz-se por densificação apenas pelo peso das partículas que estão acima e das que vão sendo adicionadas a estas.

É um fenômeno semelhante à consolidação das argilas saturadas, que sofrem adensamento por um aumento de tensões efetivas (tensão entre partículas) e diminuição de tensões neutras (tensão no líquido), através da drenagem progressiva da água intersticial devido ao peso do maciço argiloso. Drenagem essa que é dificultada pelo muito baixo coeficiente de permeabilidade da argila ($k=10^{-9}cm/s$), obrigando a um adensamento bastante lento (vários anos).

Este processo ocorre no fundo dos decantadores secundários e nos espessadores de lamas de tratamento de água ou efluentes.