Tratamento de Água para Abastecimento

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1 Tratamento de Água para Abastecimento Prof. Dr. Jean Carlo Alanis Sistemas de Tratamento São constituídos por unidades de captação, adução, tratamento, reservação e distribuição; Para cada tipo de água bruta e uso haverá etapas específicas no tratamento; Para se dimensionar um sistema de tratamento de água são necessários alguns dados básicos: vazão de água período de operação diária utilização da água tratada análise de água bruta 1

2 Sistemas de Tratamento Etapas de um Tratamento convencional Captação : estrutura para retirada de água do manancial abastecedor (fonte de onde se retira a água); Adução: canalização de transporte da água entre as diversas unidades do sistema ; Tratamento : retirada das impurezas indesejáveis ao emprego final da água; Reservação : armazenamento dos excessos de água para compensações de equilíbrio, de emergência ou acidental e antiincêndio; Distribuição : condução através de canalizações (rede de tubulações) até os pontos de consumo (ramais prediais). Etapas de um Tratamento convencional 2

3 Etapas de um Tratamento convencional Etapas de um Tratamento convencional 3

4 Etapas de um Tratamento convencional Etapas de um Tratamento convencional 4

5 Captação O homem possui dois tipos de fontes para seu abastecimento : águas superficiais e subterrâneas; Efetivamente essas fontes não estão sempre separadas; As águas de superfície são as de mais fácil captação por isso, são mais utilizadas no consumo humano; Há menos de 5% da água doce existente no globo terrestre superficial, ficando o restante armazenado em reservas subterrâneas; Nem toda água do subsolo pode ser retirada em condições economicamente viáveis (profundidades excessivas e confinadas entre formações rochosas). Captação Sob o ponto de vista das instalações a captação é a primeira providência de um sistema de abastecimento; Destinada a recolher a água, seja ela proveniente da chuva, de rios, de lagos, de fontes ou do subsolo; A captação tem por fim dar condições para que a água seja retirada do manancial em quantidade capaz de atender ao consumo; Contudo a qualidade desta água depende do projeto implantado e, conseqüentemente, do manancial utilizado; É fundamental estar atento para algumas questões relativas à escolha do manancial. 5

6 Captação Além da quantidade e qualidade da água disponível, deve-se observar : o acesso; disponibilidade de energia elétrica; desnível e distância a ponto de tratamento e de consumo. Captação Manancial abastecedor é a fonte de onde se retira a água com condições sanitárias adequadas e vazão suficiente para atender a demanda; Quando há mais de um manancial, a escolha é feita considerando-se : não só a quantidade e a qualidade; o aspecto econômico (nem sempre o que custa inicialmente menos é o que convém, já que o custo maior pode implicar em custo de operação e manutenção menor). 6

7 Captação Na escolha de manancial, também deve-se levar em consideração : o consumo atual provável; a previsão de crescimento da comunidade; a capacidade ou não de o manancial satisfazer a este consumo. Todo e qualquer sistema é projetado para servir, por certo espaço de tempo (período de projeto). Captação Captação de águas superficiais Alguns parâmetros de implantação devem ser analisados para previsão de obras preliminares a sua captação e a dimensão, são eles : condições de escoamento; variação do nível d água; estabilidade do local de captação; quantidade de água; qualidade da água; garantia de funcionamento; economia das instalações; localização. 7

8 Quantidade de água Captação São três as situações para analise da quantidade de água disponível : a vazão é suficiente na estiagem : situação ideal, pois, há vazão contínua, o problema é criar a forma de captação direta da correnteza (forma comum em rios perenes); é insuficiente na estiagem, mas suficiente na média : na média a vazão é suficiente, e durante o período de cheias haverá um excesso de vazão que se armazenado adequadamente poderá suprir o déficit na estiagem. existe vazão, mas inferior ao consumo previsto : é a mais delicada quanto ao aproveitamento do manancial Qualidade da água Captação Águas superficiais, parte-se do princípio sanitário que é uma água sempre suspeita, pois está naturalmente sujeita a possíveis processos de poluição e contaminação; As tomadas em reservatórios não devem ser tão superficiais nem também tão profundas, para que não ocorram problemas de natureza física, química ou biológica; Necessitam cuidados especiais quanto a : presença excessiva de algas, sólidos em suspensão de natureza diversa, substâncias químicas dissolvidas, sedimentos. 8

9 Captação Garantia de Funcionamento Para que não haja interrupções é necessário identificar : posições do nível mínimo para que a entrada de sucção permaneça sempre afogada; nível máximo para que não haja inundações danosas às instalações de captação; determinação da velocidade de deslocamento da água no manancial; estabilidade das estruturas, proteção contra correntezas, inundações, desmoronamentos; medidas que não permitam obstruções com a entrada indevida de corpos sólidos. Garantia de Funcionamento Exemplo de captação com grade e crivo 9

10 Economia nas instalações Captação Os princípios básicos da engenharia são a simplicidade, a técnica e a economia; o projeto da captação deve envolver menor custo sem o sacrifício da funcionalidade para isso deve-se : estudar com antecedência, a permanência natural do ponto de captação; a velocidade da correnteza; a natureza do leito de apoio das estruturas a serem edificadas e a vida útil destas; a facilidade de acesso e de instalação de todas as edificações necessárias (estação de recalque, depósitos, etc.), a flexibilidade física para futuras ampliações e os custos de aquisição do terreno. Captação Localização A localização ideal é aquela que possibilite menor percurso de adução compatibilizado com menores alturas de transposição pela mesma adutora no seu caminhamento; Otimizar a situação através das análises das várias alternativas peculiares ao manancial a ser utilizado; A captação em rios deve ser em trechos retos, pois nestes trechos há menor possibilidade de assoreamentos; A captação for em trecho curvo na margem côncava há maior agressividade da correnteza e na convexa maiores possibilidades de assoreamentos 10

11 Exemplos de captação de águas superficiais Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível Margens estáveis Exemplos de captação de águas superficiais Margens sujeitas a erosão 11

12 Exemplos de captação de águas superficiais Margens instáveis Exemplos de captação de águas superficiais Leitos rochosos com lâmina líquida muito baixa 12

13 Exemplos de captação de águas superficiais Leitos arenosos com lâmina líquida muito baixa Barramento com entroncamento Exemplos de captação de águas superficiais Barramento com vertedouro móvel 13

14 Exemplos de captação de águas superficiais Leitos arenosos com areia em suspensão Exemplos de captação de águas superficiais Com pequenas vazões e grande oscilação de nível em leitos rochosos 14

15 Exemplos de captação de águas superficiais Leitos arenosos Exemplos de captação de águas superficiais Com grandes vazões e grande oscilação de nível 15

16 Exemplos de captação de águas superficiais Captação em reservatórios de acumulação Captação de águas subterrâneas Os reservatórios de águas subterrâneas são chamados de lençóis; Essas águas podem estar acumuladas em dois tipos de lençóis : lençol freático caracteriza-se por está assentado sobre uma camada impermeável de sub-solo, rocha por exemplo, e submetido a pressão atmosférica local; lençol cativo caracteriza-se por está confinado entre duas camadas impermeáveis de crosta terrestre e submetido a uma pressão superior a pressão atmosférica local. 16

17 Captações em lençol freático Pode ser executada por galerias filtrantes, drenos, fontes ou poços freáticos; Galerias filtrantes é empregada em terrenos permeáveis mas de pequena espessura (1 a 2 m) onde há necessidade de se aumentar a área vertical de captação para coleta de maior vazão. Captações em lençol freático Detalhe para construção da galeria filtrante 17

18 Captações em lençol freático Drenos : utilizados quando o lençol freático é muito superficial, as canalizações coletoras ficam na superfície ou a pequenas profundidades de aterramento; São construídos com tubos furados ou simplesmente com manilhas cerâmicas não rejuntadas; As galerias são mais comuns sob leitos arenosos de rios com grande variação de nível; Os drenos são mais comuns em áreas onde o lençol é aflorante permanecendo no mesmo nível do terreno saturado ou sob leitos arenosos de rios com pequena variação de nível. Poços Captações em lençol freático São freqüentes utilizados porque o lençol freático tem grande variação de nível (período de seca x chuvas); Os tipos de poços empregados na captação de água do lençol freático são o raso comum, o amazonas e o tubular; O poço raso (cacimba cacimbão), é construído escavando-se o terreno, em geral na forma cilíndrica, com revestimento de alvenaria ou peças pré-moldadas, com diâmetro da ordem de um a quatro metros por cinco a vinte de profundidade em média, a dependendo da posição do lençol freático 18

19 Captações em lençol freático Dependendo da vazão solicitada e capacidade do lençol abastecedor os poços freáticos podem ser classificados da seguinte maneira : a) quanto a modalidade de construção escavados (profundidades até 20m, diâmetros de 0,80 a 3,00m, vazão até 20 l/s); perfurados; cravados. b) quanto ao tipo de lençol rasos; profundos. Captações em lençol cativo A captação de lençóis cativos é feita através de poços artesianos; A designação artesiano é datada do século XII, derivada do nome da cidade de Artois, França; Em 1126, foi perfurado com sucesso pela primeira vez, um poço desta natureza; Um dos poços artesianos mais famosos pelos seus registros de sondagens, etapas de perfuração e métodos de recuperação de ferramentas, é o de Grenelle (Paris), perfurado de 1833 a 1841, com 549 metros de profundidade, permaneceu por mais de 15 anos como o mais profundo do mundo; Outro é o de Passy (Paris), concluído em 1857, com 0,70m de diâmetro e produção de m 3 /dia a uma altura de 16,50 metros acima do solo. 19

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