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1. Introduo ao Tratamento de gua
3. O excesso de impurezas na gua, de natureza qumica ou biolgica, pode causar srios danos sade humana e s suas atividades econmicas
Indispensvel a caracterizao da gua (fsica, qumica, biolgica e radioativa da gua), indicar:
Quo impactado est o manancial
Em que classe de qualidade de gua est includo
Quais as restrio ao uso desse manancial
Qual tecnologia de tratamento ser mais adequada em funo dos usos da gua
5. Caractersticas Fsicas Relacionadas principalmente com o aspecto esttico da gua
Cor: resulta da existncia na gua, de substncias em suspenso. Esta caracterstica acentuada quando h, na gua, presena de matria orgnica, de minerais como o ferro e o mangans ou de despejos coloridos contidos em esgotos industriais.
Turbidez: causada pela presena de materiais em suspenso na gua, tais como, partculas insolveis de solo, matria orgnica e organismos microscpicos.
Sabor e Odor: resultam da presena, na gua, de alguns compostos qumicos (como: sais dissolvidos produzindo sabor salino; alguns gases resultando em maus odores) ou de substncias, tais como a matria orgnica em decomposio, ou ainda, de algas ? associadas s impurezas qumicas ou biolgicas da gua.
podem prejudicar alguns usos da gua: industrial, por exemplo
As impurezas fsicas podem prejudicar alguns usos da gua, como por exemplo: a cor e a turbidez podem tornar a gua imprpria ao consumo, pelo aspecto esttico, ou por manchar roupas e aparelhos sanitrios. A cor pode tornar o lquido indesejvel para o uso em industriais de produo de bebidas e de outros alimentos ou de fabricao de louas e papis, ou ainda, em indstrias txteis. A gua com sabor e odor acentuados rejeitada para consumo domstico ou pode causar problemas ao organismo humano, dependendo dos compostos qumicos presentes. J a turbidez acentuada em guas de mananciais, impede a penetrao dos raios solares e a conseqente fotossntese, causando problemas ecolgicos para o meio aqutico. As impurezas fsicas podem prejudicar alguns usos da gua, como por exemplo: a cor e a turbidez podem tornar a gua imprpria ao consumo, pelo aspecto esttico, ou por manchar roupas e aparelhos sanitrios. A cor pode tornar o lquido indesejvel para o uso em industriais de produo de bebidas e de outros alimentos ou de fabricao de louas e papis, ou ainda, em indstrias txteis. A gua com sabor e odor acentuados rejeitada para consumo domstico ou pode causar problemas ao organismo humano, dependendo dos compostos qumicos presentes. J a turbidez acentuada em guas de mananciais, impede a penetrao dos raios solares e a conseqente fotossntese, causando problemas ecolgicos para o meio aqutico.
6. Caractersticas Fsicas Turbidez
Deve-se presena de matria particulada em suspenso na gua (matria orgnica, fitoplncton e outros organismos microscpicos)
Expressa de forma simplificada, a transparncia da gua
A turbidez da gua bruta: um dos principais parmetros para a seleo da tecnologia de tratamento
Turbidez deve ser baixa para que a desinfeco seja eficiente
7. Caractersticas Fsicas
8. Caractersticas Fsicas
9. Caractersticas Qumicas da gua guas naturais tendem a apresentar pH proximo a neutralidadeguas naturais tendem a apresentar pH proximo a neutralidade
10. Caractersticas Qumicas da gua
11. Caractersticas Qumicas da gua
12. Caractersticas Qumicas da gua
13. Caractersticas Qumicas da gua
14. Caractersticas Qumicas da gua
15. Caractersticas Qumicas da gua
16. Caractersticas Qumicas da gua
17. Caractersticas Qumicas da gua
18. Caractersticas Qumicas da gua
20. Caractersticas Qumicas da gua
21. Caractersticas Biolgicas da gua Entre os organismos que podem ser encontrados na gua:
Algas:
Importantes para o equilbrio ecolgico
Podem:
formar camada de lodo
Liberar compostos orgnicos txicos ou que produzem sabor e odor desagradveis
Formar camada de algas na superfcie dos reservatrios
Entupir filtros de areia, causar corroso de estruturas, etc.
Microorganismos patognicos
So introduzidos na gua junto com a matria fecal de esgotos sanitrios. Podem ser de vrios tipos: bactrias, vrus, protozorios e vermes.
Possuem sobrevivncia limitada no meio
Sua existncia mostrada atravs de indicadores da presena de matria fecal no lquido
As bactrias usadas como indicadores de poluio da gua por matria fecal so os coliformes
22. Caractersticas Radiolgicas A radiao ambiental origina-se de fontes naturais e daquelas produzidas pelo homem
Materiais radioativos:
Naturais: urnio
De origem antropognica (uso mdico ou industrial)
23. Caracterizao da gua a quantificao das impurezas de natureza fsica, qumica, biolgica e radiolgica presentes na gua
A partir do conhecimento das impurezas presentes na gua se define com segurana a tcnica mais adequada para o tratamento
tambm por meio da caracterizao que se avalia se o tratamento foi satisfatrio e se a gua distribuda segura
24. Caracterizao da gua Definio de parmetros:
Objetivo do monitoramento da qualidade da gua
Plano de amostragem:
Assegurar a representatividade e a validade das amostras coletadas e analisadas em laboratrio. Devem ser rplicas do ambiente fsico (concentrao dos componentes)
Evitar excesso ou escassez de dados (banco de dados)
Pontos de amostragem
Periodicidade
26. OD Representa a quantidade de oxignio molecular dissolvido na gua
Expresso normalmente em mg/L ou percentual de saturao
27. DBO Parmetro mais usual de indicao da poluio da matria orgnica
A determinao envolve a medida do OD utilizado pelos microorganismos na oxidao bioqumica da matria orgnica
Expressa em mg/L
Est relacionado com matria orgnica biodegradvel
empregada na determinao da quantidade aproximada de oxignio que ser necessria para oxidar biologicamente a matria orgnica presente na gua
28. DQO Possibilita a determinao mais rpida da demanda de uma amostra de gua que a DBO
Representa a quantidade de oxignio necessrio para oxidao da matria orgnica atravs de um agente qumico
Parmetro utilizado no monitoramento de sistemas de tratamentos de efluentes e na caracterizao de efluentes industriais
Est relacionado com matria orgnica total (biodegradvel e no-biodegradvel)
A diferena entre a DBO e a DQO:
DQO: oxidao da matria orgnica e outros compostos atravs de reagentes qumicos
DBO: a oxidao realizada por microorganismos
29. Estimativa da poluio DBO5 ?
guas limpas ? DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l;
guas poludas ? vrias dezenas de miligramas;
Esgoto domstico ? chega a 300 mg/l; A DBO o oxignio que vai ser respirado pelos decompositores aerbios para decomposio completa da matria orgnica dissolvida na gua
Medio do potencial poluidorA DBO o oxignio que vai ser respirado pelos decompositores aerbios para decomposio completa da matria orgnica dissolvida na gua
Medio do potencial poluidor
30. Carga poluidora (ou carga de DBO) DBO5 ? d uma idia do grau de poluio;
Representa a quantidade de oxignio que vai ser requerida do corpo dgua na unidade de tempo;
CP = Concentrao (DBO5) x Vazo
Supervit ou dficit de oxignio;
31. Equivalente populacional Poluio orgnica ? f (quantidade mdia de detritos produzidos diariamente por uma pessoa) ~ 54 g/hab.d
Permite saber de antemo qual o potencial poluidor da indstria mesmo antes de sua instalao
EP ? corresponde carga poluidora ou carga de DBO5 produzida por uma pessoa diariamente. Permite saber de antemo qual o potencial poluidor de indstria, mesmo antes de sua instalaoPermite saber de antemo qual o potencial poluidor de indstria, mesmo antes de sua instalao
36. gua para Abastecimento
38. Processos de Tratamento da gua
39. Aerao As guas naturais normalmente apresentam gases dissolvidos (oxignio, nitrognio e gs carbnico)
guas com elevados teores de gs carbnico apresentam caractersticas de agressividade (corroso) e as que apresentam gs sulfdrico so prejudiciais
um processo no qual a gua colocada com o ar de forma a transferir substncias solveis do ar para a gua para se obter o equilbrio satisfatrio entre os teores das mesmas
A aerao somente se justifica nos casos em que as guas a tratar apresentarem carncia ou excesso de gases e substncias volteis intercambiveis.
40. Aerao Objetivos:
Remoo de de gases dissolvidos em excesso nas guas e de substncias volteis, como: gs carbnico, cido sulfrico, substncias aromticas, excesso de cloro e metano
Introduo de gases nas guas:
Oxignio para oxidao de compostos ferrosos e manganosos
Aumento dos teores de oxignio e nitrognio dissolvido na gua.
Geralmente o processo se aplica em guas que no esto em contato com o ar (guas subterrneas, guas captadas em galerias de filtrao, proveniente do fundo de grandes represas)
Tipos de aeradores:
De cascata: instalaes pequenas (vazes no muito elevadas)
De tabuleiros: mais indicados para a adio de oxignio e oxidao de compostos ferrosos ou manganosos
De repuxo: mais eficiente, podendo ser aplicado em grandes instalaes
Gs carbnico: torna a gua agressiva; cido sulfdrico: prejudica esteticamente a gua; subst. Aromticas volteis e excesso de cloro e metano: causa, ordor e sabor
Um aerador de repuxo compreende tubulaes sobre um tanque de coleta de gua dotada de uma srie de bocais de aspersoGs carbnico: torna a gua agressiva; cido sulfdrico: prejudica esteticamente a gua; subst. Aromticas volteis e excesso de cloro e metano: causa, ordor e sabor
Um aerador de repuxo compreende tubulaes sobre um tanque de coleta de gua dotada de uma srie de bocais de asperso
41. Aerador tipo cascata
42. Coagulao processo atravs do qual os coagulantes so adicionados gua, reduzindo as foras que tendem a manter separadas as partculas em suspenso
43. Objetivos da coagulao/floculao Remoo da turbidez orgnica ou inorgnica que no sedimenta rapidamente
Eliminao de bactrias e vrus e organismos patognicos susceptveis de serem separados por coagulao
Destruio de algas e plncton em geral
Eliminao de substncias produtoras de cor e sabor e de precipitados qumicos
Remoo de fosfatos
44. Mistura Rpida Coagulao:
Contaminantes orgnicos e inorgnicos presentes na gua geralmente esto associados a partculas suspensas ou dissolvidas que podem requerer a coagulao qumica da gua a fim de facilitar a remoo dessas impurezas
Mistura rpida:
Tem a finalidade de promover a disperso do coagulante gua
Para as reaes: necessidade de disperso do coagulante em toda a gua em um tempo muito curto
Coagulantes: sulfato de alumnio, sulfato ferroso, sulfato ferroso clorado, sulfato frrico, cloreto frrico,etc.
Se no for feita corretamente, comprometimento das unidades de jusante
Aumentar a dosagem do coagulante no suficiente para melhorar a coagulao
Misturadores hidrulicos e mecnicos
A unidade de mistura rpida deve ficar o mais prximo possvel dos tanques de floculao
Operao unitria que consiste em distribuir rpida e homogeneamente um coagulante ou outro reagente qumico na gua a ser tratada, utilizando-se energia hidrulica, mecnica ou outro meio. Trata-se de um procedimento puramente fsico que tem a finalidade de garantir a uniformidade do tratamento de toda a massa de gua, antes que as reaes qumicas se completem.Operao unitria que consiste em distribuir rpida e homogeneamente um coagulante ou outro reagente qumico na gua a ser tratada, utilizando-se energia hidrulica, mecnica ou outro meio. Trata-se de um procedimento puramente fsico que tem a finalidade de garantir a uniformidade do tratamento de toda a massa de gua, antes que as reaes qumicas se completem.
45. Sistema Hidrulico Mais utilizados: Calha Parshall e queda dgua originria de vertedouros
Primeiros dispositivos: disperso atravs do ressalto hidrulico
Variaes atravs de:
Canais retangulares (por mudana brusca de declividade)
Vertedores
Calhas Parshall:
mais aplicados nas ETAs
Alia a medio da vazo com adequada disperso do coagulante
48. Floculao ou Mistura Lenta Os floculadores so unidades para promover agregao de partculas formadas na mistura rpida
Impurezas se agregam, formando flocos
Os flocos se aderem se tornando pesados
Posteriormente separados da gua nas unidades de decantao e filtrao
Existem dois sistemas bsicos de floculao:
O sistema hidrulico: utiliza a energia hidrulica disponvel, sendo a mesma dissipada pela gua em cmaras com chicanas. A gua efetua um movimento sinuoso dentro da unidade.
O sistema mecnico: utiliza a energia mecnica externa, a qual dissipada pela gua em tanques apropriados
VIII.5. 2. Mistura lenta ou Floculao O fundamento da mistura lenta, tambm chamada de floculao a formao de flocos sedimentveis de suspenses finas atravs do emprego de coagulantes. A floculao tem por finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as impurezas das guas e os flocos que se formam pela reao do coagulante, pois os flocos at ento foramdos bem como as impurezas ainda dispersas no tm peso suficiente para se sedimentarem por peso prprio.
Depois da adio do sulfato de alumnio, a gua chega aos floculadores, onde pode recebe cloro para uma desinfeco preliminar e polieletrlito, um produto qumico que vai ajudar na floculao. Os flocos formados tm aspecto gelatinoso o que facilita o agregamento de partculas na superfcie do floco original. Com esses encontros e ao longo do tempo os flocos aumentam de tamanho (acima de 1 mm de dimetro) e tornam-se mais sedimentveis na fase seguinte, a decantao. Os seguintes parmetros intervm no processo:
velocidade de escoamento (m/s);
tempo de deteno (minutos);
gradiente de velocidade (s-1).
A velocidade de escoamento deve ser maior que 0,10 m/s para evitar a sedimentao de flocos no prprio floculador. Por outo lado no pode ser muito elevada para no quebrar ou romper os flocos j formados. Uma grandeza fundamental no dimensionamento hdrulico de floculador o tempo de deteno, que depende, inclusive, muito da temperatura da gua. No Brasil costuma-se trabalhar valores de 15 a 20 minutos.VIII.5. 2. Mistura lenta ou Floculao O fundamento da mistura lenta, tambm chamada de floculao a formao de flocos sedimentveis de suspenses finas atravs do emprego de coagulantes. A floculao tem por finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as impurezas das guas e os flocos que se formam pela reao do coagulante, pois os flocos at ento foramdos bem como as impurezas ainda dispersas no tm peso suficiente para se sedimentarem por peso prprio.
Depois da adio do sulfato de alumnio, a gua chega aos floculadores, onde pode recebe cloro para uma desinfeco preliminar e polieletrlito, um produto qumico que vai ajudar na floculao. Os flocos formados tm aspecto gelatinoso o que facilita o agregamento de partculas na superfcie do floco original. Com esses encontros e ao longo do tempo os flocos aumentam de tamanho (acima de 1 mm de dimetro) e tornam-se mais sedimentveis na fase seguinte, a decantao. Os seguintes parmetros intervm no processo:
velocidade de escoamento (m/s);
tempo de deteno (minutos);
gradiente de velocidade (s-1).
A velocidade de escoamento deve ser maior que 0,10 m/s para evitar a sedimentao de flocos no prprio floculador. Por outo lado no pode ser muito elevada para no quebrar ou romper os flocos j formados. Uma grandeza fundamental no dimensionamento hdrulico de floculador o tempo de deteno, que depende, inclusive, muito da temperatura da gua. No Brasil costuma-se trabalhar valores de 15 a 20 minutos.
53. A coagulao/floculao inadequada causa:
Consumo excessivo de floculantes
Diminuio do rendimento da ETA devido a obstruo nos filtros ocasionada por flocos de baixa velocidade de sedimentao
Maior frequencia de lavagem dos filtros
Aumento de perdas de gua na produo
54. Decantao um processo dinmico de separao de partculas slidas suspensas nas guas. Essas partculas, sendo mais pesadas do que a gua, tendero a cair para o fundo com certa velocidade (velocidade de sedimentao)
As partculas que no so removidas (por tamanho ou por densidade), devem ser removidas na filtrao
Finalidades:
Remoo de areia (caixa de areia)
Remoo de partculas sedimentares finas, sem coagulao (pr-sedimentao, raro)
Reteno de flocos (aps coagulao): caso mais frequente em ETAs destinadas purificao pelos processos de coagulao, decantao e filtrao
Remoo de impurezas antes de enviar aos filtros
55. Decantao Classificao:
Em funo do escoamento da gua:
Decantadores de escoamento horizontal
Decantadores de escoamento vertical
Em funo com as condies de funcionamento:
Decantadores do tipo clssico ou convencional: recebem a gua j floculada e nos quais se processa apenas a sedimentao
Decantadores com contato de slidos: unidades mecanizadas que promovem simultneamente a agitap, a floculao e a decantao
Decantadores com escoamento laminar (tubulares ou de placas): so mais recentes, com maior eficincia
57. Decantador de alta taxa As pesquisas dos engenheiros sanitaristas em busca de novas tcnicas, visando a reduo dos custos de implantao, manuteno e sobretudo o aperfeioamento das ETA, resultaram no desenvolvimento dos mdulos de decantao tubulares ou decantadores com regime laminar e tambm chamados de decantadores de alta taxa. Utilizando ento, perfis tubulares, os projetistas tm sido muito bem sucedidos na reduo do tempo de deteno da gua floculada nos decantadores. As pesquisas dos engenheiros sanitaristas em busca de novas tcnicas, visando a reduo dos custos de implantao, manuteno e sobretudo o aperfeioamento das ETA, resultaram no desenvolvimento dos mdulos de decantao tubulares ou decantadores com regime laminar e tambm chamados de decantadores de alta taxa. Utilizando ento, perfis tubulares, os projetistas tm sido muito bem sucedidos na reduo do tempo de deteno da gua floculada nos decantadores.
58. Filtrao Processo de separao slido-lquido envolvendo fenmenos fsicos, qumicos e, s vezes, biolgicos. Visa a remoo das impurezas da gua por sua passagem atravs de um meio poroso (filtrante). Existem dois tipos principais de filtrao:
Estaes Clssicas ou convencionais:
Mistura rpida ? floculao ? decantao ? filtrao
Estao do tipo filtrao direta:
Mistura rpida ? floculao ? filtrao
Turbidez no pode ser elevada
Cor que permita dosagens baixas de coagulante
59. Filtrao Filtrao lenta: quando a velocidade com que a gua atravessa o leito filtrante baixa.
Imita processo de purificao natural
muito usada, ainda, principalmente em pequenas cidades
No necessita de energia eltrica e de produtos qumicos
Equipamentos e aparelhos mais simples
Presena de pelcula biolgica (pele de filtro) ? plncton, protozorios, bactrias, etc. responsveis pela digesto e degradao da matria orgnica contida na gua
Filtrao rpida (filtro rpido): quando a velocidade com que a gua atravessa o leito filtrante elevada.
60. Filtrao lenta
61. Filtrao Filtros ascendentes:
Constitudos por camada espessa de areia (2m) mais uma camada de seixos rolados (~60 cm)
Lavagem realizada com velocidade suficiente para expandir a areia
Cuidados no esgoto da lavagem
62. Filtrao Filtros descendentes:
Mais utilizados em estaes convencionais
A gua a filtrar introduzida na parte superior do filtro e percola no sentido vertical at o reservatrio de gua filtrada
A lavagem ocorre no sentido inverso
63. Desinfeco o processo de tratamento que visa a eliminao dos germes patognicos eventualmente presentes na gua
Os desinfetantes devem atender a certos requisitos:
Destrurem os organismos patognicos
No serem txicos aos seres humanos
Custo razovel
Medio rpida
Ao residual
Principais:
Cloro
Ozona
Ultravioleta
64. Desinfeco Mais largamente utilizado o cloro:
Facilmente disponvel como gs, lquido ou slido
barato
fcil de aplicar devido sua alta solubilidade
Deixa um residual em soluo, de concentrao facilmente determinvel
capaz de destruir a maioria dos microorganismos patognicos
Desvantagens:
O cloro um gs venenoso e corrosivo
Pode causar problemas de gosto e odor
65. Desinfeco Oznio:
Oxidao da matria orgnica, produzindo ozonidas e CO2
Alvejamento e melhoria da cor
Reduo dos teores de ferro e mangans
Remoo de certas substncias biodegradveis
No afetado pela presena de amnia como o cloro
Agente poderoso, de ao rapidssima
Mais eficiente que o cloro na remoo de esporos, cistos de amebas
Desvantagem: residuais obtidos no so persistentes, desaparecem em pouco tempo
66. Desinfeco Ultravioleta
Envolve a exposio de um filme de gua luz ultravioleta produzida por lmpadas de vapores de mercrio com bulbo de quartzo
As lmpadas produzem luz ultravioleta com 25-30% de energia dentro da regio espectral de 2537 A (dentro de zona de ao bactericida)
Grande custo de operao e manuteno
Resume-se a pequenas instalaes de uso domiciliar ou comunitrio e usos industriais
67. Flor adicionado na forma de cido fluorsilcico, fluorsilicato de sdio, fluoreto de sdio ou fluoreto de clcio, para agir preventivamente contra a decomposio de esmalte nos dentes. Fluoretao
68. Tcnicas de Tratamento de gua Etapas do tratamento:
Clarificao (processo primrio: coagulao, decantao e filtrao)
Desinfeco
Fluoretao
Estabilizao qumica
A combinao de processos e operaes unitrias do origem ao que se chama Tcnicas de Tratamento de gua
69. Tcnicas de Tratamento da gua Filtrao lenta:
Tratamento por processo biolgico
Sem coagulante qumico + menor frequncia de limpeza dos filtros
Requer espaos grandes
Comunidades rurais
Taxas de filtrao: 3 a 6 m3m-2d-1
70. Tcnicas de Tratamento da gua Filtrao direta:
Inclui as tcnicas em que os filtros rpidos so as nicas unidades destinadas remoo de slidos presentes na gua e nas quais a gua bruta coagulada antes de ser encaminhada s unidades de filtrao
Filtrao direta descendente
Filtrao direta descendente com floculao
Filtrao direta ascendente
Dupla filtrao
Taxas de filtrao: 120 a 360 m3m-2d-1
Filtros lavados em intervalos de 20 a 50 horas ou menos
75. Tcnicas de Tratamento de gua Tratamento convencional
Aqui, aps a coagulao, a gua sempre floculada e decantada antes de ser encaminhada s unidades de filtrao rpida, que so em geral de escoamento descendente
76. Seleo de tcnicas de tratamento Objetivo do tratamento:
Sanitrio
Esttico
Requisitos da Port. MS 518/04
Estabilidade qumica
77. Seleo de tcnicas de tratamento Um dos principais fatores na definio da tcnica a qualidade da gua bruta
Deve-se considerar a variao sazonal das caractersticas da gua bruta
A gua pode ser tratada por mais de uma tcnica
Filtrao direta possui o menor custo de implantao e permite o tratamento de guas com maior quantidade de matria em suspenso
Filtrao lenta vantajosa para operao e manuteno
Todas as tcnicas apresentam vantagens e desvantagens e limitaes de aplicao
A escolha da tecnologia de tratamento deve basear-se em investigaes de laboratrio e em instalaes piloto
