Apostila Agua _nova 2011_ - Alunos

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    UNIVERSIDADE DE TAUBAT

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL, AMBIENTAL E SANITRIA

    SANEAMENTO BSICO

    SISTEMAS DE TRATAMENTO E DISTRIBUIO DE GUA

    Eng Civil e Sanitarista Jos Carlos S. Florenano

    Professor Assistente Doutor

    Material Didtico 2011

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    UNIVERSIDADE DE TAUBAT Prof. Dr. Jos Carlos Simes Florenano 2

    PREFCIO

    O presente material didtico o resultado de diversas pesquisas, trabalhos tcnico-cientficos etambm, da experincia acumulada ao longo do exerccio profissional, que numa linguagem acessvel, visaservir de apoio para profissionais e orientao para os alunos destes cursos, cujos programas secomplementam com a bibliografia apresentada na pgina final.

    Agradeo ao Grande Arquiteto do Universo a oportunidade de realizar este trabalho e de, tambm,poder contribuir para o desenvolvimento das condies do saneamento bsico e, por conseqncia, dasade e da qualidade de vida da populao.

    O Autor *

    Fevereiro/1991 (1 ed.)

    Julho/2008 (2 ed.)

    Fevereiro/2011 (2 ed. rev.)

    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* JOS CARLOS SIMES FLORENANO.Engenheiro Civil, Especialista em Engenharia Sanitria e em Sade Pblica, Mestre eDoutor em Cincias Ambientais: Engenheiro do Grupo de Vigilncia Sanitria da Secretaria de Estado da Sade/SP Reg. Taubat.

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    CAPTULO 1

    INTRODUO1.1 CONCEITUAO

    No incio da dcada de 1970, a Organizao Mundial de Sade (OMS), definiu Sadecomo: umestado de completo bem-estar fsico, mental e social e no apenas a ausncia de doena ou enfermidade.

    O gozo de melhor estado de sade, constitui um direito fundamental de todos os seres humanos,sejam quais forem sua raa, sua religio, suas opinies polticas, sua condio econmica e social(Prembulo da Constituio da OMS).

    Sade Pblica a cincia e arte de promover, proteger e recuperar a sade atravs de medidas de alcance

    coletivo e de motivao popular.Saneamento o controle de todos os fatores do meio fsico do homem, que exercem ou podem exercer efeito

    deletrio sobre seu bem-estar fsico, mental ou social (OMS).Os principais objetivos do saneamento so: Abastecimento de gua; Coleta, afastamento e tratamento de guas residurias (esgotos sanitrios, resduos lquidos

    industriais e guas pluviais); Acondicionamento, coleta, transporte, tratamento e/ou destino final dos resduos slidos (lixo); Drenagem urbana; Controle da poluio ambiental (gua, ar, solo, acstica e visual); Saneamento dos alimentos; Controle de artrpodes e de roedores de importncia em sade pblica; Saneamento de habitao, dos locais de trabalho, de educao e de recreao e dos hospitais; Saneamento e planejamento territorial; Saneamento dos meios de transporte; Saneamento em situaes de emergncia; Aspectos diversos de interesse no saneamento do meio (cemitrios, aeroportos, ventilao,

    iluminao, insolao etc.).Portanto, conclui-se que as atividades do saneamento so de natureza multiprofissional.Saneamento Bsico

    a parte do saneamento que trata dos problemas que dizem respeito ao abastecimento de gua, coleta e disposio dos esgotos sanitrios, incluindo os resduos lquidos industriais.

    Dados divulgados pelo Ministrio da Sade do Brasil atestam que para cada R$ 1,00 (um real)investido no setor de Saneamento preveno economiza-se at R$ 4,00 (quatro reais) na rea demedicina curativa recuperao (FUNASA, Manual de Saneamento, 2006).

    1.2 HISTRICOA importncia do saneamento e sua associao sade humana, remonta s mais antigas culturas,

    desenvolvendo-se de acordo com a evoluo das diversas civilizaes, ora retrocedendo com a queda dasmesmas e renascendo com o aparecimento de outras (FUNASA, op cit., p.9, 2006).

    Conquistas alcanadas em pocas remotas ficaram esquecidas durante sculos porque nochegaram a fazer parte do saber do povo em geral, uma vez que seu conhecimento era privilgio de poucoshomens de maior cultura. Existem muitos exemplos que atestam essa afirmao:

    Na ndia, foram encontradas runas de uma civilizao que se desenvolveu a cerca de 4000anos, onde foram encontrados banheiros, esgotos nas edificaes e drenagem nas ruas.

    Na Ilha de Creta, foram encontradas tubulaes de distribuio de gua, executada em 1500 aC. No livro hindu de conselhos Osruta Sanghita, do ano 2000 A.C, encontra-se o conselho de que

    a gua deve ser mantida em recipiente de cobre, exposta luz solar e a seguir filtrada atravs do carvo. No Ayura Veda, tambm dos hindus, aconselhava-se a ferver a gua estragada, expondo-a a

    luz do sol, introduzindo nela por sete vezes uma barra de cobre quente, filtrando-a a seguir e resfriando-aem pote de barro.

    Os chineses h centenas de anos, usavam o almen para clarificar a gua. Os hebreus conheciam processos de clarificao das guas e entre os preceitos de higiene

    havia a obrigao de lavagem das mos antes das refeies e aps utilizar o sanitrio. Obras de saneamento so encontradas no velho Egito, sendo o maior exemplo as do Lago

    Moeris, que sustentavam 20 milhes de habitantes. Os egpcios, bem como os hebreus, conheciam atcnica de construo de poos.

    Roma, embora tivesse manancial de gua em suas proximidades, captava gua para seuabastecimento a quilmetros de distncia, trazendo-a nos famosos aquedutos. Nessa mesma cidade, foramconstrudas as clebres termas e piscinas, alm das cloacas para esgotamento dos refugos humanos.

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    Entretanto, a falta de difuso dos conhecimentos de saneamento levou os povos a um retrocesso,originando o pouco uso da gua durante a Idade Mdia, quando o per capitade certas cidades europiaschegou a um litro por habitante/dia. Com a queda das conquistas sanitrias, sucederam diversasepidemias. Todavia, foram registradas as construes de aquedutos, o reparo do aqueduto de Sevilha em1235, a construo do aqueduto de Londres com o emprego de alvenaria e chumbo.

    Figura 1 - Aqueduto de Peges Portugal

    Figura 2 - Aqueduto de Segvia Espanha

    Figura 3 Detalhe dos arcos do aqueduto de Segvia Espanha

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    Ainda nos dias de hoje, verifica-se a falta de difuso desses conhecimentos indispensveis. Emreas rurais, a populao consome recursos para construir casas de elevado custo, mas deixam de incluiras facilidades sanitrias indispensveis, como poo protegido, fossa sptica (Tanque Imhoff) etc.

    So dadas, a seguir, algumas datas importantes para a histria do saneamento:

    1455 Primeira tubulao de ferro fundido - Castelo de Dillenburgh, Alemanha.1664 Adutora de ferro fundido com mais de 22 km Palcio de Versailles, Frana.1723 Construo do primeiro aqueduto no Brasil Rio de Janeiro.1754 Primeiro sistema de abastecimento de gua no USA Pennsylvania.1785 James Simpson introduziu os tubos de ponta e bolsa.1787 James Watt inventou a bomba hidrulica movida a vapor.1804 Gibbs inventou o filtro lento na Inglaterra.1810 Uso de tubo de cobre para ligao domiciliar.1829 James Simpson instalou filtro lento para tratamento de gua no Rio Tamisa - Inglaterra.1842 Relatrio Chadwig sobre condies sanitrias Inglaterra.1848 Ato Real de Sade Pblica Inglaterra.1849 Agnus inventou a bomba centrfuga.1854 John Snow demonstrou a influncia de poo contaminado na epidemia de clera em Londres

    1876 Primeiro sistema de abastecimento de gua encanada no Brasil Rio de Janeiro.1880 Ebert isolou o bacilo da febre tifide.1880 Instalao do primeiro filtro de presso Campos, Brasil.1881 Carlos Finlay, em Cuba, comunicou que o agente transmissor da Febre Amarela um

    mosquito.1884 Hyatt, N. J. empregou de novo o almen no tratamento de gua.1885 Escherichia identificou o bacilo coli que recebeu o nome Escherichia coli.1895 e 1897 Charles Hermany e W. Fuller instalaram o filtro rpido.1897 Woodheard empregou o hipoclorito de clcio na desinfeco da gua.1902 instalada na cidade belga de Middlekerk a primeira estao para tratamento de gua com

    cloro para o abastecimento pblico.1906 Houston empregou a clorao a gs.1911 Foi empregado carbono ativado Holanda.

    1920 Imhoff iniciou o tratamento de guas residurias.1920 De Lavoud (brasileiro) inventou o tubo de ferro fundido centrifugado.1937 Baylis empregou slica ativada.1945 Cox iniciou a fluoretao da gua.1945 O SESP1aplicou, em Breves, pela primeira vez no Brasil, o D.D.T. para controle da malria.1953 O SESP realizou, pela primeira vez no Brasil, em Baixo Guandu/ES, a fluoretao de um

    sistema de abastecimento de gua.1971 Criao do Plano Nacional de Saneamento (PLANASA), no Brasil.

    No Brasil, merecem destaques, dentre tantos, os seguintes sanitaristas: Engenheiro FranciscoRodrigues Saturnino de Brito (Campos/RJ, 1864), pioneiro nas obras de abastecimento de gua e deesgotos sanitrios em todo o territrio brasileiro; os Mdicos Valeparaibanos Oswaldo Cruz (S. Luiz doParaitinga/SP, 1872) e Emlio Ribas (Pindamonhangaba/SP, 1862), com inmeras aes de sade pblica;

    Joo de Barros Barreto (Rio de Janeiro/ RJ, 1890), Mdico reformador dos servios sanitrios existentes;Carlos J. R. Chagas (Oliveira/MG, 1878) renomado Mdico e Bacteriologista; Engenheiro Lucas NogueiraGarcez (So Paulo, 1913) e, mais recentemente, o Eminente Engenheiro e Professor Jos M. de AzevedoNetto (Mococa/SP, 1918).

    Figura 4 - Francisco Rodrigues Saturnino de BritoPatrono da Engenharia Sanitria Brasileira

    1SESP: Servio Especial de Sade Pblica, criado em 17/04/1942, decorrente de convnio firmado entre Brasil e USA.

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    CAPTULO 2

    GUA: RECURSO NATURAL E FINITO, PORM RENOVVEL

    2.1 GUA NA NATUREZAFormada pelos elementos hidrognio e oxignio, na proporo genrica de dois para um (H2O), as

    molculas da gua esto presentes em todos os planetas do sistema solar, porm, somente na Terraencontram-se nos trs estados gasoso, slido e lquido sendo sua conformao fluda responsvel pelodesenvolvimento da vida. No entanto, os dois elementos da estrutura qumica da molcula da guaapresentam formas isotrpicas, a saber:

    Hidrognio: H1(prton), H2(deutrio), H3(trtio)Oxignio: O16, O17, O18

    Na atmosfera terrestre, os tomos de oxignio esto distribudos na seguinte proporo:

    10 tomos O17:55 tomos O18:26.000 tomos O16

    A combinao dos diversos istopos de hidrognio e oxignio fornece uma variedade de 48 formas

    de gua, das quais 39 so radioativas e apenas nove so estveis:

    H2O16, H2O

    17, H2O18,HDO16(D = deutrio), HDO17, HDO18,D2O

    16,D2O17,D2O

    18

    Verifica-se, assim, que existem variantes qumicas para uma molcula de gua, de acordo com adistribuio dos diversos istopos de hidrognio e oxignio. No entanto, a forma predominante e de maiorinteresse ecolgico H2O

    16. Este lquido, alm de ocupar cerca de trs quartos da superfcie do globoterrestre que bem poderia ser chamado de Planeta gua - , ainda, o constituinte qumico inorgnico maisabundante na matria viva, j que mais de 60% da massa do ser humano constitudo por gua, sendoque, em certos animais aquticos e mesmo em alguns legumes e verduras, este percentual pode atingir at98% (LIBNIO et al., 2002). Estudos hidrolgicos realizados pela Organizao das Naes Unidas paraEducao, Cincia e Cultura (UNESCO), apud Revista gua e Energia Eltrica (1989), indicam que aquantidade total de gua na Terra finita e estimada em cerca de 1,418 bilhes de km 3, assim distribudas:

    Tabela 1 - Estimativa e distribuio da gua no globo terrestreLocalizao Volume (103km3) Percentagem (%)

    Oceanos 1.380.000,00 97,3201Calotas polares e glaciares 29.336,00 2,0688guas Subterrneas

    Reservas muito profundas 5.960,00 0,4203Reservas no to profundas 2.552,00 0,1800

    Lagos e pntanos 133,00 0,0094Atmosfera 15,20 0,0011Rios 3,80 0,0003Total 1.418.000,00 100,0000

    Fontes: Veiga da Cunha et al.(1980)UNESCO apudRevista guas e Energia Eltrica (1989)

    Sem considerar a quantidade de 1,380 bilhes de km3 correspondente s guas salgadas dosoceanos e o fato de que as tcnicas de dessalinizao ainda no esto economicamente disponveis parautilizao em grande escala, conclui-se que a reserva de gua potencialmente explorvel para oabastecimento das cidades, das indstrias, da agricultura, das usinas e outros, restringe-se ao volume degua doce, composto aproximadamente 2,552 milhes de km3 dos aqferos subterrneos no toprofundas, de 3,800 mil km3 das guas de rios e de 133,000 mil km3 de lagos e pntanos, totalizando ovalor aproximado de 2,690 milhes de km3, que representa 7,08% da reserva de gua doce e apenas 0,19%de toda a gua da Terra (VEIGA DA CUNHA et al., 1980).

    O Brasil tem o maior potencial de recursos hdricos, que corresponde a cerca de 12% da gua docedo Planeta e a 53% das reservas da Amrica do Sul. Mas o maior volume (70%) se encontra na Amaznia,

    onde populao dispersa, enquanto que na regio Sudeste essa situao se inverte: a maiorconcentrao populacional do pas tem disponvel apenas 6% do volume total dessa reserva de gua.A extenso do manancial subterrneo brasileiro maior do que a soma dos territrios da Inglaterra,

    da Frana e da Espanha (REVISTA BRASILEIRA DE SANEAMENTO E MEIO AMBIENTE, 2003).

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    A Histria tem registrado que gua escassa est, direta ou indiretamente, se tornando elemento dedisputa entre diversos os povos.

    Em 1967, um dos motivos da Guerra (dos sete Dias) entre Israel e seus vizinhos foi justamente aameaa, por parte dos rabes, de desviar o fluxo das guas do Rio Jordo, cuja nascente fica nas

    montanhas localizadas no sul do Lbano. Esse Rio, juntamente com seus afluentes, fornece 60% da guanecessria Jordnia. A Sria tambm depende das guas desse Rio.Portugal e Espanha j tiveram incidentes diplomticos, pois ambos os pases se abastecem na

    Bacia Hidrogrfica do Rio Tejo e, toda vez que a Espanha consome alm do combinado, falta gua emalgumas regies de Portugal.

    A Turquia, tambm, vem se desentendendo com seus vizinhos que utilizam do mesmo lenol,porque tem gasto muita gua subterrnea em irrigao e na utilizao em resorts tursticos.

    Mais recentemente, Barcelona, que no vero tem comprado gua do Chipre, vem enfrentando umagrande resistncia da populao da regio da Catalunha (Sul da Espanha), sobre o projeto de transposio(Tranvasament) das guas do Rio Ebro, para ajudar no abastecimento daquela regio metropolitana.

    Igual discusso se inicia aqui, sobre mais uma transposio das guas do Rio Paraba do Sul, quemesmo j abastecendo a cidade do Rio de Janeiro, pretende-se agora utilizao de suas guas para ajudarno abastecimento da Grande So Paulo.

    Figura 5 Rio Ebro. Catalunha Espanha (2005)

    Pases como o Brasil, Rssia, China e Canad, que so os que basicamente controlam asmaiores reservas de gua doce mundial, precisariam acelerar o desenvolvimento de novas tecnologias queviessem melhorar e racionalizar os sistemas de captao, armazenamento e preservao de gua de seusmananciais.

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    2.2 CICLO HIDROLGICOO fantstico fenmeno natural responsvel pela renovao das guas disponveis no planeta

    denomina-se Ciclo Hidrolgico, o qual movido pela energia solar, fazendo com que as guas sejamevaporadas e retornem, sob a forma de precipitaes, sobre, mares e continentes, num ciclo contnuo,proporcionando a circulao e a purificao da gua.

    Deve-se considerar que a distribuio dos recursos hdricos no uniforme, tanto espacial comotemporalmente, e que as fases do ciclo hidrolgico esto diretamente relacionadas com os componentes domeio ambiente, tais como cobertura vegetal, qualidade das guas e as caractersticas climticas egeolgicas de cada regio. Assim, toda e qualquer ao antrpica que altere algum desses componentester, por conseqncia, influncias diretas no ciclo hidrolgico, podendo modificar a conservao e adistribuio dos recursos hdricos na regio. Muitos mananciais tem sido descartados para o abastecimentopblico, devido poluio cada vez mais crescente. E da a sensao de que h menos gua na Terra.

    Os fluxos e os principais componentes do ciclo hidrolgico esto representados na figura a seguir.

    Figura 6 O Ciclo Hidrolgico, seus principais fluxos e componentes

    PrecipitaoCompreende toda a gua que cai, da atmosfera, na superfcie da Terra nas formas de chuva,

    granizo, orvalho ou neve. So trs os tipos de chuvas para a Hidrologia: chuvas convectivas, que soformadas pela ascenso das massas de ar quente da superfcie carregadas de vapor d'gua. Ao subir, o arsofre resfriamento provocando a condensao do vapor de gua presente e, conseqentemente, aprecipitao. So caractersticas deste tipo de precipitao a curta durao, alta intensidade, freqentesdescargas eltricas e abrangncia de pequenas reas. As chuvas orogrficas so normalmenteprovocadas pelo deslocamento de camadas de ar mido para cima devido existncia de elevao naturaldo terreno por longas extenses. Caracterizam-se pela longa durao e baixa intensidade, abrangendo

    grandes reas por vrias horas continuamente e sem descargas eltricas. E as chuvas frontais, que seoriginam do deslocamento de frentes frias ou quentes contra frentes contrrias termicamente. Costumamser mais fortes que as orogrficas abrangendo, tambm, grandes reas, precipitando-se intermitentementecom breves intervalos de estiagem e, ainda, com a presena de violentas descargas eltricas.

    Escoamento superficial a gua precipitada, que escoa sobre as superfcies do terreno, preenchendo as depresses,

    ficando retida em obstculos e, finalmente, atingindo crregos, rios, lagos e oceanos. Infiltrao por meio da infiltrao que a gua precipitada penetra, por gravidade, nos espaos vazios

    existentes no solo, chegando at as camadas de saturao, constituindo assim os aqferos subterrneosou lenol fretico. Dependendo do modo como esteja confinada, essa gua pode fluir em certos pontos emforma de nascentes.

    A maior ou menor proporo do escoamento superficial, em relao infiltrao, diretamenteinfluenciada pela ausncia ou presena de cobertura vegetal, uma vez que esta constitui barreira natural aoescoamento livre, alm de tornar o solo mais poroso. Esse papel, da vegetao, associado funoamortecedora do impacto das gotas de chuva sobre o solo, , pois, de grande importncia na preservaodos fenmenos de eroso, provocados pela ao mecnica da gua sobre o solo.

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    Figura 7 - Perfil das camadas do subsolo e dos aqferos

    subterrneos formados por guas de infiltrao

    EvaporaoParte da gua superficial passa do estado lquido para o gasoso, sofrendo a interferncia da

    temperatura e umidade relativa do ar, condensando-se e formando nuvens que voltam a precipitar sobre osolo. A gua evaporada se mantm na atmosfera, em mdia, apenas dez dias.

    Transpirao (Evapotranspirao) a gua retirada do solo pelas razes, transferida para as folhas e que ento se evapora. Portanto,

    quanto maior a rea com cobertura vegetal, maior ser a superfcie de exposio para a evapotranspirao !

    2.3 A GUA NA TRANSMISSO DE ENFERMIDADESDe vrias maneiras, a gua pode afetar a sade humana: pela ingesto direta, na preparao de

    alimentos, na higiene pessoal, na agricultura, na higiene do ambiente, nos processos industriais ou nas

    atividades de lazer.As enfermidades podem ser provocadas por meio dos agentes microbianos ou agentes qumicos.

    2.3.1 Agentes microbianosA gua normalmente habitada por vrios tipos de microrganismos de vida livre e no parasitria,

    que dela extraem os elementos indispensveis suas subsistncias. Ocasionalmente so a introduzidosorganismos parasitrios e/ou patognicos, que utilizando a gua como veculo, podem causarenfermidades, constituindo um perigo sanitrio potencial. interessante notar que a quase totalidade dosseres patognicos so incapazes de viver em sua forma adulta, ou reproduzir-se fora do organismo que lheserve de hospedeiro e, portanto, tem vida limitada quando se encontram na gua, isto , fora do seu habitatnatural. Alexander Houston demonstrou, em 1908, que quando uma gua contaminada com bacilos defebre tifide era armazenada por uma semana, mais de 99% desses germes eram destrudos.

    Entre os principais tipos de organismos patognicos que podem encontrar-se na gua esto:

    BactriasSo microrganismos unicelulares (0,2 a 5,0 microns) e causam dentre outras enfermidades, a febre

    tifide (salmonella typhi), a febre para tifide (salmonellaparatyphi), a clera (vibriocholerae).

    Figura 8 -Salmonella typhiFonte: www.nand.org/html/reh.htm

    Figura 9 Vibrio choleraeFonte: www.nand.org/html/reh.htm

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    O grupo de bactrias que apresenta interesse sanitrio so as chamadas bactrias do grupocoliforme que so habitantes normais de animais homeotermos, no causando, em modo geral, nenhumdano ao hospedeiro. So, entretanto, de grande valor sanitrio, uma vez que a sua presena em guaindica a contaminao desta por fezes ou por esgoto domstico.

    VrusA palavra de origem latina virius, e significa venenos. So minsculos seres primitivos do ponto

    de vista estrutural (menores que 0,3 microns), situando-se no limiar entre seres vivos e matria inerte.Alguns bacterifagos, aqueles que vivem custa de clulas de outros microrganismos, tem certa

    importncia sanitria, por serem destruidores especficos de bactrias causadoras da febre tifide. Porm,quando uma determinada espcie de vrus est adaptada a viver em clulas de tecidos humanos, estaconstitui um perigo sanitrio que pode ser de pequena gravidade (como o caso de resfriados comuns), demdia gravidade (como os que produzem sarampos e hepatites infecciosas) ou de alta gravidade (como osproduzidos pela varola, da poliomielite etc.). Alguns destes vrus so ou podem eventualmente sertransmitidos pelas guas, particularmente os enterovrus que contaminam por via digestiva. Devido aodiminuto tamanho, os vrus so de difcil remoo e resistentes aos mtodos de desinfeco.

    Embora no constitua, talvez o veculo natural, tem sido demonstrada a transmisso, pela gua, dehepatite infecciosa, existindo suspeitas, ainda, quanto a surtos de poliomielite e outras molstias.

    Figura 10 Vrus da hepatite infecciosaFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    Figura 11 Vrus da poliomieliteFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    ProtozoriosOriginalmente pertencentes ao reino animal (protos= primeiro, e zoon= animal), atualmente estes

    microrganismos, unicelulares (0,01 a 0,05 mm) esto agrupados no reino Protista (vegetal e animal) epodem causar a amebase, giardase e a balantidiose. Difceis de serem desativados por desinfeco recomendado filtrao da gua.

    So encontrados em lugares midos, desde guas doces, salobras ou salgadas, no solo ou emmatria orgnica em decomposio (com a presena de oxignio livre), que lhes servem de alimentos ouque forma substrato para o crescimento de bactrias, que so devoradas pelos protozorios. Muitosprotozorios podem-se constituir em elemento precioso para a classificao ecolgica, especialmenteaqueles que indicam a presena de esgoto domstico.

    Figura 12 - Entamoeba histolyticaFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    VermesSo organismos animais, de estrutura bastante mais complexa e das mais variadas dimenses.

    Seus corpos so alongados e sem esqueletos ou conchas e sem membros. Muitos so parasitas do homem

    causando as verminoses intestinais, alguns deles, podem eventualmente, entrar no organismo atravs dagua, sob a forma de ovos ou larvas. Os mais importantes desses parasitas so: os Ascaris lumbricides,Trichuris trichiura, Ancylostoma duodenali, o Necator americanus, a Taenia solium, o Schistossomamansoni, este ltimo causador da esquistossomose.

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    Figura 13 - Schistosoma mansoniFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    2.3.2 Agentes qumicosO ciclo hidrolgico permite que a gua esteja em permanente contato com os constituintes da

    atmosfera e da crosta terrestre, dissolvendo muitos elementos e carreando outros em suspenso. Portanto,a gua acaba incorporando algumas caractersticas dos meios por onde passa.

    A atividade humana, por outro lado, vem introduzindo nas guas um nmero crescente de

    substncias das mais variadas naturezas, entre as quais podemos distinguir as naturais e as artificiais. Agentes qumicos naturaisCompreendem substncias minerais e orgnicas, dissolvidas ou em suspenso, e gases

    provenientes da atmosfera ou das transformaes microbianas da matria orgnica. Podem tambm serincludas nesta categoria as cianobactrias, conhecidas como cianofceas (algas azuis), capazes de ocorrerem qualquer manancial superficial especialmente naqueles com elevados nveis de nutrientes (nitrognio efsforo), podendo produzir cianotoxinas com efeitos adversos sade.

    Figura 14 - CianobacteriaFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    Agentes qumicos artificiaisPodem resultar, principalmente, do uso de fertilizantes sintticos e agrotxicos (inseticidas,

    fungicidas e herbicidas), dos despejos industriais, dos esgotos sanitrios e, a emisso das chamins eincineradores industriais. Os impactos que estes agentes qumicos naturais e artificiais podem ter sobre oorganismo humano dependem da concentrao, da toxicidade e da suscetibilidade individual, que varivel

    de pessoa para pessoa.

    Figura 15 Lanamento de despejos industriais e de esgotos sanitrios

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    Eventualmente, os sintomas destes agentes qumicos no organismo humano podem ser agudos,mas, em outros casos, quando o elemento txico cumulativo, doses que isoladamente seriam inofensivas,com o consumo continuado podem acarretar doenas de ecloso tardia; o caso do chumbo, causador dosaturnismo. Como outros exemplos, os nitratos e o flor que, excedendo os limites normalizados podemcausar, respectivamente a metahemoglobinemia e a fluorose.

    No ms de novembro de 1998, foi noticiado em jornais de todo o mundo o que talvez possa sercaracterizado como o maior caso de envenenamento por arsnio da Histria. Pelo menos 18 milhes depessoas estavam bebendo gua com aquele elemento qumico, em Bangladesh e no estado indiano deBengala Ocidental, cujas guas eram retiradas de lenis freticos, com uma concentrao de at 2miligramas por litro, o equivalente a 200 vezes superior ao limite mximo de 0,01miligramas por litro,recomendado pela Organizao Mundial de Sade (OMS). Cerca de 5000 pessoas apresentaram ossintomas caractersticos do mal, como o aparecimento de manchas escuras e verrugas na pele,comprometimento dos rins e fgado, nuseas, vmitos, diarrias, irritao do estmago, formigamento ediminuio da produo de clulas vermelhas e brancas no sangue, o que aumenta o risco de se contraircncer.

    Existem outras substncias qumicas prejudiciais sade que podem estar presentes na gua eque, pela importncia e risco, tambm merecem ser destacadas dentre as principais: brio, cdmio, cromohexavalente, cianeto, chumbo, mercrio, selnio e prata.

    2.3.3 Caractersticas e controle de enfermidades relacionadas com a gua

    Entre as enfermidades relacionadas com a gua, destacam-se os seguintes grupos:

    a) As decorrentes das precrias condies de higiene, devido falta de gua (ex.: infeces dosolhos, da pele etc.).

    b) As enfermidades que esto relacionadas ao meio hdrico, na medida em que uma parte do ciclode vida de um agente infeccioso ocorre em um animal aqutico o patognico penetra na pele ou ingerido (ex.: esquistossomose, defilobotrase e outras infeces por helmintos).

    c) As enfermidades que so transmitidas por vetores que se relacionam com a gua, atravs deinsetos que procriam na gua, ou cuja picadura ocorre prximo a ela (ex.: dengue, malria, filariose, febreamarela e a doena do sono).

    Figura 16 - Aedes aegypti (vetor da denguee da febre amarela)

    d) As enfermidades transmitidas diretamente pela gua, devido ao patognico estar presente no

    mesmo. Constitui-se nas denominadas doenas de veiculao hdrica, cujas mais ocorrentes estorelacionadas no prximo quadro.

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    As tabelas a seguir demonstram a relao da Taxa de Mortalidade Infantil com a Cobertura deDomiclios Atendidos com Rede de Abastecimento de gua.

    Tabela 2 - Populao brasileira, percentagem de domiclios atendidos por rede geral de gua e taxa demortalidade infantil, por regies, no perodo de 1991 a 2000

    Regio Ano Populao Total1

    Percentagem dedomiclios

    atendidos comrede geral de

    gua

    Taxa de MortalidadeInfantil, por mil

    nascidos vivos (TMI)2

    Regio Norte1991 10.030.556 44,7 42,32000 12.900.704 48,0 28,6

    Regio Nordeste 1991 42.497.540 52,7 71,22000 47.741.711 66,4 43,0

    Regio Sudeste1991 62.740401 84,8 31,62000 72.412.411 88,3 20,7

    Regio Sul1991 22.129.377 70,8 25,92000 25.107.616 80,1 18,4

    Regio Centro-Oeste1991 9.427.601 66,1 29,72000 11.636.728 73,2 21,0

    Brasil (TOTAL)

    1991 146.825.475 70,7 47,02000 169.799.170 77,8 28,7

    1 Adaptado2 A TMI expressa o nmero de bitos de crianas, por ano, ocorridos antes de completarem a idade deum ano.Fontes: Censo Demogrfico 1991. IBGE

    Censo Demogrfico 2000. IBGE

    Tabela 3 Populao do Estado de So Paulo, percentagem de domiclios atendidos por rede geral degua e taxa de mortalidade infantil, no perodo de 1991 a 2000

    Ano Total da populao

    Percentagem dedomiclios atendidos

    com rede geral degua

    Taxa de MortalidadeInfantil, por mil nascidos

    vivos (TMI)

    1991 31.588.925 91,1 29,62000 37.032.403 93,5 18,0

    Fontes: Censo Demogrfico 1991. IBGECenso Demogrfico 2000. IBGE

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    Tabela 4 Populao, percentagem de domiclios atendidos por rede geral de gua e taxa de mortalidadeinfantil em municpios da regio paulista do Vale do Rio Paraba do Sul

    MunicpioExtenso

    geogrfica(km2)

    Populao Urbana

    2003PopulaoRural 2003

    Taxa deUrbanizao

    2003 (%)

    Domicliosatendidos

    com redegeral degua 2000

    (%)

    Taxa deMortalidade Infantil,por mil

    nascidosvivos

    2003Campos do Jordo 288 46.270 440 99,06 86,97 19,61Lagoinha 257 2.941 2.070 58,69 98,69 15,38Natividade da Serra 848 3.054 4.078 42,82 99,19* 44,78Pindamonhangaba 746 127.108 6.904 94,85 97,50 19,10So Bento doSapuca 257 5.124 5.694 47,37 98,97 32,89

    So Luiz doParaitinga

    737 6.341 4.263 59,80 93,26 13,79

    Taubat 609 241.512 14.226 94,44 98,36 16,10Trememb 185 32.732 4.924 86,92 91,72 17,58Fonte: Perfil Municipal 2000 a 2003 (SEADE, 2004)

    2.4 PRINCIPAIS CARACTERSTICAS FSICAS, QUMICAS E BIOLGICAS DA GUAAs impurezas contidas na gua devem ser examinadas quanto aos aspectos fsico, qumico e

    biolgico, os quais definem as caractersticas da gua, por meio de exames fsicos, anlises qumicas,exames bacteriolgicos e hidrobiolgicos, realizados em amostras adequadas de gua.

    2.4.1 Caractersticas fsicasAs principais caractersticas fsicas da gua so: temperatura, sabor e odor, cor, turbidez, slidos e

    condutividade eltrica. Envolvem praticamente aspectos de ordem esttica, exercendo certa influncia no

    consumidor. Assim, os resultados do exame fsico no devem ser interpretados de forma isolada dos outrosexames e anlises.a) TemperaturaA temperatura expressa a energia cintica das molculas de um corpo, sendo seu gradiente o

    fenmeno responsvel pela transferncia de calor em um meio. A alterao da temperatura da gua podeser causada por fontes naturais (principalmente energia solar) ou antropognicas (despejos industriais e detorres de resfriamento etc.). A temperatura exerce influncia marcante na velocidade das reaes qumicas(tratamento), nas atividades metablicas dos organismos e na solubilidade de substncias.

    As guas para consumo humano que apresentam temperaturas elevadas aumentam asperspectivas de rejeio ao uso. guas subterrneas captadas a grandes profundidades freqentementenecessitam de unidades de resfriamento a fim de se adequarem ao abastecimento.

    Particularmente para uso domstico, a gua deve ter temperatura refrescante.b) Sabor e Odor

    So caractersticas subjetivas provocadas pelos rgos sensitivos do olfato e do paladar. Aconceituao de sabor envolve uma interao de gosto (salgado, doce, acre e amargo) com o odor. Noentanto, genericamente usa-se a expresso conjunta: sabor e odor. Sua origem est associada tanto scausas antropognicas (resduos domsticos, industriais etc.) quanto s causas naturais (decomposio damatria orgnica, algas etc.). Neste ltimo caso so obtidos odores que podem at mesmo ser agradveis(ex.: odor de gernio e de terra molhada), alm daqueles considerados como repulsivos (ex: odor de ovopodre) decorrentes de matria orgnica em decomposio. A remoo do sabor e odor desagradveisdepende da natureza das substncias que os provoca. Como mtodos gerais usam-se o carvo ativado, afiltrao lenta ou tratamento completo. Em algumas guas subterrneas o odor do gs sulfdrico desaparececom a aerao.

    Levando-se em conta as dificuldades de medidas de odor e sabor, os padres de potabilidade emgeral estabelecem que a gua, quanto ao sabor e odor, devem ser inobjetveis, ou seja, deva haverausncia total de sabor e de odor.

    c) CorA cor da gua produzida pela reflexo da luz em partculas minsculas de dimenses inferiores a10 mcrons denominadas colides.

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    Quando devida exclusivamente a substncias dissolvidas e em estado coloidal, recebe o nome deCor Real. No caso da presena de matrias em suspenso, denominada Cor Aparente.

    A presena de compostos naturais provenientes da decomposio da matria orgnica em guassuperficiais, agrupadas em substncias no-hmicas e hmicas, a principal causa na da cor gua. Deacordo com Crozes et al. (1995), as substncias hmicas so caracterizadas por serem solveis(dissolvidas) em gua a um determinado pH. A cor tambm pode ter origem antropognica, quandocausada por resduos industriais (tinturarias, tecelagem etc.) e esgotos domsticos.

    Conforme a origem, a cor pode ser removida por coagulao e filtrao, ou por oxidao qumica.O grau de colorao da gua, determinado por comparao com solues de cloroplatinato de

    potssio em gua destilada, a denominada escala de platina-cobalto, e medida em mg/L ou em unidadeda Escala Hazen (uH).

    d) TurbidezPode ser definida como uma medida do grau de interferncia (resistncia) passagem da luz

    atravs da massa lquida. A alterao penetrao da luz na gua decorre da presena de substnciasnaturais (minerais) em suspenso e de slidos suspensos finamente divididos em estado coloidal (argila eslica), algas e outros microrganismos. Ela tambm tem origem nas aes antropognicas, atravs dosdespejos domsticos e industriais, da eroso. A clarificao da gua, geralmente realizada pelosprocessos de coagulao e filtrao da gua.

    A turbidez uma caracterstica mais prpria das guas correntes, sendo em geral baixa nas guas

    dormentes. Ela reflete o grau de transparncia da gua, e sua avaliao realizada em laboratrio, comauxlio do turbidmetro, cuja unidade de medida a Unidade de Turbidez (UT).e) SlidosA presena de slidos na gua est aqui comentada em parmetros fsicos, em funo do tamanho,

    por ser uma diviso mais prtica e usual, muito embora tambm possam ser classificados conforme ascaractersticas qumicas. Portanto, de acordo com o tamanho das partculas, os slidos presentes na guapodem ser assim distribudos:

    Figura 17 - Distribuio dos slidos na gua

    Slidos em suspenso podem ser definidos como partculas passveis de reteno por processo defiltrao. Slidos dissolvidos so constitudos por partculas de dimetro inferior a 10 -3m que permanecemem soluo aps a filtrao. Slidos volteis representam uma estimativa da matria orgnica nos slidos.

    A entrada de slidos na gua pode ocorrer de forma natural ou antropognica. Muito embora osparmetros turbidez e slidos totais estejam associados, eles no so absolutamente equivalentes. Umapedra, por exemplo, colocada em um copo de gua limpa, confere quele meio uma elevada concentraode slidos totais, sendo que a sua turbidez pode ser praticamente nula. O padro de potabilidade refere-seapenas aos slidos totais dissolvidos, e a sua medida mg/L.

    f) Condutividade eltricaA condutividade eltrica da gua indica a sua capacidade de transmitir a corrente eltrica em funo

    da presena de substncias dissolvidas que se dissociam em nions e ctions. Quanto maior aconcentrao inica da soluo, maior a oportunidade para a ao eletroltica e, portanto, maior acapacidade de conduzir corrente eltrica. Muito embora no se possa esperar uma relao direta entre

    condutividade e concentrao de slidos totais dissolvidos, j que as guas no so solues simples, talcorrelao possvel para guas de determinadas regies, onde exista predominncia bem definida de umdeterminado on em soluo.

    A condutividade eltrica da gua deve ser expressa em unidades de resistncia (mho ou Siemens),por unidade de comprimento (geralmente cm ou m).

    Slidos Totais

    Em Sus enso

    Dissolvidos

    Sedimentveis

    No Sedimentveis

    Volteis

    Fixos

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    2.4.2 Caractersticas qumicasAs caractersticas qumicas da gua so estabelecidas de acordo com a presena de substncias

    dissolvidas, geralmente avaliveis por meios analticos. So de grande importncia, tendo em vista asconseqncias sobre o organismo dos consumidores, nos aspectos higinico e econmico. A utilizao decertos elementos cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxignio consumido como indicadoresde poluio permite constatar se a poluio em um determinado manancial recente ou remota, e ainda, se macia ou tolervel. As caractersticas qumicas contam a histria da gua antes do ponto de coleta deamostra, e so determinadas por meio de anlises laboratoriais, seguindo mtodos adequados epadronizados para cada substncia. Os resultados so fornecidos, geralmente, em concentrao dasubstncia em mg/L. Os principais aspectos a serem considerados so os seguintes:

    a) pHO potencial hidrogeninico representa a quantidade de ons de hidrognio (H+), indicando as

    condies cidas ou alcalinas do meio lquido. calculado em escala anti-logartmica, abrangendo a faixade 0 a 14. Inferior a 7 - condies cidas - podem contribuir para a sua corrosividade e agressividade.Superior a 7 - condies alcalinas aumentam a possibilidade de incrustaes.

    Sua origem est associada tanto s causas antropognicas (resduos domsticos, industriais etc.)quanto s causas naturais (dissoluo de rochas, oxidao da matria orgnica, gases da atmosfera etc.).

    A medio realizada atravs do aparelho denominado pHmetro, ou por mtodos colorimtricos. OpH influi nas formas livre e ionizada de diversos compostos qumicos, contribui para o grau de solubilidade

    de substncias e defini o potencial de toxicidade de vrios elementos.b) AlcalinidadeA alcalinidade indica a quantidade de ons na gua que reagem para neutralizar os ons de

    hidrognio. Constitui-se, portanto, na medio da capacidade da gua de neutralizar os cidos, servindopara expressar a capacidade de tamponamento da gua, isto , sua condio de resistir a mudanas do pH.

    A sua presena pode ser devido dissoluo de rochas, reao do CO2com a gua etc. - origensnaturais, ou a despejos industriais - origem antropognica.

    Tem importncia no controle de coagulao qumica (tratamento), na reduo da dureza e dacorroso e, ainda, no controle dos esgotos. A alcalinidade elevada contribui para as incrustaes dastubulaes. A maioria das guas naturais brasileiras tem baixa alcalinidade. Quando o pH maior que 9,4 aalcalinidade devida a hidrxidos e carbonatos e, quando o pH est entre 8,3 e 9,4 a alcalinidade devidaa carbonatos e bicarbonatos, sendo medida em mg/L de CaCO3.

    Figura 18 Tubulao com incrustaes internasc) AcidezA acidez, em contraposio alcalinidade, mede a capacidade da gua em resistir a mudanas de

    pH causadas pelas bases. Ela decorre fundamentalmente da absoro do gs carbnico livre da atmosfera,

    resultante da decomposio da matria orgnica e, em menor escala, do gs sulfdrico origens naturais.Tambm podem decorrer de despejos de algumas indstrias e de minerao - origens antropognicas.

    guas com acidez mineral, alm de contribuir para a corroso das tubulaes e equipamentos,tambm so desagradveis ao paladar, sendo, portanto, desaconselhadas para abastecimento domstico.

    A correo da acidez excessiva obtida pelo aumento do pH, com adio de cal ou carbonato desdio (barrilha). Na prtica rural obtm-se a remoo fazendo a gua passar por um leito de pedra calcria.

    Figura 19 - Corroso uniforme em tubo enterrado.

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    d) Dureza uma caracterstica conferida gua pela presena de sais alcalino-terrosos (clcio e magnsio) e

    alguns metais em menor intensidade, sendo expressa em mg/L de equivalente em carbonato de clcio(CaCO3). A sua presena na gua pode ser devido dissoluo de rochas calcrias - origem natural, ou adespejos industriais - origem antropognica.

    Quando os sais so bicarbonatos (de clcio ou de magnsio), a dureza denominada Temporria,pois pode ser eliminada quase totalmente pela fervura. Quando devida a outros sais, denominadaPermanente.

    Outra nomenclatura que tambm pode ser adotada a que classifica as durezas em: devidas aosCarbonatose aos No Carbonatos(OLIVEIRA, 1978).

    A dureza caracterizada pela extino da espuma formada pelo sabo, ndice visvel de umareao mais complexa, o que dificulta o banho e a lavagem de utenslios domsticos e roupas, criandoproblemas higinicos. As guas duras, em funo de condies desfavorveis de equilbrio qumico, podemincrustar as tubulaes de gua quente (vide Figura 18), caldeiras e aquecedores.

    Para a remoo da dureza, usam-se os processos de cal-soda, dos zeolitos e da osmose reversa.e) SalinidadeO conjunto de sais normalmente dissolvidos na gua, formado pelos bicarbonatos, cloretos, sulfatos

    e, em menor quantidade, pelos demais sais, pode conferir gua o sabor salino e uma propriedade laxativa(sulfatos).

    O teor de cloretos pode ser indicativo de poluio por esgotos domsticos (prximo ou remoto),verificado pela comparao de vrias anlises, aps estudos de condies e situaes locais.Geralmente, tm origens naturais na dissoluo de minerais presentes no subsolo ou pela intruso

    de guas salinas. Tambm, podem ser de origem antropognica pelo lanamento de despejos domsticos eindustriais.

    So removidos atravs de troca inica, eletrodilise, osmose reversa ou destilao.f) AgressividadeA tendncia da gua a corroer os metais (ver Figura 19) pode ser conferida ou pela presena de

    cidos minerais (casos raros) ou pela existncia, em soluo, de oxignio, gs carbnico e do gs sulfdrico.De modo geral, o oxignio um fator de corroso dos produtos ferrosos; o gs sulfdrico, dos no

    ferrosos; e o gs carbnico, dos materiais base de cimento.g) Ferro e MangansO ferro, com certa freqncia associado ao mangans, confere gua uma sensao de

    adstringncia (inibir as secrees da pele) e uma colorao avermelhada, decorrente de sua precipitao.O ferro ocorre com certa freqncia em guas naturais, oriundas da dissoluo de compostosferrosos de solo arenosos, terrenos de aluvio ou pntanos. A sua presena nas guas se torna notvelquando a gua se enriquece de oxignio e o xido, passando da forma ferrosa para a forma frrica, de cormarrom-alaranjado. Tambm pode ser originrio de despejos industriais origem antropognica

    O processo de remoo depende da forma como as impurezas de ferro se apresentam. Para guaslimpas contendo bicarbonato ferroso dissolvido (na ausncia de oxignio) utiliza a simples aerao queprecipita o ferro. Se o ferro estiver presente junto com matria orgnica, essas guas devero passar porum tratamento completo (aerao, floculao, decantao e filtrao).

    As guas ferruginosas mancham as roupas, durante a lavagem, os aparelhos sanitrios e, ainda,podem provocar deposies nas tubulaes.

    O mangans semelhante ao ferro, possui as mesmas origens, porm menos comum. Suacolorao caracterstica marrom, mas, quando na forma oxigenada, torna-se preta.

    Tanto o ferro como o mangans so medidos em mg/L.h) Srie NitrogenadaNo meio aqutico, o elemento qumico nitrognio pode ser encontrado sob diversas formas:

    * Nitrognio molecular (N2): nesta forma, o nitrognio est, continuamente, sujeito a perdas paraa atmosfera. Algumas espcies de algas conseguem fixar o nitrognio atmosfrico, permitindo oseu crescimento mesmo quando outras formas de nitrognio esto disponveis na massa lquida;* Nitrognio orgnico: constitudo por nitrognio na forma dissolvida (compostos nitrogenadosorgnicos) ou particulada (biomassa de organismos);* on amnio (NH4

    +): forma reduzida do nitrognio, sendo encontrada em condies deanaerobiose; serve ainda como indicador do lanamento de esgotos de elevada cara orgnica;* on nitrito (NO2

    -): forma intermediria do processo de oxidao, apresentando uma forteinstabilidade no meio aquoso; e* on nitrato (NO3

    -): forma oxidada de nitrognio, encontrada em condies de aerobiose.

    O ciclo do nitrognio conta com a intensa participao de bactrias. O nitrognio um dos maisimportantes nutrientes para o crescimento de algas e macrfitas (plantas aquticas superiores), sendofacilmente assimilvel nas formas de amnio e nitrato.

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    Figura 20 Formao de algas prejudicando a tomada dgua em uma captao

    Em condies fortemente alcalinas, ocorre o predomnio da amnia livre (ou no ionizvel), que bastante txica a vrios organismos aquticos. J o nitrato, em concentraes elevadas, est associado doena da metahemoglobina, que dificulta o transporte de oxignio na corrente sangnea em bebs(sndrome do beb azul). Em adultos, a atividade metablica interna impede a converso do nitrato emnitrito, que o agente responsvel por esta enfermidade.

    Alm de ser fortemente encontrado na natureza, na forma de protenas e outros compostosorgnicos, o nitrognio tem uma significativa origem antropognica, principalmente em decorrncia dolanamento em corpos dgua de despejos domsticos, industriais e agrcolas (criatrios de animais,fertilizantes etc.).

    Figura 21 Contaminao por despejos industriais Figura 22 Contaminao por produtos agrcolas

    i) ToxicidadeGeralmente constituem o produto de lanamentos de indstrias poluidoras ou de atividadeshumanas. Como exemplos,os cianetos, cromo hexavalente (cromatos) e cdmio, resultado de cromaes eeletro-deposies; arsnio, resultado de usos agrcolas; cobre, zinco e chumbo pelo uso de tubulaes comguas solventes; o alumnio, devido refloculao; do sulfato de alumnio utilizado no tratamento de gua.

    Alguns outros elementos ou compostos txicos podem estar naturalmente presentes na gua, comoos trihalometanos (THMs), que constituem um grupo de compostos orgnicos derivados do metano (CH 4),em cuja molcula os trs tomos hidrognio so substitudos por igual nmero de halognios (cloro, flor,bromo ou iodo). Na realidade, eles se originam de substncias orgnicas muito mais complexas do que ometano, cuja ocorrncia comum em guas superficiais. Entre essas substncias aparecem os cidoshmicos e flvicos, que reagem com o cloro durante o processo de desinfeco, produzindo mais de 150compostos orgnicos halogenados (THM), volteis e no volteis (JOHNSON et al., 1982). A interao entreesses contaminantes em guas tratadas altera a sua toxidade (YANG; DAVIS, 1997), resultando na

    presena de quatro compostos desse grupo: clorofrmio (CHBr2Cl), bromo diclorometano (CHBr2Cl2) ebromofrmio (CHBr3). O mais comumente encontrado o clorofrmio, razo pela qual a maioria dasinformaes toxicolgicas refere-se a esta substncia.

    J h evidncias de que esses compostos orgnicos tm sido uma das principais causas daocorrncia de cncer de bexiga e cncer do clon (Richter, A.C., 2009).

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    j) Fenis e DetergentesSempre decorrentes de fatores poluidores de origem antropognica, o fenis e os detergentes,

    esto constituindo problemas numa fase em que est se tornando comum o termo reuso da gua.O fenol txico, mas, muito antes de atingir teores prejudiciais sade, j constitui inconveniente

    para guas que tenham que ser submetidas ao tratamento pelo cloro, pois combina com o mesmo,provocando o aparecimento de gosto e cheiro desagradveis.

    Segundo Oliveira (1978), os detergentes, em mais de 75% dos casos constitudos por AlkylBenzeno Sulfonados (ABS), so indestrutveis naturalmente e, por isso, sua ao perdura em tratamento degua a jusante dos lanamentos que os contenham. O mais visvel inconveniente reside na formao deespuma quando a gua agitada, e nas concentraes maiores, trazem conseqncias fisiolgicas.

    Figura 23 Vista area do Rio Tiet com a formao de espuma. Pirapora de Bom Jesus - SP

    k) RadioatividadeO desenvolvimento industrial nuclear trar, certamente, problemas de radioatividade ambiente, e

    as guas de chuva podero carrear a contaminao, quando esta j no for por lanamento direto.Contudo, existem vrios tipos de indstrias no-nucleares, que tambm lanam subprodutos radioativosna gua, a exemplo das tintas fosforescentes, o que pode vir a constituir um problema.

    A unidade para radioatividade alfa total e beta total o bequerel por litro (Bq/L).

    Figura 24 Usina nuclear localizada na Praia de Itaorna (tupy-guarani = pedra oca). Angra dos Reis - RJ

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    2.4.3 Caractersticas biolgicasNos materiais em suspenso na gua inclui-se tambm a parte viva, ou seja, os microrganismos

    presentes que tambm constituem impurezas e que, conforme suas naturezas tm grande significado paraos sistemas de abastecimento de gua. Alguns desses microrganismos so patognicos, podendo,portanto, provocar doenas e at mesmo ser a causa de epidemias. Outros microrganismos, como algumasalgas, so responsveis pela ocorrncia de sabor e odor desagradveis, ou por distrbios em filtros e outraspartes do sistema de abastecimento.

    As caractersticas microbiolgicas da gua so avaliadas em exames biolgicos onde se pesquisa apresena dos diversos microrganismos patognicos, como bactrias, vrus, protozorios ou helmintos,sendo, em todos os casos, um processo moroso e oneroso. Logo, no sendo possvel pesquisarindividualmente cada um desses agentes, se recorre, ento, identificao dos organismos indicadores decontaminao, na presuno de que havendo matria de origem fecal, haver proporcionalmente apresena de outras bactrias patognicas.

    Os organismos indicadores mais utilizados so as bactrias do grupo coliforme e a suadeterminao feita por tcnicas estabelecidas e os resultados so expressos em Nmero Mais Provvel(NMP) de coliformes por 100 mL de amostra de gua.

    Embora seja usual denominar esses microrganismos como do grupo coliforme, conveniente dividi-los em subgrupos (SO PAULO ESTADO. SECRETARIA DA SADE/CVS, 1998b), os quais socomumente utilizados como indicadores de contaminao fecal em guas de abastecimento:

    Coliformes Totais (CT): foram as primeiras a serem adotadas como indicadoras de poluiohumana. Porm, vieram se constatar que a sua presena no representaria, obrigatoriamente, que acontaminao fosse de origem humana ou animal (Escherichia coli), pois estes organismos tambm sedesenvolvem em vegetaes e no solo (gneros Citrobacter, Enterobacter e Klebsiella). Portanto, no possvel afirmar categoricamente que a amostra de gua com resultado positivo somente para coliformestotais tenha entrado em contato com fezes de animais de sangue quente, incluindo o homem.

    Coliformes Termotolerantes (CTe): pertencem a este subgrupo, somente as bactrias do grupocoliforme que fermentam a lactose alta temperatura (44,5 C 0,2 C, em 24 horas), de modo a eliminar

    bactrias de origem no fecal. Portanto, os CTes se desenvolvem, tambm, em temperaturas mais altas.Suas principais representantes so a Escherichia coli e a Klebsiella, sendorealizadas pesquisas, somentequando se constata a presena de Coliformes Totais.

    Escherichia coli (E. coli): bactria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol, comproduo de cido e gs (44,5 C 0,2 C, em 24 horas). o nico coliforme que se desenvolve apenas naflora intestinal dos animais de sangue quente sendo, portanto, considerado como o mais especficoindicador de contaminao fecal recente e de eventual presena de uma variedade de organismospatognicos, apresentando grande risco sade.

    Figura 25 - Escherichia coliFonte: http:/www.nand.org/html/reh.htm

    Bactrias heterotrficas: bactrias que so capazes de produzir unidades formadoras de colnia(UFC), na presena de compostos orgnicos sob determinadas condies (35,5 C 0,5 C, por 24 horas).So conhecidas por bactrias oportunistas que atacam pessoas com o organismo j debilitado, crianas eidosos.

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    CAPTULO 3

    TRATAMENTO DE GUA PARAO CONSUMO HUMANO

    O local das instalaes e equipamentos destinados a realizar o tratamento da gua denominadoEstao de Tratamento de gua (ETA), e tem por finalidade adequar a gua bruta aos padres depotabilidade para consumo humano. Existem vrios sistemas de tratamento, e a escolha definidaconforme a disponibilidade e caractersticas da gua do manancial, a eficincia desejada na reduo dosagentes fsicos, qumicos e microbiolgicos, a localizao geogrfica e, ainda, os custos financeiros paraimplantao, operao e manuteno do tratamento.

    A NBR 12.216 da Associao Brasileira de normas Tcnicas (ABNT): Projeto de Estao deTratamento de gua para Abastecimento Pblico considera os seguintes tipos de guas naturais:

    Tipo A:guas subterrneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente protegidas,com caractersticas bsicas definidas na tabela abaixo, e as demais satisfazendo aos padres depotabilidade;

    Tipo B: guas subterrneas ou superficiais, provenientes de bacias no protegidas, comcaractersticas bsicas definidas na tabela abaixo, e que possam enquadrar-se nos padres depotabilidade, mediante processo de tratamento que no exija coagulao;

    Tipo C:guas superficiais provenientes de bacias no protegidas, com caractersticas bsicasdefinidas na tabela abaixo, e que exija coagulao para enquadrar-se nos padres depotabilidade.

    Tipo D:guas superficiais provenientes de bacias no protegidas, sujeitas a fontes de poluio,com caractersticas bsicas definidas na tabela abaixo e que exijam processos especiais detratamento para que possam enquadrar-se nos padres de potabilidade.

    Tabela 5 Classificao de guas naturais para abastecimento pblicoTipos A B C D

    DBO 5 dias (mg/L)- mdia

    - mxima, em qualquer amostra

    at 1,5

    1 3

    1,5 2,5

    3 4

    2,5 4,0

    4 6

    > 4,0

    > 6,0Coliformes (NPM/100 mL)- mdia anual, em qualquer ms- mximo

    50 100> 100 em

    menos que5% das

    amostras

    100 5000> 5000 emmenos que20% dasamostras

    5000 20000> 20000 em

    menos que 5%das amostras

    > 20.000

    pH 5 9 5 9 5 9 3,8 10,3

    Cloretos < 50 50 250 250 600 > 600

    Fluoretos < 1,5 1,5 3,0 > 30 NPM = Nmero mais provvel

    Fonte: NBR 12216/1992 da ABNT.

    guas receptoras de produtos txicos excepcionalmente podem ser utilizadas para abastecimentopblico, quando estudos especiais garantam sua potabilidade, com autorizao e controle de rgossanitrios e de sade pblica competentes.

    O tratamento mnimo necessrio a cada tipo de gua o seguinte: Tipo A:desinfeco e correo do pH; Tipo B:desinfeco e correo do pH, e alm disso:

    - Decantao simples, para guas contendo slidos sedimentveis, quando, por meio desseprocesso, suas caractersticas se enquadrem nos padres de potabilidade, ou

    - Filtrao, precedida ou no de decantao, para guas de turbidez natural, medida na entradado filtro, sempre inferior a 40 Unidades Nefelomtricas de Turbidez e cor sempre inferior a 20unidades referidas no Padro de Platina.

    Tipo C: coagulao, seguida ou no de decantao, filtrao em filtros rpidos, desinfeco ecorreo do pH.

    Tipo D:tratamento mnimo Tipo C e tratamento complementar apropriado a cada caso.

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    3.1 INSTALAES PARA O TRATAMENTO DE GUAQuanto ao alcance das instalaes projetadas, de modo geral, as estaes de tratamento de gua

    so construdas para atender as necessidades previstas para 20 anos ou mais. A fixao do perodo dealcance dos projetos depende de muitos fatores, entre os quais os processos de tratamento adotados, ascaractersticas das comunidades a serem abastecidas e as condies locais e econmico-financeiras. Osestudos de viabilidade global podem ser conduzidos de maneira a permitir a otimizao desses prazos.

    Nos projetos deve-se considerar: A programao para execuo por etapas, visando reduzir os investimentos iniciais:

    Os servios de abastecimento de gua so de natureza dinmica onde as solues nunca sodefinitivas.

    A possibilidade de executar ampliaes ainda que no programadas:Nos projetos deve-se deixar espao a facilidades construtivas para expanses futuras.

    Em pequenas comunidades e indstrias, cujas vazes so menores que 50 L/s, costumam-seutilizar as chamadas Instalaes Compactas, que se constituem em um conjunto de unidades dispostas deforma a aproveitar ao mximo os recursos tcnicos, com o objetivo de reduzir os custos e as reasocupadas. Geralmente compreendem as seguintes unidades: misturador rpido, floculador conjugado ouindependente, decantador de fluxo vertical, filtro rpido, equipamentos dosadores para a desinfeco e a

    fluoretao (AZEVETO NETTO, 1987).Para comunidades mais populosas, so utilizadas as denominadas Instalaes Convencionais

    para tratamento, em ciclo completo. Tm sido a mais utilizada no Brasil, principalmente em razo dasvariaes sazonais das caractersticas da gua bruta, da o nome de tratamento convencional, o qual sebaseia nas tcnicas de decantao precedidas pelos processos de mistura, coagulao e floculao e,posteriormente, pelos processos de desinfeco e fluoretao. Tem pouca influncia em relao eliminao das quantidades de sais e compostos orgnicos decorrentes das presenas de inseticidas eherbicidas nas guas dos mananciais utilizados.

    Figura 26 - Vista geral da Estao de Tratamento de gua, do tipo convencional. Jacare - SP

    De aplicao mais recente, as Instalaes de Flotao a Ar Dissolvido FAD tm sido adequadaspara guas de baixa turbidez e na remoo de algas. No processo de flotao por meio de compressor dear, liberada uma grande quantidade de micro bolhas que aderem aos flocos, fazendo-os flutuar (flotar) nasuperfcie do tanque, formando uma camada de lodo que retirado periodicamente atravs de raspadoressuperficiais. Geralmente, esse processo constitudo das seguintes unidades: pr-tratamento para produzirflocos (mistura rpida, floculao reduzida e flotao), filtrao e equipamentos dosadores para adesinfeco e a fluoretao (RICHTER, C. A., 2009).

    Em geral, os processos atualmente mais utilizados em uma Estao de Tratamento de gua (ETA)tem sido: Aerao, Mistura Rpida (Coagulao), Mistura Lenta (Floculao), Decantao, Filtrao,Desinfeco e Fluoretao.

    Quando se necessita remover o ferro e o mangans eventualmente presentes na gua, utiliza-se oTanque de Contato, o qual composto por leitos de coque ou de pedra e, tambm, de carvo ativado paraa remoo do odor e sabor. Nos casos de se precisar promover o abrandamento da gua, emprega-se,ainda, a Recarbonatao.

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    a)

    b)

    Figura 27 Fluxogramas tpicos para tratamento de guas superficiais

    c) Desinfeco e fluoretao

    d) Remoo de ferro e mangans:

    e) Abrandamento (remoo de sais de clcio e magnsio):

    Figura 28 Fluxogramas tpicos para tratamento de guas subterrneas

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    3.2 AERAOAs guas naturais costumam apresentar gases dissolvidos com predominncia dos que constituem

    o ar atmosfrico nitrognio e oxignio e o gs carbnico. A aerao o processo pelo qual uma fasegasosa - normalmente o ar - e a gua so colocadas em contato, com a finalidade de transferir substnciasvolteis da gua para a atmosfera e do oxignio para a gua. Geralmente, este processo aplicado noincio do tratamento das guas que no esto em contato com o ar, por exemplo, as guas subterrneas eas guas de locais profundos de grandes represas.

    Os objetivos da aerao so: Remoo do gs carbnico (CO2), que em teores elevados, concede gua, caractersticas de

    agressividade (corroso); Remoo do cido sulfrico (H2S), que prejudica esteticamente a gua; Remoo de substncias aromticas volteis, causadoras de sabor e odor desagradveis; Remoo do excesso de cloro e metano, pelos mesmos motivos acima expostos; Introduo do oxignio para a oxidao dos compostos de ferro e mangans. A prtica tem

    demonstrado que bons resultados tm sido alcanados com o tempo de exposio de 1 a 2 segundos.

    Os principais tipos de aeradores utilizados em Estaes de Tratamento de gua so:a) Por gravidade:

    a1)Tipo cascata

    - quando a gua escorre sobre degraus, espalhando-se e provocando turbulncia.So constitudos de 3 ou 4 plataformas superpostas e com dimenses crescentes de cima para

    baixo, separadas de 0,25 a 0,50m, com queda total variando de 0,75 a 3,00 m.Seu dimensionamento na base de 800 a 1000 m3de gua por m2de superfcie, considerando-se a

    rea da maior plataforma, por dia (24 horas).Este tipo de aerador mais indicado para a remoo do gs carbnico e substncias volteis, em

    pequenas instalaes com baixas vazes de guas a serem tratadas.

    Figura 29 - Aerador tipo cascataFonte: Richter A.C. e Azevedo Netto, J.M. (2005)

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    Exerccio 3.1Dimensionar um aerador tipo cascata para uma ETA de guas subterrneas, que atender uma

    comunidade com 15000 habitantes (para 25 anos) e um consumo per capitade 200 L/hab.dia. Consideraruma Taxa de Aplicao de 950 m/m.dia e que o mesmo constitudo de trs plataformas circulares.

    SoluoConsumo Dirio = 15000 hab. X 200 L/hab. dia= 3000000 L/dia = 3000m/dia

    rea da plataforma maior = 16,3.950

    ..3000

    .m

    diam

    diamm

    AplicaodeTx

    DirioConsumo=

    rea da pl. maior =

    maiorplatreaD

    D ..4

    4

    .= Dpl. maior = m00,2

    16,34

    Dimetro plataforma menor = 1,00 m (Tabela)Dimetro plataforma intermediria = 1,50 m (Mdia)Altura (til) total = 0,75 m (Tabela)

    Altura (til) entre plataformas = m25,03

    75,0=

    Lados do tanque de coleta = 3,00 m (+ 0,50 de cada lado)Dimetro da tubulao de entrada = 150 mm (Tabela)Dimetro da tubulao de sada = 200 mm

    a2) Tipo tabuleiro ou bandeja - So construdos com 3 a 9 tabuleiros ou bandejas iguais esuperpostos, distanciados de 0,30 a 0,75 m em altura, atravs dos quais a gua percola. O tabuleiro maisalto composto de furos que sorvem a gua e os demais so construdos com uma trelia sobre a qual disposta uma camada de pedras ou de coques (proveniente do carvo mineral), que concorrem paraacelerar o processo de oxidao. Este tipo de aerador geralmente utilizado para a adio de oxignio e aoxidao de compostos ferrosos ou manganosos presentes na gua. Seu dimensionamento na base de540 a 1600 m3de gua por m2de superfcie, por dia (24 horas).

    Figura 30 - Aerador tipo tabuleiro ou bandejaFonte: Richter A.C. e Azevedo Netto, J.M. (2005)

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    Exerccio 3.2Dimensionar um aerador tipo bandeja para a mesma ETA do exemplo anterior, conhecendo-se a

    Taxa de Aplicao de 950 m/m.diae que o aerador constitudo por quatro bandejas quadradas.

    Soluo

    Consumo Dirio = 15000 hab. x 200 L/hab. dia= 3000000 L/dia = 3000m/dia

    rea total das bandejas = 16,3.950

    ..3000

    .m

    diam

    diamm

    AplicaodeTx

    DirioConsumo=

    rea de cada bandeja = 279,04

    16,3m=

    Adotando bandejas quadradas (A= B), tem-se: rea = A

    A = bandejacadaderea = 79,0 = 0,89 m adotado 0,90 m

    Logo, as dimenses do aerador sero:

    Bandejas: A = B = 0,90 mTanque de coleta: C = D = 1,80 m (Tabela)Altura (til) total: 2,30 m (Tabela)

    Altura (til) entre bandejas: m53,04

    18,030,2=

    Dimetro da tubulao de entrada: 75 mm (Tabela)Dimetro da tubulao de sada: 100 mm (Tabela)

    b) De pulverizaoTambm denominado de repuxo, quando so acoplados, sobre o tanque de coleta das guas,

    bocais nas tubulaes, atravs dos quais gua lanada no ar, por meio de jateamento.Seu dimensionamento na base de 270 a 815 m3/m2. dia (24 horas).So os mais eficientes para o intercmbio de gases e substncias volteis, mas exigem presso de

    gua de 2 a 7 mca (20 a 70 KPa), dependendo da altura que se deseja para o jato, isto , do tempo deexposio especificado.

    So compostos por tubulaes, dotadas de uma srie de bocais de asperso, instalados sobre umtanque de coleta de gua.

    c) De ar difusoA aerao tambm pode ser feita pelos aeradores por borbulhamento que consistem, geralmente,

    de tanques retangulares, nos quais se instalam tubos perfurados, placas ou tubos porosos difusores queservem para distribuir ar em forma de pequenas bolhas, as quais tendem a flutuar e escapar pela superfcieda gua. A relao comprimento-largura deve manter-se superior a dois e a profundidade entre 2,50 m e4,00 m. O comprimento do tanque calculado em funo do tempo de permanncia da gua, que varia

    entre 5 a 30 minutos, e a quantidade de ar varia entre 75 e 1125 litros por metro cbico de gua aerada.

    Figura 31 Tanque de aerao com sistema de ar difuso

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    3.3 MISTURA

    Denomina-se mistura ao processo em que o coagulante colocado em contato com toda a massalquida nos pontos de maior turbilhonamento, de forma contnua, homognea e rpida, pois o processodever estar concludo em um intervalo de tempo menor do que o tempo de reao do coagulante.

    A mistura realizada com o fornecimento de energia gua, e o conseqente aumento da agitao,possibilitando maior nmero de choques entre as partculas, que pode ser obtido por meio de:

    a) Energia HidrulicaQuando efetuada na calha Parshall que, alm da funo de medio da vazo, utilizada para

    auxiliar a disperso dos produtos qumicos;

    Figura 32 - Mistura efetuada em calha Parshall. ETA Taubat - SP

    b) Energia Mecnica (rotores)

    Quando realizada em cmaras de Mistura Rpida, com a utilizao de ps, hlices e turbinas.Com o processo de mistura, obtm-se a coagulao e a floculao.

    3.4 COAGULAOO termo coagular provm do latim coagulare,que significa juntar. Logo, coagulao a fase de

    formao de cogulos, devido reao do coagulante adicionado no processo de mistura, promovendo umestado geral de equilbrio eletrostaticamente instvel das partculas, no seio da massa lquida.

    A finalidade da coagulao , atravs da adio de produtos qumicos (partculas eletrolticas),transformar as impurezas que se encontram em suspenso fina (estado coloidal ou em soluo, bactrias,protozorios e/ou plncton), em partculas maiores, atravs de encontros entre elas pela diminuio darepulso (Potencial Zeta). A adio de compostos qumicos auxilia a formao de aglomerados departculas.

    A introduo de energia ao meio com o conseqente aumento da agitao possibilita um maiornmero de choques entre as partculas. Esse nmero de choques depende do gradiente hidrulico (G) e dotempo de deteno da gua (T). A relao entre o gradiente hidrulico e o tempo de deteno chamadode Nmero de Campo (N = G.T). Nas ETAs so normalmente adotados os seguintes valores:

    Tabela 6 - Valores usuais do gradiente hidrulico e o tempo de deteno

    TIPO DE MISTURA G (s-1) T (s) G.TRpida 500 2.000 At 20 10.000 25.000Lenta 10 100 1.200 4.800 30.000 150.000

    Coagularsignifica juntar, aglomerar.Flocularsignifica produzir flocos.

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    Em funo do tipo de energia utilizada, o gradiente de velocidade pode ser estimado atravs dasseguintes frmulas:

    a) Energia Hidrulica

    G =T

    Hf2,32

    b) Energia Mecnica

    G = 2800TQ

    P

    .

    Onde:G = gradiente de velocidade (s-1)Hf= perda de carga total (metros)Q = vazo (m3/s)T = perodo de deteno (segundos)P = potncia introduzida na gua (HP)

    Tabela 7 - Produtos qumicos utilizados no processo de coagulao

    Coagulantes Alcalinizantes Coadjuvantes ou AuxiliaresSulfato de alumnio Cal virgem Argila preparada (bentonita)*Sulfato ferroso Cal hidratada Slica ativadaSulfato frrico Carbonato de sdio (Barrilha) PolieletrlitosSulfato ferroso clorado Hidrxido de sdio ---------------Cloreto frrico --------------- ---------------Cloreto de Polialumnio --------------- ---------------

    * Introduzido pelo autor. Fonte: So Paulo (Estado). Secretaria da Sade/CVS (1998a)

    Na escolha do coagulante, deve-se considerar a eficincia das reaes qumicas, os riscos sadeda populao a ser atendida, o custo, a disponibilidade do produto no mercado e o pH da gua tratada, oque obtido atravs de ensaios de laboratrio, sendo que o mais empregado o Jar-test.

    Figura 33 - Aparelho de Jar-Test

    A disperso do coagulante na massa lquida pode ser realizada atravs de dois sistemas:

    a) Distribuio do coagulante em vrios pontosO coagulante colocado em contato com a massa lquida por meio de vrias aplicaes, de tal

    forma que cada ponto de aplicao seja responsvel pela disseminao do coagulante em um determinadovolume de gua, assegurando as condies para uma boa disperso.

    b) Distribuio do coagulante em um nico pontoO produto qumico aplicado em um nico ponto, sendo a agitao forada a responsvel pela

    distribuio uniforme do coagulante.A aplicao do produto ocorre por meio de aparelhos dosadores, que podem ser por Via mida

    (reservatrio de nvel constante ou bomba de diafragma); ou por Via Seca (tipo volumtrico ougravimtrico).

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    3.5 FLOCULAO (MISTURA LENTA)A palavra flocular origina-se, tambm, do latim flocculare,que significa produzir flocos, sendo,

    portanto, floculao o processo pelo qual as partculas em estado de equilbrio eletrostaticamente instvel,no meio da massa lquida, so foradas a se movimentar, a fim de que sejam atradas entre si, formandoflocos que, com a continuidade da agitao, tendem a aderir uns aos outros, tornando-se maiores e maispesados, para posterior separao nos processos seguintes de decantao e filtrao.

    Figura 34- Detalhe de flocos em suspenso na gua. ETA Taubat SP

    A Floculao, tambm chamada de Mistura Lenta, pode ser realizada por meio dos processos:

    a) Com Energia HidrulicaAtravs de cmaras com chicanas de fluxo vertical ou horizontal.

    Figura 35 - Floculador com chicanas de fluxo vertical (planta e corte)

    Figura 36 - Floculador com chicana de fluxo horizontal (planta)

    O espaamento mnimo entre chicanas deve ser de 0,60m, podendo ser menor desde que sejamdotadas de dispositivos para sua fcil remoo. A velocidade nos canais deve ficar entre 10 a 20 cm/s.

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    b) Com Energia MecnicaAtravs de agitadores acionados por sistemas eletromecnicos. Classificam-se quanto posio

    do eixo, disposto em posiovertical:tipos paletas ou tipo turbina; ou, ainda, horizontal:tipo paletas.

    Figura 37 - Paletas verticais e floculador mecnico de eixo vertical e paletas verticais

    Figura 38 - Paletas horizontais e floculador mecnico de eixo vertical e paletas horizontais

    Figura 39 Floculador mecnico tipos de turbina

    Figura 40 - Floculadores mecnicos de eixo vertical. ETA Taubat SP

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    A coagulaoe a floculaoocorrem em pontos distintos na Estao de Tratamento de gua: aprimeira se d na aplicao do produto qumico coagulante no incio do tratamento em velocidaderpida, e a floculao ocorre por agitao na massa coagulada, em velocidade lenta antes dadecantao.

    Figura 41 Amostras recolhidas nas fases de coagulao, floculao e incio da decantao

    Exerccio 3.3Calcular a potncia (em HP) que deve ser introduzida na gua, para se obter uma mistura lenta em

    uma ETA cuja vazo de 600 L/s, adotando-se G = 45 s-1e T = 50 minutos.

    Soluo:

    G = 2800 ( ) ( )605060,0

    280045.

    22

    =

    P

    TQ

    P

    P =( )

    ( )605060,0

    800.2

    45

    2

    2

    P = 0,46 HP !

    3.6 DECANTAONo processo de decantao, a gua conduzida a grandes tanques denominados

    decantadores, numa velocidade muito lenta. Com a diminuio da velocidade de escoamento horizontal dagua, reduzem-se os efeitos da turbulncia, provocando a deposio das partculas maiores, suspensasnas correntes lquidas.

    A sedimentao de partculas floculentas, usualmente chamada de decantao consiste naremoo da areia (para evitar depsitos e entupimentos em bombas e instalaes mecnicas); na

    separao das partculas finas sem coagulao (para guas de rios com grande transporte de slidos); ena reteno dos flocos produzidos aps a coagulao (para remoo de matria coloidal, cor e turbidez).Em todos os casos, essas partculas em suspenso na gua, sendo mais pesadas, tendem a se

    depositar no fundo do tanque decantador com certa velocidade (de sedimentao).

    3.6.1 Tipos de decantadoresOs critrios mais usuais de classificao dos tipos de decantadores no tratamento da gua so:

    a) Em funo do fluxo de escoamento da gua Decantadores tubulares ou de alta taxa: surgido mais recentemente, na dcada de 1970, os

    decantadores tubulares so projetados com taxas de aplicao, para a rea efetivamente coberta pormdulos, variando de 180 at 240 m3/m2.dia, portanto com eficincia de cerca de cinco vezes superior staxas adotadas em decantadores convencionais. Fundamentados na aplicao do Nmero de Reynolds,

    estes processos consistem numa srie de elementos tubulares de pequenos dimetros (5 cm), agrupadosde forma modular. Quando projetados com inclinao pequena ou nula, os tubos so gradativamentepreenchidos dos slidos sedimentados, necessitando a limpeza peridica dos mesmos, atravs da reversodo fluxo. Quando projetados com inclinaes entre 50 e 60 o lodo escoar continuamente promovendo aautolimpeza. ngulos superiores a 60 resultam na reduo da eficincia desse processo.

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    Figura 42 - Princpio de funcionamento do decantador tubular

    Figura 43 - Decantador tubular com pequena inclinao

    Os elementos tubulares podem ser em mdulos de seo quadrada ou retangular, placas planas demadeira, fibras ou lonas plsticas.

    Figura 44 - Tipos de mdulos tubulares para decantadores

    Figura 45 - Decantador tubular de fluxo horizontal com lonas plsticas

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    Decantadores de escoamento vertical: a gua escoa em movimento ascendente da parte inferiorat a superfcie do tanque. Possuem grandes profundidades, sendo mais aplicados em indstrias.

    Decantadores de escoamento horizontal: a gua escoa na direo longitudinal, sendo ocomprimento a dimenso predominante. A velocidade deve ser baixa para impedir o arraste de lodo.

    Figura 46 - Decantador de fluxo horizontal do tipo convencional. ETA Taubat - SP

    Tabela 8 - Velocidade de sedimentao a 20 C, de partculas com densidade de 2,65

    Partculas Tamanho dasPartculas

    Velocidade deSedimentao

    Tempo necessrio paracair 3,00 metros

    AreiaAreia fina

    Silte

    0,20 mm0,10 mm0,01 mm

    2,4 cm/s0,9 cm/s0,01 cm/s

    2 minutos6 minutos8 horas

    Figura 47 - Perfil longitudinal de um decantador, mostrando a trajetria e a sedimentao da menor partcula

    A menor partcula que se deseja remover, tem no ponto 1sua posio mais desfavorvel. Para quehaja a sedimentao, definidos L e H, o perodo de deteno deve igualar: TH= TV. Assim, pelas leis da

    cinemtica, tem-se:VH V

    H

    V

    L=

    b) De acordo com as condies de funcionamento:Decantadores do tipo clssico ou convencional: so aqueles em que se processa apenas a

    sedimentao com a gua j floculada.Decantadores com contato de slidos: so unidades mecanizadas que promovem

    simultaneamente a agitao, a floculao e a decantao Decantadores com escoamento laminar: sendo os mais recentes apresentam maior eficincia,

    pois, o escoamento se d em regime laminar na zona de sedimentao. So os denominados decantadorestubulares ou de alta taxa.

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    3.6.2 Taxa de escoamento superficial dos decantadores tipo convencionalA eficincia de um decantador est relacionada com a Taxa de Escoamento Superficial, ou seja, a

    relao vazo/unidade de superfcie/tempo, expressa em cm3de gua/m2de superfcie de decantao/dia,as quais so adotadas em funo da qualidade da gua:

    Tabela 9 Taxa de escoamento superficial para os tipos de sedimentaoTipo de Sedimentao Taxa de Escoamento Superficial (m3/m2. dia)Remoo de areiaSedimentao simples (sem coagulao)Clarificao de guas coloidaisClarificao de guas turvas

    600 a 12005 a 2015 a 4530 a 60

    3.6.3 Relao entre o comprimento e a largura dos decantadores tipo convencionalPara os decantadores de fluxo horizontal, recomenda-se a relao:

    1025,2 B

    L onde: L = comprimento e B = Largura

    Uma relao usual tem sido 0,45,2 aB

    L=

    3.6.4 Perodo de deteno da gua nos decantadores tipo convencionalDeve-se assegurar certo tempo de permanncia da gua dentro dos decantadores, para possibilitar

    a sedimentao das partculas, tendo sido adotado o perodo de 1,5 a 3,0 horas, sendo:

    ( )( )hmdecantadornoVazo

    mdecantadordoVolumehorasenodePerodo

    /)(det

    3

    3

    =

    3.6.5 Profundidade dos decantadoresCom o perodo de deteno e a vazo, obtm-se o volume do decantador, que juntamente com a

    rea superficial, fornecer a profundidade.

    LB

    QTHdecantadordoerfciedarea

    decantadordoVolumeH .

    .

    sup ==

    onde: H = profundidade do decantadorQ = vazoT = tempo de deteno no decantadorB = largura do decantadorL = comprimento do decantador

    A velocidade de escoamento horizontal das guas deve ser inferior velocidade de arraste daspartculas sedimentadas, V < 1,25 cm/s. Da equao da continuidade, temos:

    V =

    ..vertSec

    Q =

    HB

    Q

    .

    A profundidade tem sido usualmente adotada entre 3,50 a 4,50 m, podendo ser menor quando aremoo do lodo se processa de forma contnua

    3.6.6 Sada da gua dos decantadoresA gua retirada, na parte final dos decantadores, por meio de vertedouros, calhas e canaletas. E

    as suas formas mais usuais so as quadradas, retangulares, em U e em V.

    quadrada retangular retangular alta em U em V

    Figura 48 Formas usuais das calhas coletoras

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    Figura 49 - Detalhes das calhas coletoras

    Para se reduzir o arraste de flocos necessrio que as correntes de aproximao sejam pequenas, oque se obtm limitando a lmina dgua sobre o vertedor a uma vazo de 2 a 3 L/s por metro (de vertedor).

    Estudos hidrulicos sobre o comprimento desses dispositivos de sada, realizados por diversos

    autores tem levado aos valores de 25% a 35% do comprimento total dos decantadores.

    Figura 50 Calha coletora para sada da gua do decantador. ETA Taubat - SP

    3.6.7 Limpeza e manuteno dos decantadoresO nmero de decantadores em uma Estao de Tratamento de gua deve ser de, no mnimo, duas

    unidades, sempre providos de dispositivos de descarga do lodo, para propiciar melhores condies para asoperaes de limpeza e reparos, sem interrupo do tratamento.

    A limpeza dos decantadores deve ser feita periodicamente, dependendo da regularidade danatureza da gua, da quantidade de coagulante gasto, e da estao do ano, pois na poca das chuvas ela

    deve ser mais freqente.Nos sistemas em que a limpeza no mecanizada ou automtica, devero ser introduzidasfacilidades para limpeza: declividade do fundo ( 5%), canaleta, espao para o lodo etc. Depois deesvaziado o decantador, remove-se a sujeira com jato de gua sob presso.

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    Figura 51 - Operao de limpeza do fundo do decantador. ETA Taubat SP

    A falta de uma limpeza peridica faz com que o perodo de deteno se torne menor, prejudicandoas condies de operao e contribuindo para que o lodo do fundo se decomponha, conferindo sabordesagradvel gua.

    Figura 52 Perfil-tipo longitudinal de um decantador

    Exerccio 3.4Dimensionar dois decantadores de fluxo horizontal (do tipo clssico), para uma ETA que dever

    clarificar 60 L/s de guas coloidais.

    SoluoQ= 60 L/s = 0,06 m3/s= 216 m3/h= 5184,00 m3/dia

    a) rea (til) do decantadorTaxa de Escoamento Superficial adotada: 30m3/m2. dia (tabela 9)

    SupEscTx

    Qrea

    ..=

    22 40,862

    80,172/80,17200,30

    00,184.5 mdecantadorreamA ====

    b) Largura e Comprimento (teis)

    adotando-se:

    2

    5,2

    40,86.:;5,2

    =

    ==

    BLe

    mBLcomo

    B

    L

    tem-se: 40,865,240,86.5,2 2 == BBB

    === 88,556,345,2

    40,86BB adotando-se B = 5,90 m tem-se:

    mLLBL 75,1490,55,25,2 ===

    rea corrigida: L = 14,75 m e B = 5,90 m Ac= 14,75 x 5,90 = Ac= 87,02 m

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    c) Profundidade (til)

    Adotando-se um perodo de deteno de 3 horas; tem-se:

    mHLB

    QTH 72,3

    02,87

    )00,108(3

    75,1490,5

    )2/00,216(3

    .

    .==

    ==

    d) Verificao da Velocidade

    scmVsmxS

    QV

    escVert

    /14,0/00137,095,21

    030,0

    72,390,5

    030,0

    ..

    =====

    V = 0,14 cm/s< 1,25 cm/s

    e) Calhas Coletoras

    Adotado 3 calhas coletoras de seo quadrada com bordas ajustveis de forma dentada (triangular).

    Distncia entre calhas (eixos) = m475,113

    90,5=+

    Comprimento das calhas = 14,75 x34% = 5,00 m

    3.7 FILTRAOAs suspenses floculadas que no foram retiradas na decantao devem ficar retidas nos filtros.Os filtros so constitudos de meios filtrantes (areia, pedregulho ou cascalho etc.) classificados de

    acordo com sua granulometria e coeficiente de uniformidade, que recebem a gua sob vazo controlada. medida que a gua passa pelo meio filtrante, h a deposio de flocos sobre a mesma, que

    provoca a colmatao da camada superficial, aumentando a perda de carga, e tornando-se necessria alavagem geral do filtro.

    3.7.1 Filtros lentos um mtodo de tratamento da gua que opera com taxas de filtrao muito baixas, sendo adotado

    principalmente para comunidades de pequeno porte, cujas guas dos mananciais apresentamcaractersticas do Tipo B (NBR. 12216), ou para guas que, aps o pr-tratamento, se enquadrem nasdesse tipo.

    O processo consiste em fazer a gua passar (no sentido vertical descendente) atravs de um meiogranular com a finalidade de remover impurezas fsicas, qumicas e biolgicas.

    a) Nmero de filtros lentosA tabela abaixo fornece o nmero mnimo de Filtros Lentos em funo da populao a ser atendida.

    Tabela 10 Nmero indicado de Filtros Lentos

    Populao N de unidadesde filtros lentos Observaes

    at 10.000 2 Cada uma com capacidade parao consumo mximo dirio

    10.000 a 40.000 3 Cada uma com capacidade para50% de consumo mximo dirio

    40.000 a 100.000 4 Cada uma com capacidade para1/3 e o consumo mximo dirio

    b) Mecanismos que atuam na filtrao Ao mecnica de coar: reteno das partculas maiores nos interstcios existentes entre os

    gros de areia:

    Sedimentao: deposio de partculas sobre a superfcie dos gros de areia; Ao biolgica: feita por uma camada gelatinosa (Schumtzdecke) formada pelodesenvolvimento de certas variedades de bactrias, que envolvem os gros de areia nasuperfcie do leito, que por adsoro retm microrganismos e partculas finamente divididas.

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    c) Aspectos construtivos Taxa de filtrao: Funasa: 3 m3a 5 m3/m2.dia; Arboleda: 6 m3a 9 m3/m2.dia; ABNT: no sendo possvel determinar experimentalmente, a taxa de filtrao a ser adaptadano deve ser superior a 6 m3/m2.dia.

    Camada de suporte (pedregulho ou cascalho): Altura: entre 0,30 m a 0,50 m Tamanho: 2 a 17,5 cm

    a 3/8 7,5 cmpedrisco 5,0 cm

    Leito de areia: Espessura: entre 0,90 a 1,20 m.

    Altura da lmina de gua sobre o leito filtrante: Geralmente entre 0,90 e 1,20 m.

    Sistema de drenagem:

    O fundo do filtro geralmente constitudo por drenos compreendendo uma tubulao principal ao

    longo da linha central, alimentado por laterais igualmente espaadas e perfuradas. Dimetros do principal:0,20 a 0,60m; dimetro dos laterais: 0,05 a 0,15 m, dependendo do tamanho do filtro.Esses drenos devem ser projetados com velocidades baixas: 0,30 m/s no principal e 0,20 m/s nas

    laterais.

    d) Aspectos operacionaisCom o prosseguimento da filtrao, a camada superior da areia vai se sujando cada vez mais,

    diminuindo, em conseqncia, a vazo da gua filtrada.Quando esta vazo cai consideravelmente, deve-se proceder limpeza do filtro removendo-se uma

    camada de dois a trs centmetros da areia. Quando a camada de areia nos filtros atingir 0,70 m de alturarecoloca-se a areia retirada, depois de totalmente lavada.

    Vantagens dos filtros lentos: Operao simples; Custos operacionais baixos; Boa eficincia na remoo de microrganismos patognicos; Boa eficincia na remoo de turbidez (100%) e do ferro (at 60%).

    Desvantagens dos filtros lentos: Funcionamento com baixas taxas de filtrao; Ocupam grandes reas de terrenos e volume elevado de obras civis; Necessidade peridica de remoo e lavagem da areia; Possib