Saneamento Ambiental I. Aula 12 Parâmetros de Qualidade de Água - Potabilização

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Engenharia Ambiental Saneamento Ambiental I Aula 12 Parâmetros de Qualidade de Água - Potabilização Profª Heloise G. Knapik 1

2 Primeiro módulo: Dimensionamento de redes de distribuição de água Segundo módulo: Tratamento de água para abastecimento Terceiro módulo: Dimensionamento e tratamento de esgotos sanitários 2

3 Conteúdo Módulo 2 Parâmetros de qualidade de água - Potabilização Coagulação e Floculação Sedimentação e Decantação Flotação Filtração Desinfecção Reuso de água 3

4 Bibliografia Abastecimento/ tratamento de água: Água: Métodos e tecnologia de tratamento. Carlos A. Richter. São Paulo: Editora Blucher, Abastecimento de água para consumo humano. Organizadores: Léo Heller e Valter Lúcio de Paula. Volumes 1 e 2, 2ª ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, (ou outras edições) Fundamentos de qualidade e tratamento de água. Marcelo Libânio. Campinas: Editora Átomo, Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Marcos Von Sperling, Volume 1, 3ª ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, (ou outras edições)

5 Aula de hoje Parâmetros de Qualidade de Água - Potabilização Água potável segura, livre de contaminantes orgânicos e inorgânicos e de bactérias patogênicas Água palatável atraente de aspecto e de sabor, adequada para as finalidades domésticas e industriais Água de dureza não elevada e estável: nem corrosiva, nem incrustante

6 Impurezas encontradas na água Tipos de impurezas: Características químicas: Inorgânicas e Orgânicas Características físicas: Suspensão Estado Coloidal Dissolvido Implica em diferentes processos de tratamento Características biológicas: Animais, vegetais, protistas

7 Impurezas encontradas na água 7

8 Padrões de potabilidade Valores de referência para os parâmetros mais representativos da qualidade de uma água para que seja considerada adequada ao consumo humano. Exemplos: Redução da turbidez Redução de TOC (carbono orgânico total) formação de THMs Controle da qualidade no sistema de distribuição Monitoramento dos subprodutos da corrosão

9 Parâmetros de Qualidade de Água - Potabilização Parâmetros físicos: Cor Turbidez Sabor e odor Parâmetros químicos: ph Alcalinidade Acidez Dureza Cloretos, sulfatos e sólidos totais Ferro e manganês Produtos farmacêuticos Parâmetros bacteriológicos: Bactérias Algas

10 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Cor Turbidez Sabor e odor

11 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Cor Substâncias minerais e orgânicas dissolvidas, coloidais ou sem suspensão Significa a capacidade da água em absolver certas radiações do espectro visível Cor verdadeira substâncias dissolvidas Cor aparente matéria em suspensão

12 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Cor Origem: Decomposição da matéria orgânica (marrom amarelada: ácidos húmicos e fúlvicos) Ferro (avermelhada) Esgotos domésticos e processos industriais Importância: - Aparência - Presença de matéria orgânica formação de THMs

13 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Cor Medição e interpretação de resultados: Medida por comparação de escala de cores (uc unidade de Cor) Dependendo dos valores a forma de tratamento é diferenciada: - > 15 uc: percepção visual - < 5 uc: dispensam coagulação química - > 25 uc: requerem coagulação química seguida por filtração - Padrão de potabilidade: = 15uC Cor verdadeira: após a centrifugação da amostra

14 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Turbidez Medida indireta da quantidade de sólidos em suspensão Representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água (aparência turva) Origem: Material em suspensão Materiais orgânicos e inorgânicos, esgotos, erosão, microrganismos

15 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Turbidez Medição e interpretação de resultados: Medida por comparação de escala (NTU unidades nefelométricas ou ut unidades de Turbidez Dependendo dos valores a forma de tratamento é diferenciada: - = 10 ut: ligeira nebulosidade - = 500 ut: opaca - < 20 ut: dispensa coagulação química, apenas com processo de filtração - > 50 ut: requerem coagulação química ou pré-filtro grosseiro antes da filtração - Padrão de potabilidade: = 5uT

16 Alteração da qualidade da água em um evento de precipitação

17 Parâmetros Físicos de Q.A. - Potabilização Sabor e odor Função de sólidos em suspensão ou dissolvidos e/ou gases dissolvidos Origem: - Matéria orgânica em decomposição - Microrganismos (altas) - Gases dissolvidos (gás sulfídrico H2S) Importância: Aceitação pela população

18 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização ph Alcalinidade Acidez Dureza Cloretos, sulfatos e sólidos totais Ferro e manganês Produtos farmacêuticos

19 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização ph Representa a concentração de íons hidrogênio (H + ), dando indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água. Presença de sólidos ou gases dissolvidos Origem: - Dissolução de rochas - Oxidação da matéria orgânica e absorção de gases da atmosfera - Fotossíntese - Despejos domésticos e industriais

20 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização ph Importância: - Operação das etapas de tratamento (faixa ótima de uso na coagulação, desinfecção, controle da corrosividade, remoção da dureza) - ph baixo: potencial de corrosividade e agressividade nas tubulações e peças das águas de abastecimento - ph alto: possibilidade de incrustações nas tubulações e peças das águas de abastecimento

21 Alcalinidade Medida da capacidade da água de neutralizar os ácidos (capacidade de resistir às mudanças de ph). Presença de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos (distribuição em função do ph) Origem: Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização - Dissolução de rochas - Reação de CO 2 com a água (atmosfera ou decomposição da matéria orgânica) - Despejos industriais Importância - Regulação da dosagem de coagulantes, redução da dureza e prevenção da corrosão em tubulações.

22 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Acidez Capacidade da água em resistir à mudanças de ph causadas pelas bases. Presença de sólidos e gases dissolvidos. Origem: - CO 2 absorvido da atmosfera ou resultante da decomposição da matéria orgânica - Gás sulfídrico - Despejos industriais Importância: - Desagradáveis ao paladar, corrosão de tubulações

23 Dureza Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Forma principal: sólidos dissolvidos Presença de sais de metais alcalino-terrosos (cálcio, magnésio) reação com a água formando precipitados. Reduz a formação de espuma (dificulta a higienização) Problemas de incrustação (precipitação) Interpretação de resultados: < 50 mg/l de CaCO 3 : água mole entre 50 e 150 mg/l de CaCO 3 : dureza moderada entre 150 e 300 mg/l de CaCO 3 : água dura > 300 mg/l de CaCO 3 : água muito dura Padrão de potabilidade: 500 mg/l

24 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Cloretos Sais dissolvidos (p. ex. cloreto de sódio) Origem: Dissolução de minerais, intrusão de águas salinas, efluentes Importância e resultados: - Confere sabor à água - Propriedades laxativas - Padrão de potabilidade: = 250 mg/l

25 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Ferro e manganês Conferem sabor ou sensação de adstringência e coloração avermelhada (ferro) ou marrom (manganês) Origem: - Dissolução de compostos do solo - Despejos industriais Padrão de potabilidade: - 0,3 mg/l para ferro - 0,1 mg/l para manganês Insolúveis

26 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Produtos farmacêuticos compostos emergentes Produtos de higiene pessoal, antibióticos e compostos que tem a capacidade de desorganizar o sistema hormonal (hormônios sintéticos, herbicidas) Importância: Resistentes à biodegradação e não são removidos no tratamento convencional de esgotos Problemas de feminização de peixes e níveis elevados de resistência a antibióticos

27 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Bactérias Algas

28 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Bactérias Introduzidos na água junto com matéria fecal de esgotos sanitários; Exemplos: bactérias, vírus e protozoários; Medição: indicadores de matéria fecal no meio - Coliformes fecais ou termotolerantes (presentes em animais de sangue quente) Escherichia coli. - Coliformes totais: decomposição da matéria orgânica

29 Parâmetros Químicos de Q.A. - Potabilização Algas Aumentam a turbidez; Grande formação de massa orgânica oxidação, produção de logo, problemas nas etapas de tratamento; Confere sabor e odor desagradável; Remoção processo de floculação;

30 Padrões de Potabilidade Portaria nº 518 Ministério da Saúde 25/04/2004 Estabelecia os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Portaria nº Ministério da Saúde 14/12/2011 Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade.

31 Padrões de Potabilidade Padrão Microbiológico 31

32 Padrões de Potabilidade Padrão de Turbidez para água pós-filtração ou pré-desinfecção 32

33 Padrões de Potabilidade Padrão de aceitação para consumo humano (organoléptico de potabilidade) 33