UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CURSO: ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL DISCIPLINA : TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO PROFESSORA DRA. LUIZA GIRARD Este material de apoio é destinado exclusivamente aos alunos da disciplina, não devendo ser distribuído e publicado.
UNIDADE 1 - ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA 1. Finalidade do Tratamento Melhoria da qualidade da água a fim de poder ser utilizada para consumo consu mo humano ou para uso industrial. Higiênicas: Remoção ou eliminação de microorganismos e elementos nocivos a saúde. Estéticas: Correção da cor, turbidez, sabor e odor. Econômicas: Redução da corrosividade, dureza, ferro, manganês, cor, turbidez, odor e sabor.
2. ETA Convencional
Correção de pH Coa Coa ulan ulante te
Correção de pH Oxidante
Água Bruta
Água Final
Flúor
Coagulação (Mistura Rápida)
Floculação (Mistura lenta)
Sedimentação
Esquema 1 - Processo de tratamento de água convencional.
Filtração
Desinfecção
3. ETA Simplificadas Coag e Água bruta
M.R
Filtração
Desinfecção
água tratada
Água bruta
Coag e M.R
floculação
Água bruta
filtração
Desinfecção
H20 bruta
Aeração
leito de Contato
H20 bruta
H20 bruta
Aeração
Desinfecção
filtração
Desinfecção
água tratada
água tratada
filtração
filtração
Desinfecção
Desinfecção
água tratada
água tratada
água tratada
4. Descrição dos Processos a) Coagulação: É o processo de neutralização da carga elétrica geralmente negativa presente nas partículas naturais. Durante a coagulação é adicionado um produto químico denominado coagulante, que pode ser o sulfato de alumínio, sulfato férrico ou outros. O coagulante reage com a água e com outras partículas e formam compostos de carga positiva, diminuindo as forças de repulsão entre as partículas naturais. Para a obtenção de eficiência neste processo é necessário a perfeita mistura do coagulante na água. Normalmente utilizam-se calhas Parshall.
b) Floculação: Uma vez as partículas desestabilizadas torna-se necessário que as mesmas se aglutinem e formem flocos maiores e mais pesados, de fo rma que possam ser removidos por sedimentação simples. A água é então agitada lentamente por processos mecânicos ou hidráulicos. Os floculadores mecânicos são os agitadores de palhetas ou tipo turbina, e os misturadores hidráulicos são as chicanas horizontais ou verticais com esta mistura lenta, ocorre o encontro dos microflocos formadas no processo de coagulação, propiciando o seu crescimento.
c) Sedimentação: Os flocos flocos formados na unidade anterior são submetidas submetidas a uma situação situação de calmaria, desta forma são removidos da água e se acumulam no fundo do tanque. A remoção de lodo pode ser manual ou mecanizada com o uso de raspadores de fundo. Para a limpeza manual é necessário o completo esvaziamento da unidade.
d) filtração: Tem como como objetivo básico a remoção de impurezas que não foram removidas nas unidades anteriores, ou seja, no caso de ETAS convencionais servem para dar um polimento final na água. O processo consiste em fazer a água atravessar uma camada filtrante de areia ou carvão ativado, ou ambos, que retém partículas muito finas e microorganismos. Os filtros podem ser de fluxo descendentes ou ascendentes, e de acordo com a taxa de filtração, podem ser rápidos ou lentos. Periodicamente os filtros devem ser lavados em contra corrente, sendo a água de lavagem recolhidas por canaletas e levadas para fora da estação.
e) Desinfecção: A desinfecção da água serve para garantir uma água de boa qualidade em termos bacteriológicos para abastecimento público. O desinfectante mais utilizado é o cloro, embora outros possam ser utilizados como o ozônio e a radiação ultra violeta e iodo. A desinfecção com cloro pode ser feita com cloro líquido, gasoso, cal clorado ou hipoclorito, sendo esses dois últimos utilizados para a desinfecção de pequenas vazões. Para a garantia da boa qualidade da água, em qualquer ponto da rede, deverá haver uma concentração mínima de cloro na ordem de 0,3 mg/l mg/l de cloro livre. Algumas vezes o cloro é utilizado para a remoção de ferro. O cloro combina-se com o ferro formando um composto sedimentável.
f) Aeração: Consiste em se provocar a troca troca de gases e substâncias voláteis entre a água e o ar. Dos objetivos da unidade de aeração são:
remoção dos gases dissolvidos em excesso nas águas e de substâncias voláteis. Introdução de oxigênio com a finalidade de aumentar o teor desse elemento na água para a oxidação de compostos ferrosos e manganosos.
Os principais tipos de aeradores são:
Aerador de gravidade ( tipo cascata, tipo tabuleiro) Aerador de repuxo.
g) Outras operações: -
Correção do pH: é feita mediante a aplicação de composto ácido ou básico, conforme se deseja diminuir ou aumentar o valor do pH, normalmente as águas são ácidos, devendo o pH ser elevado, o que se consegue com a aplicação de cal. Aplicação de flúor: é feita para melhorar a dentição e reduzir as cáries da população. O flúor deve ser aplicado na água após a realização de todo o tratamento. Aplicação de carvão ativado em pó: deve ser utilizado quando se deseja reduzir odor e sabor, normalmente causados por algas, o carvão ativado em pó deve ser aplicado no início do tratamento, juntamente com o coagulante.
5- Definição dos processos de tratamento NBR 12216/1992 – Projeto de estações de tratamento de água para abastecimento público. Tipos de águas naturais de abastecimento A – águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente protegidas, com as características básicas definidas na tabela seguinte, e as demais satisfazendo os padrões de potabilidade; B – águas subterrâneas ou superficias, provenientes de bacias não protegidas, com as características básicas definidas na tabela seguinte, e que possam enquadrar-se nos padrões de potabilidade, mediante processo de tratamento que não exija coagulação. C – águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, com as características básicas definidas na tabela seguinte, e que exijam coagulação para enquadrar-se nos padrões de potabilidade. D - águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, sujeitas a fonte de poluição, com as características básicas definidas na tabela seguinte, e que exijam processos especiais de tratamento para enquadrar-se nos padrões de potabilidade.
Classificação de águas naturais de abastecimento - NBR 12216/1992 TIPOS
A
B
C
D
Até 1,5
1,5 –2,5
2,5-4,0
>4
1-3
3-4
4-6
>6
50-100
100-5000
5000-20000
> 20000
DBO5 (mg/L) - Média - Máxima em qualquer amostra Coliformes (NMP/100 mL) -
média mensal em qualquer mês
-
máximo
> 100 em menos de 5% das amostras
> 100 em > 100 em menos de menos de 5% 5% das das amostras amostras
-
pH
5-9
5-9
5 -9
3,8 – 10,3
Cloretos
<50
50-250
250-600
> 600
Fluoretos
< 1,5
1,5 – 3,0
> 3,0
-
OBS: águas receptoras de produtos tóxicos, excepcionalmente, podem ser utilizadas para abastecimento público quando estudos especiais garantam a sua potabilidade, com autorização e controle dos órgãos sanitários e de saúde competentes.
Tratamento mínimo necessário a cada tipo de água Tipo
Tratamento mínimo
A
Desinfecção e correção de pH
B
Desinfecção e correção de pH e: a)
decantação simples, para águas contendo contendo sólidos sedimentáveis, quando, por meio desse processo, suas características
se
enquadrem
nos
padrões
de
potabilidade; b)
filtração, precedida ou não de decantação, para águas de turbidez natural, medida na entrada do filtro, sempre inferior a 40 UT e cor sempre inferior a 20 UC.
C
Coagulação, seguida ou não de decantação, filtração em filtros rápidos, desinfecção e correção de pH.
D
Tratamento mínimo do tipo C e tratamento complementar apropriado a cada caso.
