CAP 7 - DESINFECÇÃO

7/30/2019 CAP 7 - DESINFECO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARINSTITUTO DE TECNOLOGIAFACULDADE DE ENGENHARIA SANITRIA E AMBIENTALTRATAMENTO DE GUAS DE ABASTECIMENTOProf. Dra Luiza Girard

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DESINFECO

A desinfeco o processo que utiliza agentes qumico ou no com a finalidade dereduzir microorganismos patognicos presentes na gua, incluindo bactrias, protozorios,vrus.

Dentre os agentes qumicos utilizados tm-se cloro, bromo, iodo, oznio, perxidode hidrognio e, os ons metlicos (prata e cobre). Dentre os agentes fsicos destacam-se ocalor (ferver a gua) e a radiao ultravioleta.

Para serem utilizados, os desinfetantes devem apresentar as seguintes

caractersticas.a) Devem destruir em tempo razovel, os organismos patognicos na quantidadeem que se apresentarem.

b) No devem ser txicos aos seres humanos e animais domsticos.c) Devem estar disponveis a custo razovel e oferecer condies seguras de

transporte, manuseio e aplicao.d) No devem produzir sabor e odor nas guas em dosagens usuais;e) Devem ter sua concentrao determinada de forma rpida, atravs de mtodos

simples.f) Devem produzir residuais persistentes, assegurando desse modo a qualidade da

gua contra eventuais contaminaes no sistema de abastecimento.

No Brasil o desinfetante mais utilizado em ETAs cloro na forma de gs (Cl 2). Emescala bem mais reduzida, so tambm utilizados o hipoclorito de clcio e sdio e a calclorada.

Nos dias atuais h um interesse crescente pelo uso de desinfetantes alternativosdecorrente da possibilidade de formao pelo cloro de THM (trialometanos), compostosorganosclorados que podem causar riscos a sade publica, consideradas txicas ecancergenas.

1- CloraoREAO DO CLORO COM A GUA

O cloro age de duas formas na gua:a) como desinfetante, para destruir ou inativar os microorganismos patognicos ouvrus.b) como oxidante de compostos orgnicos e inorgnicos presentes na gua.

Este material de apoio destinado exclusivamente aos alunos da disciplina, no devendo serdistribudo e publicado.


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Os compostos de cloro mais utilizados em ETAs so o cloro gasoso (Cl2), ohipoclorito de sdio (NaOCl), o hipoclorito de clcio (Ca(OCl)2) e o dixido de cloro(ClO2).

Quando o Cl2 adicionado a gua livre de impurezas desenvolve-se dois tipos dereao: hidrolise e ionizao.

a) hidrolise: Cl2 + H2O HOCl + H + + Cl-

cido hipocloroso

b) Ionizao: HOCl H + + OCl

on hipoclorito

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90100


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A quantidade de HOCl e OCl que se encontra na gua denomina-se cloro residuallivre. A distribuio dessas duas formas muito importante j que a eficincia da

desinfeco do HOCl cerca de 40 a 80 vezes superior ao do OCl

. O grau de dissociaodo HOCl e OCl na gua depende do pH e da temperatura.

REAO DO CLORO COM A AMNIA

Quando a gua contm amnia ou produtos de compostos amoniacais, o cidohipocloroso reage com tais substancias formando:

NH3 + HOCl NH2Cl (monocloramina) + H2O

Amnia

NH2Cl + HOCl NHCl2 (dicloramina) + H2O

NHCl2 + HOCl NCl3 (tricloramina) +H2O

O teor de cloro nessa forma denominado cloro residual combinado.

De modo geral, com a diminuio do pH e o aumento da relao cloro/amnia (Cl2NH3) a molcula de amnia torna-se mais clorada.O poder de desinfeco das cloraminas relativamente baixo. Dentre as cloraminas,

a dicloramina a de maior poder de desinfeco, porm sua formao, assim como aformao de tricloraminas no desejvel, pois tais compostos conferem sabor e odor agua.

Clorao ao break-point

1011

12

g/L

demanda de

cloro nula

0 1 2 3

RAZO MOLAR Cl : N


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Quando se adiciona cloro na gua, ocorre uma reduo no nitrognio amoniacal

(NH3) e formao de cloraminas (NH2Cl). O ponto mximo da curva ocorre quando toda aamnia disponvel foi combinada com cloro. A partir da, com o aumento continuo dadosagem de cloro as cloraminas so oxidadas e destrudas, at o ponto mnimo de clororesidual, quando h destruio total das cloraminas. A partir deste ponto de inflexo dacurva, o aumento na dosagem de cloro aplicado, corresponder ao aumento do teor de clororesidual livre.

A principal razo para adicionar cloro suficiente para obter cloro residual livre, que a desinfeco se realizar com maior eficincia.

Esquematicamente tem-se:


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A demanda de cloro proveniente de outras substancias presentes na gua quereagem com o cloro.

Formas disponveis do cloro comercial: Gs, Lquido ou Slido. A dosagem do

produto depende de sua concentrao disponvel, como por exemplo, cloro gs (cloro ativo- 100%), hipoclorito de sdio (cloro ativo - 10 a 15%), gua sanitria (cloro ativo - 2 a 5%),etc.

2 - Dixido de cloro (ClO2)

Devido ao perigo de exploso o ClO2 deve ser produzido no local de uso. umexcelente desinfetante para bactrias e vrus, tendo maior eficincia em pH alto e deixandoresidual na rede de distribuio; no forma THM ( trihalometanos compostos com clorocancergenos, mutagnicos), porm forma outros compostos (cloretos e cloratos) que so

txicos e mutagnicos.

3 - Oznio:

O oznio produzido atravs de descarga eltrica em uma abertura no qual escoaum gs contendo oxignio. De difcil transporte e armazenamento o oznio deve serproduzido prximo ao local de uso.

Cloro (Cl2)

Demanda

Livre

Residual

Combinado

HOCl OCl- NH2Cl NHCl2 NCl3


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As principais consideraes sobre o oznio esto relacionadas s finalidades do seuuso, aos custos de implantao, operao e a formao de subprodutos. um excelentedesinfetante, no h formao de THM e no deixa residual na rede. Seu custo 10 a 15

vezes maior que o cloro.

4 - Radiao ultravioleta.

A gua e suas impurezas so responsveis pela absoro da radiao UV incidente.A radiao UV pode ser transmitida por lmpadas especificas. A radiao UV um bomdesinfetante, no sofre influencia do pH, no deixa residual no sistema, improvvel aformao de THM e outros compostos. No entanto, limitada pequenas vazes poisprecisam penetrar na lmina dgua, guas com turbidez no indicado (efluente de ETEs).Custo elevado.


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CARACTERISTICAS DOS DESINFETANTES

CARACTERISTICAS CLORO CLORAMINA DIXIDO DE CLORO OZNIO UV

Desinfeco

Bactria

Vrus

Excelente (HOCl)

Excelente (HOCl)

Moderada

Baixo (longos perodos decontacto)

Excelente

Excelente

Excelente

Excelente

Bom

Bom

pH Eficinciadecresce com oaumento do pH

Dicloramina predominaem pH7,0

Mais eficiente em pHalto

Maior residual embaixo pH

Insensvel

Residual no sistemade distribuio

Sim Sim No No No

Subprodutos

Formao de THM

Outros

Sim

Clorados,cloraminas,clorofenis

Improvvel

Desconhecido

Improvvel

Aromticos, clorados,clorato e clorito

Improvvel

Aldedos,aromticos, cidoscarboxlicos, ftalatos

Improvvel

Desconhecido

Experincia Muito usado nosEUA

Muito usado nos EUA Muito usado na Europa

Uso limitado no EUA

Muito usado naEuropa e no Canad

Uso limitado nosEUA

Limitado apequenasvazes

Dose tpica (mg/L) 2-20 0,5-3,0 Dados insuficientes 1 - 5 Dadosinsuficientes


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De acordo com Daniel (2008), o tempo de contato de 15 minutos normalmente utilizado para a vazo mxima.

Portaria 2.914 de dez de 2011 - Tabela de tempo de contato mnimo (minutos) a ser observado para a desinfeco por meio da

clorao, de acordo com concentrao de cloro residual livre, com a temperatura e o pH da gua(1)

C (2) Temperatura = 5C Temperatura = 10C Temperatura = 15C

Valores de pH Valores de pH Valores de pH

6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0

0,4 38 47 58 70 83 98 114 27 33 41 49 58 70 80 19 24 29 35 41 48 57

0,6 27 34 41 49 59 69 80 19 24 29 35 41 49 57 13 17 20 25 29 34 40

0,8 21 26 32 39 46 54 63 15 19 23 27 32 38 45 11 13 16 19 23 27 31

1,0 17 22 26 32 38 45 52 12 15 19 23 27 32 37 9 11 13 16 19 22 26

1,2 15 19 23 27 32 38 45 11 13 16 19 23 27 32 7 9 11 14 16 19 22

1,4 13 16 20 24 28 34 39 9 11 14 17 20 24 28 7 8 10 12 14 17 20

1,6 12 15 18 21 25 30 35 8 10 16 15 18 21 25 6 7 9 11 13 15 17

1,8 11 13 16 19 23 27 32 7 9 11 14 16 19 22 5, 7 8 10 11 14 16

2,0 10 12 15 18 21 25 29 7 8 10 12 15 17 20 5 6 7 9 10 12 14

2,2 9 11 14 16 19 23 27 6 8 10 12 14 16 19 5 6 7 8 10 11 13

2,4 8 10 13 15 18 21 25 6 7 9 11 13 15 17 4 5 6 8 9 11 12

2,6 8 10 12 14 17 20 23 5 7 8 10 12 14 16 4 5 6 7 8 10 12

2,8 7 9 11 13 15 19 22 5 6 8 9 11 13 15 4 4 5 7 8 9 11

3,0 7 9 10 13 15 18 20 5 6 7 9 11 12 14 3 4 5 6 8 9 10

C (2) Temperatura = 20C Temperatura = 25C Temperatura = 30C

Valores de pH Valores de pH Valores de pH

6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0

0,4 14 17 20 25 29 34 40 9 12 14 18 21 24 28 6 8 10 12 15 17 20

0,6 10 12 14 17 21 24 28 7 8 10 1 15 17 20 5 6 7 9 10 12 14

0,8 7 9 11 14 16 19 22 5 6 8 10 11 13 16 3 5 6 7 8 10 11

1,0 6 8 9 11 13 16 18 4 5 6 8 9 11 13 3 4 5 6 7 8 9

1,2 5 7 8 10 11 13 16 4 5 5 7 8 10 11 3 3 3 5 6 7 8

1,4 5 6 7 9 10 11 14 3 4 5 6 7 8 10 2 3 3 4 5 6 7

1,6 4 5 6 8 9 11 12 3 4 4 5 6 7 9 2 3 3 4 4 5 6

1,8 4 5 6 7 8 10 12 3 3 4 5 6 7 8 2 2 3 3 4 5 6

2,0 3 4 5 6 7 9 10 2 3 4 4 5 6 7 2 2 3 3 4 4 5

2,2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 3 4 5 6 7 2 2 2 3 3 4 5

2,4 3 4 4 5 6 8 9 2 3 3 4 4 5 6 2 2 2 3 3 4 4

2,6 3 3 4 5 6 7 8 2 2 3 3 4 5 6 1 2 2 3 3 4 4

2,8 3 3 4 5 6 7 8 2 2 3 3 4 5 5 1 2 2 2 3 3 4

3,0 2 3 4 4 5 6 77 2 2 3 3 4 4 5 1 2 2 3 3 3 4

NOTAS:(1) Valores intermedirios aos constantes na tabela podem ser obtidos por interpolao.(2) C: residual de cloro livre na sadado tanque de contato (mg/L).

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