APOSTILA TRATAMENTO DE ÁGUA
Saneamento Básico - Tratamento de Água _________________________________________________________________________________
TRATAMENTO DE ÁGUA - SUMÁRIO
§ §
§
§
INTRODUÇÃO. UNIDADES CONSTITUINTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA. QUALIDADE E POTABILIDADE DAS ÁGUAS Ø
Padrões de Qualidade das Águas
Ø
Padrões de lançamento no corpo receptor e de qualidade do corpo receptor
Ø
Padrões de Potabilidade (Portaria 1.469 de 29 Dezembro de 2000)
Ø
Parâmetros Usuais de Controle da Água
FASES DE TRATAMENTO NUMA ETA CONVENCIONAL Ø
Mistura Rápida e Floculação
Ø
Decantação
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TRATAMENTO DE ÁGUA - SUMÁRIO
§ §
§
§
INTRODUÇÃO. UNIDADES CONSTITUINTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA. QUALIDADE E POTABILIDADE DAS ÁGUAS Ø
Padrões de Qualidade das Águas
Ø
Padrões de lançamento no corpo receptor e de qualidade do corpo receptor
Ø
Padrões de Potabilidade (Portaria 1.469 de 29 Dezembro de 2000)
Ø
Parâmetros Usuais de Controle da Água
FASES DE TRATAMENTO NUMA ETA CONVENCIONAL Ø
Mistura Rápida e Floculação
Ø
Decantação
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TRATAMENTO DE ÁGUA 1. Introdução O tratamento de água tem por objetivo condicionar as características da água bruta, isto é, da água como encontrada na natureza, a fim de atender à qualidade necessária a um determinado uso. A água a ser utilizada para o abastecimento público deve ter sua qualidade ajustada de forma a : §
Atender aos padrões de qualidade exigidos pelo Ministério da Saúde e aceitos internacionalmente;
§
Prevenir o aparecimento de doenças de veiculação hídrica, protegendo a saúde da população; Tornar a água adequada a serviços domésticos;
§
Prevenir o aparecimento da cárie dentária nas crianças, através da fluoretação; § Proteger o sistema de abastecimento de água, principalmente tubulações e órgãos acessórios da rede de distribuição, dos efeitos danosos da corrosão e da deposição de partículas no interior das tubulações. O tratamento de água pode ser parcial ou completo, de acordo com a análise prévia de suas características físicas, químicas e biológicas. O tratamento coletivo é §
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7) Estações elevatórias ou de recalque ou de bombeamento : instalações de bombeamento destinadas a transportar a água a pontos mais distantes ou mais elevados, ou para aumentar a vazão de linhas adutoras.
3. Qualidade e Potabilidade das Águas A água pura, no sentido rigoroso do termo, na existe na natureza, pois, sendo a água um ótimo solvente, nunca é encontrada em estado de absoluta pureza. A água apresenta uma série de impurezas que imprimem suas características físicas, químicas e biológicas, cuja qualidade depende dessas características. As características da água fornecida ao consumidor, vão influenciar no tipo e no grau de tratamento que a mesma deve sofrer, dependendo este tratamento também, do uso que será feito da água. Como exemplo pode-se citar o fato de que para o uso doméstico a água deve ser desprovida de gosto, porém para resfriamento de caldeiras esta característica não tem importância. Logo, a qualidade e a quantidade da água requeridas em função de seu uso, irão influenciar na escolha do manancial de captação e no processo de tratamento. Deve-se lembrar também o aspecto econômico-financeiro, visto que em muitos casos, a qualidade da água de um manancial pode ser tão crítica que em função do volume de água que se deseja captar, seja inviável economicamente seu tratamento.
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do corpo d’água receptor enquanto que os padrões de potabilidade estão relacionados com a qualidade da água que é fornecida para consumo. O principal documento legal que define os padrões de lançamento no corpo receptor e de qualidade do mesmo é a Resolução n. 20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) de 18/06/86. Esta resolução dividiu as águas do território nacional em águas doces, salobras e salinas. Em função dos usos previstos foram criadas 9 classes. As classes relativas à água doce estão divididas em classe Especial, para usos mais nobres, e Classes 1,2,3,4 em ordem decrescente de requisitos de qualidade e de nobreza de uso, conforme a Tabela 1. Para cada classe foram criados padrões de qualidade e de lançamento para o corpo receptor, ou seja, um corpo receptor de acordo com a classe a qual pertence apresenta limites máximos para as impurezas nele contidas bem como para as impurezas dos efluentes ou resíduos nele lançados, conforme o exemplo da Tabela 2 a seguir. Em princípio, um efluente deve satisfazer, tanto ao padrão de lançamento, quanto ao padrão de qualidade do corpo receptor seguindo a sua classe. No entanto, o padrão de lançamento pode ser excedido, com permissão do órgão ambiental, caso os padrões de qualidade do corpo receptor sejam resguardados, como demonstrado por estudos de impacto ambiental. Tabela 1 - Classificação das águas doces em função dos usos preponderantes (Resolução CONAMA n. 20, 18/06/86) Classe
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pH Oxigênio Dissolvido Chumbo Ferro Solúvel Coliformes fecais
mg/l mgPb/l mgFe/l org/100ml
6a9 6 0,03 0,3 200
6a9 5 0,03 0,3 1.000
6a9 4 0,05 5,0 4.000
6a9 2 -
5a9 0,5 15,0 -
VA : virtualmente ausente
Padrões de Potabilidade São as quantidades limites que, com relação aos diversos elementos, podem ser toleradas nas águas de abastecimento ou também “o conjunto de valores máximos permissíveis, das características das águas destinadas ao consumo humano.” Os padrões de potabilidade são fixados, em geral, por decretos, regulamentos ou especificações. São definidos no Brasil pelo Ministério da Saúde, através da recente Portaria 1469 de 29 de Dezembro de 2000 . Essa portaria estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, substituindo a antiga portaria 36/90.
Definições Importantes da Portaria 1469 de 29 Dezembro de 2000
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Odor Sabor Turbidez
Não objetável Não objetável uT (unid.Turbidez) 1 a 2 (em 95% das amostras) Componentes que afetam a qualidade organoléptica Alumínio mg/l 0,2 Cloretos mg/l 250 Cobre mg/l 2,0 Dureza total mg/l CaCO3 500 Ferro total mg/l 0,3 Manganês mg/l 0,1 Sólidos totais dissolvidos mg/l 1000 Componentes inorgânicos que afetam a saúde Arsênio mg/l 0,01 Chumbo mg/l 0,01 Cianetos mg/l 0,07 Mercúrio mg/l 0,001 Cromo mg/l 0,05 Componentes orgânicos que afetam a saúde Aldrim e Dieldrin 0,03 g/l Benzeno 5 g/l Clordano 0,2 g/l Lindano 2 g/l DDT 2 g/l
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Cor :
Responsável pela coloração da água; Originada pela existência de substâncias dissolvidas, que na grande maioria dos casos, são de natureza orgânica (folhas e matéria turfosa); Unidade de medida : uH (Unidade Hazen – escala de platina-cobalto); De origem natural não provoca risco à saúde, porém de origem industrial pode apresentar toxicidade. Deve-se distinguir a cor aparente da cor real. A cor aparente corresponde à aquela apresentada pela água devido também a presença de turbidez, ou seja, devido também as partículas em suspensão. A cor real é aquela produzida somente pelas partículas em dissolvidas. Por isto, é importante indagar se o teor de cor traduzido no laudo de análise refere-se à cor aparente ou real. Turbidez :
Representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva à mesma; Originada principalmente devido a existência de sólidos em suspensão e de organismos microscópicos;
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Alcalinidade : § É uma medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos;
É devida a presença de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, quase sempre alcalinos ou alcalinos terrosos (sódio, potássio, cálcio, magnésio, etc). A distribuição entre as três formas na água é função do pH. Não tem significado sanitário para a água potável, mas em elevadas concentrações confere um gosto amargo para a água; Causado pela dissolução de rochas minerais, reação do CO2 com a água e efluentes industriais; Unidade : mg/l de CaCO3; Acidez ou Agressividade: § Característica causada principalmente pela presença em solução, de oxigênio, gás carbônico e gás sulfídrico;
Responsável pela corrosão de tubulações e materiais; Unidade : mg/l de CaCO3.
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Unidade : mg/l. Iodo e Flúor :
São substâncias que presentes na água dentro de determinados limites de concentração, apresentam benefícios para a saúde humana; Os iodetos são necessária para a prevenção do bócio endêmico; Os fluoretos são necessários para a prevenção da cárie dentária, porém em concentração excessiva podem causar a fluorose dental das crianças; No Brasil, a fluoretação da água em tratamento de água é obrigatória, de acordo com a Lei Federal n. 6050, de 1974. Unidade : mg/l. Cloro residual :
O cloro é adicionado a água em tratamento com a finalidade primordial de desinfetá-la, isto é, matar os microorganismos patogênicos que eventualmente escapem dos processos anteriores da estação de tratamento de água. Ao se clorar a água com a finalidade de desinfetá-la, normalmente adicionase um excesso de cloro, responsável pelo surgimento do denominado cloro
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Geralmente constituem o produto de lançamentos industriais poluidores ou de atividades humanas (garimpo por exemplo, no caso do mercúrio); Unidade : ì g/l ou mg/l. Coliformes Totais e Fecais : §
De um modo geral, as análises bacteriológicas visam à determinação da presença de bactérias denominadas coliformes. Tais bactérias vivem no trato intestinal de animais de sangue quente, entre eles o homem, mas existem algumas espécies de vida livre, isto é, que podem viver no solo. Daí o fato de se efetuar análises para a determinação de coliformes totais e fecais.
§
A determinação da potencialidade de uma água transmitir doenças pode ser efetuada de forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminação fecal, pertencentes ao grupo de coliformes. Tais organismos não são patogênicos, mas dão uma satisfatória indicação de quando uma água apresenta contaminação por fezes humanas ou de animais, e por conseguinte, a sua potencialidade para transmitir doenças, visto que podem veicular agentes patogênicos. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter , embora vários outros gêneros e espécies pertençam ao grupo.
§
As seguintes razões principais explicam o emprego do grupo coliforme como
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De acordo com a presença de certas impurezas nas águas, ou seja, em função da presença de determinados microorganismos e de substâncias em suspensão, em solução e em estado coloidal, a água recebe certas designações conforme a seguir : Dura ou salobre : é a água que possui teor acentuado de certos sais que a tornam desagradável para a bebida, inconveniente para a limpeza corporal e lavagem de roupas e imprópria para o cozimento de legumes. Os sais causadores da dureza são geralmente os bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos de cálcio e magnésio. Possui um sabor característico; Salgada ou salina : é a água que, além de sais causadores de dureza, possui elevado teor de cloreto de sódio, como a água do mar; Mineral : é a água que provém do interior da crosta terrestre, contendo substâncias em solução que lhe dão valor terapêutico, tais como cloretos, brometos, iodetos, sulfatos e os sais neutros de magnésio, potássio e sódio; Termal : é a água mineral originada de camadas profundas da crosta terrestre e que atinge a superfície com temperatura elevada; Radiativa : é toda água mineral ou termal possuidora naturalmente de radioatividade; Doce : á a água de gosto agradável e que, por exclusão, não é dura, salgada,
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Tratada : é a água que foi submetida a um ou mais processos de remoção de impurezas e/ou de correção de impropriedades; Potável : é a água inofensiva à saúde, agradável aos sentidos e adequada aos usos domésticos (água própria para o consumo humano).
4. Fases de Tratamento numa ETA Convencional A principal Norma de Referência para as unidades constituintes de uma Estação de Tratamento de Água é a NBR 12216 / 92 (NB-592) da ABNT. De um modo geral, o tratamento da água em uma ETA convencional , passa pelas seguintes fases, que serão detalhadas mais adiante : § Mistura Rápida e Coagulação;
§
Floculação; Decantação; Filtração;
§
Desinfecção.
§ §
Além destas fases principais, tem-se ainda a Fluoretação e a Correção de pH
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Vertedores retangulares ou triangu lares.
A Floculação , que tem p or finalidad e a form ação dos flocos med iante a introdução de energia na massa fluida (agitação) capaz de favorecer o contato entre os colóides d esestabilizad os na coagulação, tam bém p ode ser :
§
Mecânica : através de paletas paralelas ou perpendiculares ao eixo ou turbinas;
§
Hidráulica : através de floculad ores de chicanas horizon tais ou vert icais.
Os principais parâmetros para dimensionamento de Câmaras ou Unid ades d e Mistur a Rápida e de Floculadores são o Grad iente de Velocidad e (G) e o Temp o de Deten ção ou de Mistu ra (T), que serão explicad os a seguir :
§
Gradiente de Velocidade (G) : é a diferença d V entre as velocid ad es V 1 e V 2 de d uas par tículas P1 e P2, distanciadas por d y, segund o um a perp end icular à direção do escoamento do líquido. Tem o mesmo valor para qualquer sistema de unidades (s -1 ). Exprime o grau de agitação entre as p artículas necessárias para cada fase do tr atam ento.
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Não sendo possível a realização de ensaios com a água a ser tratada, a NBR 12.216/ 92 recomend a p ara G e T, os seguin tes valores : Para Misturas Rápidas : G entre 700 e 1.100 s -1 Temp o de Mistura (T) d e 1 s (no Máximo 5 s). Para Floculad ores : G entre 70 s -1 (primeiro comp artimento) e 10 s -1 (último comp artimento). Floculadores Hidráulicos : Tempo de detenção total (T) entre 20 e 30 min. Floculadores Mecânicos : Temp o d e d etenção total (T) entre 30 e 40 mi n. A norma ainda recomenda que deve ser previsto dispositivo que possa alterar o gradiente de velocidade aplicado, ajustando-o às características da água e permitindo variar de pelo m enos 20 % a mais e a menos do fixado p ara o comp artimento.
Misturador Mecânico Fórm ula Geral do Grad iente de Velocidad e (G) para Misturadores Mecânicos :
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O dispositivo hidráulico mais utilizado no Brasil, para promoção da mistura rápida é a Calha PARSHALL. Hidraulicamente o medidor PARSHALL é definido como u m m edid or de vazão d e regime crítico. A largura da garganta W do medidor é a grandeza que o define. A lâmina d ’água a m ontante d o Parshall é alta, e em conseqüência, a velocidad e média de escoamento é baixa e o regime de escoamento é subcrítico. A jusante da garganta a lâmina d ’água é baixa, e em conseqüência, a velocidad e méd ia de escoam ento é alta e o regime d e escoam ento é sup ercrítico. Para qu e efetuar a m istura ráp ida com mais eficiência o floculante d eve ser aplicado na gargan ta d o med idor (figur a a seguir), isto porque, sendo o local o de seção mais estreita, e sendo aí a lâmina d’água bastante pequena, é possível fazer com que o floculante aplicado nesse local se disperse em praticamente todo o volum e de água em tratam ento que a atravessa. Para isso d eve-se assegur ar u m ressalto h idráu lico d iretamente a jusante da garganta, de preferência no trecho divergente do Parshall.
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A tabela a seguir apresenta as vazões em função da altura (h) lida nos med idores, em função de suas d imensões (W) :
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Existem ábacos que permitem determinar os gradientes de velocidade nos Medidores Parshall em função de suas dimensão W e da vazão Q que o atravessa.
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n
Floculadores Mecânicos
n
l
l3
b l2
Agitadores do de Velocidad e :
Tipo
Paletas
1) Paletas p aralelas ao eixo
Cd .n3.b.l.( r13 r23 ...) G 158 .V 2) Paletas p erp end icu lares ao eixo
G
Cd.n 3.b.(l14 l24 ...) 79 .V
r1
– b
r2
Grad iente
l1
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é m ais comu m em estações de pequ ena capacidad e. O floculador d e chicanas horizontais é mais empr egado par a o tratamento d e vazões mais elevadas.
FLOCULADOR DE CHICANAS VERTICAIS
FLOCULADOR DE CHICANAS HORIZONTAIS
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O espaçamento en tre a extremid ade d a chicana e a parede d o canal , ou s eja a passagem livre entre 2 chicanas consecutivas, deve ser igual a 1,5 vezes o espaçamento entre as chicanas. Isto vale analogamente par a os d ois tipo de chicanas, conforme figura a seguir :
e
e
1,5 e Fórmula do Hid ráu licos :
GRADIENTE
G
g.h
DE
VELOCIDADE
(G)
para
Floculadores
g : aceleração da gravidade (m/s2); h : soma das perdas de carga ao longo do floculador (m)
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= coeficiente que depende da rugosidade das paredes do canal (Fórmula Manning)
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4.2 Decantação Classificação dos Decantadores : Decantadores Clássicos (baixa taxa de aplicação superficial)
Decantadores Tubulares (alta taxa de aplicação superficial)
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De um modo geral, dois tipos de decantadores são utilizados no Brasil para tratam ento d e água : os decantad ores clássicos e os decantadores tu bulares.
Decantador Clássico O tipo mais utilizado é o de seção retangular, em planta, conforme figura anterior. Entretanto algumas estações de tratamento de água possuem decantadores de seção circular, também em planta. Embora menos utilizado, este último tipo permite, em determinadas situações, que se crie um manto de lodo em seu interior, capaz de melhorar muito a qualidade da água decantada. São dotados na zona de entrada de uma cortina distribuidora (parede perfurada), que tem por objetivo uniformizar o fluxo da água em tratamento que entra no decantador. O principal fator para o adequado desempenho dos decantadores clássicos é a Taxa de Escoamento Superficial (Tes ), dada pela fórmula :
Tes
Q As
onde :
Tes = taxa de escoamento superficial (m3 /m2.dia); Q = vazão que o decantador recebe (m3 /dia); As = área em planta do decantador, contada a partir da cortina distribuidora de água floculada (m2).
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flocos sedimentad os. A velocidad e máxima d e escoamento h orizontal segun do a N BR 12.216/ 92 não d eve ser sup erior aos valor resultante d as expressões :
v máx N R 8 1 2 para fluxo laminar, com número de Reynolds NR menor que
2000.
v máx 18 .v s
para fluxo turbulento, com número de Reynolds NR maior que
15.000.
onde : vs é a velocidade de sedimentação dos flocos fornecida pela tabela anterior. Outro detalhe fixado pela norma diz respeito a vazão máxima das calhas coletoras de água decantada, que não deve ser superior a 1,8 l/s por metro de borda vertente.
Decantador Tubular Nos decantadores tubulares, a água floculada é introduzida sob (por baixo) das placas. Ao escoar entre elas, ocorre a sedimentação dos flocos. A água decantada sai pela parte de cima do decantador, após haver escoado entre as placas paralelas, e é
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4.3 Filtração Filtração pode ser definida como a passagem da água por um leito de material granular, através do qual ocorre a separação das partículas presentes na água. Os filtros são classificados, de acordo com a velocidade de filtração e de acordo com o sentido do fluxo da água que passam por eles.
Classificação dos Filtros Filtração de Fluxo Descendente : q q
de baixa taxa de filtração (filtros lentos); de alta taxa de filtração (filtros rápidos) : de camada simples (areia); de camadas múltiplas : dupla (areia e antracito) ou mais.
Filtração de Fluxo Ascendente (sempre com camada simples): q q
de baixa taxa de filtração (filtros lentos ascendentes); de alta taxa de filtração (filtros rápidos ascendentes ou filtros russos).
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Materiais Empregados : Filtro Lento : areia; Filtro Rápido : antracito e areia (estratificada : os grãos maiores ficam em baixo, logo o tamanho dos grãos vai decrescendo de baixo para cima no interior do leito filtrante).
Areia : pode ser obtida em rios ou lagos, devendo ser limpa, sem barro ou matéria orgânica. A norma NBR 12216/92 fixa as condições e características granulométricas para as areias como leito filtrante : q
q
q
q
Areia para Filtros Lentos : Tamanho efetivo de 0,25 a 0,35 mm / Coeficiente de Uniformidade menor que 3,0 / Espessura Mínima da Camada de 0,90 m; Areia para Filtros Rápidos de Fluxo Descendente de Camada Simples : Tamanho efetivo de 0,45 a 0,55 mm / Coeficiente de Uniformidade entre 1,4 e 1,6 / Espessura Mínima da Camada de 0,45 m; Areia para Filtros Rápidos de Fluxo Descendente de Camada Dupla : Tamanho efetivo de 0,45 a 0,45 mm / Coeficiente de Uniformidade entre 1,4 e 1,6 / Espessura Mínima da Camada de 0,25 m; Areia para Filtros Rápidos de Fluxo Ascendente : Tamanho efetivo de 0,70 a 0,80 mm / Coeficiente de Uniformidade menor ou igual a 2,0 / Espessura
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Taxas de Filtração
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leitos filtrantes alterados para o tipo camada dupla com areia e antracito, os filtros assim reformados terão condições de suportar a nova vazão ? Solução : Nova vazão em m3/dia = 40 x 86400/1000 = 3.546 m3/dia (Q) Área filtrante dos 4 filtros = 4 x 2,50 x 1,00 = 10 m2 (A) Taxa de filtração = Q/A = 3.456/10 = 345,6 m3 /m2.dia 345,6 m3 /m2.dia < taxa máxima = 360 m3 /m2.dia Assim eles podem suportar a nova vazão de acordo com a norma.
Fundos Falsos de Filtros Bocais
Tubulações Perfuradas
Saneamento Básico - Tratamento de Água _________________________________________________________________________________ q
q
Quando o nível d’água atingir um certo limite (aumento da perda de carga do leito filtrante ), lava-se o filtro que estiver operando a mais tempo; Se houver controle de turbidez no efluente de cada filtro, lava-se o filtro que apresenta pior resultado.
Os filtros rápidos são lavados a contracorrente (por inversão de fluxo) com uma vazão capaz de assegurar uma expansão adequada do meio filtrante. Na prática consideram expansões entre 25 e 50 % como satisfatórias, sendo 40 % um valor comum. A lavagem pode ser realizada através de um reservatório ou com auxílio de bombas que garantam a velocidade ascencional de lavagem para expansão do leito filtrante, conforme a seguir.
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Ainda existem os Sistemas de Lavagem Auxiliares que melhoram o desempenho da operação de lavagem do filtro, permitindo entre outros benefícios, economizar água gasta na operação de lavagem. Atuam na superfície e interior do leito filtrante a ser expandido, conforme figura a seguir. O segundo caso apresentado se aplica mais à pequenos filtros.
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Filtros Rápidos – Principais Parâmetros de Projeto Recomendados
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(m3 /m2.dia) Tempo de lavagem Velocidade de lavagem (cm/min)
15 min Mín 80
Máx. 150
(simples)
Máx. 150
_
10 min
_
Mín. 70 Máx. 80
Mín 60
Mín. 70 Máx. 80
Fontes: Azevedo Netto e NBR 12216/92
4.4 Tratamento Químico da Água Para Coagulação As partículas que desejamos remover da água em tratamento apresentam cargas elétricas negativas. Quando neutralizamos as partículas, através da correta adição de floculante, praticamente zeramos seu potencial zeta. A determinação da dosagem correta do floculante é feita através da realização de ensaios de jarros - Jar Test . Existem basicamente duas formas de desestabilizar as partículas presentes na água bruta, sob forma de suspensão ou solução coloidal : a desestabilização por adsorção e a desestabilização por varredura. Na desestabilização por adsorção - que ocorre em faixas estreitas do pH da água
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O sulfato de alumínio quase sempre é fornecido sob a forma sólida (pequenos grãos em sacas de 50 kg), entretanto pode também ser fornecido sob a forma líquida. O preparo da solução de sulfato de alumínio é realizado no interior de tanques apropriados, adequadamente revestidos (de forma a resistirem à agressividade da solução preparada), usualmente com concentrações entre 2 % e 10 %.
Para Ajustagem de pH e Abrandamento O produto químico mais empregado na ajustagem de pH e no abrandamento (redução da agressividade da água) é a Cal Hidratada. Além deste, podem ser empregados : § Carbonato de cálcio; § Carbonato de sódio (soda ou barrilha); § Hidróxido de sódio (soda cáustica); § Gás carbônico; § Ácido clorídrico; e § Ácido sulfúrico. A Cal Hidratada - Ca(OH)2 - é o mais popular dos alcalinizantes utilizados nas estações de tratamento de água. É fornecida sob a forma de pó, em sacas contendo 20 kg do produto ou em containers plásticos de 300 kg ou 1500 kg. Porém, nas instalações de maior porte, a cal hidratada pode ser armazenada em silos. As sacas de cal devem ser
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água, acabando, assim com a dureza da mesma. Com a continuação do tratamento, os zeólitos esgotam sua capacidade de remoção de dureza. Quando os zeólitos estiverem saturados, sua recuperação é feita com sal de cozinha (cloreto de sódio). A instalação da remoção de dureza é similar à de um filtro rápido de pressão (filtro rápido encerrado em um recipiente de aço, onde a água entra e sai sob pressão). A osmose é um fenômeno natural físico-químico. Quando duas soluções, com diferentes concentrações, são colocadas em um mesmo recipiente separado por uma membrana semi-permeável, onde ocorre naturalmente a passagem do solvente da solução mais diluída para a solução mais concentrada, até que se encontre o equilíbrio. Neste ponto a coluna de solução mais concentrada estará acima da coluna da solução mais diluída. A esta diferença entre colunas de solução se denomina Pressão Osmótica. A Osmose Inversa é obtida através da aplicação mecânica de uma pressão superior à Pressão Osmótica do lado da solução mais concentrada.
Para Fluoretação A fluoretação das águas como forma de prevenção da cárie é obrigatória no Brasil, de acordo com a Lei Federal n. 6050, de 24 de maio de 1974, que foi posteriormente regulamentada pelo Decreto Federal n. 76.872, de 22 de dezembro de 1975. O composto de flúor é aplicado a meio caminho entre a entrada e a saída do tanque de contato após a introdução do desinfetante.
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Sulfato de amônia; e § Ozona. Destes, os mais empregados são o cloro gasoso, o hipoclorito de sódio e o hipoclorito de cálcio. O cloro e seus derivados, possuem uma vantagem interessante que é o denominado efeito residual. Dessa forma, se a água tratada vier a contaminar-se no sistema distribuidor (redes e reservatórios), ou mesmo na instalação predial, o teor adicional de cloro presente na água tratada assegurará a destruição dos organismos patogênicos. §
O cloro gasoso (mais empregado nas grandes e médias estações), é um gás amarelo-esverdeado, tóxico, de odor irritante e sufocante. Sozinho o mesmo não é corrosivo, porém ao entrar em contato com a água forma os ácidos clorídrico e hipocloroso, tornando-se então muito corrosivo para todos os metais comuns. Ele é embalado em cilindros de aço sob alta pressão, com capacidades para conter 45 kg (conhecido pelos operadores como “cilindro de 50 kg”), 70 kg e 900 kg (conhecido como “cilindro de 1 tonelada”). A armazenagem dos cilindros deve ser feita em local separado das demais unidades da casa de química, abrigados do calor e da incidência dos raios solares, em local ventilado e livres da ação da umidade. Para que a desinfecção seja eficiente, a água deve permanecer em contato com o cloro durante algum tempo. Esse tempo de contato entre o cloro e a água filtrada é conseguido fazendo permanecer a água em tratamento no interior de um tanque, por isto denominado de tanque de contato. O tempo que a água deve ficar em contato com o cloro depende de diversos
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A desinfecção pode ser realizada individualmente nas caixas d’água, cisternas e poços, quando se deseja eliminar possíveis microorganismos patogênicos decorrentes de eventuais contaminações após obras e serviços. Os compostos desinfetantes apresentam a seguinte proporção de cloro ativo : - hipoclorito de cálcio – Ca (OCl) 2 (superior a 65% de Cl2); -
cloreto de cal – CaOCl (cerca de 30% de Cl2); hipoclorito de sódio – NaOCl (cerca de 10% a 15% de Cl2); água sanitária – solução aquosa a base de hipoclorito de cálcio ou de sódio (cerca de 2% a 2,5% de Cl2). O tempo de contato influencia na quantidade e na dosagem de cloro usar: -
solução a 50mg/l de Cl2 – tempo de contato 12 horas; solução a 100mg/l de Cl2 – tempo de contato 4 horas; solução a 200mg/l de Cl2 – tempo de contato 2 horas.
O exemplo a seguir mostra como pode ser calculada a quantidade de desinfetante para o caso de um poço de água subterrânea.
Exemplo de Cálculo de Desinfecção para Poços
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SIMULADO - TRATAMENTO DE ÁGUA Marque Verdadeiro (V) ou Falso (F) : 1. Água bruta é sinônimo de água agressiva. ( ) 2. A cor de certa amostra, determinada sem remover previamente as partículas em suspensão presentes, é a cor aparente e, certamente, terá um valor superior ao de sua cor real. ( ) 3. As águas duras são incrustantes, consomem muito sabão e, quase sempre, são também alcalinas. ( ) 4. Os coliformes são organismos sempre patogênicos. ( ) 5. O cloro residual garante que se a água distribuída vier a se contaminar na rede ou nos reservatórios, ela ainda será capaz de combater essa contaminação. ( ) 6. A fluoretação das águas como forma de prevenção da cárie é Brasil.( )
opcional
no
7. Nas águas naturais, partículas em suspensão fazem surgir a turbidez e as partículas dissolvidas fazem surgir a cor real. ( ) 8. Na floculação, as partículas desestabilizadas na mistura rápida são aglutinadas umas com as outras e com o floculante, formando os flocos. ( )
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que chocam-se com as partículas que desejamos remover da água em tratamento, e as adsorvem. ( ) 18. O medidor Parshall engloba somente a função de medidor de vazão em uma estação de tratamento de água. ( ) 19. O gradiente de velocidade deve ser aumentado no floculador quanto mais próximo se estiver do decantador, ou seja, o gradiente de velocidade é crescente em um floculador de montante para jusante. ( ) 20. De acordo com a NB-592, quando não puderem ser realizados experimentos, o gradiente de velocidade na mistura rápida deve estar entre 700 e 1100 s-1 e o tempo de mistura não superior a 5 s. ( ) 21. De acordo com a NB-592, quando não puderem ser realizados experimentos, o gradiente de velocidade máximo no 1º compartimento de um floculador (montante) deverá ser de 70 s-1 e o valor mínimo, no último compartimento (jusante), deverá ser de 10 s-1 . ( ) 22. Nos floculadores hidráulicos, a agitação é conseguida introduzindo equipamentos mecânicos, capazes de manter a água em constante agitação. ( ) 23. Os decantadores pode ser divididos no Brasil em clássicos (baixa taxa de escoamento superficial) e tubulares (alta taxa de escoamento superficial). ( ) 24. O principal parâmetro para o adequado desempenho dos decantadores clássicos é a taxa de escoamento superficial. ( )
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33. Filtros russos e clarificadores de contato são denominações também utilizadas para designar os filtros ascendentes, em cujo interior no meio granular, ocorrem simultaneamente, a floculação, a decantação e a filtração. ( ) 34. O cloro é quase sempre o desinfetante utilizado no Brasil, embora outros métodos podem ser utilizados para a desinfecção, tais como : ozonização, raios ultra-violeta e compostos alternativos de cloro. ( ) 35. Quanto mais baixo o pH, maior a concentração de ácido hipocloroso, que desinfeta melhor que o íon hipoclorito. ( ) 36. A correção do pH permite eliminar características corrosivas ou incrustativas da água tratada. ( ) 37. A correção do pH é efetuada antes da entrada da água no tanque de contato, ou seja, antes da cloração e da fluoretação. ( ) 38. O cloro residual pode estar presente sob duas formas : livre e combinado. O cloro residual combinado, em que o cloro está presente combinado com a amônia ou outros compostos de nitrogênio apresenta maior eficiência para destruir os microorganismos patogênicos do que o cloro residual livre. ( ) 39. O preparo da solução de sulfato de alumínio é realizado no interior de tanques apropriados, usualmente em concentrações variando entre 2 e 10 %. 40. A introdução de oxigênio na água (aeração) permite a oxidação de compostos ferrosos e manganosos e a sua conseqüentente redução e eliminação por precipitação de tais metais.
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5. V 6. F 7. V
15. V 16. V 17. V
25. V 26. V 27. F
35. V 36. V 37. F
8. V 9. V
18. F 19. F
28. F 29. V
38. F 39. V
10. F
20. V
30. V
40. V
45. V 46. V
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QUESTÃO 42 – CONCURSO DA POLÍCIA FEDERAL – 2002 GABARITO COMENTADO Área 7 – Engenharia Civil Julgue os itens seguintes, relativos a tratamento de água : 1. O processo de tratamento de água por filtração física remove totalmente as bactérias presentes na água, podendo-se, com isso, prescindir da cloração da água. ( E ) Errado. A filtração não remove 100 % dos microorganismos patogênicos. A que mais se aproxima desta eficiência é a filtração lenta que remove cerca de 98 a 99 % dos microorganismos patogênicos. Logo não se pode prescindir da cloração. A cloração deve sempre ser feita, pois é uma garantia contra contaminação eventual após o tratamento, ou seja, no sistema distribuidor. 2. A areia e a terra diatomácea são materiais que podem ser utilizados em filtros para tratamento de água. ( C )
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5. As características químicas e a temperatura da água não influenciam a eficiência do processo de tratamento da água por desinfecção. ( E ) Errado. As características químicas, principalmente o pH da água, influenciam no processo de desinfecção. Para valores mais baixos de pH, a eficiência da cloração é maior, pois a produção de ácido hipocloroso é maior, sendo este mais desinfetante que o íon hipoclorito. Quanto maior é a temperatura maior é a dissociação do ácido hipocloroso em íon hipoclorito reduzindo a eficiência da cloração.
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FASES DO TRATAMENTO DE ÁGUA CONVENCIONAL
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TIPOS BÁSICOS DE ETA
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MISTURA RÁPIDA – COAGULAÇÃO (DESESTABILIZAÇÃO)