Prof. Esp. Talles Mello Engenheiro Civil CREA MS 26047D

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1 Prof. Esp. Talles Mello Engenheiro Civil CREA MS 26047D

2 O tratamento da água destinada ao consumo humano tem a finalidade básica de torná-la segura do ponto de vista de potabilidade, ou seja, tratamento da água tem a finalidade de eliminar as impurezas prejudiciais e nocivas à saúde. Quanto mais poluído o manancial, mais complexo será o processo de tratamento e, portanto, mais cara será a água. Não é raro, porém, sistemas públicos de abastecimento que não requerem o tratamento das suas águas. São casos normalmente em que se aproveitam águas de bacias protegidas ou se abastecem com águas de poços profundos. A cidade do Rio de Janeiro somente iniciou o tratamento de sua água de abastecimento público em 1955, quando começaramaser aduzidas aságuasdorioguandu.

3 Uma Estação de Tratamento de Água, ETA, comporta os seguintes processos: remoção de substâncias grosseiras flutuantes ou em suspensão - grades, crivos e telas; remoção de substâncias finas em suspensão ou em solução e de gases dissolvidos - aeração, sedimentação e filtração; remoção parcial ou total de bactérias e outros microrganismos - desinfecção; correção de odor e sabor - tratamentos químicos e leitos de contato com carvão ativado; correção de dureza e controle da corrosão - tratamentos químicos; remoção ou redução de outras presenças químicas.

4 ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO A água para uso humano deve atender a rigorosos critérios de qualidade, de modo a não causar prejuízo à saúde de seus consumidores. Uma água própria para este fim é chamada de água potável e as características a que a mesma deve atender são os chamados padrões de potabilidade (Portaria nº 2914/11 do Ministério da Saúde). Além dos padrões de potabilidade, devemos considerar os critérios de qualidade dos mananciais de água destinada ao abastecimento humano. Esta é a chamada água potabilizável, ou seja, a que pode se tornar potável, após tratamento convencional. Devem ser estabelecidos limites de impurezas para a água potabilizável, de modo que as técnicas convencionais de tratamento possam minimizá-las tornando-a potável.

5 ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO Classe Especial: ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção. Classe 1: ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado. Classe 2: ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional. Classe 3: ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado. Classe 4:nãoédestinadaparaoconsumohumano.

6 ETA -Abastecimento de água Local e tipo de captação ETA Reservatórios Distribuição 6

7 TIPOS DE Tratamento com simples desinfecção: adição de cloro na água antes da distribuição à população, processo conhecido como cloração. Tratamento simplificado: adição de cloro e flúor na água antes da distribuição à população, processo conhecido como fluoretação. Tratamento convencional: A água bruta passa por tratamento completo em ETA, dotado dos processos de floculação, decantação, filtração, correção de ph, desinfecção (cloração) e fluoretação, antes de ser distribuída à população. Tratamento avançado: clarificador de contato, pré-oxidação, flotação, centrifugação, membranas filtrantes.

8 ETA

9 Esquema fluxométrico de ETA com filtros lentos

10 Esquema fluxométrico de ETA com filtros rápidos

11 Esquema do posicionamento das unidades de uma ETA convencional

12 S PRELIMINARES Grades e crivos Impedem a entrada de suspensões grosseiras na ETA. Finas: 1/8 < ᴓ < 1/4" grosseiras 2,5 < ᴓ < 5,0 cm, Velocidade do escoamento : 0,5 m/s.

13 S PRELIMINARES Aeração Para remoção de gases dissolvidos (principalmente gás sulfídrico e gás carbônico), de odor e sabor e ativação dos processos de oxidação da matéria orgânica, emprega-se a introdução de ar no meio aquoso de modo a oxigenar o líquido. PodeounãofazerpartedaETA

14 S PRELIMINARES Aerador de Cascata

15 S PRELIMINARES Aerador de Bandejas

16 S PRELIMINARES Aerador de Tabuleiro

17 S PRELIMINARES Aeração Outra maneira de aeração pode ser desenvolvida através de aeradores por borbulhamento que consistem, geralmente, de tanques retangulares, nos quais se instalam tubos perfurados, placas ou tubos porosos difusores que servem para distribuir ar em forma de pequenas bolhas. Este processo deve requerer projetos mais sofisticado e provavelmente um consumo maior de energia, o que implica em melhores estudos sobre a dualidade custo-benefício.

18 S PRELIMINARES Coagulação Nessa etapa, são adicionados à água o policloreto de alumínio e a cal. Esses elementos vão propiciar a formação de flocos, na etapa seguinte, que é a da floculação.

19 SEDIMENTAÇÃO SIMPLES Como a água tem grande poder de dissolver e de carrear substâncias, esse poder aumenta ou diminui com a velocidade da água em movimento. Quanto menor a velocidade de escoamento da água, menor será seu poder de carreamento, e as substâncias mais grosseiras sedimentáveis e partículas mais pesadas tendem a se depositarem no fundo do canal. Artificialmente obtém-se a sedimentação, fazendo passar ou detendo a água em reservatórios, reduzindo sua velocidade de escoamento. Quando a água for captada em pequenas fontes superficiais, deve-se ter uma caixa de areia antes da tomada. A sedimentação simples, desde a simples caixas de areia até um tanque de decantação, como processo preliminar é muito empregada nos casos de emprego de filtros lentos.

20 SEDIMENTAÇÃO COM COAGULAÇÃO QUÍMICA As águas para abastecimento público, notadamente as procedentes de mananciais superficiais, necessitam na sua transformação em água potável, passarem por um processo de sedimentação precedido de coagulação química, tendo em vista que as águas com cor e turbidez elevadas, características especialmente de águas no período chuvoso, exigem esse tipo de tratamento químico, seguido de filtração rápida e a indispensável desinfecção.

21 SEDIMENTAÇÃO COM COAGULAÇÃO QUÍMICA MISTURA RÁPIDA A mistura rápida tem a finalidade de dispersar os coagulantes rápida e uniformemente na massa líquida, de tal maneira que cada litro de água a tratar receba aproximadamente a mesma quantidade de reagente no menor tempo possível, já que o coagulante se hidrolisa e começaasepolimerizaremfraçãodesegundoapósoseu lançamento na água. Essa dispersão pode ser feita por meios hidráulicos ou mecânicos.

22 SEDIMENTAÇÃO COM COAGULAÇÃO QUÍMICA MISTURADOR HIDRÁULICO ( Calha Parshal)

23 SEDIMENTAÇÃO COM COAGULAÇÃO QUÍMICA MISTURADOR HIDRÁULICO ( Calha Parshal)

24 MISTURADOR MECÂNICO TIPO TURBINA ( POUCO COMUM NO BRASIL)

25 MISTURA LENTA ( FLOCULAÇÃO ) O fundamento da mistura lenta, também chamada de floculação é a formação de flocos sedimentáveis de suspensões finas através do emprego de coagulantes. A floculação tem por finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as impurezas das águas e os flocos que se formam pela reação do coagulante. Os seguintes parâmetros intervêm no processo: velocidade de escoamento (m/s); tempo de detenção (minutos); gradiente de velocidade (s-1).

26 MISTURA LENTA ( FLOCULAÇÃO ) Floculador em chicanas verticais (seco) vendo-se, à direita, o vertedor para medição de vazão.

27 MISTURA LENTA ( FLOCULAÇÃO ) Corte esquemático de um floculador mecanizado

28 MISTURA LENTA ( FLOCULAÇÃO ) Floculador mecânico vendo-se as tampas(amarelas), para proteção do motor de acionamento do misturador. ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão- Campina Grande.

29 DECANTAÇÃO No floculador, mecânica ou hidraulicamene a água é agitada em velocidade controlada para aumentar o tamanho dos flocos para, em seguida, a água passar para os decantadores, onde os flocos maiores e mais pesados possam se depositar. Essas águas, ditas floculadas, são encaminhadas para os decantadores, onde após processada a sedimentação, a água já decantada é coletada por calhas superficiais separando-se do material sedimentado junto ao fundo das unidades constituindo o lodo.

30 DECANTAÇÃO Decantador convencional de fluxo horizontal. ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande.

31 DECANTAÇÃO Calha Coletora de Água Decantada

32 DECANTAÇÃO Corte Esquemático de um decantador de placas paralelas.

33 FILTRAÇÃO A filtração é um processo físico em que a água atravessa um leito filtrante, em geral areia ou areia e carvão, de modo que partículas em suspensão sejam retidas produzindo um efluente mais limpo. Tradicionalmente existem dois processos distintos de filtração: filtração lenta e filtração rápida. A opção por um dos métodos depende principalmente da qualidade da água bruta e do volume a ser tratado e implica em profundas diferenças no projeto da ETA.

34 FILTRAÇÃO O objetivo da filtração é separar as partículas e os microorganismos que não foram retidos nos processos de coagulação e decantação. A remoção das partículas em suspensão na água ocorre devido à aderência dessas aos grãos de areia, sob influência de forças moleculares de adesão. Os filtros são constituídos de pedra, areia e carvão e a cada 40 horas são lavados para evitar o acúmulo de partículas, que dificultam o processo de filtragem.

35 FILTRAÇÃO LENTA A filtração lenta é um processo simples e de grande eficiência. O inconveniente é que ele funciona com taxas de filtração muito baixas, sendo aplicável apenas às águas de pouca turbidez (até 50 ppm), exigindo, por isso, grandes áreas de terreno e volume elevado de obras civis. A velocidade ou taxa de filtração pode ser determinada a partir de exames de observações em instalações semelhantes que tratam água de qualidade comparável. Geralmente essa taxa varia entre 3 e 9 m3/m2.dia, sendo mais freqüente entre 3 e 4m3/m2.dia. Acima dessa taxa pode resultar em uma água qualidade insatisfatória.

36 FILTRAÇÃO LENTA Quanto aos resultados os filtros lentos têm um excelente desempenho na remoção de bactérias, superiores aos filtros rápidos quanto à uniformidade dos resultados. Em geral podese apresentar como expectativa os seguintes valores: remoção deturbidez-100%; remoção decor(baixa) -<30%; remoção deferro-até 60%; boaremoçãode odoresabor; granderemoçãode bactérias ->95%.

37 FILTRAÇÃO LENTA Esquema Vertical de um Filtro Lento.

38 FILTRAÇÃO RÁPIDA Filtros rápidos são projetados a partir da taxa de filtração geralmente compreendida entre 120 (com leito simples de areia) e 300 m3/m2.dia, dependendo da qualidade de operação, dosentidodofluxo, se deleito simples ouduploetc. Unidades com capacidade de filtração além de 150 m3/m2.dia, em geral são denominadas de filtros de alta taxa.

39 FILTRAÇÃO RÁPIDA Como resultados apresentam uma boa remoção de bactérias (90 a 95%), grande remoção de cor e turbidez, pouca remoção deodoresabor. Como vantagens são citadas maior rendimento, menor área, aproveitamento de águas de pior qualidade, e como desvantagens requerem um controle rigoroso da ETA, pessoal habilitado e especializado, casa de química, laboratório de análise, além de um significativo consumo de água tratada (para lavagem dos filtros). Esse consumo pode atingir cerca de 8% da produção diária de águatratadaemumaeta.

40 FILTRAÇÃO RÁPIDA Esquema Vertical de um Filtro Rápido.

41 FILTRAÇÃO RÁPIDA Vista Superior de um Filtro Rápido.

42 FILTRAÇÃO RÁPIDA Filtro Rápido Lavagem em funcionamento.

43 FILTRAÇÃO RÁPIDA Fotografia de um filtro seco onde se vê a malha de tubos do sistema fixo de contracorrente ou lavagem auxiliar

44 DESINFECÇÃO A desinfecção é o processo de tratamento para a eliminação dos microrganismos patogênicos eventualmente presentes na água. Depois de filtrada, a água deve receber a adição de cal para correção do ph, a desinfecção por cloro e a fluoretação. Só então ela está própria para o consumo, garantindo a inexistência de bactérias e partículas nocivas à saúde humana. que poderiam provocar surtos de epidemias, como de cólera oude tifo.

45 DESINFECÇÃO É essencial o monitoramento da qualidade das águas em seus laboratórios, durante todo o processo de produção e distribuição. Quase todas as águas de abastecimento são desinfetadas para melhoria da qualidade bacteriológica e segurança sanitária.

46 DESINFECÇÃO Balança e Cilindro de Cloro Gasoso.

47 DESINFECÇÃO Cone de Saturação ou Dosador de Fluor.

48 Abastecimento de água Campo Grande/MS Para abastecer a cidade de Campo Grande a Águas Guariroba possui dois tipos de captações: superficiais e subterrâneas. CAPTAÇÕES SUPERFICIAIS As duas captações superficiais são: Guariroba e Lageado. Elas são responsáveis por 50% do abastecimento, sendo o Guariroba a principal delas (34%). A bacia do Guariroba ocupa uma área de 360 km². O lago da represa do Guariroba possui um volume de aproximadamente 4 milhões de m³. A área da captação é de 97 hectares. CAPTAÇÕES SUBTERRÂNEAS As captações subterrâneas (poços) são responsáveis pelos outros 50% do total da água que abastece o município. Atualmente existem 144 poços em operação.

49 REFERÊNCIAS WANG e SHAMMAS. Abastecimento de Água e Remoção de Resíduos. 3ª Edição.RiodeJaneiro:LTC/GEN,2013. GARCEZ, Lucas Nogueira. Elementos de Engenharia Hidráulica e Sanitária. 2ª Edição. São Paulo: Blucher, UFCG Blog do Prof. Carlos Fernandes Abastecimento de Água, disponível em < > Acessoem:jul.2015.

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