Atenção: estas notas destinam-se exclusivamente a servir como roteiro de estudo. Figuras e tabelas de outras fontes foram reproduzidas estritamente com

fins didáticos.

UD 02: Tratamento de água

Prof. Lucrécio Fábio

PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS – I

Prof. Lucrécio Fábio

Atenção: estas notas destinam-se exclusivamente a servir como roteiro de estudo. Figuras e tabelas de outras fontes foram reproduzidas estritamente com fins didáticos.

U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L O

E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a – E E L

Estação de tratamento de água de Guandu – Rio de Janeiro

Introdução

Higiênica - remoção de bactérias, elementos

venenosos ou nocivos, mineralização excessiva,

teores elevados de compostos orgânicos;

Estética - correção de cor,

turbidez, odor, sabor;

Econômica - redução da corrosividade das tubulações,

diminuição de doenças veiculadas pela água.

De modo geral, visa a melhoria da qualidade da água para abastecimento.

Finalidade do Tratamento

captação

tratamento

reservatório

adução

Bacia hidrográfica

Reservatório de

acumulação

distribuição

Sistema de abastecimento

captação

indústria lazer/consumo humano

tratamento

tratamento

de

efluentes

Em geral são os seguintes:

Captação coagulação floculação

decantação ou

sedimentação filtração desinfecção

(cloração)

fluoretação

Processo de Tratamento

Processo de Tratamento

Captação

Processo de Tratamento

Captação de água da Represa Billings – São Paulo

Coagulação

É o processo que transforma as partículas em suspensão, em estado

coloidal e algumas que se encontram dissolvidas, em aglomerados

que possam ser removidas pelos processos de decantação e filtração.

Esses aglomerados se reúnem produzindo a floculação.

Reagentes

Compostos de alumínio ( sulfato de alumínio, polímeros a base de

alumínio - policloreto de alumínio)

sulfato de alumíniopolicloreto de alumínio

Processo de Tratamento

Agitação rápido do sistema de coagulação

Processo de Tratamento

Coagulação

Floculação

Teoricamente, o sulfato reagindo com a alcalinidade natural da água.

Al2(SO4)318H2O + 3 Ca (HCO3)2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 18H2O + 6CO2

Floculadores

Processo de Tratamento

Decantação

É o processo pelo qual se verifica a deposição de matérias em

suspensão pela ação da gravidade.

Força deatrito

Forçagravitacional

Velocidade de

sedimentação

Vs = 1 . g . d1 - d2 . D2

18 ʋ d2

Vs = velocidade de sedimentação (m/s)

g = aceleração da gravidade (m/s2)

ʋ = viscosidade cinemática da água (m2/s)

d1 = densidade da partícula (kg/m3)

d2 = densidade do líquido (kg/m3)

D = diâmetro da partícula (m)

Lei de Stokes

Processo de Tratamento

Aplicação

Calcular a velocidade de sedimentação de uma partícula, tendo-

se os seguintes dados:

velocidade de sedimentação : Vs = ? m/s

aceleração da gravidade : g = 9,81 m/s2

viscosidade cinemática da água : ʋ = 0,90 x 10-6 m2/s

densidade da partícula : d1 =2650 kg/m3

densidade do líquido : d2 = 1000 kg/m3

diâmetro da partícula : D = 0,7 mm = 0,7 x 10-3 m

Resposta: 0,48m/s

Processo de Tratamento

T = V / Q

T = tempo de detenção (h)

V = volume do tanque (m3)

Q = vazão (m3/h)

Decantação

Processo de Tratamento

Aplicação

Qual o tempo de detenção de um decantador que tem volume de

3000m3 e cuja vazão de água é de 0,8m3/s

T = V / Q

T = 3000m3 / 2880m3.h-1

T = 1,04h

Processo de Tratamento

Filtração

A filtração da água consiste em fazê-la passar através de

substâncias porosas capazes de reter ou remover algumas de

suas impurezas.

Classificação dos filtros

De acordo com a taxa ou velocidade de filtração

filtros lentos: funcionam com taxa média de 4 m3/m2/dia

filtros rápidos: funcionam com taxa média de 120 m3/m2/dia

Quanto à pressão, os filtros rápidos podem ser de 2 tipos:

de pressão: fechados metálicos, nos quais a água a ser

filtrada é aplicada sobre pressão.

de gravidade: os mais comuns

Processo de Tratamento

Tipos de filtros

Corte de um filtro lento

Processo de Tratamento

Filtração

Corte de um filtro rápido

Filtração

Processo de Tratamento

Filtro rápido/gravidade

Filtração

Processo de Tratamento

Filtro rápido/pressão

Filtração

Processo de Tratamento

Processo de Tratamento

Filtração

Desinfecção

A desinfecção nas ETAs é feita com cloro e, por isso, o termo

desinfecção é comumente substituído por cloração.

A cloração pode ser feita com:

•Cloro puro

•Hipoclorito de sódio ou cálcio

Processo de Tratamento

Fluoretação

A fluoretação das águas de abastecimento público auxilia na produção

natural de dentes mais resistentes, proporcionando-lhes mais saúde.

Os dentes são ossos mortos, portanto a ação benéfica do flúor para

efeitos preventivos ocorrerá com mais vantagem na sua formação.

Processo de Tratamento

Ação do Flúor

• aumento da insolubilidade da parte mineralizada do dente,

tornando-o mais resistente às bactérias;

• maior concentração de fluoretos na cavidade oral, inibindo os

processos enzimáticos, que dissolvem substâncias calcificantes do

dente;

• sua presença torna o meio impróprio ao desenvolvimento de “

Lactobacillus Acidophillus”

Materiais

• Fluoreto de sódio comercial;

• fluorssilicato de sódio;

• ácido fluorssilícico

Processo de Tratamento

Clarificação

O processo consiste em coagulação, floculação e filtração da água

com vistas a reduzir a presença de sólidos suspensos.

Abrandamento

Ou “amolecimento” da água, consiste na remoção total ou parcial dos

íons de cálcio (Ca++) e magnésio (Mg++) nela presentes, geralmente em

forma de bicarbonatos, sulfatos e cloretos.

Tratamento de água para caldeira

Abrandamento

• processo de troca iônica ou desmineralização

Tratamento de água para caldeira

Desgaseificação

•Tem duas finalidades:

- aquecimento da água

- desprendimento de elementos gasosos

Desaerador

Tratamento de água para caldeira

Passos do tratamento

• Preparo de soluções

- cal

- sulfato

- hipoclorito

• realização do jar test (teste de jarro)

Teste de jarro

Aparelho de jar test

Instrumentaçãode apoio

Teste de jarro

Teste de jarro

Bibliografia

Carlos A. Richter e José M. de Azevedo Netto. Tratamento de Água. 5ª ed. São

Paulo Edgard Blucher. 2003.

Luiz Di Bernardo. Tratamento de água para abastecimento por filtração direta. 1a

ed. Rio de Janeiro. Abes. 2003.