CONTAMINAÇÕES MICROBIOLÓGICAS E QUÍMICAS DA ÁGUA (Enasa)

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1 Tel: (011) Fax: (011) São Paulo - SP - Brasil CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA 1. COR 2. TURBIDEZ 3. SÓLIDOS EM ÁGUA 4. TEMPERATURA 5. SABOR E ODOR CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA 1. ph 2. ACIDEZ 3. ALCALINIDADE 4. DUREZA 5. SULFATOS EM ÁGUAS 6. CLORETOS EM ÁGUAS 7. FERRO EM ÁGUAS 8. METAIS PESADOS EM ÁGUAS CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA 1. DBO5,20 2. DQO CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS RESOLUÇÃO CONAMA Nº DE JUNHO DE ARTIGO 1º REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA NAS ÁGUAS IMAGENS SISTEMAS DE FILTRAÇÃO PRECIPITAÇÃO DECANTAÇÃO FILTRAÇÃO - 1.FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE Filtros Simples Filtros Duplos -2.FILTROS LENTOS POR GRAVIDADE -3.FILTROS A PRESSÃO Areia Areia e antracito Carvão Materiais sequestrantes SISTEMAS AVANÇADOS DE FILTRAÇÃO ULTRAFILTRAÇÃO, NANOFILTRAÇÃO, OSMOSE REVERSA FILTRAÇÃO POR MEMBRANA PRINCÍPIO BÁSICO DIAGRAMA DE UMA MEMBRANA DIAGRAMA TIPOS DE MEMBRANAS TIPOS DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA

2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA 1. COR A cor da água é definida como o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessar a água, devido a presença de S.D. S.D. colóides orgânicos - ácido húmico, ácido fúvico, etc. - celulose, anilinas, etc colóides inorgânicos - ferro, - manganês, etc. A detecção da cor pode ser observada por dois meios : Hellige Aqua Tester Hespectrofotometria A remoção da cor ocorre por processo físico-químico : coagulação floculação 2. TURBIDEZ A turbidez da água é definida como o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessar a água, devido a presença de S.S. S.S. areia ; argila ; bactérias ; algas, etc. A detecção da turbidez pode ser observada por dois meios : Turbidímetro de Vela de Jackson Nefelometriaa

3 A remoção da turbidez ocorre por processo físico : decantação filtração 3. SÓLIDOS EM ÁGUA Sólidos em água são definidos pelos compostos de material flutuante, material coloidal e material em solução. Tipos de sólidos: A detecção dos sólidos totais pode ser observada por evaporação a 104º C. A remoção de sólidos em água ocorre por processo físico e/ou químico : coagulação decantação filtração 4. TEMPERATURA A temperatura na água apresenta influência na velocidade das reações, na solubilidade dos gases e no efeito da vida aquática. 5. SABOR E ODOR O sabor e odor na água são originados principalmente pela decomposição de matéria orgânica e presença de fenóis. A remoção de odor se dá por dois processos : adsorção oxidação CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA 1. ph O ph é uma medida de concentração do hidrogênio ativo na água. importância do ph : Abastecimento público Tratamento de água Tratamento de esgotos Tratamento de efluentes industriais Ecossistema aquático

4 O ph pode ser determinado por : sistema colorimétrico sistema eletrométrico Controle do ph : ELEVAÇÃO - NaOH (soda cáustica) - Ca(OH)2 (cal hidratada) - Na2CO3 (carbonato de sódio barrilha ) REDUÇÃO - HCl (ácido clorídrico) - H2SO4 (ácido sulfúrico) - CO2 (gás carbônico) 2. ACIDEZ A acidez da água é a sua capacidade de neutralizar uma base forte. ( = ( ) CO2 livre). A acidez da água pode ser detectada mediante : NaOH Fenolftaleína Metil Orange Importância da acidez : Abastecimento público Corrosão Digestores anaeróbios

5 3. ALCALINIDADE A alcalinidade da água é a sua capacidade de neutralizar um ácido forte. A alcalinidade da água pode ser detectada por titulação na presença de H2SO4. Importância da alcalinidade : Incrustações ETA (floculação por varredura) * Digestores anaeróbios FLOCULAÇÃO POR VARREDURA = formação de flocos natural Exemplo : presença de alumínio na água 4. DUREZA A dureza da água é dada pela concentração de cálcio e magnésio presentes na mesma, que traz como inconvenientes a incrustação de tubulações/tanques à altas temperaturas, e a dificuldade na formação de espumas, pois o Ca e Mg não tornam este produto solúvel em água. Importância da dureza : Abastecimento público Abastecimento industrial A dureza da água pode ser removida por : precipitação química abrandamento Graus de dureza :

6 5. SULFATOS EM ÁGUAS As principais fontes são o solo e efluentes industriais. Os sulfatos podem ser detectados na água mediante dosagem de BaCl2. Importância dos sulfatos: Abastecimento público Corrosão Digestores anaeróbios Corrosão em coletores de esgotos * CORROSÃO EM COLETORES DE ESGOTOS Os sulfatos podem ser removidos mediante reação com Ba e/ou por troca iônica. 6. CLORETOS EM ÁGUAS As principais fontes são os esgotos sanitários 6 g/l / pessoa / dia. Há também a presença de cloretos em efluentes industriais e regiões litorâneas (água salobra). Importância dos cloretos: Abastecimento público Corrosão Indicador de contaminação das águas por esgoto sanitário Tratamento anaeróbio Interferência nas análises de DBO e NO3- Os cloretos podem ser detectados na água mediante Método de Mohr (titulação com AgNO3). Os cloretos podem ser removidos por : destilação solar osmose reversa troca iônica

7 7. FERRO EM ÁGUAS As principais fontes são o solo e os efluentes industriais. Importância do ferro : Abastecimento público Depósito em tubulações ETA Tratamentos biológicos (presença de ferrobactérias) O ferro pode ser detectado na água mediante colorimetria (Lei de Bel Lambert) o ferro pode ser removido por : oxidação do Fe 2+ para Fe 3+ seguido de precipitação aeradores de tabuleiro/torres de arejamento composto sequestrante de Fe (EN-475) 8. METAIS PESADOS EM ÁGUAS As principais fontes são os efluentes industriais. Importância dos metais pesados : contaminação química. CHUMBO presente no ar, tabaco, bebidas, despejos industriais, etc. veneno cumulativo (saturnismo) Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,01 mg/l. BÁRIO extração de bauxita, despejos industriais, etc. não há efeito cumulativo ; age sobre coração, vasos sanguíneos e nervos Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,7 mg/l.

8 CÁDMIO inseticidas, despejos industriais, etc. uma dose de 9,0 mg/l pode levar à morte ; efeito crônico nos rins, fígado, pâncreas e tiróides Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,005 mg/l. ARSÊNIO inseticida, fungicida, herbicida, despejos industriais, etc. a ingestão de 130 mg é fatal ; efeito cumulativo e é carcinogênico Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,01 mg/l. SELÊNIO altamente tóxico (semelhante ao arsênio), etc. Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,01 mg/l. CROMO HEXAVALENTE despejos industriais, etc. efeitos corrosivos no aparelho digestivo Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,05 mg/l. MERCÚRIO usado em produtos medicinais, desinfetantes, pigmentos etc. altamente tóxico ; doses de 3 a 30 g são fatais ; efeito cumulativo e lesões cerebrais Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,001 mg/l.

9 CIANETO galvanoplastias, etc. dose diária suportada pelo homem : 0,05 mg/l Art. 11 Padrão de Potabilidade) : 0,07 mg/l. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA 1. DBO5,20 Representa a degradação da matéria orgânica (biodegradável) em função do tempo. 2. DQO Representa a degradação da matéria orgânica (biodegradável) em função da oxidação química com dicromato de potássio. TOC (carbono orgânico total) : oxidação via temperatura queima. CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS RESOLUÇÃO CONAMA Nº DE JUNHO DE 1986 ARTIGO 1º RESOLUÇÃO CONAMA Nº 20 Art. 1º REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA NAS ÁGUAS SISTEMAS DE FILTRAÇÃO PRECIPITAÇÃO COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO Finalidade de transformar impurezas em estado coloidal ou em solução, além de bactérias, etc., em flocos para que possam ser removidas por sedimentação e/ou filtração (às vezes por flotação). TAMANHO DAS PARTÍCULAS DOSAGEM QUÍMICA COAGULANTES PRODUTOS AUXILIARES DA FLOCULAÇÃO

10 FLOCULAÇÃO DECANTAÇÃO É um processo de separação de partículas sólidas suspensas nas águas, e que são mais pesadas que a água, e tenderão à sedimentação. TAXAS DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL DECANTADORES Tempo de detenção usual : 2 a 4 horas Tempo de detenção com módulos : 0,5 a 1,5 horas FILTRAÇÃO 1 - FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE A quantidade de filtros a ser utilizada em uma ETA depende do tamanho do sistema e das taxas de filtração. Os maiores filtros geralmente não excedem uma área de 170 m2. FILTROS SIMPLES São filtros com áreas de até 70 m², e com uma única câmara de filtração (areia). Os filtros simples (também chamados de filtros de uma camada), devem ser projetados com taxa de filtração de 120 a 360 m³/m².dia. FILTROS DUPLOS São filtros com áreas a partir de 40 m², e com duas câmaras de filtração (pedregulho e areia, ou areia e antracito). Os filtros duplos (também chamados de filtros de dupla camada), devem ser projetados com taxa de filtração de 240 a 480 m³/m².dia.

11 2 - FILTROS LENTOS POR GRAVIDADE Similares aos filtros rápidos por gravidade, e são projetados com taxas muito conservativas, em função de uma pior qualidade da água a ser filtrada. LAVAGEM DOS FILTROS : em contra-corrente expansão do material filtrante entre 25 e 50% para filtros simples expansão do material filtrante entre 40 e 60% para filtros duplos tempo de lavagem de 4 a 6 minutos vazão de lavagem de 1 a 3 vezes a vazão nominal, e em função da zona de expansão projetada. 3 - FILTROS A PRESSÃO FILTRO DE AREIA taxa usual de aplicação : 7,5 m³/m².h altura de material filtrante : 1,20 a 1,50 m borda livre para expansão desejada : 40% pressão de operação : 2,0 a 4,0 kgf/cm² FILTRO DE CARVÃO ANTRACITO taxa usual de aplicação : 12 m³/m².h altura de material filtrante : 1,20 a 1,50 m (areia+ carvão) borda livre para expansão desejada : 50% pressão de operação : 2,0 a 4,0 kgf/cm² FILTRO DE CARVÃO ATIVO taxa usual de aplicação : 10 m3/m2.h altura de material filtrante : 1,20 m borda livre para expansão desejada : 40% pressão de operação : 2,0 a 4,0 kgf/cm²

12 FILTROS : MATERIAIS SEQUESTRANTES taxa usual de aplicação : 10 m3/m2.h tipo material filtrante : meio catalítico e/ou vegetal Meio catalítico : zeólitos esterelizados e ativados Meio vegetal : microporoso, acidulado, podendo conter sais de prata borda livre para expansão desejada : 40% pressão de operação : Meio catalítico : 0,5 a 4,0 kgf/cm2 Meio vegetal : 2,0 a 4,0 kgf/cm2 SISTEMAS AVANÇADOS DE FILTRAÇÃO FUNÇÃO REMOÇÃO DE ATÉ 99% DE TODOS OS ÍONS ; REMOÇÃO DE ATÉ 99,9% DE VÍRUS, BACTÉRIAS E COLÓIDES FILTRAÇÃO POR MEMBRANA PRINCÍPIO BÁSICO A membrana funciona como um filtro, deixando a água passar pelos poros enquanto a passagem de sólidos, dissolvidos ou em suspensão é impedida. DIAGRAMA DE UMA MEMBRANA DIAGRAMA TIPOS DE MEMBRANAS TIPOS DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA

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