FLORIANÓPOLIS, SC, OUTUBRO 2004 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS Disciplina: EQA 5517- Laboratório de Engenharia Química Tema: Teste dos Jarros Prática viabilizada pelo Projeto Fungrad 2003-processo no 322/2003 Coordenador: Prof. Hugo Moreira Soares Profs. Ayres Ferreira Morgado, Carlos Alberto Franca Dantas, Técnico de Laboratório Bel em Química e MsC Nilton Cézar Pereira e Mestranda Neiva Campregher De forma abrangente. . Estimar as condições de diluição para os coagulantes. béqueres de 250 e 500 mL. de 1 %. Devido ao grande número de variáveis envolvidas no processo causador da sedimentação destas partículas. As dosagens dos coagulantes variam com o p-H. Os coagulantes e auxiliares de coagulação são preparados na conc.24).00 e 5. água bruta ou efluente industrial aquoso. p.00 mL. modelo 218-1. o teste dos jarros mostrou ser uma alternativa mais rápida e simples de avaliação das condições de sedimentação do que os medidores de potenciais zeta e outras análises físicas e químicas da água (Cohen. Otimizar o p-H exato para a adição dos produtos químicos. A quantidade em ppm de sulfato de alumínio utilizada está na faixa de 10-40 (o teor depende da turbidez). Estimar as condições para a sedimentação livre para o projeto do tanque de sedimentação. poliacrilamida de alto peso molecular (PAM). Teoria:A maior dificuldade encontrada nos sistemas de decantação é o controle da coagulação-floculação e sedimentação das partículas de tamanho na faixa coloidal.117). medidor de p-H Reagentes: Sulfato de Alumínio (Alumem). Estudar os efeitos da mistura rápida na energia de mistura. provido de seis frascos de 0l L cada. Avaliar os efeitos do reciclo do lodo. auxiliares de decantação (NaOH. Vidraria: pipetas de 1. os resultados do teste dos jarros poderão ser utilizados em (ABTCP.).2 OBJETIVOS: Determinar a dosagem ótima e mínima e o p-H ótimo de coagulante para o tratamento de água e efluentes aquosos. Estudar as condições para os tempos exatos para mistura e consumo energético de agitação (mistura rápida e floculação). HCl. Otimização do ponto de adição dos auxiliares de coagulação. Equipamentos: JAR Test marca Ética. iluminação fluorescente . p. 1994): Seleção do coagulante principal. munido de agitador. Estes dados subsidiam no projeto e são essenciais na operação dos decantadores para a melhor combinação de produtos químicos que produzirão a qualidade final desejada da água ou efluente clarificado. provetas de 200 mL. a quantidade de polieletrólito de 1-15 ppm (Santos Filho. Comparação entre auxiliares de coagulação. alcalinidade. A dose escolhida de coagulante no primeiro teste será inferida. impurezas em suspensão e em dissolução. O normal da floculação é ser feita em 10 a 15 minutos com agitação moderada. floculação e decantação. demonstrou ser o teste dos jarros um método de acompanhamento e controle eficaz no dia a dia da operação das condições de sedimentação. Conforme disse. a seguir. a adição do coagulante apropriado faz com que as partículas aglomerem através do estabelecimento de contato entre elas. o ensaio poderá ser repetido usando-se acréscimos menores de um jarro para outro em torno do valor estabelecido no primeiro ensaio. No entanto. coloca-se quantidades crescentes de coagulante. que significa formar um flóculo ou um ajuntamento de partículas semelhante a um feixe de partículas fibrosas e porosas (como um feixe de lã).3 turbidez. a partir da tabela II. No segundo teste. os quais. que estarão propícias a realizar a etapa seguinte de floculação. normalmente é provocado por dispositivos hidráulicos como os ressaltos hidráulicos (ex. calha Parshall). de acordo com a turbidez da água. será aquela que forneça. temperatura da água. As fases do ensaio do teste dos jarros correspondem na prática as três etapas do processo: dispersão rápida do coagulante (coagulação). A quantidade de corretivo de p-H . podem ocorrer situações onde é preciso ter de 20 a 60 minutos de floculação. Esta adição provoca uma desestabilização das partículas através da redução do potencial zeta (forças que provocam a separação das partículas). Neste teste será escolhido a dose ótima e o p-H que forneceu boa floculação por comparação visual. A quantidade exata de coagulante a ser determinada e o p-H ótimo para que ocorra esta sedimentação será determinada pela adição de quantidades crescentes do coagulante num p-H predeterminado. onde se espera de 10 a 20 minutos para que os flocos formado sedimentem sem haver o seu rompimento devido ao cisalhamento. A floculação deriva do verbo Latino floculare. O processo da coagulação feito sob condições de forte agitação ocorre num curto intervalo de tempo (30 a 60 segundos).0. No teste dos jarros esta etapa é feita sem agitação. estarão em diferentes p-H. p-Hs entre 5. Num primeiro teste. Mecanismo da coagulação: o termo “coagulação”. Nas estações de tratamento. A etapa da aglomeração das partículas é feita após a coagulação na fase de mistura rápida. para o ótimo pela adição do . A última etapa é a sedimentação. Numa estação de tratamento de água ou de efluente a contínua variação nestas variáveis. Ocorre nesta etapa a formação de partículas de tamanho submiscroscópico. A coagulação descreve o efeito produzido pela adição de um produto químico a uma dispersão coloidal. que significa juntar. Com o objetivo de fixar a maneira mais exata da dose do coagulante. a turbulência. deriva da palavra Latina coagulare.5-9. adicionaremos quantidades de coagulante nos béqueres de acordo com a turbidez da água. corrigindo o p-H em cada béquer para o p-H ótimo determinado no primeiro ensaio. onde ocorre alto cisalhamento. auxiliares de coagulação e coagulante. Tab. as quais são colocadas a girar lentamente. Conc. este deverá ser adicionado em seguida ao sulfato de alumínio. Este p-H é o p-H ótimo para a decantação. a seguir. deve ser obedecida a ordem de colocação dos reagentes conforme é feita nas estações de tratamento: corretivo do p-H. compondo uma folha de resultados como o mostrado pela tabela 2. Caso tenhamos a adição de auxiliar de coagulação (polieletrólito do tipo PAM). . Nos copos são mergulhadas as palhetas do agitador. Esta etapa nas estações de tratamento é denominada de mistura rápida.1 Resultados da dose ideal de coagulante e p-H ótimo coagulante auxiliar de Corretivo do p-H após a coagulação p-H (NaOH) coagulação Béquer ou HCl Vol. diminui-se a agitação para 0. em cada copo do Jar test. Em seguida. Terminados este tempo. Verifica-se então em que copo com quantidade de coagulante produziu boa decantação. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL1. e. Anotar o valor: p-H da água bruta. Mede-se o p-H desta água bruta com o medidor de p-H. do béquer 1 ao béquer 6. deixando nesta faixa por 15-20 minutos.Terminado o período de agitação rápida. 2. Adiciona-se quantidades crescentes de coagulante. ou seja. quantidades diferentes de corretivo do p-H. A dose de coagulante usada neste copo é a que deverá ser empregada para o tratamento da água (quantidade econômica para a decantação) e que será usada no teste seguinte para a determinação do p-H ideal. a mesma quantidade de coagulante. sob agitação vigorosa (0. Repetir o mesmo procedimento que o anterior.Primeiro teste coloca-se amostra de água ou efluente 1 (hum) litro. Conc. deverá ser adicionados os produtos coagulantes (e corretivo de p-H) simultaneamente (etapa de geração dos núcleos de flocos).3 m/s.Os resultados comporão uma planilha de acordo com a tabela 1.9 m/s) durante 01 minuto. Vol. De preferência. 01 02 03 Resultado final (aval. para favorecer o crescimento dos flocos. onde a água se apresenta mais clarificada.4 corretivo de p-H. Conc. para manter a suspensão em condições equilibradas. Vol. desliga-se o aparelho e aguarda-se por 8 a 10 minutos. Adiciona-se em cada béquer. verificando no final qual o p-H que forneceu melhores condições de decantação (maior volume de precipitado) e sobrenadante mais claro. tempo necessário para que a maior parte dos flocos formados possam decantar.visual) . 1982 O coagulante mais estudado e empregado na clarificação de águas e espessamento de efluentes é o sulfato de alumínio. Tabela 3. 1982 Tabela 2. Na tabela 3. a seguir. p-H Coagulante mL 01 02 03 04 05 06 Adaptado de: Dias e Hickel. tem-se dados valores médios a ser empregados de sulfato de alumínio em função da turbidez da água. Valores estimados para a adição de sulfato de Al como coagulante em águas em função de sua turbidez Coagulante (mg/L) Turbidez Mínimo Médio Máximo 10 5 10 17 15 8 14 20 20 11 17 22 40 13 19 25 60 14 21 25 80 15 22 30 100 16 24 32 150 18 27 37 200 19 30 42 300 21 36 51 400 22 39 62 500 23 42 70 Adaptada de:Westphal Verani. ENQ/UFSC. ENQ/UFSC. Resultados da quantidade mínima para a clarificação Béquer Amostra de água ou efluente. 1982 mg/L p-H Aspecto da clarificação .5 04 05 06 Adaptado de: Dias e Hickel. Dias & Hickel. F. Dias & Hickel. 1982 2.COHEN. São Paulo. Águas Naturais –apostila ENQ/UFSC. estimativas de Hazen para águas turvas Turbidez Sulfato de Al Turbidez Sulfato de Al (mg/L) (mg/L). SANTOS. J..A. 1999 7. Madrid. L. Teste dos Jarros..ABTCP. Tabela 4. RJ. 1986 6. 1975 4. a seguir. 10 a 12 de Maio de 1994. HICKEL. ENQ/UFSC. preparado por: AWWA. 70 78 84 90 95 105 . H. A... W. SP. ARAÚJO. 50 12 400 42 100 17 500 49 150 22 600 55 200 27 700 60 250 31 800 64 300 34 900 67 Adaptado de: Westphal Verani. Editora Nobel. Editado por: Drew Produtos Químicos LTDA.6 Na tabela 4. Curso : O uso do potencial zeta na indústria de papel. R. G. em: Control de Calidad y Tratamiento del Agua.Et al.M. Drew Princípios de Tratamento de Água Industrial. J.... em: Química Tecnológica Geral B (mimeografado).. SP. MORGADO. D. tem-se as estimativas feitas por Hazen de turbidez para águas turvas e as necessidade de sulfato de alumínio para corrigi-las. HANNAH.A. Tecnologia de Tratamento de água. S. DIAS.A.. WESTPHAL VERANI.. CAPELLINE. McGRAW-HILL. Turbidez 1000 1250 1500 1750 2000 2500 Sulfato de Al (mg/L). 1982 REFERÊNCIAS 1.Coagulacion y Floculacion. 1981 5. . F.