TRATAMENTO DE GUA E EFLUENTESDemtrio de Abreu Sousa
Classificao da gua
CONAMA n. 20/1986
Classe especial abastecimento sem prvio tratamento ou com simples desinfeco Classe 1 abastecimento domstico aps tratamento simplificado Classe 2 abastecimento domstico aps tratamento convencional; proteo das comunidades aquticas e recreao de contato primrio Classe 3 abastecimento domstico aps tratamento convencional; irrigao Classe 4 navegao; uso menos exigente Classe 5 recreao; aquicultura Classe 6 navegao comercial Classe 7 salobra aquicultura Classe 8 salobra navegao comercial
Principais padres de qualidade das diversas classes(5) mg/L
leo mineral: 20Animal e vegetal: 50 (7) Os valores podem mudar se provar que haja depurao do OD (9) Padro para gua receptora
DefiniesA
expresso GUA BRUTA refere-se gua antes de receber um TRATAMENTO que ir convert-la em uma GUA TRATADA
Impurezas presentes nas guas naturais
Gases Dissolvidos (GD) N2 ,
O2 e CO2 O CO2 dissolvido na gua leva ao abaixamento de pH
Impurezas presentes nas guas naturais
Impurezas presentes nas guas naturais
Resduo total de evaporao ( RT ) - resulta de vaporizao total da gua (103-105oC), onde RT = SD + SS.; Os slidos dissolvidos e em suspenso podem ser classificados em fixos e volteis (SDF, SDV, SSF, SSV ). Os SDV e SSV so eliminveis por aquecimento a 300-700oC e no se encontram presentes em guas naturais no poludas;
Slidos sedimentveis (SP) so uma parte dos SS, sendo separveis por sedimentao natural (decantao).
Slidos Dissolvidos
Principais ctions : Fe2+, Mg2+, Ca2+, K+, Na+; Principais nions : HCO3-, SiO32-, SO42-, Cl-;
Slidos em Suspenso
SS com d > 106
sedimentao natural;
SS com d < 105 necessidade
de tratamento da gua (clarificao) para eliminao da TURBIDEZ;
Diferenas no tratamento
Tratamento de gua para consumo Tratamento de gua para incorporao em produtos (guas de produtos) Bebidas,
alimentos, cosmticos...
Tratamento de gua de uso industrial (guas de processo) Tratamento de esgoto residencial Tratamento de efluente industrial
Usos de gua na indstria
Aquecimento (guas de Caldeira) Resfriamento (guas de Refrigerao) Lavagem de ptios e Abatimento de poeira Lavagem de frutas / hortalias Irrigao / Hidroponia / Aquicultura
Tratamento de gua para consumo
Etapas do tratamento de gua1.
2.3. 4. 5. 6. 7.
Pr- clorao Pr-alcalinizao Coagulao Floculao Clarificao Decantao Filtrao Clorao/Fluoretao
Etapas do tratamento de gua1.
Pr- clorao Adio
de cloro assim que a gua chega estao para facilitar a retirada de matria orgnica e metais (Fe e Mg).
2.
Pr-alcalinizao Adio
de cal ou soda gua para ajustar o pH aos valores exigidos para as fases seguintes do tratamento.
Etapas do tratamento de gua3.
Coagulao Adio
de sulfato de alumnio, cloreto frrico ou outro coagulante, seguido de uma agitao violenta da gua para provocar a desestabilizao eltrica das partculas de sujeira, facilitando sua agregao. O tratamento de coagulao e floculao um processo de agregao dos slidos em suspenso, que esto dispersos e estabilizados na forma de partculas finas ou coloidais na gua.
Etapas do tratamento de gua3.
Coagulao
As partculas geralmente possuem cargas negativas em sua superfcie, e desta forma repelem-se umas s outras, tornando a disperso estvel. Assim, para sedimentar estas partculas, faz-se necessrio promover sua agregao e formao de flocos grandes. Como primeira etapa do tratamento, as cargas das partculas so neutralizadas utilizando-se produtos qumicos e so formados micro-flocos. Esta etapa chamada de coagulao e os produtos qumicos utilizados na neutralizao da carga so denominados coagulantes.
Tipos e funes de coagulantes
4.
Floculao
Micro-flocos so agregados para formar macro-flocos atravs da adio de outro tipo de produtos qumicos. Esta etapa denominada floculao e os produtos qumicos utilizados so chamados floculantes. Sais de alumnio, sais de ferro e polmeros catinicos de baixo peso molecular so geralmente utilizados como coagulantes. Polmeros orgnicos de alto peso molecular so utilizados como floculantes.
Etapas do tratamento de gua5.
Decantao Na
decantao, como os flocos de sujeira so mais pesados do que a gua caem e se depositam no fundo do decantador.
6.
Filtrao Nesta
fase, a gua passa por vrias camadas filtrantes onde ocorre a reteno dos flocos menores que no ficaram na decantao. A gua ento fica livre das impurezas. (porm no microorganismos)
Exemplo de decantador
Etapas do tratamento de gua7.
Clorao A clorao
consiste na adio de cloro. Este produto usado para destruio de microorganismos presentes na gua. uma etapa adicional. O produto aplicado tem a funo de colaborar para reduo da incidncia da crie dentria.
Fluoretao A fluoretao
Tratamento de esgoto domstico
Slidos mais provveis em esgoto domstico
Processos biolgicos na ETE
Aerbio e Anaerbio Esgoto
domstico utiliza-se os dois processos
Nitrognio e esgoto
possvel estimar se houve despejo de esgoto domstico em um corpo aqutico analisando-se as vrias formas do nitrognio:se o aporte do resduo foi recente, certamente a maior frao do nitrognio total ser o nitrognio orgnico ou mesmo na forma de amnia, indicando que a matria orgnica ainda no foi oxidada. se for um lanamento antigo, e evidentemente se o meio for aerbio, a espcie mais significativa, dentre todas, ser o nitrato, a forma mais oxidada. se uma grande proporo do nitrognio estiver na forma intermediria de oxidao, o nitrito, isso pode significar que a matria orgnica encontra-se ainda em processo de estabilizao.
Nitrognio
um elemento indispensvel ao crescimento de algas, mas, em excesso, pode ocasionar um exagerado desenvolvimento desses organismos, fenmeno chamado de eutrofizao
Teste de DBO e DQO
DBOquantidade de oxignio necessria para a estabilizao da matria orgnica degradada pela ao de bactrias, sob condies aerbias e controladas (perodo de 5 dias a 20 C). fornece a frao dos compostos biodegradveis presentes no efluente. estimativa do grau de depleo de oxignio em um corpo aqutico receptor natural e em condies aerbias no mximo de 60 mg/L (este limite s poder ser ultrapassado no caso do sistema de tratamento de guas residurias reduzir a carga poluidora de efluente, em termos de DBOS dias a 20 C do despejo, em, no mnimo de 85%)o
DQO
Anlise para inferir o consumo mximo de oxignio para degradar a matria orgnica, biodegradvel ou no, de um dado efluente aps sua oxidao em condies especficas. Utiliza-se um forte oxidante (K2Cr2O7) em meio extremamente cido e temperatura elevada. O valor obtido indica o quanto de oxignio um determinado efluente lquido consumiria de um corpo dgua receptor aps o seu lanamento, se fosse possvel mineralizar toda a matria orgnica presente Altos valores de DQO podem indicar um alto potencial poluidor.
DQOReao para oxidao da matria orgnica:CHO + Cr2O72- + H+ Cr3+ + H2O + CO2
Reduo do dicromato:Cr2O72- + 14H+ + 6e2Cr3+ + 7H2O
Reduo do oxignio:O2 + 4H+ + 4eH2O
O nmero de mols de oxignio requeridos para a oxidao 1,5 vezes o nmero de mols do dicromato utilizado Valor mximo permitido 90 mg/L
Parmetros MicrobiolgicosContagem de coliformes: Nmero mais provvel por 100 mL (NMP/100 mL)
Parmetros Microbiolgicos
Contagem de Colnias por mL : Contagem
de colnias (col) de bactrias aerbias totais (BAT) por mL; Para guas de reposio, o valor limite de 400 col/mL
Parmetros Microbiolgicos
Grave problema sanitrio
Um corpo dgua que recebeu esgotos com dejetos humanos pode constituir-se num veculo de transmisso de vrias doenas Investiga-se a presena de coliformes fecais em guas afim de saber se determinado corpo dgua recebeu dejetos humanosExame bacteriolgico importante para a gua destinada ao consumo humano, irrigao, fabricao de alimentos e recreao humana
Turbidez
Mede a opacidade de um meio aquoso ou a dificuldade da luz se propagar nesse meio, constituindo-se numa forma indireta de avaliao da concentrao de slidos em suspenso Avalia a presena de matria em suspenso na gua, como argila, substncias orgnicas finamente divididas, organismos microscpicos e outras partculas
Dureza (D ppm CaCO3)
Dureza total (DT) a soma da concentrao de todos os ctions Mn+DT DCa 2 DMg2 DFe2 DAl3 ...
Em guas naturais:DT DCa 2 DMg2
Dureza temporria (Dt)
Associado a presena de bicarbonato e carbonato Pode ser removida por aquecimento A precipitao de carbonato de clcio pode ser um problema em indstrias
Dureza permanente (Dp)
Parte da dureza total (DT) associvel a outros nions (diferentes do bicarbonato e carbonato), tais como: Cl-, SO42- etc. Calculada pela diferena entre as durezas total e temporria
Classificao das guas quanto Dureza Total
Quando a dureza apresenta-se em escala elevada, sua remoo pode se fazer necessria. Os mtodos de remoo da dureza so conhecidos como mtodos de abrandamento
Mtodos de abrandamento
Mtodos de precipitao Atravs
de reaes especficas de precipitaode resinas de troca inica
Mtodos de troca-inica Utilizao
Mtodos de precipitao
Consistem na remoo da dureza por intermdio da formao de produtos poucos solveis de seus ctions; Esses produtos so, normalmente, retirados sob a forma de lama .
Mtodos de precipitao
Os abrandamentos por precipitao, mesmo quando conduzidos em temperaturas elevadas (50oC a 110oC), reduzem a dureza das guas, mas no conseguem elimin-la totalmente, deixando uma dureza total residual entre 15 e 40 ppm de CaCO3 Abrandamento por precipitao recomendado somente para guas com maior dureza, relativamente raras em termos de guas superficiais no Brasil
Mtodos de troca-inica
Muitas vezes necessrio se proceder a remoo total da dureza de uma gua, mesmo em casos em que seus valores so considerados baixos (inferiores a 30 ppm CaCO3) So empregadas resinas sintticas catinicas de sdio (R-Na+);
Mtodos de troca-inica
Mtodos de troca-inica
Aps um certo tempo de operao, a resina ter trocado todos os seus ons sdio por ons de dureza, alcanando o estado de saturao; A regenerao da resina feita por inverso da reao por meio da adio de soluo concentrada de NaCl resina saturada:
Tratamento de guas industriais
Recebem a denominao de guas industriais aquelas utilizadas em plantas industriais para: Gerao
de vapor/energia Refrigerao/resfriamento Lavagens e outros usos diversos
Tratamentos para gerao de vapor
Remoo de contaminantes de origem orgnica Remoo de contaminantes de origem inorgnica (sais de Ca2+, Mg2+, slica e silicatos Remoo de oxignio
Remoo do oxignio da gua
Um dos meios mais simples e eficientes de se combater a corroso elementar nas tubulaes metlicas pela remoo do oxignio dissolvido na gua. No havendo oxignio, no h receptor para os eltrons provenientes do ferro e, assim, o ciclo no se completa. A remoo do oxignio feita de dois modos: mecanicamente e quimicamente.
Tratamentos para gua de refrigerao
Fundamentalmente, os objetivos do tratamento da gua de resfriamento so: Evitar
a formao de incrustaes Minimizar os processos corrosivos Controlar o desenvolvimento microbiolgico
Tratamentos para gua de refrigerao
Remoo de contaminantes de origem orgnica: floculao Remoo de contaminantes de origem inorgnica: disperso Inibio corroso Controle de desenvolvimento microbiolgico
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