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Aeração e Arejamento Durante muitos anos a aeração foi um processo tão valorizado pelos projetistas que nas  primeiras décadas deste século os aeradores aer adores eram quase sempre parte p arte integrante das Estações de Tratamento, qualquer que fosse a origem das águas, houvesse ou não necessidade de aeração. Atualmente a aeração é prevista nos casos em que a água contém gás carbônico em excesso, ácido sulfídrico, ferro dissolvido facilmente oxidável, e substâncias voláteis aromáticas de origem vegetal acumuladas em grandes represas. Ensaios e experiências de laboratório podem ser de grande utilidade para avaliar os  benefícios que a aeração pode po de oferecer, pois esse processo proc esso é facilmente reproduzido em experiências de laboratório. Princípios Teóricos A transferência de uma determinada substância volátil da água para o ar ou no sentido inverso, depende de uma série de fatores que abrangem as características do material volátil, a temperatura, a resistência especificada à transferência, a pressão parcial do gás na atmosfera do aerador, a turbulência presente em cada uma das fases, o tempo de exposição e relação área/volume (área de transferência e volume do líquido). A temperatura da água e a pressão parcial do gás na atmosfera do aerador determinam a concentração de equilíbrio do gás ou o valor de saturação. Quanto maior a pressão parcial do gás, maior será a concentração de saturação do mesmo na água, para uma dada temperatura. Quanto maior a temperatura para uma determinada pressão, menor será a solubilidade do gás. Quanto maior a diferença entre a concentração de saturação de um gás na água e sua concentração real, maior será a velocidade com que a transferência se  processará. O sentido da transferência será sempre aquele que tende a conseguir o valor de saturação. Mas é bom lembrar que pode haver gases dissolvidos em estado de supersaturação. Principais tipos de aeradores  Na prática encontra-se grande variedade v ariedade de unidades de aeração. As mais comuns são: aeradores de queda por gravidade (do tipo cascata e de tabuleiros); aeradores de repuxo e aeradores de borbulhamento. Aeradores tipo cascata Geralmente são utilizados para remoção de gás carbônico e substâncias voláteis, em instalações pequenas de vazões não muito elevadas. Compreende três ou quatro plataformas superpostas e com dimensões crescentes de cima para baixo, separadas de 0,25 a 0,50 m (queda total de 0,75 a 3,00 m). Considerando-se a área da maior plataforma (inferior), esses aeradores são dimensionados na base de 800 até 1.000 m3 de água por m2 de superfície por 24 horas e permitem

reduções de teor de gás carbônico entre 20 e 45%. As plataformas podem ser circulares ou retangulares. Aeradores de tabuleiros São os mais indicados para a adição de oxigênio e oxidação de compostos ferrosos ou manganosos. Os aeradores são construídos com três e nove tabuleiros ou "bandejas", iguais e superpostos, distanciados de 0,30 a 0,75 m (em altura) através dos quais a água percola. O primeiro tabuleiro (mais alto) serve apenas para distribuir uniformidade a água, sendo executado com perfurações. Os demais tabuleiros são construídos com uma treliça sobre a qual é disposta uma camada de pedras, ou seja, material granular, de preferência coque de 1/2 a 6". Essa camada oferece superfície de contato e concorre para acelerar as reações de oxidação. Os aeradores de tabuleiro são dimensionados na base de 540 a 1.630 m3 de água por m2 de superfície (em projeção) por 24 horas. Com este tipo de aeradores pode-se conseguir reduções de até 90% do gás carbônico contido na água. Aeradores de repuxo São os mais eficientes para intercâmbio de gases e substâncias voláteis, podendo ser  aplicados em instalações grandes. Freqüentemente exigem pressão de água de 2 até 7 m, dependendo da altura que se deseja para o jato e, portanto, do tempo de exposição especificado. Um aerador de repuxo compreende tubulações sobre um tanque de coleta de água, dotadas de uma série de bocais de aspersão. A água, distribuída uniformemente pelos bocais, sai através dos mesmos com uma velocidade alta em função da pressão inicial (carga hidráulica). Esse tipo de aeradores é dimensionado para cargas entre 270 e 815 m3/m2.dia e permite remoções de gás carbônico superiores a 70%. Aeradores por borbulhamento Estes aeradores consistem, via de regra, de tanques retangulares, nos quais se instalam tubos perfurados, placas ou tubos porosos difusores que servem para distribuir ar em forma de pequenas bolhas. Essas bolhas tendem a flutuar e escapar pela superfície da água. Entretanto, para dilatar o tempo de contato, faz-se com que a água avance em fluxo de espiral ao longo do tanque. Isto é conseguido colocando-se os difusores junto a uma das  paredes do tanque. A relação largura-profundidade deve manter-se inferior a 2. Geralmente a profundidade varia entre 2,75 e 4,50 m. O comprimento é calculado levando-se em

consideração o tempo de permanência que varia entre 10 a 30 minutos. A quantidade de ar  requerida para operação varia entre 75 e 1.125 litros para cada metro cúbico de água aerada. Remoção de ferro Presença de ferro O caminho seguido pelas águas na natureza condiciona as impurezas que elas adquirem. Assim como se apresentam águas de grande pureza que se acumulam nos glaciais, ocorrem águas com elevado teor de cálcio (em decorrência de terrenos calcáreos), águas ferruginosas, etc.  No Brasil são comuns as águas com teores de ferro, particularmente captadas em terrenos antigos e aluviões. Às vezes, além de compostos de ferro ocorrem também impurezas de manganês. Teores elevados de ferro são encontrados com maior freqüência nos seguintes casos: - águas superficiais, com matéria orgânica, nas quais o ferro se apresenta ligado ou combinado com a matéria orgânica e, freqüentemente, em estado coloidal; - águas subterrâneas (poços, fontes e galerias de infiltração), agressivas (pH baixo), ricas em gás carbônico e sem oxigênio dissolvido, sob a forma de bicarbonato ferroso dissolvido; - águas poluídas por certos resíduos industriais ou algumas atividades de mineração. Inconvenientes Os teores excessivos de ferro nas águas apresentam vários inconvenientes: - mancham tecidos, roupas, utensílios, aparelhos sanitários, etc.; - causam sabor desagradável, "metálico"; - prejudicam a preparação de café e chá; - interferem nos processos industriais (fabricação de papel, tecidos, tinturarias e cervejarias), etc; - podem possibilitar o desenvolvimento de bactérias ferruginosas nocivas (crenothrix). Os padrões de água potável geralmente limitam o teor de ferro a 0,3 mg/l. As águas contendo ferro dissolvido na forma de carbonato ferroso podem conduzir a graves enganos.  Na ausência de oxigênio são límpidas e de aparência agradável, podendo induzir o técnico à sua utilização sem maior cuidado. Entretanto, após contanto com o ar, o bicarbonato oxidase e precipita-se, ocasionando o mau aspecto. Processos de remoção Entre os vários processos para remoção de ferro nas águas, incluem-se a aeração seguida de contato ou filtração e a aeração seguida de coagulação, decantação e filtração. A escolha do processo dependerá da forma como as impurezas de ferro se apresentam. No caso de águas limpas que prescindem de tratamento químico, como as águas subterrâneas

(poços, fontes, galerias de filtração), contendo bicarbonato ferroso dissolvido (na ausência de oxigênio) o primeiro processo é o mais indicado. Constrói-se um aerador do tipo de tabuleiro, seguido por um filtro (lento ou rápido, conforme o caso) ou então por um leito de contato, (leito de material granular, à semelhança de um filtro grosseiro). Se o ferro estiver presente junto com a matéria orgânica, as águas, em geral, não dispensarão o tratamento químico (coagulação e precipitação) e a filtração. A instalação completa compreenderá então as unidades clássicas de uma estação de tratamento com aeração inicial (aeração, floculação, decantação e filtração). Sempre que forem captadas águas com teores elevados de ferro, é muito importante verificar a forma e o estado em que se apresentam essas impurezas. As determinações e os ensaios de laboratório podem oferecer valiosas informações para os projetistas. Manganês Quando presente nas águas causa inconvenientes semelhantes, porém muito mais grave do que os provocados pelas impurezas de ferro. O manganês ocorre mais raramente do que o ferro, mas quando acontece, quase sempre ocorre juntamente com o ferro. Os processos gerais de remoção são semelhantes para os compostos de ambos. O manganês, porém, é de remoção mais difícil do que o ferro, exigindo uma investigação cuidadosa. Eng. Ricardo Pardelli E-mail: [email protected]