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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-15022023-121517
Document
Author
Full name
Samira Tessarolli de Souza
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2022
Supervisor
Committee
Silva, Jefferson Lins da (President)
Almeida, Maria das Graças Gardoni
Vidal, Delma de Mattos
Title in Portuguese
Desempenho de tubos geotêxteis não tecidos aplicados em Estação de Tratamento de Água
Keywords in Portuguese
Ensaio em escala real
Geossintéticos
Tubos geotêxteis não tecidos
Abstract in Portuguese
Dentre as técnicas de desaguamento disponíveis no mercado, a utilização de tubos geotêxteis tem ganhado espaço devido as vantagens que apresenta em relação as soluções convencionais naturais e mecanizadas. Este sistema é normalmente fabricado a partir de geotêxteis tecidos ou compostos, devido a propriedade de alta resistência. O uso apenas do geotêxtil não tecido é pouco explorado, apesar de apresentar boas propriedades hidráulicas e bom custo-benefício. Este trabalho avaliou o desempenho geométrico, hidráulico e mecânico de dois tubos geotêxteis não tecidos em escala real usados para desaguamento de lodo de uma Estação de Tratamento de Água (ETA). Os tubos foram preenchidos com lodo do decantador da ETA com e sem adição de polímero floculante. Cinco tecnologias de monitoramento foram utilizadas para aquisição dos dados: medidor de vazão, encoder de deslocamento linear por cabo, sensor de ultrassom, rastreamento de laser em perspectiva e Light Detection and Ranging (LIDAR). Foram obtidos os parâmetros geométricos da seção transversal durante os enchimentos e deságues sequenciais, as vazões de entrada no tubo geotêxtil, as características do lodo de entrada e do percolado de saída, as deformações resultantes nos geotêxteis e propriedades do geotêxtil degradado, após o fim dos ensaios. Estes dados foram combinados, de forma a apresentar o desempenho dos tubos e comparados com estimativas de métodos analíticos propostos na literatura, sendo três métodos com base na teoria da membrana, dentre eles um considerando as deformações do geotêxtil. As análises sugerem boa concordância entre os resultados analíticos e experimentais. Os resultados também foram comparados a ensaios de semi-desempenho, para avaliar a aplicabilidade dos ensaios de bancada, onde encontrou-se uma melhor correlação para os ensaios com adição de polímero floculante. A presença de polímero floculante também influenciou diretamente nas condições de desaguamento e na evolução do teor de sólidos na fase de consolidação. A menor resistência a tração oferecida por este tipo de geotêxtil em relação aos tecidos, não se apresentou como um fator limitante à sua utilização, indicando que seu uso deveria ser mais explorado para o desaguamento de lodos de ETA, sempre que uma análise criteriosa conclua que seu uso seja viável.
Title in English
Performance of nonwoven geotextile tubes in a water treatment plant
Keywords in English
Full-Scale Test
Geosynthetics
Nonwoven geotextile tubes
Abstract in English
Among the dewatering techniques available on the market, the use of geotextile tubes has gained ground due to its advantages over conventional natural and mechanized solutions. This system is usually manufactured from woven or composite geotextiles due to their high strength properties. The use of only nonwoven geotextiles is little explored, despite their excellent hydraulic properties and good cost-effectiveness. This work evaluated the geometric, hydraulic and mechanical performance of two full-scale nonwoven geotextile tubes used for dewatering sludge from a Water Treatment Plant (WTP). The tubes received a WTP decanter sludge with and without polymer addition. Five monitoring technologies made the data acquisition: flow meter, cable linear displacement encoder, ultrasound sensor, perspective laser tracking, and Light Detection and Ranging (LIDAR). The data collected were: the geometric parameters of the cross-section during sequential filling and dewatering, the inlet flow rates into the geotextile tube, the characteristics of the inlet sludge and outlet percolate, the resulting deformations in the geotextiles, and properties of the degraded geotextile after the tests over. All this information were combined to present the performance of the tubes and compared with estimates from analytical methods proposed in the literature three methods are based on the membrane theory, among them one considering the deformations of the geotextile. Analyzes suggest good agreement between analytical and experimental results. The results were also compared to semi-performance tests, to evaluate the applicability of the bench tests, where a better correlation was found for the tests with the addition of flocculant polymer. The presence of flocculant polymer also directly influenced the dewatering conditions and the evolution of the solids content in the consolidation phase. The lower tensile strength offered by this type of geotextile in relation to wovens, did not appear to be a limiting factor for its use, indicating that its use should be further explored for the dewatering of WTP sludge, whenever a careful analysis concludes that its use is feasible.
 
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Publishing Date
2023-02-16
 
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