Disciplina Curricular
Operações Unitárias em Estações de Tratamento PSep
Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente - MEAmbi 2008
Contextos
Grupo: MEAmbi 2008 > 2º Ciclo > Tronco Comum
Período:
Peso
4.5 (para cálculo da média)
Objectivos
Familiarizar os alunos com alguns Processos de Separação sólido / fluido, que são relevantes para a compreensão e inovação no funcionamento de ETAR’s e na desidratação de lamas. Objectivos específicos a atingir: • Compreender os fenómenos físicos que fundamentam os processos de separação estudados • Compreender a importância das operações unitárias em ETARs • Escolher as operações adequadas ao efluente a tratar • Analisar dados de efluentes e a compreender a sua influência nas operações unitárias necessários ao seu tratamento • Aplicar os conceitos apreendidos no dimensionamento de equipamento • Avaliar a adequação das operações unitárias em ETARs
Programa
- Separação de partículas sólidas. Introdução à peneiração, elutriação e sedimentação. - Séries de peneiros. Tipos de peneiração. Apresentação dos resultados de peneiração. - Tipos de separação sólido - líquido. Métodos de medição do tamanho de partículas. - Caracterização de partículas. Fatores de forma e esfericidade. Sistemas de partículas Diâmetros médios. - Movimento de partículas em fluidos. Força de atrito. Expressões analíticas e gráficas para a determinação quer da força de atrito, quer do coeficiente de atrito em vários regimes no número de Reynolds. Estabelecimento das equações da velocidade de queda de partículas num fluido. Metodologia para a determinação da velocidade de queda (ou de diâmetro). Método de Heywood e de Brown. Correções à velocidade limite de queda: Efeito de parede e efeito de fundo. - Cálculo da velocidade de sedimentação de suspensões. Método de Robinson, Método de Steiner e Método de Richardson e Zaki. - Decantadores / sedimentadores - Potencial Zeta de uma partícula no seio de uma fase aquosa. Interações entre partículas carregadas. Formação de agregados. Uso de electrólitos. Coagulantes e floculantes. - Métodos utilizados para o dimensionamento de decantadores: Coe-Clevenger, Kynch, Talmadge e Fitch e Roberts. - Descrição de vários tipos de decantadores. - Movimento de fluidos em leitos granulares. Perda de carga em leitos porosos. Relações entre a permeabilidade e a forma das partículas. Correlações de Kozeny, Carman, Sawistowsky e Ergun, entre o fator de atrito e o número de Reynolds. Efeito de parede no escoamento de um fluido num leito de diâmetro reduzido. Perdas de carga em leitos horizontais e verticais. - Método de Brownell para o estudo da perda de carga através de um leito de sólidos. - Tipos de enchimento de colunas. - Fluidização. Balanços de forças no início da fluidização. Descrição do fenómeno. Correlações relevantes para o dimensionamento de uma coluna de fluidização. - Filtração. Articulação entre a Filtração e a Decantação. Meio filtrante. Auxiliares de filtração: propriedades relevantes, materiais utilizados e modos de aplicação. - Modelação do Processo da filtração (formação do bolo). Conceito de resistência específica. Equações de filtração a caudal constante e a pressão constante. Equação da filtração a pressão constante, descontando o tempo de filtração a caudal constante. - Equipamento de Filtração. - Adsorção. Poluentes orgânicos em águas residuais urbanas e relevância dos poluentes emergentes. Adsorção: conceitos básicos e sua aplicação em ETARs. Apresentação de alguns adsorventes mais comuns. Caracterização dos adsorventes. - Fundamentos da adsorção: balanço de massa, cinética de adsorção, cinética de transferência de massa, equilíbrio. Equações de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Astakhov. Resolução dos problemas de equilíbrio pelos métodos analítico e gráfico. Adsorvedores dinâmicos: curvas de rutura, ponto de rutura e frente de adsorção. Processos contínuos e descontínuos. Métodos de aplicação e carvão activado em ETARs com utilização de carvão em pó e granulado.
Metodologia de avaliação
Nota final – 0,85 Exames/testes + 0,15 Laboratórios. É obrigatório ter avaliação positiva na parte laboratorial.