Jar-Test ou Teste de Jarros

Relatório Técnico da aula prática de Jar – Test

O teste de jarros é um método ainda bastante empregado em nossas Estações de Tratamento de Água, para a determinação das dosagens ótimas dos coagulantes que são usados nas ETAs.

Entretanto este tipo de ensaio vem sendo empregado também para a determinação de parâmetros básicos na elaboração do projeto de uma Estação de Tratamento de Água. Por este ensaio determina-se a condição ótima para floculação de uma água caracterizada pelo tempo e agitação necessária. Para tanto (1) uma vez determinada a dosagem ótima dos coagulantes, deve-se verificar qual o tempo, e qual o gradiente de velocidade ótimo para se flocular a água em estudo. Além disso, deve-se verificar se a floculação obtida fornece uma água que após a sedimentação apresentará uma grande redução de turbidez e cor.

Objetivos

A prática sobre o ensaio de Jar-Test teve como característica o aprendizado, através da simulação do funcionamento das fases de coagulação e floculação de uma ETA utilizando o método dos seis (6) jarros.

O principal objetivo da aula foi verificar qual a concentração de coagulante (sulfato de alumínio) que obteve melhores resultados mediante a um mesmo regime de gradiente de velocidade. Sendo que o mesmo método é aplicado simultaneamente aos seis jarros.

Jar – Test

O “Jar-Test”, ou Teste de Jarros, é um ensaio em feito em bancada, que reproduz as condições do processo de coagulação/floculação da estação de tratamento de água, em busca da condição operacional que resulte na melhor eficiência possível, considerando-se as características da água a ser tratada, com a aplicação de reagentes e controle dos parâmetros envolvidos no processo.

O ensaio pode ser feito para a elaboração de projeto, ou adequação deste a uma nova situação de característica da água, monitoramento e ajuste do processo de tratamento desta, além de teste de eficiência de novos reagentes.

O equipamento de ensaio pode receber o mesmo nome deste (“Jar-Test”), “Turb-Floc”, ou, simplesmente, misturador, que consiste de seis pás capazes de operar com velocidade variável de 0 a 100 rpm (rotações por minuto). Quando se realiza o ensaio, são colocados dois litros de água em cada jarro, ou becker, os quais são dosados com diferentes quantidades de coagulante, simultaneamente, sob agitação máxima (100 rpm), por cerca de um minuto.

Após a mistura rápida para dispersar o coagulante, as amostras são agitadas vagarosamente para a formação dos flocos e, depois, deixa-se decantar. O tempo e intensidade de agitação podem ser variáveis, de modo a reproduzir a situação real da estação de tratamento de água, ou a buscar a melhor condição física operacional, se houver possibilidade de ajuste de tempo de detenção e gradiente de velocidade nas diversas fases de tratamento na estação.

Depois de algum tempo desliga-se o equipamento, aguardando um tempo correspondente ao tempo de detenção na etapa de decantação. São observadas e anotadas, então, a natureza e as características de decantabilidade dos flocos, em termos qualitativos, ou seja, pobre, regular, boa ou excelente. Uma amostra nebulosa indica coagulação pobre, enquanto que a coagulação satisfatória contém flocos que são bem formados, com o líquido apresentando-se claro entre partículas. A menor dosagem que fornece boa remoção de turbidez durante o “Jar-Test” é considerada como a primeira dosagem experimental na operação da estação de tratamento.

Geralmente, a estação de tratamento fornece melhores resultados que um “Jar-Test”, com a mesma dosagem.
Para pesquisas ou estudos especiais, os jarros usados no ensaio podem ser modificados para reproduzirem mais aproximadamente as unidades de mistura construídas nas estações de tratamento.

Tendo em vista a influência das características da água a ser tratada na dosagem de coagulante a ser aplicada, podem ser conduzidos estudos adicionais para a determinação da aplicação ótima de produtos auxiliares de coagulação/floculação, em conjunto com o coagulante primário.

Metodologia

1. Materiais

Jar – Test ou turb-floc: é um equipamento composto de seis jarros com capacidade de dois litros cada, contendo pás ou agitadores em seu interior que são acionados através de mecanismos magnéticos, e que servem para otimizar a mistura dentro de cada jarro. A velocidade de rotação de cada agitador está relacionada com o controle de ajuste em “rpm” (rotações por minuto) e a aplicação do coagulante é feita por tubos de ensaio inter-ligados por uma alavanca propiciando o contato simultâneo do coagulante nos tubos de ensaio com os jarros em questão.

2. Procedimentos

O primeiro estágio após a coleta da amostra é a verificação de sua qualidade através das análises iniciais cor, turbidez e alcalinidade que servem de parâmetros para posterior comparação e conclusão do ensaio.
Com o valor da alcalinidade natural pode-se estimar a concentração do coagulante (sulfato de alumínio) através da seguinte razão:

1 mg de Al2SO4.18H2O consome 0,45 mg/L de alcalinidade natural

Através de uma concentração de sulfato de alumínio inicial de 10g/L, obteve-se a concentração em 50mL de solução: 0,5g de sulfato de alumínio. Para o ensaio diversificou-se as concentrações nos jarros mantendo o mesmo gradiente de velocidade, ou seja, o mesmo regime de rotação.
Como cada becker contém um volume de 2000mL, nos tubos de ensaio o volume de sulfato de alumínio a 10g/L foi diferenciado para que se obtivesse diferentes concentrações do mesmo, obedecendo o seguinte esquema prático:

B1 B2 B3 B4 B5 B6
Vol no tubo de ensaio 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL
Conc. De coagulante 5mg/L 10mg/L 15mg/L 20mg/L 25mg/L 30mg/L

Após organizar os tubos de ensaio em seus respectivos jarros, é necessário colocar 2L de amostra em cada jarro para a realização efetiva do ensaio.

Com o aparato todo montado, através da alavanca, o conteúdo dos tubos de ensaio são despejados simultaneamente em todos o jarros sendo submetidos a rotação máxima (100 rpm) durante um (1) minuto, o que caracteriza a simulação do processo de mistura rápida da calha parshall. Em seguida, reduz-se a rotação para 30 rpm durante um intervalo de 30 minutos, estágio referente a floculação. Após o intervalo acima é necessário um tempo de sedimentação dos flocos de 15 minutos para em seguida fazer a coleta em cada jarro e analisar os parâmetros cor e turbidez.

3. Resultados

Os parâmetros analisados foram cor, turbidez e alaclinidade natural da amostra e seguem descritos a seguir na tabela, antes e depois do ensaio.

• Antes do ensaio:
Cor Turbidez Alcalinidade natural PH
0 6,72 NTU 26 mg/L de CaCO3 8,8
6,9 NTU 7,98
7,39 NTU 7,39
0 7,003 NTU 26 mg/L de CaCO3 8,06

• Após o ensaio:
B1 B2 B3 B4 B5 B6
PH 8,67 7,60 7,42 7,13 6,84 6,61
Turbidez (NTU) 4,16 0,90 0,52 0,73 1,72 0,68

Cada valor acima descrito é uma média entre três medições.

Conclusão

Analisando comparativamente os parâmetros antes do ensaio com os resultados obtidos após o mesmo, pode-se observar que a maior remoção com a menor concentração de coagulante ocorre no jarro 3 que contém 3mL de coagulante a 10g/L, ou seja se encontra à um concentração de 15mg/L de sulfato de alumínio, sendo esta a dosagem ótima, com o menor custo/benefício para o tratamento dessa amostra.

2 comentários em “Jar-Test ou Teste de Jarros

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *