Baixe Eta estação de tratamento de água e outras Notas de estudo em PDF para Tratamento de Água, somente na Docsity! Tratamento de Águas para Consumo Humano  A água, que é captada directamente de um lago, albufeira ou de um rio, pode conter impurezas altamente prejudiciais à saúde, se for consumida sem tratamento algum.  Estas impurezas, que também podem conferir cor, turvação, sabor e cheiro desagradáveis à água em questão, podem ser agrupadas em três categorias: Tratamento de Águas para Consumo Humano FÍSICAS - se forem substâncias que não estão dissolvidos na água e que se encontram em suspensão; QUÍMICAS - se forem substâncias que estão dissolvidas na água; BIOLÓGICAS - se forem vírus, bactérias, algas ou outros pequenos seres vivos. Tratamento de Águas para Consumo Humano  As várias etapas ocorrem em locais apropriados e dimensionados para uma determinada população (número de habitantes) e quantidade de água a tratar (caudal máximo), necessária para o abastecimento público – ETA (Estação de Tratamento de Águas). Tratamento de Águas para Consumo Humano  O tratamento da água constitui a base do abastecimento de água e é uma tarefa que deverá ser mantida sem interrupções, para que se disponha da quantidade de água indispensável para a satisfação das necessidades das populações . Tratamento de Águas para Consumo Humano  A quantidade da água produzida na ETA pode não ser suficiente para satisfazer as necessidade de consumo, não por insuficiência da capacidade de tratamento, mas devido aos elevados índices de perda na rede de distribuição.  Deste modo, é altamente prioritário proceder-se à detecção e extinção de fugas ao longo do sistema de distribuição. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Para obter água, com melhor qualidade, a partir da profundidade, deve-se instalar uma torre de captação. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Entre o local de captação e a ETA pode existir uma Estação Elevatória, que permite elevar a água para uma cota superior.  As Estações Elevatórias estão equipadas com uma ou duas bombas imersas, com comando automático por bóia de nível e válvulas de retenção, que impedirão o retorno da água, devido à inversão da pressão ou à formação de bolhas de ar no interior das canalizações, evitando assim danos nas bombas. Tratamento de Águas para Consumo Humano Tratamento de Águas para Consumo Humano  Um tratamento de águas para consumo humano pode ser constituído por 10 etapas, as quais podem variar de acordo com a qualidade da água da origem: Arejamento; Gradagem; Tamisação; Tratamento de Águas para Consumo Humano  Mistura Rápida: - Remoção da Dureza ou Amaciamento; - Correcção da Acidez (Agressividade);  Coagulação / Floculação;  Sedimentação (Decantação);  Filtração;  Desinfecção;  Fluoretação;  Tratamento de Águas Residuais. Tratamento de Águas para Consumo Humano  AREJAMENTO: O arejamento é adequado para remover sabores, cheiros, gases dissolvidos e os elementos químicos ferro e manganésio. Pode ser aplicado logo no local de captação da água. Tratamento de Águas para Consumo Humano  GRADAGEM:  Consiste na remoção de sólidos de grande dimensão (> 12,5 mm), que poderiam afectar o equipamento mecânico a jusante.  Utilizam-se barras metálicas paralelas (grades grossas - 150 a 50 mm - , médias - 50 a 20 mm - e finas - 20 a 5 mm) Tratamento de Águas para Consumo Humano  A água deve ter um limite de velocidade ao passar nas grades (< 0,7 – 1 m/s), porque comprime objectos sólidos (esponjas...) que, por serem compressíveis e flexíveis, podem acabar por passar pelas grades. Tratamento de Águas para Consumo Humano  TAMISAÇÃO:  Consiste na remoção de sólidos de pequenas dimensões, utilizando malhas (crivos) de dimensão igual ou inferior a 12,5 mm (macrotamisadores e microtamisadores).  A instalação de microtamisadores, à entrada da ETA, permite reduzir a afluência de microorganismos fitoplanctónicos. Tratamento de Águas para Consumo Humano As dosagens dos produtos químicos e o seu tempo de contacto, devem ser sistematicamente ajustados ao caudal a tratar e à concentração inicial do parâmetro que se pretende corrigir: para isso deve-se proceder à realização de um teste laboratorial simples, conhecido por jar test. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Quando se utilizam produtos químicos deve-se ter em atenção os seguintes factores:  Transporte;  Armazenamento;  Preparação e Doseamento;  Consumo diário, semanal e mensal (Stock);  Bombagem e Injecção.  A utilização de tratamentos biológicos pode evitar esta sequência complicada de factores. Tratamento de Águas para Consumo Humano A mistura rápida inclui os processos de Remoção da Dureza (Amaciamento) e de Correcção da Acidez. O agente coagulante, necessário para provocar o processo de coagulação/floculação, também pode ser adicionado na câmara de mistura rápida. Tratamento de Águas para Consumo Humano Tratamento por precipitação química:  adiciona-se cal viva, cal apagada (hidróxido de cálcio) ou soda cáustica (hidróxido de sódio), que têm como efeito transformar os compostos de cálcio e magnésio, dissolvidos na água, em compostos insolúveis (precipitados), que são depois removidos nas etapas seguintes.  Este esquema de tratamento é particularmente vantajoso quando as águas são duras e turvas. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Tratamento por permuta iónica: utilizam-se resinas permutadoras (naturais ou artificiais) que têm a capacidade de trocar íons seus com íons de cálcio ou magnésio que existem em excesso na água. Em geral, este tipo de tratamento aplica-se apenas a uma parte do caudal, procedendo-se depois à mistura com o caudal restante. Tratamento de Águas para Consumo Humano  CORRECÇÃO DA ACIDEZ (AGRESSIVIDADE):  Consiste na adição de produtos químicos que neutralizem as águas ácidas (<10 mg CaCO3 /l), reduzindo ou eliminando o dióxido de carbono em excesso, que é um dos responsáveis pela acidez da água.  As águas ácidas têm uma acção corrosiva sobre as canalizações e as máquinas. Tratamento de Águas para Consumo Humano Os produtos químicos neutralizantes utilizados são a cal apagada (hidróxido de cálcio) ou o hidróxido de sódio (soda cáustica). Pode diminuir-se o tempo de contacto ou a dosagem do produto neutralizante através do arejamento prévio da água, para libertação do dióxido de carbono livre para a atmosfera. Tratamento de Águas para Consumo Humano Pode-se adicionar dióxido de carbono quando o pH no final do tratamento for elevado, devido à adição produtos químicos neutralizantes. Tratamento de Águas para Consumo Humano Também se pode obter o mesmo efeito obrigando a água a passar por um reservatório com brita calcária: o carbonato de cálcio existente no calcário funciona como um agente neutralizante, reagindo com o dióxido de carbono em excesso. Tratamento de Águas para Consumo Humano Após a retenção das partículas de maior dimensão, a água ainda pode apresentar turvação devido à presença de partículas coloidais de argila e lama. Estas partículas, por possuírem cargas electrostáticas do mesmo sinal, não se atraem e não se aglomeram de forma natural em partículas de maiores dimensões e mais pesadas (flóculos). Tratamento de Águas para Consumo Humano Para provocar esta aglomeração, é necessário adicionar um produto químico (coagulante), de modo a neutralizar a carga eléctrica e formar pequenos núcleos com capacidade de atrair as partículas coloidais (coagulação). Tratamento de Águas para Consumo Humano A agitação moderada da água favorece a colisão entre as partículas coloidais e a formação de agregados maiores e mais pesados - flóculos (floculação). Além disso, a agitação também garante as condições de mistura necessárias à dispersão do coagulante. Tratamento de Águas para Consumo Humano Durante a adição do sulfato de alumínio é necessário ajustar o pH da água, porque ocorre uma reacção química com os carbonatos da água, dando origem a dióxido de carbono gasoso, o que provoca uma diminuição do pH:  AI2(S04)3 (aq) + 3 Ca(HC03) (aq)  2 AI(OH)3 (s) + 3 CaS04 (aq) + 6 C02 (g) Tratamento de Águas para Consumo Humano Por isso, a adição de sulfato de alumínio ocorre na câmara de mistura rápida, onde também se adiciona hidróxido de cálcio (cal apagada) para neutralizar o pH. Tratamento de Águas para Consumo Humano  SEDIMENTAÇÃO (DECANTAÇÃO): Consiste na remoção da matéria suspensa na forma de flóculos, que se depositam no fundo de um tanque, por acção da gravidade (sedimentação), formando lamas. Tratamento de Águas para Consumo Humano Na entrada do decantador (ou na saída da câmara de mistura rápida) pode-se adicionar carvão activado em pó, de modo a obter um tempo de contacto mais elevado, entre a água e o carvão activado;  Isto é importante em condições de acentuado cheiro e sabor. Tratamento de Águas para Consumo Humano Os decantadores podem ser rectangulares, quadrados ou circulares. Têm um ligeiro declive na base para permitir uma fácil remoção das lamas. Tratamento de Águas para Consumo Humano  O decantador deve possuir um sistema de módulos de lamelas, garantindo uma carga hidráulica inferior a 1 m3/m2.h, e permitir uma boa separação sólido/líquido;  Deve também possuir um sistema de protecção superficial, para minimizar a interferência do vento. Tratamento de Águas para Consumo Humano Permite o tratamento de mais de 1 milhão de m3 de água por hora. Permite a obtenção de velocidades compreendidas entre 2 - 4 m/h, conseguindo-se velocidades maiores em casos excepcionais, dependendo do valor do coeficiente de coesão das lamas. Tratamento de Águas para Consumo Humano  É constituído por um tanque de fundo plano, munido na sua base por uma série de tubos perfurados(9) que permitem a introdução da água bruta(1) uniformemente por todo o fundo do decantador.  Na parte superior uma série de tubos perfurados(2) permitem uma recolha uniforme da água tratada, evitando velocidades diferentes nas diferentes zonas do decantador. Tratamento de Águas para Consumo Humano Para alimentar o colector inferior de uma forma descontínua podem ser empregues diferentes modos, baseando-se todos numa introdução rápida de um certo volume de água bruta no decantador. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Estes aparelhos são normalmente regulados de modo que a entrada da água bruta na "cloche" dure durante 20 – 40 s enquanto que a sua descarga para o decantador se faz durante 5 – 20 s.  A abertura e fecho da válvula de comunicação com a atmosfera são feitas através do nível atingido pela água bruta dentro da "cloche". Tratamento de Águas para Consumo Humano O colector geral situado na parte inferior do decantador, tem uma secção grande de modo a reduzir-se a perda de carga. Os orifícios são dispostos de modo a permitir que o fundo de decantador tenha uma camada de lamas homogénea(4). Tratamento de Águas para Consumo Humano Esta camada de lamas está sujeita a movimentos verticais e tende a aumentar de volume à medida que a água bruta vai chegando ao decantador, ficando retidas as impurezas em suspensão. A coagulação é realizada por intermédio da adição de reagentes apropriados(11). Tratamento de Águas para Consumo Humano Uma outra vantagem é que o decantador não possui qualquer raspagem mecânica susceptível de destruir os flocos previamente formados. Tratamento de Águas para Consumo Humano  FILTRAÇÃO: Consiste na remoção de substâncias em suspensão ou no estado coloidal, para as quais a sedimentação não foi eficaz (flóculos, compostos de ferro e manganésio, bactérias), através da passagem da água por um leito filtrante de areia, gravilha, carvão, telas ou membranas. Tratamento de Águas para Consumo Humano A areia, gravilha, telas e membranas só permitem a passagem de partículas com dimensões inferiores aos seus poros, bem como partículas dissolvidas. Tal como acontece na Natureza, em que a água se vai purificando ao atravessar camadas sólidas mais ou menos arenosas. Tratamento de Águas para Consumo Humano Por esta razão, é fundamental proceder à sua limpeza periódica e eventual substituição: substituir sempre que necessário a camada superficial de areia (nos filtros lentos) ou procedendo à sua lavagem em contracorrente (nos filtros rápidos). Tratamento de Águas para Consumo Humano  Deve-se também verificar os respectivos sistemas de drenagem e de lavagem, por forma a evitar perdas de areia. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Os filtros de areia só com uma camada são lavados do seguinte modo:  10 min só com água;  2 – 3 min com ar e 6 – 7 min com água ou ar + água ao mesmo tempo;  só com água.  Os filtros de areia de dupla camada nunca são lavados com ar + água ao mesmo tempo, para evitar que as camadas se misturem. Tratamento de Águas para Consumo Humano  O processo de oxidação mais utilizado é a cloração, adicionando-se cloro (de preferência dióxido de cloro em vez de cloro gasoso ou de hipoclorito de sódio, que podem reagir com a matéria orgânica existente na água, produzindo compostos químicos organoclorados perigosos (trihalometanos, como o tetracloreto de carbono - CHCI3). Tratamento de Águas para Consumo Humano Assim, deve-se ter cuidado quando a água é captada em albufeiras com muita matéria orgânica, porque a adição de cloro pode provocar a formação de compostos muito tóxicos, que dificilmente poderão ser eliminados posteriormente. Tratamento de Águas para Consumo Humano  O cloro é um antiséptico poderoso e persistente.  A acção antiséptica do cloro é consequência da existência das espécies químicas HCIO e CIO-, que são verdadeiros desinfectantes e constituem o chamado "cloro livre" da água:  CI2 (g) + H2O(I)  HCIO (aq) + H+(aq) + CI- (aq)  HCIO(aq)  CIO-(aq) + H+(aq) Tratamento de Águas para Consumo Humano Para manter um nível residual de cloro, adiciona-se à água, no final do tratamento, dióxido de enxofre, que se combina com o excesso de cloro, e solução aquosa de amoníaco, que evita a evaporação do cloro dissolvido. Tratamento de Águas para Consumo Humano A desinfecção também pode ser feita com ozono ou com radiação ultravioleta. Ambos os processos são eficazes porque eliminam os microrganismos. Porém, nenhum deles garante um efeito residual como o cloro, que proteja a água de posteriores contaminações, por isso não devem substituir o cloro. Tratamento de Águas para Consumo Humano  FLUORETAÇÃO: Consiste na adição de flúor, elemento essencial na prevenção da cárie dentária, de modo a garantir o teor recomendado nas normas da OMS. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Verificação da capacidade de transporte das caleiras superficiais dos decantadores.  Verificação do sistema de distribuição de água no fundo do decantador, dos estabilizadores e do sistema "Pulsator“.  Verificação dos electroagitadores e bombas doseadoras face às necessidades actuais. Tratamento de Águas para Consumo Humano  Adquirir equipamento de laboratório, para determinar as doses de reagentes a utilizar e para realizar determinações de rotina de modo a optimizar o funcionamento do sistema de tratamento. Tratamento de Águas para Consumo Humano  COMO SE GARANTE A QUALIDADE DA ÁGUA DISTRIBUíDA? A realização de análises, só por si, não garante um efectivo controlo de qualidade. A garantia de qualidade da água distribuída por sistemas públicos de abastecimento só é possível pela articulação de um conjunto de medi- das, tais como: