OTIMIZAÇÃO DA COAGULAÇÃO VISANDO REMOÇÃO DE … · universidade federal rural do semi-Árido departamento de ciÊncias ambientais e tecnologicas curso de engenharia civil francisco

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLOGICAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

FRANCISCO DAS CHAGAS DA COSTA FILHO

OTIMIZAÇÃO DA COAGULAÇÃO VISANDO REMOÇÃO DE COR E TURBIDEZ

MOSSORÓ-RN

2014



Trabalho de conclusão de curso apresentado a

Universidade Federal Rural do Semi-Árido –

UFERSA, Campus Mossoró, Departamento de

Ciências Ambientais e Tecnológicas para a

obtenção do título de Bacharel em Engenharia

Civil.

Orientadora: Profª. Dra. Sc. Solange Aparecida

Goularte Dombroski – UFERSA.

MOSSORÓ-RN

2014

O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade de seus autores

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)

Setor de Informação e Referência

C837o Costa Filho, Francisco das Chagas da.

Otimização da coagulação visando remoção de cor e

turbidez / Francisco das Chagas da Costa Filho -- Mossoró,

2014.

100f.: il.

Orientadora: Profª. Dra. Solange Aparecida G. Dombroski.

Monografia (Graduação em Engenharia Civil) –

Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Pró-Reitoria de

Graduação.

1. Engenharia sanitária. 2. Água – análise e tratamento. 3.

Coagulação. 4. Filtração Direta. 5. Remoção de turbidez - Rio

Piranhas-Açú – Mossoró/RN. I. Título.

RN/UFERSA/BCOT/768-14 CDD: 628.16 Bibliotecária: Vanessa Christiane Alves de Souza Borba

CRB-15/452



Trabalho de conclusão de curso apresentado

ao Departamento de Ciências Ambientais e

Tecnológicas para a obtenção do título de

Bacharel em Engenharia Civil.

APROVADA EM: 05/07/2014

BANCA EXAMINADORA

Ao meu querido amigo Saldanha (in

memoriam), pelo carinho, força, colaboração

na minha vida acadêmica, e por todos os

momentos de alegria e felicidade que nos

proporcionou em vida.

Aos meus pais que sempre me apoiaram

e me deram forças para nunca desistir de

buscar os meus objetivos.

As minhas irmãs e sobrinhos, por

estarem sempre próximos nos momentos

em que eu mais precisei.

AGRADECIMENTOS

A Deus primeiramente que me deu força e coragem para ir em busca dos meus sonhos;

Aos meus pais e minha família, que me apoiaram sempre nas escolhas da minha vida e me

aconselharam a buscar o melhor caminho;

Aos amigos que sempre estiveram presentes nas diversas situações;

A Cristiane Nascimento, Savanna Cristina, Danilo Noronha e Thales Henrique, pela amizade

e companheirismo que me dedicaram em todo o período do curso de Engenharia Civil.

Aos Mestres que tive ao longo do Bacharelado em Engenharia Civil, que buscaram ao

máximo transmitir conhecimentos e me encorajaram a ir em frente, me apoiando no que era

possível.

A minha orientadora, Dr. Solange Dombroski, por colaborar nesse projeto, pela paciência,

amizade e companheirismo que me dedicou na realização deste trabalho.

A Rudna Vieira, Adler Lincoln e João Paulo Alvez, pela amizade e colaboração neste

trabalho.

Aos membros da banca, pela colaboração para melhorar meu trabalho final de graduação.

A todos, que de alguma forma contribuiu para a concretização deste sonho.

EPÍGRAFE

“Até onde posso, vou deixando o melhor de

mim. Se alguém não viu, foi porque não me

sentiu com o coração”.

Clarice Lispector.

RESUMO

A água é um dos recursos naturais existentes essenciais para a manuntenção da vida

humana, visto que seus usos são multiplos, sendo a sua principal função o abastecimento

humano. Em vista disso, toda e qualquer água utilizada para consumo, deve obedecer aos

riquisitos impostos pelo Ministério da Saúde, descritos no padrão de potabilidade regido pela

portaria de nº 2.914/2011. O presente trabalho teve como objetivo geral, executar ensaios de

tratabilidade em escala de bancada simulando a tecnologia de coagulação e de filtração direta,

visando remover cor e turbidez da água do rio Piranhas/Açu, localizado em Assú, RN. A

pesquisa avaliou a remoção de turbidez, cor aparente e cor verdadeira a partir de ensaios

realizados em equipamento jar test e filtração em papel. Os ensaios foram realizados em três

etapas, nas quais foram fixadas condições de mistura rápida, tempo e gradiente médio de

velocidade, mas distintas entre si. Em cada ensaio, utilizava-se uma dosagem fixa de

coagulante e variava-se os valores de pH de coagulação, tendo sido utilizados dois tipos de

coagulantes (cloreto de polialumínio e sulfato de alumínio) e um auxiliar de coagulação

(polímero catiônico), totalizando 18 ensaios com 6 jarros por ensaio. Os resultados obtidos

indicaram os menores valores remanescentes de turbidez (0,57 uT), cor aparente (8 uH) e cor

verdadeira (4 uH) para a dosagem de cloreto de polialumínio (PAC) de 6 mg/L com

respectivo valor de pH de coagulação de 4,8. Para esta condição, os percentuais

remanescentes para turbidez, cor aparente e cor verdadeira foram de 24, 38 e 50%,

respectivamente. De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de

testes em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em

distintos testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor

verdadeira e, em um teste, para turbidez.

Palavras-chave: Coagulação. Filtração Direta. Remoção de turbidez. Remoção de cor

(aparente e verdadeira).

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Unidades componentes de uma instalação de abastecimento de água..................... 19

Figura 2 - Representação esquemática de uma micropeneira rotativa e peneiras com abertura

de 50 mm (direita) e 25 mm (esquerda) ................................................................................... 50

Figura 3 - Vista de um equipamento jartest ............................................................................. 54

Figura 4 - ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a) Calha Parshal

em operação; (b) Dosador de coagulante; (c) Dosador de cal e de coagulante em Calha

Parshall. .................................................................................................................................... 57

Figura 5 - Tipos de floculadores empregados na ETAs: a) - Floculador em meio granular; b)

Floculador em chicanas; c) Floculador mecanizado ................................................................ 59

Figura 6 - Floculador em chicanas verticais (seco) vendo-se, à direita, o vertedor para

medição de vazão (ETA Alto Branco, CAGEPA, Campina Grande). ..................................... 59

Figura 7 - Vista de uma unidade de floculação mecânica. As tampas amarelas objetivam a

proteção do motor de acionamento do misturador (ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema

Boqueirão-Campina Grande). ................................................................................................... 60

Figura 8 - Vistas da ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a)

Decantador convencional de fluxo horizontal; (b) Um detalhe da calha coletora de água

decantada. ................................................................................................................................. 61

Figura 9 - Corte longitudinal de um esquema de filtro rápido ................................................. 62

Figura 10 - Vista parcial da bateria de filtros da ETA Gravatá ................................................ 63

Figura 11 - Lavagem de filtros: (a) Início - areia fluidificando; (b) lavagem em pleno

funcionamento. ......................................................................................................................... 63

Figura 12 - Filtro seco e cheio .................................................................................................. 64

Figura 13 - Cone de saturação ou dosador de flúor. ................................................................. 66

Figura 14 - Técnicas mais usuais de tratamento de água ......................................................... 67

Figura 15 - Esquema vertical de um filtro lento ....................................................................... 69

Figura 16 - Esquema vertical de um filtro rápido ..................................................................... 70

Figura 17 - Esquema em corte de uma ETA de ciclo convencional......................................... 71

Figura 18 – Vista do equipamento Jar test utilizado para a pesquisa: (a) Jar test; (b) Jarro com

água coagulada. ........................................................................................................................ 77

Figura 19 - (a) Vista do reservatório e bombonas utilizadas para armazenar a água bruta; (b)

Sistema filtrante para a água pós mistura rápida. ..................................................................... 77

Figura 20 - Equipamentos utilizados em laboratório: (a) Espectrofotômetro; (b) Medidor

multiparâmetro - condutivímetro; (c) Turbidímetro. ................................................................ 77

Figura 21 - Vista superior da localização da captação da água do Rio Piranhas/Açu. ............. 78

Figura 22–Vistas da captação de água da ETA de Assú. ......................................................... 79

Figura 23 - Aparelhos utilizados em campo: (a) Termômetro e medidor de pH; (b) GPS. ..... 79

Figura 24 - Fração remanescente de turbidez (t/t0) para as dosagens de 1,0 mg/L e 1,5 mg/L

de Cloreto de Polialumínio. ...................................................................................................... 85









Figura 29 - Fração remanescente de turbidez (t/t0), cor aparente (c/c0) e cor verdadeira

(cv/c0) para a dosagem de 6,0 mg/L de Cloreto de Polialumínio. .......................................... 88


(cv/cv0) para as dosagens de 5,0 mg/L de Sulfato de Alumínio e 0,25 e 0,5 mg/L de Polímero

Catiônico. .................................................................................................................................. 89



Catiônico. .................................................................................................................................. 90

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Remoção de coliformes na água de consumo .......................................................... 28

Tabela 2 - Regiões cujas entidades prestadoras de serviço de abastecimento de água realizam

análise radiológica na água tratada em 2000 ............................................................................ 42

Tabela 3- Frequência de monitoramento de cianobactérias no manancial de abastecimento de

água ........................................................................................................................................... 43

Tabela 4- Número mínimo de amostras mensais para o controle da qualidade da água de

sistema de abastecimento, para fins de análises microbiológicas, em função da população

abastecida.................................................................................................................................. 43

Tabela 5 - Número mínimo de amostras e frequência para o controle da qualidade da água de

sistema de abastecimento, para fins de análises físicas, químicas e de radioatividade, em

função do ponto de amostragem, da população abastecida e do tipo de manancial ................. 45

Tabela 6- Parâmetros de aceitação para consumo humano incluídos na Portaria nº 2914/2011

.................................................................................................................................................. 47

Tabela 7- Fórmula química específica do hidróxi-cloreto de alumínio ................................... 56

Tabela 8- Forma comercial de sulfato de alumínio sólido ....................................................... 57

Tabela 9- Quantidade de organismos para iniciar a enfermidade ............................................ 65

Tabela 10- Primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante

cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção de turbidez 80

Tabela 11- Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e

cor verdadeire, para a melhor dosagem do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH

de coagulação, identificados na primeira etapa. ....................................................................... 81

Tabela 12- Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante

sulfato de alumínio com auxiliar de coagulação (polieletrólito Floerger) e respectivo pH de

coagulação ................................................................................................................................ 81

Tabela 13 - Verificações in loco levantadas durante as coletas da água bruta estudada .......... 83

Tabela 14 - Caracterização da água bruta. ................................................................................ 83

Tabela 15 - Síntese dos melhores resultados das etapas 1, 2 e 3. ............................................. 91

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Doenças causadas pelo consumo de água contaminada por excretos humanos ou

animais (bactérias, protozoários e vírus) .................................................................................. 18

Quadro 2 - Recomendações quanto ao tipo de frasco, forma de preservação e prazo de

execução de análise para cada parâmetro. ................................................................................ 23

Quadro 3 - Principais agentes infecciosos encontrados mundialmente em água contaminada

destinada ao abastecimento público ......................................................................................... 25

Quadro 4 - Características gerais das cianotoxinas .................................................................. 29

Quadro 5 - Parâmetros de caracterização da água destinada ao consumo humano (baseado na

portaria nº 2914/2011) .............................................................................................................. 48

Quadro 6 - Principais processos e operações unitárias de tratamento de água para

abastecimento público .............................................................................................................. 49

Quadro 7 - Locais de adição de suspensão do cap. .................................................................. 52

Quadro 8 - Classificação das técnicas de flotação .................................................................... 61

Quadro 9 - Características de algumas técnicas de tratamento de água ................................... 73

Quadro 10 - Limites de aplicação de diferentes técnicas de tratamento em função da qualidade

da água bruta ............................................................................................................................. 74

LISTA DE SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas;

CAERN - Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte;

CAG - Carvão Ativado Granulado;

CAP - Carvão Ativado em Pó;

CME - Centro de Apoio Operacional do Meio Ambiente;

DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio;

DSA - Dosagem de Sulfato de Alumínio;

ETA – Estação de Tratamento de Água;

F - Condições Fixas de Floculação;

FiME - Filtração de Múltiplas Etapas;

FUNASA - Fundação Nacional de Saúde;

GF - Gradiente Médio de velocidade de Floculação;

GMR- Gradiente Médio de Velocidade de Mistura Rápida;

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística;

MON - Matéria Orgânica Natural;

MR - Condições Fixas de Mistura Rápida;

MS – Ministério da Saúde;

NBR – Norma Brasileira;

NTU - Nephelometric Turbity Unit;

PAC - Polyaluminium chloride;

pH – Potencial Hidrogeniônico;

RN - Rio Grande do Norte;

S - Condição Fixa de Sedimentação;

STD - Sólidos Totais Dissolvidos;

Tf - Tempo de Floculação;

Tmr - Tempo de Mistura Rápida;

UFERSA – Universidade Federal Rural do Semi-Árido;

Vs - Velocidade de Sedimentação;

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14

2 OBJETIVOS .................................................................................................................... 16

2.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................................. 16

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 16

3 REVISÃO DE LITERATURA ...................................................................................... 17

3.1 ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SAÚDE ............................................................. 17

3.2 UNIDADES COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO DE ABASTECIMENTO

DE ÁGUA ................................................................................................................................ 19

3.3 CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA ............................................ 21

3.3.1 Características das águas ................................................................................. 22

3.3.2 Definição de parâmetros para análises de água ............................................. 42

3.3.3 Plano de amostragem ....................................................................................... 42

3.3.4 Divulgação da informação ............................................................................... 44

3.3.5 Padrão de potabilidade .................................................................................... 46

3.4 TRATAMENTO DE ÁGUA ..................................................................................... 48

3.4.1 Processos e operações unitárias de tratamento de água .............................. 49

3.4.2 Tecnologias de tratamento de água ................................................................. 66

3.4.3 Seleção de tecnologias de tratamento.............................................................. 72

4 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................ 75

4.1 OBJETO DE ESTUDO ............................................................................................. 75

4.2 PERÍODO DO ESTUDO ........................................................................................... 76

4.3 MATERIAL UTILIZADO ........................................................................................ 76

4.4 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES ........................................................................... 78

4.4.1 Obtenção e caracterização da água bruta ...................................................... 78

4.4.2 Procedimento experimental ............................................................................. 80

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 83

5.1 RESULTADOS RELATIVOS À CARACTERIZAÇÃO DA ÁGUA BRUTA ....... 83

5.2 RESULTADOS OBSERVADOS NA PRIMEIRA ETAPA: APLICAÇÃO DE PAC

COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ ................................... 84

5.3 RESULTADOS OBTIDOS NA SEGUNDA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE PAC

COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR ................ 88

5.4 RESULTADOS VERIFICADOS NA TERCEIRA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE

SULFATO DE ALUMÍNIO JUNTAMENTE COM POLÍMERO CATIÔNICO VISANDO A

REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR ................................................................................ 89

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 92

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 93

ANEXO A - Resultados da primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem

do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção

de turbidez.................................................................................................................................96

ANEXO B - Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e


de coagulação, identificados na primeira etapa. ....................................................................... 99

ANEXO C - Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante


coagulação .............................................................................................................................. 100

14

1 INTRODUÇÃO

A água é um dos elementos fundamentais para a manuntenção da vida humana,

tornando-se uma matéria-prima indispensável. Sua utilização é diversa como produção

agrícola, dessedentação de animais, geração de energia, balneabilidade, transporte,

manutenção da vida aquática, entre outras, sendo considerado um dos usos mais nobres, o

abastecimento humano.

Com relação ao tratamento de água para abastecimento humano, Santos (2004)

comenta que, comumente, no Brasil as estações de tratamento de água (ETAs) são

dimensionadas e construídas sem um estudo prévio da água bruta para a determinação da

tecnologia de tratamento, acarretando a oneração da obra, aumentando os custos com

operação e a distribuição de água com qualidade inferior e com excessos de produtos

químicos.

Para escolher a técnica de tratamento, deve-se observar (LIBÂNIO, 2010):

característica da água bruta; orçamento para implantação, manutenção e operação da

tecnologia; manuseio e confiabilidade dos equipamentos empregados no tratamento;

flexibilidade operacional; característica da população consumidora e a localização; disposição

dos resíduos finais (lodo).

A grande preocupação com a tratabilidade da água se dá pelo fato de que o meio

hídrico é uma das principais formas de transmissão de doenças, que segundo Heller (2006)

podem ser de duas formas: a transmissão por ingestão de água contaminada por agentes

biológicos patogênicos e, a transmissão que ocorre pela insuficiência da quantidade de água

provocando higiene deficiente.

Quanto às impurezas presentes na água, de acordo com Medeiros Filho (2009), as

mesmas podem ser classificadas da seguinte forma: - em suspensão: algas, protozoários,

fungos e vírus; vermes e larvas; areia, argila e silte; resíduos industriais e domésticos; - estado

coloidal: corantes vegetais, sílica e vírus;- em dissolução: sais de cálcio e magnésio

(bicarbonatos, carbonatos, sulfatos ou cloretos), sais de sódio (bicarbonatos, carbonatos,

sulfatos fluoretos e cloretos), óxidos de ferro e manganês, chumbo, cobre, zinco, arsênico,

selênio e boro, iodo, flúor e compostos fenól; - substâncias albuminóides: nitratos e nitritos,

gases (O2, CO2, H2S, N).

Toda água para o abastecimento público deve obedecer ao padrão de potabilidade

definido pelo Ministério da Saúde, ou seja, as características químicas, físicas,

15

microbiológicas e radioativas não devem ultrapassar os níveis máximos citados pela Portaria

MS nº 2.914/2011 (BRASIL, 2011).

Nesse sentido, o presente trabalho desenvolveu testes de tratabilidade, em escala de

bancada, de água de um manancial superficial utilizado como fonte de água de 34 municípios

do Rio Grande do Norte, visando pesquisar a influência da coagulação na remoção de cor e

turbidez.

16

2 OBJETIVOS

Neste tópico são descritos o objeitvo principal e os específicos do referido trabalho.

2.1 OBJETIVO GERAL

Desenvolver ensaios de tratabilidade, em escala de bancada, com a água do rio

Piranhas/Açu, localizado em Assú, RN, visando remover cor e turbidez.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Os objetivos específicos são relacionados a execução de ensaios em escala de

bancada simulando a tecnologia de filtração direta para tratamento da água bruta do rio

Piranhas/Açu, no período detransição entre chuva e estiagem, pesquisando:

- A aplicação de cloreto de polialuminio (PAC) como coagulante visando a remoção de

turbidez;

- A influência da utilização de PAC como coagulante na remoção de cor (aparente e

verdadeira) e de turbidez, para a melhor dosagem e respectivo pH de coagulação

identificados na primeira etapa da pesquisa.

- A utilização de sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico visando a remoção

de turbidez e de cor.

17

3 REVISÃO DE LITERATURA

Neste tópico são descritos os principais pontos correlacionados com a qualidade da

água e diversas técnicas existentes para o tratamento da água visando o abastecimento

humano.

3.1 ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SAÚDE

A água é atualmente uma das principais riquezas naturais existentes, visto que é

essencial para a manutenção da vida, seja ela animal ou vegetal, compondo aproximadamente

um terço dos seres humanos e 98% para certos animais aquáticos, legumes, frutas e verduras

(LIBÂNIO, 2010).

Estimativas mostram uma disponibilidade de 1,36x109 a 1,46x10

9 km³ de água no

planeta, mas somente 3% do total existente é doce, além de haver má distribuição deste

recurso (LIBÂNIO, 2010). Este fato limita a reserva para o abastecimento humano, tornando

mais onerosas as obras de distribuição.

Quanto à qualidade da água, tem havido degradação desta como resultado de ações

humanas, fazendo-se necessária a utilização de tecnologias mais eficientes e caras para o seu

tratamento. A qualidade da água de abastecimento humano influencia diretamente a saúde da

população, devendo a mesma atender o padrão de potabilidade especificado pela Portaria MS

Nº 2.914 de 12/12/2011.

Historicamente, a água teve um papel fundamental para o desenvolvimento das

atividades humanas. A mudança do estado de nomadismo para a fixação em áreas e a criação

de comunidade se deu próximo aos cursos d’água, dando origem posteriormente às cidades

(LIBÂNIO, 2010).

A criação das comunidades próximas aos cursos d’água também trouxe malefícios,

visto que a prática do saneamento básico não era comum, além da contribuição de fatores

como “a urbanização, a sociedade de consumo, a crise ambiental, as mudanças climáticas, a

globalização, os conflitos transfronteiriços e etc.” (HELLER; PÁDUA, 2006, p. 23). De um

modo geral, a deterioração dos mananciais traz à tona, doenças de veiculação hídrica que

foram e ainda são responsáveis por mortes em todas as regiões, transformando o tratamento

da água em um verdadeiro desafio para os órgãos responsáveis atuais.

Conforme Cesar e Duarte (2010), as consequências geradas para o meio ambiente

devido a utilização da água são diversas, mas elas se diferenciam a partir da maneira de

18

utilização do recurso, ou seja, conforme o seu uso. Ainda de acordo com Cesar e Duarte

(2010), são diversas as formas de contribuição antrópica para a diminuição da qualidade da

água, como: o lançamento inadequado de resíduos líquidos e sólidos, a urbanização das mais

variadas formas, a retirada da vegetação ripária às margens do corpo d’água, entre outros

fatores.

Sendo uma matéria prima indispensável para a vida humana, a água é utilizada para

diversas atividades como a produção agrícola, dessedentação de animais, geração de energia,

esporte, lazer, atividades industriais e domésticas; contudo a sua função mais nobre é o

abastecimento humano.

No âmbito do consumo humano, D’Aguila et al. (2000), relatam que o principal

objetivo para a exigência de qualidade da água é a proteção à saúde pública; sendo as

bactérias patogênicas, os vírus e os parasitas os principais agentes biológicos causadores de

doenças de veiculação hídrica conhecidos atualmente.

De acordo com Heller (2006), existem duas formas principais de transmissão de

doenças de veiculação hídrica por agentes biológicos, sendo elas: a transmissão por ingestão

de água contaminada por agentes biológicos patogênicos e a transmissão que ocorre pela

insuficiência da quantidade de água, provocando higiene deficiente.

O Quadro 1 mostra as principais doenças de veiculação hídrica ocasionada pela

ingestão da água contaminada por agentes biológicos.

Quadro 1 - Doenças causadas pelo consumo de água contaminada por excretos humanos ou

animais (bactérias, protozoários e vírus)

Doença Agente causal Sintomas

Bactérias

Febre tifóide Salmonella typhi Febre elevada, diarréia,

ulceração do intestino delgado

Disenteria bacilar Bacilo Disentérico Forte diarréia

Cólera Víbriocholerae Diarréia extremamente forte

Leptospirose Leptospirainterrogans Icterícia, febre

Diarréia Escherichia coli

Salmonelose Salmonela Febre, náusea, diarreia

Protozoários

Disenteria

Amebiana Entamoebahistolytica

Diarreiaprolongada, com

sangramento, abscessos no

fígado e intestino fino

Giardíase Giárdia lamblia Diarreia leve a forte, náusea,

indigestão, flatulência

Vírus

Hepatite infecciosa Vírus da hepatite A Icterícia, febre

Gastroenterite Enterovírus, parvovírus,

rotavirus Diarréia leve a forte

Paralisia infantil Poliomielites vírus Paralisia

Fonte: Cajazeiras (2007).

Nota: Dados utilizados e modificados de Matos (2001).

19

Segundo D’Aguila et al. (2000), a melhor forma de garantir água adequada para o

consumo humano é prevenir que o manancial seja contaminado por dejetos de animais e de

seres humanos; consequentemente evitando a deposição de possíveis bactérias, vírus,

protozoários e helmintos que poderiam estar alocados nos rejeitos.

3.2 UNIDADES COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO DE ABASTECIMENTO

DE ÁGUA

Os componentes de uma instalação de abastecimento de água podem ser visto de

forma esquemática através da Figura 1.

Figura 1 - Unidades componentes de uma instalação de abastecimento de água

Fonte: BRASIL (2006a, p. 81).

De acordo com a Fundação Nacional de Saúde - FUNASA (BRASIL, 2006a), o

sistema de abastecimento de água é composto pelos seguintes componentes:

20

- Manancial: é a fonte natural para a captação da água que será distribuída. Sua escolha, caso

se disponha de mais de um manancial, dependerá de aspectos econômicos, vazão requerida

para atender a demanda atual e com horizonte de projeto e, principalmente, a qualidade da

água que será captada. De acordo com Heller (2006), os mananciais podem ser do tipo:

subterrâneo freático ou artesiano, superficial com ou sem acumulação de água de chuva.

- Captação: parte do sistema responsável pela tomada de água do manancial (superficial ou

subterrâneo) e seu lançamento no sistema de abastecimento, utilizando conjuntos de

equipamentos e instalações que variam de acordo com o tipo de manancial.

- Adução: é o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte, dispostas entre

captação e a Estação de Tratamento de Água (ETA), captação e o reservatório de

distribuição, captação e a rede de distribuição, ETA e o reservatório de distribuição e entre

a ETA e a rede de distribuição. Se classificam em função da água transportada (adutora de

água bruta ou adutora de água tratada); em função da energia utilizada para o escoamento

da água (adutora por gravidade, adutora por recalque ou mista) e em função do modo de

escoamento (adutora em conduto livre ou adutora em conduto forçado).

- Tratamento: parte do sistema que utilizará tecnologias para garantir o padrão de

potabilidade exigido pela portaria MS Nº 2914/2011. O tratamento é realizado a fim de

tornar a água adequada para o consumo humano, melhorando suas características

organolépticas, físicas, químicas e bacteriológicas. De acordo com o artigo 24 da Portaria

nº 2914/2011 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2011a, p. 12) e Heller (2006, p.76), “toda

água para consumo humano, fornecida coletivamente, deverá passar por processo de

desinfecção ou cloração e as águas provenientes de manancial superficial devem ser

submetidas ao processo de filtração”.

- Reservação: parte do sistema que é construída para atingir os seguintes propósitos: atender

às variações de consumo ao longo do dia; promover a continuidade do abastecimento no

caso de paralisação da produção de água; manter pressões adequadas na rede de

distribuição; garantir uma reserva estratégica em casos de incêndio. Os reservatórios

podem ser classificados como reservatório de montante (situado no início da rede de

distribuição, sendo sempreo fornecedor de água para a rede); reservatório de jusante

(situado no extremo ou em pontos estratégicos do sistema, podendo fornecer ou receber

água da rede de distribuição); elevados, apoiados, enterrados e semi-enterrados.

- Rede de distribuição: parte do sistema formada por um conjunto de tubulações, conexões,

registros e peças especiais, que são utilizadas para distribuir a água tratada de forma

contínua a todos os usuários do sistema. São classificadas como: rede ramificada (consiste

21

em uma tubulação principal, da qual partem tubulações secundárias. Tem o inconveniente

de ser alimentada por um só ponto); rede malhada sem anel (da tubulação principal partem

tubulações secundárias que se intercomunicam, evitando extremidades mortas); rede

malhada com anel (tubulações mais grossas, que circundam determinada área a ser

abastecida e alimentam tubulações secundárias. Esse tipo de rede tem uma vantagem com

relação as sem anéis, pois as redes permitem a alimentação por mais de um ponto

diminuindo a perda de carga).

- Estações elevatórias: parte do sistema constituído por instalações que elevam e transportam

a água, seja ela bruta ou tratada. Entre suas funcionalidades, podem ser citadas: captação

da água em mananciais de superfície ou poços rasos e profundos; elevação da pressão nas

redes, levando a água a pontos mais distantes ou mais altos; aumentar a vazão de adução.

- Ramal predial: consiste na ligação da rede pública de abastecimento de água com a

instalação domiciliar. Tubulação que interliga o colar de tomada (peça de derivação) e o

cavalete.

3.3 CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA

De acordo com Medeiros Filho (2009) a água é conhecida como o solvente universal,

pela facilidade que tem em dissolver gases, corantes, colóides, sais e etc. Por esta razão, o

autor afirma que não há água pura no planeta; além da alta facilidade com a dissolubilidade, a

água também transporta partículas em seu meio, comprometendo ainda mais a sua qualidade.

As impurezas presentes na água podem ser classificadas da seguinte forma:

- Em suspensão: algas, protozoários, fungos e vírus; vermes e larvas; areia, argila e silte;

resíduos industriais e domésticos;

- Estado coloidal: corantes vegetais, sílica e vírus;

Em dissolução: sais de cálcio e magnésio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos ou cloretos),

sais de sódio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos fluoretos e cloretos), óxidos de ferro e

manganês, chumbo, cobre, zinco, arsênico, selênio e boro, iodo, flúor e compostos fenól.

- Substâncias albuminóides: nitratos e nitritos, gases (O2, CO2, H2S, N2).

Ainda de acordo com o autor, as impurezas contidas na água determinam as suas

principais características e as mesmas são citadas pelos parâmetros de qualidade da água.

22

3.3.1 Características das águas

Segundo Pádua e Ferreira (2006), para se definir a tecnologia que será utilizada para

a tratabilidade da água de um certo manancial de forma segura e eficiente, se faz necessário o

conhecimento das características da água, ou seja, é preciso saber quais os tipos de impurezas

de ordem química, física e bacteriológica presentes no manancial.

Da mesma forma, para certificar que a tecnologia de tratamento escolhida exerceu

seu papel com sucesso, impõe-se testes laboratoriais para investigar suas características e

compará-las com os padrões exigidos pela portaria do Ministério da Saúde. Ainda de acordo

com Pádua e Ferreira, a caracterização da água não se restringe a atividades laboratoriais,

também se faz necessárioa elaboração de planos de amostragem para controle de qualidade.

3.3.1.1 Amostragem

De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT NBR ISO/IEC

17025 (2005, p.20) - amostragem é “um procedimento definido, pelo qual uma parte de uma

substância, material ou produto é retirada para produzir uma amostra representativa do todo,

para ensaio ou calibração”. As normas referentes a processo de amostragem de efluentes

líquidos são regidas pela ABNT e descritas nas NBR 9897/1987 – Planejamento de

amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores e pela NBR 9898/1987 – Preservação e

técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores.

De acordo com ABNT (1987a), os pontos para análises biológicas, químicas e físicas

devem ser as mesmas, para manter uma correlação entre os resultados. Existem áreas que

devem ser evitadas para o processo de amostragem, por não apresentar representatividade do

todo, como áreas de refluxo de curso de água, áreas em que pode ocorrer estagnação de água e

localizada próxima à margem interna de curvas (ABNT, 1987a).

A amostragem de água superficial comumente é feita mergulhando o frasco coletor

na corpo d’água com a boca voltada contra a corrente no líquido. Caso seja necessário um

volume superior ao fraco de amostra, pode ser utilizado um recipiente de transporte tipo balde

o qual deverá ser vertido nos fracos coletores, afim de manter a homogeneidade da amostra.

(ABNT, 1987b).

Ainda de acordo com ABNT (1987b), oprocesso de amostragem em águas profundas

é comumente feita com garrafa apropriada e transferida para os fracos de amostragem. Caso

necessite um grande volume de amostra, a mesma deve ser coletada pela garrafa e transferida

23

para todos os frascos de amostra e posteriormente aplicado o processo de preservação,

mantendo a homogeneidade e a representatividade do manancial analisado.

O Quadro 2, descreve os principais parâmetros comumente analisados em água, com

as respectivas recomendações para frasco, preservação e prazo de execução de análise para

cada parâmetro.

Quadro 2 - Recomendações quanto ao tipo de frasco, forma de preservação e prazo de

execução de análise para cada parâmetro.

Parâmetro Frasco Preservação Prazo para análise

Alcalinidade Vidro polietileno ou

polipropileno Refrigeração a 4º C

14 dias – água limpa;

24h – água poluída <

24h*

Alumínio Polietileno, polipropileno

e vidro HNO3 para pH < que 2

6 meses

Menorpossível*

Carbono

Orgânico

Total

Polietileno, polipropileno

e vidro

Refrigeração a 4ºC, HCl ou

H2SO4 ou H3PO4 para pH <

2

28 dias

7 dias*

Cianeto Polietileno, polipropileno

e vidro

Refrigeração a 4ºC, NaOH

para pH > 12

14 dias

24 horas*

Cloreto Polietileno, polipropileno

e vidro Não é necessário

Análise imediata

7 dias*

Cobre Polietileno, polipropileno

e vidro HNO3 para pH < 2 6 meses

Condutividade Polietileno, polipropileno

ou vidro Refrigeração a 4ºC 24 horas

Cor Polietileno, polipropileno

e vidro Refrigeração a 4ºC

48 horas

24 horas*

Cromo total Polietileno, polipropileno


Cromo 6+


e vidro Refrigeração a 4º C 24 horas

Cromo 3+



DBO5 Polietileno, polipropileno

e vidro Refrigeração a 4º C

48 horas

24 horas*

DQO Polietileno, polipropileno

e vidro

Refrigeração a 4ºC,

H2SO4 para pH < que 2

28 dias

7 dias*

Dureza Total Polietileno, polipropileno

e vidro

Refrigeração a 4ºC e HNO3

para pH < 2 7 dias

Dureza

Cálcio


e vidro

Refrigeração a 4ºC e HNO3

para pH < 2 7 dias

Fenóis Vidro Refrigeração a 4ºC e HNO3

para pH < 2 7 dias

Ferro Polietileno, polipropileno


Fluoreto Polietileno ou

polipropileno

Não é necessário;

Refrigeração a 4ºC*

28 dias

7 dias*

Fósforo reativo


e vidro

Vidro*

Refrigeração a 4ºC, H2SO4

para pH < que 2

28 dias

7 dias*

Manganês Polietileno, polipropileno HNO3 para pH < 2 6 meses

24

e vidro

Nitrogênio

Amonical


e vidro


para pH < que 2 24 horas

Nitrito Polietileno, polipropileno


48 horas

24 horas*

Nitrogênio

Total


e vidro


para pH < que 2

28 dias

7 dias*

O2 Consumido

em H+

Vidro Refrigeração a 4ºC, HCl

para pH < que 2 4 a 8 horas

Óleos e graxas Vidro Refrigeração a 4ºC, HCl ou

H2SO4 para pH < que 2 24 horas

O2 dissolvido Vidro Refrigeração a 4ºC, HCl

parapH < que 2 4 a 8 horas

pH Polietileno, polipropileno

e vidro Análise imediata

Resíduo

Mineral


e vidro Refrigeração a 4ºC 7 dias

Sulfato Polietileno, polipropileno

e vidro

Refrigeração a 4ºC;pH <

8,0*

28 dias

7 dias*

Sulfetos


e vidro

Vidro*

Refrigeração a

4ºC,adicionar Acetato de

Zinco +

Hidróxido de Sódio para

pH >9pH 6,0 - 9,0

7 dias

Surfactantes Polietileno, polipropileno


48 horas

24 horas*

Turbidez Polietileno, polipropileno

e vidro com âmbar.

Refrigeração a 4ºC;

Evitar exposição à luz*

48 horas

24 horas*

Zinco Polietileno, polipropileno

e vidro

HCl ou HNO3 para pH <

que 2 6 meses

Coliformes

Totais e

Fecais


e vidro com âmbar.

Refrigeração a 4ºC,

0,008% Na2S2O3 – águas

cloradas

8 horas - preferência

não exceder 24 horas

Fonte: CME (2009, p. 7)

NOTA:

- Metodologia inclusa na 21ª Edição do Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater (2005)

e USEPA, (1998).

* Recomendado por: SOUZA, H. B. de. Guia técnico de coleta de amostras por Helga Bernhard de Souza e José

Carlos Derísio. São Paulo: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, 1977.

3.3.1.2 Características biológicas

O conhecimento das características biológicas da água é de suma importância para a

escolha da tecnologia utilizada para o tratamento, visto que cada organismo exigirá uma

tecnologia específica.

Os agentes biológicos (bactérias) além de ser capazes de gerar doenças na população

que consome a água contaminada, também realizam a transformação da matéria orgânica em

diversos elementos químicos, como o nitrogênio através dos ciclos biogeoquímicos

25

(LIBÂNIO, 2010). O controle desses organismos na água minimizam as possibilidades de

transmissão de doença pelo meio hídrico, por isso que se faz necessário a realização de

análises para manter os números de organismos de acordo com os da portaria da potabilidade.

O principal objetivo das análises de água, é comprovar sua potabilidade. A água

potável (própria para o consumo humano) deve está livre de microrganismos patogênicos e

sem indicadores (bactérias) de contaminação fecal.

De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), as características da água podem ser

analisadas por exames bacteriológicos e a quantificação dos agentes biológicos se dá por

exames hidrobiológicos. O Quadro 3 apresenta agentes biológicos comumente encontrados na

água para abastecimento humano.

Quadro 3 - Principais agentes infecciosos encontrados mundialmente em água contaminada

destinada ao abastecimento público

Bactérias Vírus Protozoários Helmintos

Campylobacterjejuni Adenovírus (31 tipos) Balantidium coli Ancylostomaduodenale

Escherichia coli Enterovírus (71 tipos) Entamoebahistolytica Ascaris lumbricoides

Salmonella Hepatite A Giardalamblia Echinococusgranulosis

Shigella Norwalk Cryptosporidium Necator americanos

Vibriocholerae Reovírus Fasciolopsisbuski

Yersinaenterocolitica Coxsackie Strongyloidesstercoralis

Rotavírus Taeniasolium

Trichuristrichiura

Fonte: Geldreich (1996) apud Di Bernardo e Paz (2008a).

- Coliformes totais

De acordo com a antiga Portaria MS nº 518 (BRASIL, 2004, p. 2), coliformes totais

se define como:

Bactérias do grupo coliforme, bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios

facultativos, não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes de desenvolver

na presença de sais biliares ou agentes tensoativos que fermentam a lactose com

produção de ácido, gás e aldeído a 35,0 ± 0,5ºC em 24-48 horas. A maioria das

bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros Escherichia, Citrobacter,

Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e espécies pertençam ao

grupo.

Segundo BRASIL (2006b), a escolha desse grupo de bactéria como indicador de

contaminação da água se dá pelos seguintes argumentos:

- Presença nos dejetos de animais de sangue quente, inclusive o ser humano;

- Relação direta com o grau de contaminação através de dejetos na água;

26

- Técnica de detecção e quantificação conhecida e economicamente viável;

- Possuem maior resistência no meio aquático do que outras bactérias, visto que a exigência

nutritiva é menor comparado a bactérias patogênicas intestinais;

- Possuem maior resistência a ação de agentes desinfetantes do que outro germes

patogênicos;

- Não se multiplicam no meio aquáticos.

É de fundamental importância a quantificação das bactérias em todas as etapas do

tratamento de água, visto que é através deste dado que poderá ser medido o grau de eficiência

de cada parte do tratamento; Além do que, um grande número de bactérias presente na água,

poderá dificultar a detecção de organismos patogênicos.

- Escherichia coli

Segundo a antiga Portaria MS nº 518 (BRASIL, 2004), Escherichia coli é o principal

representante no grupo dos coliformes termotolerantes; utilizada como indicador de

contaminação fecal recente; bactérias que fermentam a lactose a 44,5 ± 0,2ºC em 24 horas.

Sendo complementado por Di Bernardo e Paz (2008a, p. 36), como:

Bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol, com produção de

ácido e gás a 44,5 ± 0,2 ºC em 24 horas, produz indol a partir do triptofano, oxidase

negativa, não hidroliza a uréia e apresenta atividade das enzimas ß galactosidase e ß

glucoronidase, sendo considerada o mais específico indicador de contaminação fecal

recente e de eventual presença de organismos patogênicos;

De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), este tipo de bactéria representa cerca de

109/g das fezes de seres humanos e de animais, pois seu habitat natural são os intestinos de

animais de sangue quente. Utilizado como indicativo forte de contaminação na água, apesar

de que sua presença não significa que a água seja imprópria para tratamento, visto que nem

todas são patogênicas e são sensíveis a desinfetantes, e somente um subgrupo da sua espécie

são causadoras de doenças gastrintestinais; por isso, sua utilização como indicador de

contaminação está sendo altamente discutida pelos estudiosos atuais.

A Tabela 1 mostra uma síntese dos resultados obtidos em pesquisas nacionais e

internacionais sobre a remoção de coliformes na água de consumo por desinfetantes

27

- Bactérias heterotróficas

A importância de sua identificação em análises de qualidade de água se dá pela

capacidade de determinar o conteúdo de microrganismo com habilidade de crescer e produzir

colônias visíveis sob condições específicas de temperatura e tempo de incubação (DI

BERNARDO; PAZ, 2008a).

A temperatura é um fator primordial para as análises, pois com sua variação, poderão

ser realizados alguns testes específicos. A 22ºC, avalia-se a eficiência do tratamento,

especialmente da coagulação, filtração e desinfecção; sendo utilizada também para verificar a

eficácia da limpeza e integridade dos sistemas de distribuição e a conveniência do uso da água

para a elaboração de comida e bebida (OMS, 1996 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a). A

37ºC podem ser indicadores de poluição recente. Zuane (1996, apud DI BERNARDO; PAZ,

2008a) relatou que esse tipo de bactéria pode ser patogênica oportunista.

- Algas

Microrganismo diferenciado por conter pigmentos de clorofila, dando-o a capacidade

de sintetizar compostos orgânicos a partir de matéria-prima inorgânica na presença de luz

solar. Podem apresentar-se na forma microscópica – fitoplâncton, podendo ser isoladas ou

componentes de colônias. As espécies que apresentam mais interesse para o tratamento de

água são as algas verdes (ou clorofíceas), as diatomáceas (ou bacilariofíceas) e as

cianobactérias (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

28

Tabela 1- Remoção de coliformes na água de consumo

Fonte: Di Bernardo e Paz (2008a) 1Butterfield, C. T.; Wattie, E; Megregian, S. (1943), Influenceof pH and Temperature on the Survival of Coli-forms and Enteric Pathogens When Exposed to Free Chloride .

Public Health Rep. 58: 1837 – 1866;2 Lechevallier, M. W.; Cawthon, C. D.; Lee, R. G. (1988). Factors Promoting Survival of Bacteria in Chlorinated Water Supplies. Applied

and Environmental Microbiology, 54 (3): 659-654;3 Center for Disease Control and Prevention – CDC (2001) Safe Water Systems for the Developing World: A Handbook for

Implementing Housechold-based Water Treatmentand Safe Storage Projects. Atlanta. EUA;4Água com cor de 5uH e turbidez de 2uT;

5Água sintética com cor de 5uH e

turbidez de 24uT;6 Resultado para reator de fluxo contínuo tipo chicanas;

7 Turbidez média de 1,8 uT; e (-) não especificado.

Organismos Desinfetantes pH Temperatura

ºC

Tempo de

Exposição

(min)

Dosagem de

desinfetante

(mg/)

CxT Inativação

(%) Referência

Escherichia coli

Cloro livre 7 20-25 1 0,055 0,055 100 Butterfield et al. (1943)

1

apud Dychdala (2001)

Cloro livre 6 a 7 5 (-) (-)

0,034 a 0,05 99 Holf (1986)

Dióxido de cloro 0,4 a 0,75

Ácido hipocloroso 6 5 (-) (-) 0,04

99

Lechevallier et al.

(1988)2 apud Mark et al.

(2004)

Íon hipoclorito 10 5 (-) (-) 0,92

Dióxido de cloro 6,5 a 7 15 a 25 (-) (-) 0,18 a 0,38

Cloro 7 25 15 0,2 3 99,99 CDC (2001)

3 apud

Kaufman et al. (2003)

Cloro 6 a 6,5 22 a 25 5 a 15 1,0 a 2,0 10 a 15 99,9999 Souza et al. (2003)4

Cloro (-) (-) 60 0,5 30 99,99 Cairns (1995)

Hipoclorito de sódio (-) 25 45 1,0 45 100 Rojas et al. (2002)

Coliformes

termotolerantes Hipoclorito de sódio 6,4 18,5 10 1,6 16 99,9 Lucas et al. (2000)

5

Coliformes totais

Cloro 6,8 a

7,5 (-) 18,5 0,75 a 0,8 13 a 15 100

Fonseca et al. (2003 a;

b)6

Coliformes

termotolerantes

Coliformes totais Cloro livre 7,1 22 30 2 60 100 Di Bernardo e

Yatsugafu, (1987)7

29

- Cianobactérias

“Microrganismos procarióticos autotróficos, também denominados como cianofíceas

(algas azuis), capazes de ocorrer em qualquer manancial superficial especialmente naqueles

com elevados níveis de nutrientes (nitrogênio e fósforo), podendo produzir toxinas com

efeitos adversos à saúde” (BRASIL, 2004, p. 2).

Di Bernardo e Paz (2008a) complementaram que as cianobactérias constituem um

grupo muito antigo de organismo autotróficos, sendo a fotossíntese a fonte primária de

obtenção de energia para os seus diversos processo metabólicos, como a biossíntese,

crescimento e multiplicação. Di Bernardo e Paz (2008a) enfatizam que a proliferação de

microalgas e cianobactérias se dão na maioria dos casos através da eutrofização do corpo

d’água, gerada a partir de lançamento de esgotos domésticos, industriais e poluição difusa de

regiões agrícolas.

A importância do estudo das cianobactérias se dá pela obtenção de conhecimentos

sobre as toxinas produzidas por essas bactérias, visto que este produto ocasiona

envenenamento aos que consumirem água de corpos hídricos que as apresentam.

No Quadro 4 apresentam-se as cianotoxinas já caracterizadas, com os órgãos

consequentemente atingidos e os gêneros potencialmente tóxicos.

Quadro 4 - Características gerais das cianotoxinas

Grupo tóxico1 Principal órgão atacado no animal Gênero de cianobactérias

2

Peptídeos cíclicos

Microcystina Fígado

Microcystis, Anabaena, Planktothrix

(Oscillatoria), Nostoc,

Hapalosiphon, Anabaenopsis.

Nodularina Nodularia

Alcalóides

Anatoxina-a Sistema nervoso Anabaema, Planktothrix

(Oscillatoria), Aphanizomenon

Anatoxina-a(S) Sistema nervoso Anabaena

Aplysiatoxina Pele Lyngbya, Schizothrix, Planktothrix

(Oscillatoria)

Cylindrospermopsina Fígado, rim e sistema linfático Cylindrospermopsis

Lyngbyatoxina-a Pele, trato gastrintestinal Lyngbya

Saxitoxina Sistema nervoso Anabaema, Aphanizomenos,

Lyngbya, Cylindrospermopsis

Lipopolissacarídeos (LPS)

Lipopolysccharides Potencialmente irritante em alguns

tecidos expostos Todos

1 Variações estruturais podem acontecer para casa grupo tóxicos;

2 Não produzido por todas as espécies dos

gêneros.

Fonte: Chorus e Bartram (1999 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

30

Di Bernardo e Paz (2008a), subdividem essas toxinas segundo sua estrutura química:

- Alcalóides ou organofosforados neurotóxicos de rápida ação - morte por parada cardíaca;

- Peptídeos cíclicos ou alcalóides hepatotóxicos de ação mais lenta - afeta principalmente o

fígado;

- Lipossacarídeos (LPS) ou endotoxinas - ação pelo contato, causando irritação

(dermatotóxicas).

3.3.1.3 Características físicas e organolépticas

Para as análises sanitárias, as características físicas e organolépticas não possuem

tanta importância quanto às químicas e as biológicas visto que uma fonte com características

físicas atrativas pode ser potencialmente perigosa para a saúde humana, e outra que não tenha

características físicas agradáveis pode obedecer ao padrão de potabilidade e não ser uma fonte

potencialmente perigosa à saúde humana.

Em vista disso, a água para o abastecimento humano, não deverá conter cor, sabor,

odor muito aparente, ou seja, a água deverá ser esteticamente aceitável para que mesmo sendo

potável ela não seja recusada pela percepção humana.

Segundo Di Bernardo e Paz (2008a), as características físicas da água além de

envolver parâmetros estéticos, elas também auxiliam na escolha da tecnologia de tratamento

do sistema.

A seguir são descritas algumas características físicas e organolépticas da água.

- Turbidez

Está relacionada com a aparência turva da água causada por diversos materiais em

suspensão, de tamanho e natureza variados, tais como areia, matéria orgânica e inorgânica

finamente dividida, plâncton e outros organismos microscópicos. A turbidez é medida por

meio do efeito da dispersão da luz que o material em suspensão causa e descrita em termos de

unidades de turbidez: Nephelometric Turbity Unit - NTU (LABORATÓRIOS DE

TECNOLOGIAS AMBIENTAIS, 2007).

De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), pode ocorrer de águas do mesmo

manancial terem a mesma turbidez, mesmo contendo partículas de tamanho e quantidades

31

diferentes, alterando somente as condições de coagulação. Di Bernardo e Paz ainda

complementam que se deve ter um cuidado especial quando se analisa águas de mananciais

diferentes.

Para Pádua e Ferreira (2006), a turbidez é uma das principais características da água

bruta utilizada para a escolha da tecnologia de tratamento de água e controle operacional dos

processos de tratamento. Relatam que é fundamental que o seu valor seja o mais baixo

possível para que a desinfecção seja eficiente, pois valores elevados de turbidez orgânica

podem contribuir para a proteção dos microrganismos.

Ainda de acordo com os mesmos autores, existem diferenças significantes de

turbidez de mananciais superficiais com a variação sazonal, necessitando de uma atenção

especial nas operações na Estação de Tratamento de Água – ETA.

- Cor verdadeira e cor aparente

A cor apresentada em águas naturais é determinada principalmente pela concentração

da matéria orgânica presente no meio, decorrente das fontes difusas (matéria orgânica trazida

pelas águas pluviais) e de deposição direta de galhos de plantas e animais. Júlio et al. (2006) e

Di Bernardo e Paz (2008a), denominam as fontes de matérias orgânica proveniente da

decomposição de animais e plantas de substancias húmicas.

Podem-se citar as seguintes definições para cor, cor verdadeira e cor aparente, de

acordo com a literatura técnica:

- “A cor é dada pela presença de substâncias dissolvidas, decorrentes da decomposição de

matéria orgânica (plâncton, substâncias húmicas), pela presença de substâncias tais como

ferro e manganês ou pela introdução de efluentes industriais" (BRASIL, 2006c, p. 101).

- “Cor é uma medida que indica a presença na água de substâncias dissolvidas ou em estado

coloidal. É um parâmetro estético de aceitação ou rejeição do produto” (BRASIL, 2004, p.

9);

- “Cor verdadeira é aquela que não sofre interferência de partículas suspensas na água,

sendo obtida após a centrifugação ou filtração da amostra” (DI BERNARDO; PAZ, 2008a,

p. 52. PÁDUA; FERREIRA, 2006, p.193).

- “Cor aparente é aquela medida sem a remoção das partículas suspensas da água” (DI

BERNARDO; PAZ, 2008a, p. 52. PÁDUA; FERREIRA, 2006, p.193).

32

Pádua e Ferreira (2006) acrescentaram que a cor natural dos corpos d’água utilizados

para o abastecimento público também pode ser influenciada pela presença de ácidos fúlvicos,

ferro e outro metais, além de poder sofrer contaminação de efluentes industriais. Ainda de

acordo com os autores, a cor da água de abastecimento deve ser sempre aferida, e se ocorrer

mudanças contínuas, deve-se investigar a causa; e ainda enfatizam que a remoção de cor é

mais fácil para valores baixos de pH.

- Sólidos dissolvidos e sólidos em suspensão

São representados por partículas sólidas que estão contidas na água, incluindo as

impurezas, com a exceção dos gases dissolvidos na água.

Os sólidos podem ser classificados de acordo com seu tamanho e com a sua

constituição química. Com relação ao tamanho, os sólidos podem ser sedimentáveis, em

suspensão, dissolvidos e colóides; sendo que comumente a classificação só é feita em sólidos

em suspensão e dissolvidos.

Segundo Pádua e Ferreira (2006), o grupo dos sólidos dissolvidos incluem os

colóides e os efetivamente dissolvidos; já o grupo dos sólidos em suspensão incluem os

sedimentáveis e os não sedimentáveis. Contudo a separação dos sólidos é feita através de uma

membrana filtrante de poro igual a 1,2 µm, sendo as partículas retidas chamadas suspensas e

as não retidas consideradas as dissolvidas. Ainda de acordo com os autores, a classificação

segundo a composição química é entre voláteis ou fixos. Ainda segundo os mesmos autores,

uma alta concentração de sólidos pode tornar a água de consumo significativamente

impalatável.

- Temperatura

A temperatura é uma importante característica física, visto que a sua variação poderá

influenciar tanto na aceleração ou retardo de reações química, proliferação de microrganismo

e algas, como na aceitação da água pelos usuários (característica organoléptica) visto que a

água fria é mais atraente ao paladar. Pádua e Ferreira (2006) citam o exemplo da

Legionellaspp, que se prolifera entre temperaturas de 25 a 50ºC.

A temperatura também é muito importante quando se analisa algumas técnicas de

tratamento de água, como é o caso da desinfecção e coagulação. Na desinfecção, por não

33

haver a alteração da relação CxT e na coagulação por existir a necessidade de um agente

coagulante que não seja o sulfato de alumínio quando a temperatura da água for ≤ 10ºC. (DI


Ainda de acordo com os autores e citações feitas, a diminuição da temperatura

aumenta a viscosidade da água, diminuindo a velocidade de formação de espécies hidrolisadas

do metal do coagulante, influenciando assim no processo de tratamento da coagulação;

reduzindo a taxa de formação de flocos e a sedimentação dos mesmos, prejudicando

diretamente as etapas de floculação e sedimentação. O caimento da temperatura também

ocasiona a redução da eficiência da tecnologia de filtração (para temperaturas < 5ºC), por

alterar a atividade biológica nos meios granulares. Já o acréscimo de temperatura causa a

redução do volume de ar a ser dissolvido na água, influenciando a flotação; também favorece

a precipitação de sais de cálcio, danificando chuveiros, caldeiras e etc.

- Odor e gosto

O gosto e odor na água podem ter vários precedentes, como químico (presença de

amônio, cloretos, cobre, dureza, STD, sulfetos de hidrogênio, e etc.), biológico (como

cianobactérias e actinomicetos), origem de desinfetantes e subprodutos de desinfecção (cloro

residual livre entre 0,6 e 1,0 mg/l), além dos que se desenvolvem na estocagem e distribuição,

devido à atividade microbiológica ou corrosão das tubulações (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

Gostos e odores que não são comuns devem ser investigados, pois podem ser gerados pela

ineficiência do sistema de tratamento.

- Condutividade elétrica

A condutividade elétrica é a capacidade que a água tem de conduzir corrente elétrica,

devido à presença de sais dissolvidos. A determinação da condutividade elétrica permite

estimar os sólidos totais dissolvidos - STD, através da relação linear motada na equação 1

(TCHOBANOGLOUS; SCHROEDER, 1987 apud PÁDUA; FERREIRA, 2006).

𝐶𝐸 = 𝐶𝑖𝐹𝑖 𝐸𝑄 1

34

Onde:

CE = condutividade elétrica em µS.cm-1

;

Ci = concentração do íon i na solução, em mg.L-¹;

Fi = fator de condutividade para a espécie i.

Valores altos de STD influênciam diretamente a cinética da coagulação, pois

aumentam a solubilidade dos precipitados de alumínio e de ferro.

3.3.1.4 Características químicas

Com relação à tratabilidade da água, as características químicas são de suma

importância visto que a presença ou não de substâncias podem viabilizar ou não algum

tratamento/técnica ou exigir um processo de tratamento específico. Sendo assim, a

determinação de compostos químicos, poderá auxiliar na quantificação do potencial poluidor

da água.

De acordo com Pádua e Ferreira (2006) os danos à saúde causado por substâncias

químicas tóxicas presente na água, se difere dos agentes microbiológicos pelo tempo

necessário para ativação, visto que o agente químico em sua maioria, só age com exposição

excessiva; diferentemente dos biológicos; mas ainda assim, a agressividade em termos de

potabilidade é vista como secundária, pois a ação microbiológica é mais agressiva.

A seguir são descritas algumas das características químicas da água. Vale mencionar

que estão contidas no padrão de potabilidade da água de abastecimento público.

- pH

Segundo aantiga portaria 518 (BRASIL, 2004, p. 9) o potencial hidrogeniônico - pH

“estabelece a condição ácida ou alcalina da água de caráter operacional, é acompanhado por

otimizar os processos de tratamento e preservar as tubulações contra corrosões ou

entupimentos”. Pádua e Ferreira (2006, p. 187) consideram o pH como a “medida da atividade

dos íons hidrogênio e expressa a intensidade de condições acidas (pH < 7)”. Os autores ainda

acrescentam que os corpos d’água naturais possuem o pH comumente próximos a

neutralidade, porém existem fatores que podem elevar ou diminuir o pH, como as

35

características do solo, ácidos húmicos e atividade fotossintética. Este fato também foi

relatado por Brasil (2006c), quando fala que águas naturais tem o pH próximo da neutralidade

por possuir a capacidade de tamponamento.

Di Bernardo e Paz (2008a) consideram o pH como um importante parâmetro, visto que

o mesmo tem influência nos processos de coagulação, filtração, desinfecção e controle de

corrosão. Ainda relatam que valores baixos de pH podem provocar corrosão de tubulações e

paredes de concreto e valores altos, provocam incrustação.

Brasil (2006c) também considera o pH como parâmetro-chave no tratamento de água e

ainda enfatiza que a cada água corresponderá um pH ótimo de coagulação.

- Alcalinidade e acidez

A alcalinidade é a potencialidade que a água possui em neutralizar ácidos; e a acidez é

potencialidade de neutralizar as bases. Di Bernardo e Paz (2008a, p. 60) relatam que a

alcalinidade influencia diretamente na coagulação química, visto que no Brasil, comumente

utilizam-se do Sulfato de alumínio e cloreto férrico e esses doam prótons para a solução. Di

Bernardo e Paz ainda complementam mencionando que “se a alcalinidade da água for baixa, a

coagulação poderá exigir a adição de alcalinizante para ajuste do pH, mas se a alcalinidade e o

pH forem relativamente altos, é provável que a coagulação com sulfato de alumínio não

resulte satisfatória”.

- Ferro

Encontrado em solos e em minerais, o ferro é um dos elementos de fundamental

importância para a nutrição dos seres humanos, se apresentando na natureza comumente na

forma de Fe+2

e Fe+3

. Di Bernardo e Paz (2008a) relatam que os corpos d’água comumente

apresentam concentrações de ferro < 0,7 mg/L e ainda acrescentam que concentração altas de

ferro são encontradas em água subterrânea agressivas (pH ácido, rica em gás carbônico, com

ou sem oxigênio dissolvido) e em águas poluídas.

Ainda de acordo com Di Bernardo e Paz e estudos feitos por eles, o uso de água com

ferro oxidado apresenta alguns inconvenientes, que são:

36

I. Formação de precipitado coloidal que se incrusta no interior das tubulações de

água, gerando redução de sua capacidade de transporte, o que causa grandes

perdas de carga na rede ou até mesmo necessidade de substituição de alguns

trechos quando estes se encontram totalmente obstruído.

II. Proliferação de micro-organismos denominados ferrobactérias, dos gêneros:

Frenothrix, Spyrophylum, Gallionella, Spahaerotilus, Crenothrix, e Leptothrix

Clonothrix, Streptothrix, Phragmigiothrix, Lieskeella, entre outros (DE

ZUANE, 1996; CERQUEIRA E EMIDIO, 1996 apud DI BERNARDO; PAZ,

2008a, p. 63), os quais aumentam a demanda de desinfetante;

III. Alteração das características organolépticas da água, mudando o gosto para

amargo e adstringente. O ferro também pode tornar a água turva e levemente

colorida

IV. Formação e manchas nas instalações sanitárias, louças, azulejos e roupas;

V. Geração de interferência em processos industriais de fabricação de papel,

tecidos, tinturarias e bebidas.

Segundo AWWA (2002 apud DI BERNARDO; PAZ 2008a), a presença de ferro na

água não quer dizer que provocará doenças na população consumidora, porém as pessoas pré-

dispostas geneticamente a terem doenças no fígado e pâncreas, podem desenvolver certos

distúrbios com a exposição continua deste elemento.

- Manganês

Comumente apresenta-se junto ao ferro. O manganês é um dos elementos

fundamentais para a manutenção da vida, mas a sua alta concentração poderá causar efeitos

agudos como envenenamento. Seu surgimento na água ocorre pela diluição dos minerais

rodocrosita, sulfito mangânico, maganita, pirolusita e hausmanita; variando em concentrações

de 0,001mg/L a 0,6 mg/L (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

- Cloreto

A presença do cloreto nas vidas humanas se dá comumente pela adição do sal nos

alimentos. Sua origem na água pode ser tanto natural (geologia local e escoamento superficial

de áreas cultivadas) quanto antrópica (lançamento de efluentes domésticos e industriais).

Apresenta-se comumente como sais de sódio (NaCl), de potássio (KCl) e de cálcio (CaCl2). A

presença do cloreto na água de abastecimento aumenta a condutividade elétrica e a capacidade

de corrosão dos metais nas tubulações do sistema de distribuição, sendo dependente do nível

de alcalinidade da água (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

37

Brasil (2006c) considera o cloreto como indicador de poluição nos corpos d’água

visto que o mesmo pode ser depositado com os efluentes citados por Di Bernardo e Paz. O

autor ainda acrescenta que o cloreto está diretamente ligado com padrões organolépticos, pois

altera o sabor da água, tornando-a muitas vezes desagradável ao paladar. Brasil enfatiza que

pelo padrão de potabilidade é permitido no máximo 250 mg/L de cloreto na água de

abastecimento e que sua remoção se dar por processos especiais, tais como osmose reversa ou

eletrodiálise.

- Alumínio

Elemento de grande disponibilidade na natureza. O alumínio é utilizado no

tratamento da água sendo que sua ação no organismo humano não é muito bem conhecida,

porém não há dados de intoxicação por ele. Pesquisas apontam sua relação com o mal de

Alzheimer (BRASIL, 2006c, p.102; PÁDUA; FERREIRA, 2006), porém o contato de seres

humanos com elemento através da água de abastecimento é baixo, sendo aceito pelo padrão

de potabilidade valores máximos de até 0,2 mg/L, para evitar a deposição de flocos de

hidróxido de alumínio no sistema de distribuição e consequentemente alterar a coloração por

ferro (BRASIL, 2006c)

A presença de alumínio em corpos d’água pode estar diretamente ligada ao processo

de lixiviação das rochas por atividades industriais. Além da coloração metálica relatada por

Brasil (2006c), as concentrações acima de 0,2 mg/L provocam gosto desagradável a água e

consequentemente a repulsão dos consumidores. Di Bernardo e Paz (2008a) acrescentam que

além da doença de Alzheimer o alumínio está sendo vinculado a de Parkinson.

Ainda de acordo com Di Bernardo e Paz, a utilização de sais de alumínio no

tratamento da água pode aumentar a sua concentração, mas isso dependerá de fatores como

características da fonte de abastecimento, pH da água tratada, da quantidade de coagulante

que está sendo utilizado e do desempenho da estação de tratamento de água (ETA). A

remoção do mesmo pode ser feita através de tratamento com membranas e troca iônica;

porém, antes de acatar esse processo de tratamento deve-se utilizar de outras medidas para

diminuir a concentração como otimização de coagulação, floculação e filtração na ETA.

38

- Bário

A contaminação da água por Bário se dá por diversas maneiras, como a solubilização

das rochas (DI BERNARDO; PAZ, 2008a), lançamento de efluentes industriais de mineração

e refinarias de metaise a erosão de depósitos naturais (PÁDUA; FERREIRA, 2006). A sua

ação ao organismo humano está ligado a doenças neuromuscular e cardiovascular,

contribuindo para a hipertensão e o aumento da mortalidade.

- Cádmio

A contaminação por Cádmio na água de abastecimento ocorre pela corrosão das

tubulações galvanizadas, soldas e ligas metálicas, visto que o Cádmio é o metal comumente

utilizado na indústria de aço e plástico. Sua contaminação na natureza decorre da deposição

de efluentes industriais e fertilizantes, poluindo água, solo e ar. Os alimentos são as principal

fonte de contado do Cádmio com os organismos humanos, podendo ser transmitido também

através do fumo. Suas principais consequências sobre a saúde humana são lesões no fígado e

disfunções renais (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

- Cianeto

A presença do Cianeto em corpos d’água ocorre pela contaminação da água por

lançamento de efluentes industriais. Sua principal ação conhecida atualmente em seres

humanos é a redução da vitamina B12 e o aumento da incidência do bócio (DI BERNARDO;

PAZ, 2008a).

Comumente, os resíduos contaminantes da água são provenientes de indústrias de

galvanização, plásticos e fertilizantes. O cianeto também pode ser encontrado em alguns

alimentos, como por exemplo, a mandioca. Estudos comprovam efeitos adversos sobre a

tireóide e sistema nervoso em amostra de população que consumiram mandioca mal

processada (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

39

- Chumbo

O contato com corpos d’água ocorre pela deposição de objetos ou contaminação em

tubulações de chumbo que entraram em corrosão. Seus efeitos em seres humanos são

diversos, sendo as crianças os mais sensíveis aos riscos. Entre os efeitos citam-se o

Saturnismo (intoxicação por chumbo), retardo no desenvolvimento físico e mental, elevação

de pressão arterial em adultos, estocagem no esqueleto humano (metal bioacumulativo),

interferência no metabolismo do cálcio e da vitamina D, toxidade no sistema nervoso central e

periférico (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

“Estudos realizados in vitro indicaram alterações neurológicas em primatas e

deformações congênitas em ratos, gados e macacos. Também foram verificados reduções nos

ciclos reprodutores e tumores renais em roedores” (DI BERNARDO; PAZ, 2008a, p. 68).

- Cobre

A contaminação da água de abastecimento pelo cobre se dá pela corrosão das

tubulações prediais, preservantes de madeira e deposição dos depósitos naturais em corpos

d’água. Seus efeitos em seres humanos são diversos e dependem do tempo de exposição;

Pode gerar danos ao fígado e aos rins com a exposição a longo prazo, e desarranjos

gastrointestinais para exposição a curto prazo (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

Di Bernardo e Paz (2008a) dizem que o cobre na água de abastecimento humano só

será prejudicial à saúde quando sua concentração exceder 30mg/L, possibilitando a ocorrência

de intoxicação e até cirrose em bebês. Ainda de acordo com os autores, o cobre causará cor e

gosto adstringente quando sua concentração na água for superior a 1,0 mg/L.

- Cromo

O metal cromo entra em contato com corpos d’água através do lançamento de

despejos industriais de aço e celulose, como também da erosão de depósitos naturais. O

cromo trivalente não é prejudicial à saúde humana e essencial para complemento nutricional;

já o hexavalente é prejudicial a seres humanos e podem acarretar problemas renais e

respiratórios (PÁDUA; FERREIRA, 2006).

40

- Mercúrio

A ocorrência desse metal em corpos d’água pode ser tanto de fontes naturais ou

antrópicas. Comumente sua concentração em águas superficiais é inferior a 0,05 µg/L e em

águas subterrâneas podem ser encontradas concentrações de até 5,5 µg/L. Os efeitos em seres

humanos são diversos; tem grande afinidade pelo grupo sulfidrilas das proteínas e um pouco

menos com o grupo fosforilas, carboxílicos, aminas e amidas.

O mercúrio atua como desnaturalizador de proteínas e inibidor de aminoácidos,

interferindo diretamente nas atividades metabólicas celulares e no transporte através da

membrana, especialmente, nos neurotransmissores cerebrais. Dependendo da forma que se

apresente pode ser acumulado no fígado (forma inorgânica) ou atingir o sangue (forma

orgânica); podendo causar rompimentos de tecidos, problemas neurológicos e renais (DI


- Nitrato e nitrito

A presença de nitrato na água indica que houve contaminação por matéria orgânica

através de águas residuárias domésticas, fertilizantes e outros agentes contaminadores.

Segundo Di Bernardo e Paz (2008a), quando há a contaminação do corpo d’água,

primeiramente existirá a presença do nitrogênio, em sua maioria, como amoniacal e orgânico;

depois, esses componentes são processados e atingirá a forma do nitrato e nitrito. Os autores

ainda complementam dizendo que esse processo de transformação é rápido devido a ação

microbiana no nitrogênio amoniacal e orgânico, não apresentando concentrações altas destes

em água potável.

Os efeitos do nitrito na água podem ser organolépticos, deixando a água com gosto e

odor que aumentam o seu grau de rejeição pelos consumidores, além da corrosão e

interferência na remoção do manganês. Altas concentrações de nitrito e nitrato na água,

podem gerar ainda a metaemoglobinemia ou “síndrome do bebê azul”, interferindo no

transporte de oxigênio nos tecidos. Di Bernardo e Paz (2008a) ainda acrescentam que o nitrito

e nitrato podem ser aliados na formação de cânceres em humanos e animais.

41

- Zinco

Elemento fundamental para a nutrição dos organismos, porem em altas

concentrações pode causar envenenamento. Encontra-se na comida, na água e em sais

complexos orgânicos. Sua concentração comumente é inferior a 0,05 mg/L em fontes naturais,

sendo as concentrações máximas encontradas em águas subterrâneas. Seus efeitos também

podem ser organolépticos, dando a água um gosto adstringente para concentrações superiores

a 4,0 mg/L (DI BERNARDO; PAZ, 2008a, p.71).

-Fluoreto

No Brasil, o fluoreto é um grande aliado contra cáries, sendo obrigatória a presença

do flúor em água de abastecimento público. Entretanto, sua concentração não poderá exceder

3,0 mg/L, visto que a mesma poderá ocasionar problemas na estrutura óssea e dentária. Em

águas naturais superficiais, sua concentração é comumente inferior a 1,3 mg/L, podendo

atingir valores superiores a 10,0 mg/L provocadas por contaminação industriais. Valores

superiores a 10,0 mg/L também podem ser encontradas em águas subterrâneas (DI


3.3.1.5 Características radioativas

A radiação se apresenta em 3 formas distintas, radiação alfa, beta e gama. Sua

origem pode ser tanto natural (provenientes de rochas e minerais) quanto antrópica (resíduos

de laboratórios, hospital e indústrias). A principal forma de contato com o ser humano é a

natural, mas a presença na água devido a contaminação industrial e laboratorial podem gerar

diversas consequências a saúde humana. A forma mais nociva ao ser humano é a radiação

alfa, sendo que na água os isótopos merecedores de atenção especial são rádio 226 e 228,

urânio 238 e 232, chumbo 210 e polônio 210. As consequências à saúde pela ingestão da água

contaminada com esses isótopos são efeitos teratogênicos, mutagênicos, somáticos e

carcinogênese (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

42

Regiões brasileiras fazem análises radiológicas para quantificar essa característica,

principalmente em cidades que são abastecidas por água subterrânea e a presença do urânio é

mais constante. A Tabela 2 indica regiões brasileiras que realizam análises radiológicas e a

periodicidade destas.

Tabela 2 - Regiões cujas entidades prestadoras de serviço de abastecimento de água realizam

análise radiológica na água tratada em 2000

Regiões Frequências de análises radiológicas

Diária Semanal Quinzenal Mensal Semestral Anual

Norte 1 - 2 3 6 1

Nordeste 9 53 15 47 37 76

Sudeste 13 20 10 38 281 346

Sul 14 21 7 35 223 127

Centro-Oeste 1 1 7 2 2 9

Brasil 38 95 41 125 549 559

Fonte: IBGE (2002 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a).

3.3.2 Definição de parâmetros para análises de água

A definição dos parâmetros que serão utilizadas em análises de água dependerá

principalmente dos objetivos desejados. Por exemplo, para monitorar a qualidade da água de

abastecimento público, a legislação brasileira (Portaria nº 2914/2011) descreve os diversos

parâmetros necessários para análises. Contudo, cabe ao pesquisador investigar no histórico da

bacia estudada se existe algum tipo de contaminação específica, como por exemplo, o

lançamento de resíduos da agricultura, hospitais e indústria, dando assim a possibilidade de

determinar parâmetros que a legislação não exponha e que são necessários para assegurar a

qualidade sanitária da água e a aceitação da mesma pela população.

3.3.3 Plano de amostragem

O plano de amostragem para os sistemas de abastecimento público de água para

consumo humano é definido através da Portaria nº 2.914/2011 do Ministério de Saúde. O

número de amostras a serem analisadas é variável e dependerá do tipo de manancial

(superficial, subterrâneo), do ponto de amostragem (saída do tratamento, reservatórios e rede),

além dos parâmetros de qualidade e do porte da população da área analisada.

43

O artigo 40 da referida portaria (BRASIL, 2011a), estipula que devem ser feitas

amostras semestrais no ponto da captação da água bruta, seja ela de manancial superficial ou

subterrâneo, em vista da manutenção dos índices de potabilidade descritos nas legislações

específicas.

Os planos de amostragem dos sistemas de abastecimento de água coletiva devem

obedecer aos critérios mínimos estabelecidos pela portaria mencionada, os quais são observados

nos anexos XI, XII e XIII do referido documento e descritos aqui na Tabela 3, Tabela 4 e Tabela

5. A determinação da frequência do monitoramento das cianobactérias será feita

semanalmente ou mensalmente, variando com a concentração da mesma no manancial.

Na Tabela 3 apresenta-se a relação da densidade de cianobactéria e a frequência de

monitoramento.

Tabela 3- Frequência de monitoramento de cianobactérias no manancial de abastecimento de

água

Quando a densidade de cianobactérias

(células/mL)

Frequência

≤ 10.000 Mensal

> 10.000 Semanal

Fonte:Brasil (2011b, p. 4)

De acordo com Brasil (2012), a realização da amostragem na captação deve ser feita

a 20 cm de profundidade, visto que as cianobactérias precisam da luz solar para a realização

da fotossíntese, sendo está faixa de profundidade mais representativa para as análises.

Tendo como foco as amostragens que serão feitas nos reservatórios e rede, a Portaria

MS nº 2.914/2011 leva em consideração a população que será atendida pelo respectivo

sistema de abastecimento e os parâmetros Coliformes totais e Escherichia coli. A Tabela 4

mostra a quantidade de amostras exigida pela legislação para análises microbiológicas em

função da população abastecida.

Tabela 4- Número mínimo de amostras mensais para o controle da qualidade da água de

sistema de abastecimento, para fins de análises microbiológicas, em função da população

abastecida.

Parâmetro

Saída do

tratamento

(número de

amostras por

unidade de

tratamento)

Sistema de distribuição (reservatórios e rede)

< 5.000

hab.

5.000 a

20.000 hab.

20.000 a

250.000 hab. > 250.000 hab.

44

Coliformes

totais Duas amostras

semanais (1)

10

1 para cada

5.000 hab.

30 + (1 para

cada 2.000

hab.)

105 + (1 para

cada 5.000

hab.) máximo

de 1.000

Escherichia

coli

Fonte: BRASIL (2011b)

NOTA: 1 - Recomenda-se a coleta de, no mínimo, quatro amostras semanais.

Para as análises física, químicas e radioativas, a Portaria MS nº 2.914/2011, utiliza

como critérios para decidir o número de amostragem o ponto de amostragem, a população

abastecida e o tipo do manancial. A Tabela 5 apresenta a relação entre esses critérios, o

número de amostragem e os casos que dispensam as análises.

Ainda de acordo com a Portaria MS nº 2.914/2011, em caso de populações

tradicionais, áreas indígenas, dentre outras, deverão ser analisadas primeiramente as diretrizes

especificas para cada caso, para posteriormente ser elaborado o plano de amostragem para o

controle da qualidade da água.

3.3.4 Divulgação da informação

Os resultados devidamente analisados e processados devem ser apresentados de

forma sucinta em relatório técnico para que as autoridades responsáveis tomem as devidas

providências no que diz respeito a qualidade da água e as técnicas cabíveis para o seu

tratamento. Em caso de algo que envolvia a saúde da população, a antiga portaria nº 518 do

Ministério da Saúde estabelecia que o órgão responsável pelo abastecimento de água deveria

informar a população por notificações ou observações em na sua própria conta, de forma clara

e concisa, dando a população o direito da informação.

45

Tabela 5 - Número mínimo de amostras e frequência para o controle da qualidade da água de sistema de abastecimento, para fins de análises

físicas, químicas e de radioatividade, em função do ponto de amostragem, da população abastecida e do tipo de manancial

Parâmetro Tipo de

Manancial

Saída do Tratamento Sistema de distribuição (reservatório e redes)

Nº de

Amostras Frequência

Número de amostras Frequência

População abastecida

< 50.000 50.000 a

250.000 hab. > 250.000 < 50.000

50.000 a

250.000 hab. > 250.000

Cor

Superficial 1 A cada 2 horas 10 1 para cada 5

mil hab.

40 + (1 para

cada 25 mil

hab.)

Mensal

Subterrâneo 1 Semanal 5 1 para cada

10 mil hab.

20 + (1 para

cada 25 mil

hab.)

Mensal

Turbidez, Cloro Residual Livre(1),

Cloraminas(1), Dióxido de Cloro(1)

Superficial 1 A cada 2 horas

Conforme § 3º do Artigo 41 Conforme § 3º do Artigo 41 Subterrâneo 1

2 vezes por

semana

pH e Fluoreto

Superficial 1 A cada 2 horas

Dispensada a análise Dispensada a análise Subterrâneo 1

2 vezes por

semana

Gosto e Odor Superficial 1 Trimestral

Dispensada a análise Dispensada a análise Subterrâneo 1 Semestral

Cianotoxinas Superficial 1

Semanal quando

nº de

cianobactérias ≥

20.000 células/mL

Dispensada a análise Dispensada a análise

Produtos secundários da

desinfecção

Superficial 1 Trimestral 1(2) 4(2) 4(2) Trimestral

Subterrâneo Dispensada a

análise

Dispensada a

análise 1(2) 1(2) 1(2) Anual Semestral Semestral

Demais parâmetro(3)(4) Superficial ou

Subterrâneo 1 Semestral 1(5) 1(5) 1(5) Semestral

Fonte:BRASIL (2011b, p. 4).

NOTAS:

1 - Análise exigida de acordo com o desinfetante utilizado.

2 - As amostras devem ser coletadas, preferencialmente, em pontos de maior tempo de detenção da água no sistema de distribuição.

3 - A definição da periodicidade de amostragem para o quesito de radioatividade será definido após o inventário inicial, realizado semestralmente no período de 2 anos,

respeitando a sazonalidade pluviométrica.

4 - Para agrotóxicos, observar o disposto no parágrafo 5º do artigo 41.

5 - Dispensada análise na rede de distribuição quando o parâmetro não for detectado na saída do tratamento e, ou, no manancial, à exceção de substâncias que potencialmente

possam ser introduzidas no sistema aolongo da distribuição.

46

3.3.5 Padrão de potabilidade

Toda água para o abastecimento público deve obedecer ao padrão de potabilidade

definido pelo Ministério da Saúde, ou seja, as características químicas, físicas,

microbiológicas e radioativas não devem ultrapassar os níveis máximos citados pela Portaria

MS nº 2.914/2011. Mencione-se a definição de água potável apresentada pela antiga Portaria

MS nº 518 (BRASIL, 2004, p. 1): “água para consumo humano cujos parâmetros

microbiológicos, físicos, químicos e radioativos atendam ao padrão de potabilidade e que não

ofereça riscos à saúde”.

O padrão de potabilidade brasileiro é composto pelos seguintes itens: i) padrão

microbiológico da água para consumo humano; ii) padrão de turbidez para água pós-filtração

ou pré-desinfecção; iii) padrão de substâncias químicas que representam risco à saúde

(inorgânicas, orgânicas, agrotóxicos, desinfetantes e produtos secundários da desinfecção; iv)

padrão de cianotoxinas da água para consumo humano; v) padrão de radioatividade da água

para consumo humano e vi) padrão organoléptico de potabilidade (BRASIL, 2011b).

O padrão de potabilidade reflete os requisitos organolépticos, ou seja, estabelece os

níveis máximos de certos elementos para que a água seja atrativa aos usuários, e que os

mesmos não procurem uma fonte de água mais atrativa do que a de abastecimento público,

porém potencialmente perigosa no ponto de vista sanitário. Logo, os padrões ajudam a manter

a água com gosto, odor, cor e aparência em níveis aceitáveis a população. A Tabela 6

apresenta os parâmetros organolépticos descritos pelo Ministério da Saúde.

Na Tabela 6, pode-se observar uma síntese dos parâmetros organolépticos com os

seus efeitos na água de abastecimento público citados por Pádua e Ferreira (2006) em sua

literatura técnica.

O

Quadro 5 descreve todos os parâmetros utilizados para a caracterização da água

destinada ao consumo humano apresentadas pelo Ministério da Saúde em sua Portaria nº

2.914 de 2011.

47

Tabela 6- Parâmetros de aceitação para consumo humano incluídos na Portaria nº 2914/2011

Parâmetro Unidade VPM (1)

Efeitos (HELLER; PÁDUA, 2006, p. 209)

Alumínio mg/L 0,2 Deposito de hidróxido de alumínio na rede de

distribuição; acentuação da cor devido ao ferro

Amônia (como

NH3)

mg/L 1,5 Odor acentuado em pH elevado

Cloreto mg/L 250 Gosto

Cor Aparente (2)

uH 15 Aspecto estético

1,2 diclorobenzeno mg/L 0,01

1,4 diclorobenzeno mg/L 0,03

Dureza total mg/L 500 Gosto, incrustações, comprometimento da formação

de espuma com o sabão

Etilbenzeno mg/L 0,2 Odor – limite 100 vezes inferior ao critério de saúde

Ferro mg/L 0,3 Aspecto estético – turbidez e cor

Gosto e odor (3)

Intensidade 6 São desfavoráveis ao consumo

Manganês mg/L 0,1 Aspecto estético – turbidez e cor

Monoclorobenzeno mg/L 0,12 Gosto e odor – limite bem abaixo do critério de

saúde

Sódio mg/L 200 Gosto

Sólidos dissolvidos

totais

mg/L 1000 Gosto, incrustações

Sulfato mg/L 250 Gosto, limite referente ao sulfato de sódio

Sulfeto de

hidrogênio

mg/L 0,1 Gosto e odor

Surfactantes (como

LAS)

mg/L 0,5 Gosto, odor e formação de espuma

Tolueno mg/L 0,17 Odor, limite inferior ao critério de saúde

Turbidez(4)

uT 5 Aspecto estético, indicação de integridade do

sistema

Zinco mg/L 5 Gosto

Xileno mg/L 0,3 Gosto e dor – limite inferior ao critério de saúde

Fonte: Brasil (2011b)

NOTAS: (1) Valor máximo permitido. (2) Unidade Hazen (mgPt-Co/L). (3) Intensidade máxima de percepção

para qualquer característica de gosto e odor com exceção do cloro livre, nesse caso por ser uma característica

desejável em água tratada. (4) Unidade de turbidez.

Vale ressaltar que a Tabela 6 aprensenta o valor de turbidez de 5 uT referente ao

padrão organoléptico, ou seja, já em distribuição, mas a norma ainda especifica que a água

tratada por filtração rápida não poderá sair do sistema de tratamento com valores maiores que

0,5 uT, e 1,0 uT para o sistema de tratamento por filtração lenta (BRASIL, 2011b).

48

Quadro 5 - Parâmetros de caracterização da água destinada ao consumo humano (Baseado na

Portaria nº 2914/2011)

Padrões definidos

pela Portaria nº

2914/2011

Parâmetros que os constituem

Microbiológicos Escherichia coli, Coliformes totais.

Turbidez para água

pós-filtração ou

pré-desinfecção

Desinfecção (para águas subterrâneas), Filtração rápida (tratamento completo

ou filtração direta), Filtração lenta.

Substâncias

químicas que

representam risco a

saúde

Inorgânicas: Antimônio, Arsênio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cianeto, Cobre,

Cromo, Fluoreto, Mercúrio, Níquel, Nitrato (como N), Nitrito (como N),

Selênio e Urânio.

Orgânicas: Acrilamida, Benzeno,

Benzo [a] pireno, Cloreto de Vinila, 1,2 Dicloroetano, 1,1 Dicloroeteno, 1,2

Dicloroeteno (cis + trans), Diclorometano, Di(2-etilhexil) ftalato, Estireno,

Pentaclorofenol, Tetracloreto de Carbono, Tetracloroeteno, Triclorobenzenos,

Tricloroeteno.

Agrotóxicos: 2,4 D + 2,4,5 T, Alaclor, Aldicarbe + Aldicarbesulfona

+Aldicarbesulfóxido, Aldrin + Dieldrin, Atrazina, Carbendazim + benomil,

Carbofurano, Clordano, Clorpirifós + clorpirifós-oxon, DDT+DDD+DDE,

Diuron, Endossulfan (α β e sais), Endrin, Glifosato + AMPA 1071-83-6

(glifosato), Lindano (gama HCH), Mancozebe, Metamidofós, Metolacloro,

Molinato, Parationa Metílica, Pendimentalina, Permetrina, Profenofós,

Simazina, Tebuconazol, Terbufós, Trifluralina.

Desinfetantes e produtos secundários da desinfecção: Ácidos haloacéticos total,

Bromato, Clorito, Cloro residual livre, Cloraminas Total, 2,4,6 Triclorofenol,

Trihalometanos Total.

Cianotoxinas da

água para consumo

humano

Microcistinas e Saxitoxinas.

Radioatividade da

água para consumo

humano

Rádio-226 e Rádio-228.

Organoléptico de

potabilidade

Alumínio, Amônia (como NH3), Cloreto, Cor Aparente, 1,2 diclorobenzeno,

1,4 diclorobenzeno, Dureza total, Etilbenzeno, Ferro, Gosto e odor, Manganês,

Monoclorobenzeno, Sódio, Sólidos dissolvidos totais, Sulfato, Sulfeto de

hidrogênio, Surfactantes (como LAS), Tolueno, Turbidez, Zinco, Xileno.

Fonte: Adaptado de Brasil (2011b).

As informações apresentadas no

Quadro 5 ressaltam o nível de importância que a Portaria MS nº 2.912/2011 do

Ministério da Saúde atribui a água de abastecimento humano, visto que este uso da água é o

mais importante, e seu consumo não deverá acarretar danos à saúde da população.

3.4 TRATAMENTO DE ÁGUA

49

Neste item, são descritos os principais processos de tratamento utilizados nas

Estações de Tratamento de Água atualmente.

3.4.1 Processos e operações unitárias de tratamento de água

Os processos e operações unitárias são partes das técnicas de tratamento de água e as

mesmas devem ser devidamente combinadas para que a qualidade da água de abastecimento

humano seja alcançada e não comprometa a saúde da população.

O Quadro 6 mostra os diversos processso e operações unitárias presentes no

tratamento de água.

Quadro 6 - Principais processos e operações unitárias de tratamento de água para

abastecimento público

Processos / Operações

Unitárias Descrição / Finalidade

Micropeneiramento Passagem da água por peneiras com malhas de pequena abertura,

visando a remoção de material particulado.

Oxidação / Aeração Oxidar matéria orgânica e inorgânica presente na água, facilitando

sua remoção posterior.

Adsorção

Remover compostos orgânicos e inorgânicos indesejáveis,

incluindo os que causam sabor e odor, fazendo a água entrar em

contato com uma substância adsorvente (em geral carvão ativado).

Troca Iônica

Destinado a remover contaminantes inorgânicos presentes na

água, fazendo-a passar por uma coluna contendo material sintético

especial (resina).

Coagulação

Adição de coagulante, visando desestabilizar impurezas presentes

na água e facilitar o aumento do tamanho das mesmas na etapa de

floculação.

Floculação

Agitação da água realizada após a coagulação, com o objetivo de

promover o contato entre as impurezas e, assim, aumentar o

tamanho das mesmas.

Decantação Passagem da água por tanques, no fundo dos quais as impurezas

ficam depositadas.

Flotação Arraste das impurezas para a superfície de um tanque, por meio da

ação de microbolhas.

Filtração em meio granular

Remoção de material particulado presente na água, fazendo-a

passar por um leito contendo meio granular (usualmente areia e,

ou antracito).

Filtração em membrana

Remoção de contaminantes orgânico e inorgânico, incluindo

material dissolvido, passando a água por membrana com abertura

de filtração inferior a 1 μm.

Desinfecção Processo destinado a inativar microrganismos patogênicos

presente na água.

Abrandamento Processo destinado a reduzir a dureza da água e remover alguns

contaminantes inorgânico.

Fluoretação Adição de compostos contendo o ion fluoreto, com a finalidade de

combater a cárie infantil.

Estabilização Química Acondicionamento da água, com a finalidade de atenuar efeitos

corrosivos ou incrustantes no sistema abastecedor e nas

50

instalações domiciliares.

Fonte: Pádua (2006)

A seguir, serão descritos, de forma sucinta, alguns dos processos e operações

mostrados no Quadro 6, sendo enfatizado o processo de coagulação, pois este é uma das

principais partes da pesquisa realizada no presente trabalho.

3.4.1.1 Micropeneiramento

De acordo com a NBR 12.216/92 (ABNT, 1992), o micropeneiramento é um

tratamento preliminar que serve para reter sólidos finos não-coloidais em suspensão. Esse

processo de tratamento pode ser adotado:

- quando a água apresenta algas ou outros microrganismos de tipo e em quantidade tal que

sua remoção seja imprescindível ao tratamento posterior;

- quando permite a potabilização da água sem necessidade de outro tratamento, exceto

desinfecção;

- quando permite redução de custos de implantação ou operação de unidades de tratamento

subsequentes.

A Figura 2 mostra a representação esquemática do funcionamento de micropeneiras

rotativa.

Figura 2 - Representação esquemática de uma micropeneira rotativa e peneiras com abertura

de 50 mm (direita) e 25 mm (esquerda)

Fonte: Pádua (2006).

51

Na Figura 2 pode-se observar o funcionamento de uma micropeneira rotativa, a qual

está parcialmente submersa, e recebe a descarga por orifícios central.

3.4.1.2 Oxidação

A oxidação é um dos meios utilizados para a remoção de contaminantes orgânicos e

inorgânicos que não são removidos de forma satisfatória nas diversas etapas de tratamento da

ETA. A oxidação pode ser realizada tanto por meio químico quanto por aeração. Quando é

feita por produtos químicos, pode gerar produtos indesejáveis na água, necessitando de uma

remoção posterior, caso a sua quantidade seja superior ao que a portaria da potabilidade

permite (PÁDUA, 2006).

Ainda de acordo com o mesmo autor, a oxidação por aeração, como o próprio nome

já retrata o processo, é a introdução de ar no meio liquido por aeradores, auxiliando na

remoção de compostos voláteis e oxidáveis e gases indesejáveis. Quando a aeração não é

suficiente para remoção desses contaminantes, aplica-se um agente oxidante químico para

auxiliar o processo. Comumente os oxidantes mais utilizados são cloro, ozônio, dióxido de

cloro, permanganato de potássio e peróxido de hidrogênio. Esse processo se torna eficiente

quando ensaiado em laboratório, determinando sua dosagem, tempo de contato e produtos

gerados, para que não sejam prejudiciais a saúde humana.

De acordo com a NBR 12.216/92 (ABNT, 1992), os dispositivos aceitáveis para

aeração são descritos a seguir:

- plano inclinado, formado por uma superfície planacom declividade de 1:2 a 1:3, dotado de

protuberâncias destinadas a aumentar o contato da água com a atmosfera;

- bandejas perfuradas sobrepostas, com ou sem leito percolador, formando conjunto no

mínimo com quatro unidades;

- cascatas, constituídas de pelo menos quatro plataformas superpostas, com dimensões

crescentes de cima para baixo;

- escadas, por onde a água deve descer sem aderir às superfícies verticais;

- ar comprimido difundido na água contida em tanques;

- tanques com aeradores mecânicos;

- torre de aeração forçada, com anéis Rashing ou similares; e outros de comprovada

eficiência.

52

3.4.1.3 Adsorção em carvão ativado

Processo utilizado para a redução de concentração de compostos orgânicos

indesejáveis. O carvão ativado é um dos elementos comumente utilizados na adsorção, mas

existem outros, os quais são representados por uma equação simples:

A + B ↔ AB Eq. 2

A equação 2 simplifica a reação ocorrida na adsorção, processo utilizado para

remoção de compostos orgânicos e inorgânicos. Na equação 2, A representa a substância

adsorvida (adsorvato) e B, o adsorvente (PÁDUA, 2006).

De acordo com Pádua (2006, p. 526), “diversos tipos de forças químicas, tais como

ligações de hidrogênio, interações dipolo-dipolo e forças de Van der Waals, são responsáveis

por manter os compostos na superfície do adsorvente". O equilíbrio pode acorrer, caso a

reação seja reversível; as velocidades de reação se igualarão nos dois sentidos, não ocorrendo

mais a remoção adicional.

Ainda de acordo com o autor, no tratamento de água comumente utiliza-se a alumina

e o carvão ativado, sendo que o último pode ser apresentado em duas modalidades, carvão

ativado em pó (CAP) que é o mais utilizado nas ETAs brasileiras e o carvão ativado

granulado (CAG). A temperatura, natureza do carvão e das substâncias a serem removidas,

pH da água e superfície específica do carvão são os principais fatores que influenciam na

capacidade de adsorção do carvão ativado. O CAP é aplicado em suspensão em locais que

anteceda as unidades filtrantes e sua dosagem, tempo de contato devem ser determinadas em

laboratório.

O Quadro 7 indica locais comumente utilizados para a adição de suspensão do CAP e

suas possíveis vantagens e desvantagens.

Quadro 7 - Locais de adição de suspensão do CAP.

Local Vantagem Desvantagens

Tomada de

água

Tempo de contato

longo. Boa mistura.

Algumas substâncias que seriam removidas por coagulação,

floculação, sedimentação (ou flotação) e filtração podem

ser adsorvidas, aumentando o consumo de CAP

Chegada de

água bruta

na ETA

Melhor controle da

dosagem em relação à

opção anterior.

Mesmas desvantagens. As vezes tem-se um pré-decantador

antecedendo a coagulação.

53

Unidade de

mistura

rápida da

ETA

Mistura eficiente e

tempo de contato

razoável.

Possível redução na taxa de adsorção, pela interferência de

coagulantes. Tempo de contato às vezes insuficiente para

remoção de certas substâncias. Adsorção de substâncias que

seriam coaguladas.

Entrada dos

filtros Uso eficiente de CAP.

Possível passagem de CAP pelo meio filtrante e redução do

tempo de contato.


3.4.1.4 Coagulação e mistura rápida

A coagulação é uma das etapas do tratamento de água mais rápidas, mas não menos

importante. Pádua (2008) diz que a coagulação é o processo responsável por facilitar a

remoção de partículas suspensas, dissolvidas e diversos tipos de contaminantes orgânicos e

inorgânicos presentes na água, que contribuem para a cor, turbidez, sabor e odor indesejável.

A coagulação consiste no lançamento de um agente coagulante na água em uma

mistura rápida. Comumente utiliza-se sal de alumínio ou de ferro e através deste agente,

ocorrerão ações físicas e químicas ativando o processo de formação de coágulos. O processo

de coagulação se apresenta em três fases distintas: “(i) formação das espécies hidrolisadas do

sal quando disperso na água, (ii) desestabilização das partículas coloidais e suspensas,

dispersas na massa líquida e (iii) agregação dessas partículas para formação dos flocos”

(SANTOS, 2007, p. 361).

Di Bernardo e Paz (2008a) acrescentam que existem 4 mecanismos de coagulação:

compressão da dupla camada, neutralização-adsorção de cargas, varredura e formação de

pontes, sendo a neutralização de carga e a varredura essenciais em uma ETA. "A coagulação

devido à neutralização de carga das impurezas decorre do precipitado com carga positiva ou

de espécies hidrolisadas positivas, caracterizando-se por dosagem de coagulante e pH

menores que os observados no mecanismo de varredura" (2008a, p. 120).

Santos et. al (2007), descreve os mecanismo de varredura e o de

adsorsão/neutralização de cargas da seguinte forma:

Dentro os mecanismos de coagulação, pode-se citar o de varredura e o de

adsorsão/neutralização de cargas. O mecanismo de varredura é utilizado para

tecnologias convencionais, ou de ciclo completo que incluem as seguintes etapas de

tratamento: coagulação, floculação, decantação e filtração. Os flocos formados no

mecanismo de coagulação por varredura deverão apresentar densidade suficiente

para permitir sua deposição nos decantadores.

Já o mecanismo de adsorção/neutralização de cargas é utilizado em tecnologias de

tratamento simplificadas, como, por exemplo, a filtração direta, na qual a água é

coagulada e depois filtrada. Nesse mecanismo ocorre a neutralização das cargas das

partículas presentes na água bruta, não havendo necesidade de se formar flocos

grandes e sim de desestabilizar as partículas para que estas sejam mais

eficientemente retidas nos filtros. Assim, as dosagens de coagulante utilizadas

54

tendem a ser inferiores às necessárias no mecanismo de coagulação por varredura

(SANTOS et. al., 2007, p. 362).

Devido aos diversos tipos de coagulantes, e a natureza distinta da água bruta o estudo

em bancada ou jartest são fundamentais para determinar as condições ótimas de coagulação e

mistura rápida. Com os resultados obtidos nas análises pode-se elaborar diagramas que

relacionam o pH da mistura com a dosagem do coagulante, sendo de grande importância para

a determinação das condições de coagulação no processo de filtração. Aliado a estudos de

floculação, pode-se também analisar as melhores condições de sedimentabilidade dos flocos

em uma ETA.

A Figura 3, mostra o equipamento jar test utilizado para analisar a coagulação em

escala de laboratório e realizar estudos de otimização do agente coagulante.

Figura 3–Vista de um equipamento jartest

Fonte: Di Bernardo (2008a).

Pádua (2006) relata que quando a coagulação não é feita de modo correto, pode

ocasionar a não eficiência das outras etapas do processo de tratamento, podendo comprometer

a qualidade sanitária da água. Ainda acrescenta que a eficiência do coagulante não está

associado com o aumento do volume do mesmo na água e que muitas ETAs tem desperdício

de coagulantes por não otimizar e não fazer a sua associação com o pH ótimo. As grandes

dosagens de coagulante só influenciarão na remoção da matéria orgânica natural (MON), mas

isso só acorrerá associado a um pH baixo.

55

São vários os tipos de coagulantes existentes atualmente, entre os quais se destacam

(DI BERNARDO; PAZ, 2008b):

- Cloreto férrico: através da massa molar, da dosagem do produto e do pH, podem ser feitas

relações que quantificam o precipitado do coagulante e das espécies hidrolisadas, como

aparesentado abaixo. Algumas caracterísitcas são:

Fórmula química: FeCl3x6H2O;

Massa molar 270,5;

Cloreto férrico comercial líquido: concentração comercial de 38 a 40% (massa por

massa); massa específica de 1,4 a 1,42 kg/L (t = 25 ºC)

𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+ → log 𝐹𝑒 𝑂𝐻 2+ = 1,5 − 2𝑝𝐻

𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+ → log 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2

+ = −1,9 − 𝑝𝐻

𝐹𝑒2(𝑂𝐻)24+ → log 𝐹𝑒2(𝑂𝐻)2

4+ = 5,9 − 4𝑝𝐻

𝐹𝑒(𝑂𝐻)4− → log 𝐹(𝑂𝐻)4

− = 𝑝𝐻 − 19

𝐹𝑒3+ → log 𝐹𝑒3+ = 4,5 − 3𝑝𝐻

𝐹𝑒(𝑂𝐻)30 → log 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3

0 = −9,0

A concentração total de ferro é dada por:

𝐶𝑡 ,𝐹𝑒 = 𝐹𝑒 𝑂𝐻 4− + 𝐹𝑒3+ + 2 ∗ 𝐹𝑒2 𝑂𝐻 2

4+ + 𝐹𝑒 𝑂𝐻 2+ + [𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+]

- Sulfato Ferroso Clorado:

Fórmula química: FeCl3 x Fe2(SO4)3;

Produto comercial líquido: floculan - com concentração entre 38 a 40% (massa por

massa) e massa específica de 1,47kg/L (t = 20 ºC).

- Sulfato Férrico:

Sulfato ferroso granulado comercial, Fe2(SO4)3 - concentração comercial de Fe2O3

entre 28,5 e 31,5% (massa por massa); massa específica de 1300 kg/m³;

Sulfato ferroso comercial líquido, Fe2(SO4)3x 9H2O - teor de Fe2O3igual a 17±0,4%

(massa por massa); massa específica de 1530 a 1600 kg/m³ (t = 20 ºC).

56

- Cloreto de polialumínio ou hidróxi - cloreto de alumínio: coagulante inorgânico catiônico

pré-polimerizado produzido com cloreto de polialumínio (PAC - polyaluminum chloride),

apresentando a fórmula química generalizada da seguinte maneira:

𝐴𝑙𝑥(𝐻2𝑂) 6𝑥−2𝑦 𝑂𝐻 𝑦𝐶𝐿 3𝑥−𝑦 𝑜𝑢 𝐴𝑙𝑛(𝑂𝐻)𝑚𝐶𝑙 3𝑛−𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 0 < 𝑚 < 3𝑛 .

Na Tabela 7 observa-se as diversas fórmulas químicas, massa específica e a

concentração dos elementos do hidróxi-cloreto de alumínio.

Tabela 7- Fórmula química específica do hidróxi-cloreto de alumínio

Fórmula química Acidez total

(% HCl, massa/massa)

Al2O3 total

(% massa/massa)

Massa específica ρ

(kg/L a 18 ºC)

Al2Cl6 22,84 9,06 1,270

Al2(OH)Cl5 21,49 10,2 1,280

Al2(OH)2Cl4 19,45 11,3 1,290

Al2(OH)3Cl3 17,85 16,4 1,300

Al2(OH)4Cl2 14,14 20,3 1,315

Al2(OH)4,5Cl1,5 12,00 22,6 1,325

Fonte: Di Bernardo e Paz (2008b).

- Sulfato de alumínio: através da massa molar, da dosagem do produto e do pH, podem ser

feitas relações que quantificam o precipitado do coagulante e das espécies presentes:

𝐴𝑙(𝑂𝐻)2+ → log 𝐴𝑙 𝑂𝐻 2+ = 4,64 − 2𝑝𝐻

𝐴𝑙3+ → log 𝐴𝑙3+ = 9,66 − 3𝑝𝐻

𝐴𝑙6(𝑂𝐻)153+ → log 𝐴𝑙6 𝑂𝐻 15

3+ = 8,58 − 4𝑝𝐻

𝐴𝑙8(𝑂𝐻)204+ → log 𝐴𝑙13(𝑂𝐻)34

5+ = 8,58 − 4𝑝𝐻

𝐴𝑙2(𝑂𝐻)24+ → log 𝐴𝑙2(𝑂𝐻)2

4+ = 13,05 − 4𝑝𝐻

𝐴𝑙(𝑂𝐻)4− → log 𝐴𝑙 𝑂𝐻 4

− = 𝑝𝐻 − 13,91

A concentração total de alumínio é dado por:

𝐶𝑇,𝐴𝑙 = 𝐴𝑙 𝑂𝐻 2+ + 𝐴𝑙3+ + 6 𝐴𝑙6 𝑂𝐻 153+ + 8 𝐴𝑙8 𝑂𝐻 20

4+ + 2 𝐴𝑙2 𝑂𝐻 24+

+ [𝐴𝑙 𝑂𝐻 4−]

A Tabela 8 apresenta as formas comerciais de sulfato de alumínio sólido e algumas

de suas características.

57

Tabela 8- Forma comercial de sulfato de alumínio sólido

Forma do produto Massa específica aparente (kg/m³) Granulometria

Pó 600 a 700 99% ≤ 0,84 mm

Granulado 900 a 1000 100% ≤ 4,8 mm, 90% ≥ 2,0 mm

Pedra (britado) 800 a 850 100% ≤ 75 mm, 75% ≥ 12,7 mm

Fonte: Di Bernardo e Paz (2008b).

- Tanato quaternário de amônio: polímero orgânico (vegetal) catiônico de pequena massa

molecular

Nome comercial: Tanfloc SG

Tanfloc SG em pó - umidade varia de 4,5 a 6,5 (massa por massa); massa específica

de 0,4kg/L

Tanfloc SG líquido: massa específica variando de 1,15 a 1,20 kg/L; pH entre 1,7 e 2,3.

Di Bernardo e Paz (2008a) comentam que as unidades de misturas rápidas

comumente utilizadas na coagulação podem ser do tipo hidráulico (vertedor Parshall ou

retangular, injetores, difusores, etc.), do tipo mecânico (câmara com agitador) e especiais

(misturadores estáticos).

Na Figura 4, observa-se a unidade de mistura rápida da ETA de Gravatá em Campina

Grande, onde se apresenta uma calha Parshal, um dosador de cal e de coagulante.

Figura 4 - ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a) Calha Parshal

em operação; (b) Dosador de coagulante; (c) Dosador de cal e de coagulante em Calha

Parshall.

Fonte: Medeiros Filho (2009).

(a) (b) (c)

58

Santos (2007) acrescenta que existem vários fatores que poderão interferir no

processo da coagulação e mistura rápida, como por exemplo o pH e a alcalinidade da água

bruta; o tamanho e natureza das partículas coloidais; a concentração, dosagem e idade do

coagulante, além do gradiente de velocidade e o tempo de mistura.

De acordo com Padilha et al. (2011), a coagulação também pode ser vista como um

processo de desestabilização de partículas que ocorre em intensa agitação no meio.

Dalsasso e Sens (2006), analisando os estudos de Di Bernardo et al (2003)

concluiram que a natureza e o tamanho das partículas presentes na água também tem sua

importância para a decisão da técnica de tratamento, visto que se predominarem partículas

com o tamanho médio na faixa de 1 a 3 μm é adequado que o sistema possua a floculação

após a coagulação, para reduzir significativamente os custo na ETA.

Veras e Di Bernardo (2008), concluíram que nos tratamentos de água que não

contemplam a coagulação química não irão satisfazer os padrões para o consumo humano, a

não ser que o tratamento contemple a filtração lenta e a cloração, pois essas duas etapas

poderão assegurar a qualidade sanitária da água para o consumo. Contudo, a água não poderá

ter uma turbidez alta ( > 10 uT), visto que isso afetará a eficiência da filtração lenta e exigirá

uma pré-filtração para auxiliar na redução de impurezas presentes na água.

3.4.1.5 Floculação

A floculação é o processo de tratamento de água posterior a coagulação. Sua função

é permitir o agrupamento das partículas que foram desestabilizadas no processo de

coagulação, formando flocos que posteriormente serão sedimentados. A NBR 12.216/92

(ABNT, 1992), define floculador como a instalação que promove a agregação das partículas

formadas na mistura rápida, ou seja, originadas a partir da aplicação do agente coagulante.

Ainda de acordo com a NBR, o período de detenção e o gradiente de floculação

devem ser ensaiados, mas caso não existe a possibilidade de realizá-los, adota-se valores entre

20 e 30 min para floculadores hidráulicos e entre 30 e 40 min, para floculadores mecanizados.

Com relação ao gradiente de velocidade máximo, não se deve ultrapassar 70 s-1

no primeiro

compartimento, e não menos que 10 s-1

no ultimo compartimento.

59

Pádua (2006) enfatiza que na floculação não há remoção de substância, sendo sua

função maior condicionar a água que será encaminhada aos decantadores, ou flotadores ou

ainda aos filtros da ETA. Ainda de acordo com o autor, "na prática tem-se observado que o

valor do gradiente de velocidade médio ótimo diminui à medida que aumenta o tempo de

floculação" (2006, p. 532).

A Figura 5 mostra alguns tipos de unidades de floculadores empregados nas ETAs.

Figura 5 - Tipos de floculadores empregados na ETAs: a) - Floculador em meio granular; b)

Floculador em chicanas; c) Floculador mecanizado


A Figura 6 e a Figura 7 mostram, respectivamente, vistas de um floculador em

chicanas eum floculador mecânico da ETA de Alto Branco em Campina Grande.

Figura 6 - Floculador em chicanas verticais (seco) vendo-se, à direita, o vertedor para

medição de vazão (ETA Alto Branco, CAGEPA, Campina Grande).


60

Figura 7 - Vista de uma unidade de floculação mecânica. As tampas amarelas objetivam a

proteção do motor de acionamento do misturador (ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema

Boqueirão-Campina Grande).


3.4.1.6 Decantação

Consiste em uma parte do sistema de tratamento de água responsável pela remoção

das partículas em suspensão e de sólidos dissolvidos que estejam acumulados na água de

abastecimento. Comumente utilizada depois do floculador para permitir a sedimentaçãodo que

foi gerado através da força da gravidade.

Pádua (2006) mencionou que para pequenas comunidades, o decantador servirá de

um pré-tratamento, substituindo as unidades de mistura rápida e lenta (coagulação e

floculação). Neste caso, a decantação é denominada plena, e tem como desvantagem a

exigência de grandes áreas, visto que a velocidade de sedimentação é lenta e exigirá mais

espaço para um grande volume de água. Isto é eliminado pela coagulação e floculação pois

esses processos geram flocos com velocidade de sedimentação maior, possibilitando uma

menor área de decantação. A vantagem da decantação plena é a produção de lodo de fundo

menos agressivo ao meio ambiente, visto que não é utilizado coagulante químico.

Di Bernardo e Paz (2008a, p. 186) explicam a decantação da seguinte forma:

"qualquer partícula não coloidal, suspensa em um meio líquido em repouso e de menor massa

específica, será acelerada pela ação da gravidade até que as forças de resistência viscosa e de

deformação do líquido sejam iguais à resultante do peso efetivo da partícula”.

A Figura 8 apresenta vistas de um decantador convencional de fluxo horizontal e de

um detalhe da calha coletora de água decantada da ETA de Gravatá, Campina Grande.

61

Figura 8 - Vistas da ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a)

Decantador convencional de fluxo horizontal; (b) Um detalhe da calha coletora de água

decantada.


3.4.1.7 Flotação

Dispositivo utilizado para remoção de flocos que exigem decantadores com baixa

taxa de aplicação superficial, tornando sua aplicação muito onerosa para as ETAs, visto que

necessitam de grandes áreas para decantação. Possuem geradores de microbolhas que

promovem o aumento do empuxo, carreando os flocos ou partículas em suspensão para a

superfície do flotador, possibilitando a sua remoção e clarificação da água (PÁDUA, 2006).

Ainda de acordo com Pádua (2006), suas principais vantagens com relação aos

decantadores são: i) mais compacto do que os decantadores; ii) geração de lodo com maior

teor de sólidos; iii) economia no volume do coagulante primário; iv) reduz tempo de

floculação; v) reduz a água retirada com o lodo, quando relacionada com a porcentagem da

vazão total tratada pela ETA; vi) promovem o air stripping de substâncias voláteis; vii)

auxilia a remoção de metais solúveis, por promover um grau de oxidação.

O Quadro 8 descreve as técnicas de flotação presentes nas ETAs atualmente e o seu

modo de geração de bolhas.

Quadro 8 - Classificação das técnicas de flotação

Nome da técnica Modo de geração das bolhas

Flotação por ar disperso ou por ar induzido Em geral por meio de agitação, usualmente através de

rotores, ou passando o gás por placa porosa

Flotação eletrolítica Eletrólise da água

Flotação por ar dissolvido a vácuo Dissolução do ar na água à pressão atmosférica e sua

posterior liberação numa câmara com pressão negativa

(a) (b)

62

Flotação por ar dissolvido por

pressurização

Dissolução do ar na água sob pressão e sua posterior

liberação á pressão atmosférica


3.4.1.8 Filtração rápida

Técnica de tratamento responsável pela remoção de partículas suspensas e coloidais e

de microrganismos que se encontrem na água, através de um meio poroso pelo qual a água

percola, produzindo um efluente mais limpo. A filtração rápida geralmente é utilizada em

sistema de ciclo completo, de floto-filtração e de filtração direta (ascendente, descendente e

dupla filtração).

Di Bernardo e Paz (2008a) descrevem a filtração rápida de acordo com a Figura 9 e

destacam os seguintes componentes: i) canal de alimentação (ou de distribuição); ii) entrada

de água com a comporta para permitir o isolamento; iii) canal geral da água filtrada; iv) meio

filtrante composto por areia e antracito; v) camada de pedregulho que oferece suporte; vi)

sistema de drenagem; vii) caixa de saída da água filtrada, incluindo um vertedor; viii) canal

geral de água filtrada; ix) tubulação de água para a limpeza do filtro; x) mesa de comando.

Figura 9 - Corte longitudinal de um esquema de filtro rápido

Fonte: Di Bernardo e Paz (2008a).

Medeiros Filho (2009) considera que em torno de 40 a 50% das impurezas são

retidas nos filtros e o restante são removidas no processo de decantação. Portanto, considera-

se o filtro rápido como uma importante barreira sanitária, que retém até os microrganismos

patogênicos que resistiram até a filtração.

O autor ainda acrescenta que, comumente, são adotadas, no mínimo, 3 unidades para

vazão de até 50 litros/s, 4 para 250 litros/s, 6 para 500 litros/s, 8 para 1000 litros/s e 10 para

63

1500 litros/s. Segundo o mesmo autor, o número de filtros dependerá da magnitude da

instalação, número de etapas de construção, do arranjo geral e tamanho das tubulações, sendo

que fatores econômicos também são predominantes para a quantificação dos filtros.

Após a sua carreira de filtração (em torno de 20 a 30 horas, exceto em situações

esporádicas, como o período chuvoso) os filtros precisam ser lavados para recuperar a sua

eficiência que fora diminuída pelo acúmulo de impurezas entre os interstícios do leito

filtrante.

Figura 10 - Vista parcial da bateria de filtros da ETA Gravatá

Fonte: Medeiros Filho (2009)

Na Figura 10 e na Figura 11 são apresemtadas vistas parciais da bateria de filtros da

ETA Gravatá e da lavagem dos filtros, respectivamente.

Figura 11 - Lavagem de filtros: (a) Início - areia fluidificando; (b) lavagem em pleno

funcionamento.


Na Figura 11 observa-se a realização da limpeza do filtro e o funcionamento da calha

coletora da água com as impurezas, conduzindo-as para a calha principal, e posteriormente ao

(a) (b)

64

seu destino final. Na Figura 12 observa-se um filtro seco com a malha de tubos do sistema

fixo de contra corrente ou lavagem auxiliar.

Figura 12 - Filtro seco e cheio


3.4.1.9 Desinfecção

Etapa pós a filtração na qual adiciona-se um desinfetante na água para que ocorra a

eliminação de microrganismos. Medeiros Filho (2009) considera a desinfecção como o

processo de melhoria da qualidade bacteriológica da água, pois mantém a segurança sanitária

da mesma.

Pádua (2006) enfatiza que a desinfecção da água também tem um caráter preventivo,

visto que ao fazer o processo, deixa-se um volume residual para possíveis contaminações que

ocorram no sistema de distribuição. Em vista disso, é necessário sempre fazer amostragem

para quantificar a presença de microrganismo no sistema de distribuição.

Ainda de acordo com o autor (2006), os agentes desinfetantes agem por meio de 3

mecanismos: i) destruição da estrutura celular; ii) inativação de enzimas; iii) interferência na

biossíntese e no crescimento celular, podendo ser um ou a junção deles. Cabe enfatizar que a

utilização dos desinfetantes não é para a remoção de todas as formas vivas, e sim para

destruição dos organismos patogênicos.

Considerando os agentes químicos, comumente utilizam-se os seguintes

desinfetantes: oxidantes de cloro, bromo, iodo, ozônio, permanganato de potássio e peróxido

de hidrogênio e os íons metálicos, prata e cobre. Com relação aos agentes físicos, destacam-se

65

a radiação ultravioleta e o calor. É importante levar em consideração que desinfetante não

deverá ser nocivo a saúde humana e nem ocasionar sabor e odor na água.

A Figura 9 apresenta a quantidade estimada de microrganismo na água para que

ocorra uma contaminação e geração de doença.

Tabela 9- Quantidade de organismos para iniciar a enfermidade

Organismo Quantidade Nome da doença

Giardia lamblia 10 Giardiase

Shigella dysenteriae 10 Disenteria

Vibrio colerae 1.000 Cólera

Salmonella typhi 10.000 Febre tifóide

Cistos de Entamoeba histolytica 20 Disenteria amebiana

Escherichia coli 1x1010

Gastroenterite


O autor salienta que os números quantificados na Figura 9 são só estimativas e existe

variação para cada organismo, visto que a resistência das pessoas não é a mesma.

3.4.1.10 Fluoretação

A fluoretação é uma medida indireta para prevenir as cáries na população,

principalmente em crianças. Segundo Pádua (2006) a utilização de flúor na água de

abastecimento humano não é aprovado por todos os estudiosos na área, sendo alguns

favoráveis e outros não.

Medeiros Filho (2009, p. 119) comenta que a fluoretação é feita através de aparelhos

dosadores, sendo utilizados os seguintes agentes: fluoreto de sódio, o fluossilicato de sódio e

o ácido fluossilicico. O autor ainda enfatiza que para o sistema de abastecimento fornecer a

água com o flúor, deverá obedecer aos seguintes requisitos mínimos: "abastecimento contínuo

da água distribuída à população, em caráter regular e sem interrupção; a água distribuída deve

atender os padrões de potabilidade; sistemas de operação e manutenção adequados; controle

regular da água distribuída". A Figura 13 apresenta uma vista de um cone de saturação

(dosador de flúor).

66

Figura 13 - Cone de saturação ou dosador de flúor.


3.4.1.11 Estabilização

Depois que a água passa por todos os tratamentos exigidos para garantir os padrões

de potabilidade do Ministério da Saúde, ainda se faz necessário a sua estabilização para que

não ocorra problemas no sistema de distribuição, ou seja, não provoque incrustações, corrosão

do metal, ou agressão ao concreto (dependendo do material utilizado para transportar a água

tratada).

Pádua (2006, p. 548) cita que, nos últimos anos, vem sendo estudado o

ortopolifosfato para amenizar os problemas com as incrustações ocasionada pela água,

evitando o aumento da turbidez, sabor e a elevação da perda de carga.

3.4.2 Tecnologias de tratamento de água

67

O principal objetivo do tratamento de águas naturais para abastecimento humano é

adequar as características da água aos parâmetros físicos, químicos, microbiológicos e

radioativos estabelecidos pela portaria da potabilidade do Ministério da Saúde, para assim

prevenir a transmissão de doenças de veiculação hídrica.

Segundo Libânio (2010), as técnicas de tratabilidade tem como função retirar

partículas suspensas e coloidais, matéria orgânica e microrganismos e outras substâncias

ofensivas a saúde humana. Comumente suas açõessão por meio de processos e operações

físico-químicas, diferentemente do tratamento de esgotos, em que utiliza-se em sua maioria,

tratamento puramente biológico.

O autor ainda acrescenta que para escolher a técnica de tratamento, deve-se observar

as seguintes primícias:

- Característica da água bruta;

- Orçamento para implantação, manutenção, e operação da tecnologia;

- Manuseio e confiabilidade dos equipamentos empregados no tratamento;

- Flexibilidade Operacional;

- Característica da população consumidora e a localização;

- Disposição final dos resíduos finais (lodo).

Libânio (2010) acrescenta que a potabilização da água apresentará basicamente três

fases: clarificação - inclui etapas de coagulação, floculação e decantação/flotação para a

remoção de sólidos suspensos e parte dos sólidos dissolvidos; filtração - remoção de sólidos

dissolvidos e microrganismos e desinfecção - inativação de bactérias e vírus. Caso não haja o

processo de coagulação, inevitavelmente será exigido a técnica de filtração lenta.

Além das etapas citadas acima, Pádua (2006) acrescenta a fluoretação e a

estabilização que exercerão, respectivamente, a prevenção de cáries e controle de corrosão e

incrustações da água nas tubulações.

A Figura 14 apresenta as técnicas mais usuais de tratamento de água nas ETAs.

Figura 14 - Técnicas mais usuais de tratamento de água

68

Fonte: Adaptado de Pádua (2006).

3.4.2.1 Filtração lenta

Processo de tratamento de água no qual não se faz necessário a aplicação de

coagulante químico, visto que a sua operação é puramente biológica. Como o próprio nome

relata, é um processo lento, permitindo a eficiente remoção das partículas pelos agentes

biológicos. Contudo, o processo de filtração lenta exige uma área maior, sendo mais favorável

para comunidades rurais (PÁDUA, 2006, p. 551).

A filtração lenta pode ter ou não um pré-tratamento. Caso exista, passa a ser o

processo de filtração de múltiplas etapas (FiME), esquematizado na Figura 15. Esse

tratamento é utilizado quando há excesso de sólidos em suspensão.

Medeiros Filho (2009) diz que um dos inconvenientes da filtração lenta é que sua

aplicação só será potencialmente eficiente apenas em águas de pouca turbidez (até 50 ppm) e

que comumente a taxa de velocidade varia entre 3 e 9 m³/m².dia, sendo mais frequente entre 3

e 4m³/m².dia.

Segundo Pádua (2006), o filtro lento é composto de um tanque com uma camada de

areia (espessura entre 0,90 a 1,20 m) de pequena granulometria que auxilia na retenção das

partículas, sobre uma camada de pedregulho (espessura entre 0,20 a 0,45 m); além dessas

camadas, existe um sistema de drenagem que conduz a água filtrada.

Ainda de acordo com Pádua (2006), a plena eficiência do filtro só se dará após a

formação da camada biológica, ou seja, a maturação do filtro, composta por partículas inertes,

matéria orgânica, e por microrganismos, além dos precipitados (ferro, manganês, entre

outros), que permite a remoção das partículas e organismos nocivos a saúde humana.

A Figura 15 apresenta um esquema proposto por Medeiros Filho (2009) para o filtro

lento, onde podem ser observadas as camadas de areia fina, pedregulho e a tubulação que

conduz a água filtrada.

Filtração lenta

Filtração

Filtração em múltiplas

etapas (FIME)

Pré-filtração

Filtração

Filtração direta

descendente

Coagulação

Filtração descendente

Filtração direta descendente

com floculação

Coagulação

Floculação


Filtração direta

ascendente

Coagulação

Filtração ascendente

Dupla filtração

Coagulação

Filtração ascendente


Tratamento convencioanl

Coagulação

Floculação

Decantação

Filtração

Filtração direta descendente

com floculação

Coagulação

Floculação

Flotação

Filtração

69

Medeiros Filho (2009) estima a eficiência do filtro lento da seguinte forma:

- Remoção de turbidez: 100%;

- Remoção de cor (baixa):< 30%;

- Remoção de Ferro: até 60%; boa remoção de odor e sabor;

- Grande remoção de bactérias:> 95%.

Figura 15 - Esquema vertical de um filtro lento

Fonte: Medeiros Filho (2009)

Ainda de acordo com o autor, o processo de limpeza é feito quando se atinge a perda

de carga determinada no projeto. Realiza-se a remoção de cerca de 2 cm de areia da camada

superior, lava-se a mesma e posteriormente recoloca-se no filtro, quando após sucessivas

limpezas a área restante de areia chegue a 60 cm.

3.4.2.2 Filtração direta

Tipo de tratamento em que a única possibilidade de remoção de sólidos na água é a

filtração rápida, fazendo-se necessário primeiramente o processo de coagulação e

posteriormente filtração. Pode ser realizada como filtração direta descendente (percurso da

água coagulada é de cima para baixo), direta descendente com floculação (o percurso da água

coagulada e floculada é de cima para baixo), filtração direta ascendente (o percurso da água

70

coagulada é de baixo para cima), e dupla filtração (o percurso da água coagulada é ascendente

e depois descendente), sendo a última a que produz água com pior qualidade entre as demais

(PÁDUA, 2006).

Di Bernardo e Paz (2008a) relatam que a limpeza dos filtros rápidos é feita com jatos

de água no sentido ascensional com velocidade alta para fazer a desobstrução dos poros do

meio granular.

Medeiros Filho (2009, p. 111), elencou algumas características dos filtros rápidos

convencionais de areia com fluxo descendente, que são:

- Taxa de filtração: 120m³/m².dia;

- Lavagens 1 a 2 vezes por dia, tempo de 10 minutos, taxa de 800 a 1300 m³/m².dia,

consumo aproximado de 6% da água produzida;

- Características da areia: 0,60mm ≤D≤ 1,41mm com 0,40mm ≤ De≤ 0,60mm e

coeficiente de uniformidade inferior a 1,55;

- Acamada de pedregulho, suporte do leito filtrante, deve ter uma altura aproximada

de 50 cm e ser constituída na seguinte granulometria de cima para baixo: de 3/16 e

3/32” numa espessura de cerca de 0,06 m; de 1/2 e 3/16" 0,07 m; 3/4 e ½" 0,10 m; 1

1/2 e ¾" 0,12 m; 2 1/2 e 1 ½" 0,15 m.

Medeiros Filho (2009) atribui como vantagem do filtro rápido um bom rendimento

com menor área, visto que sua remoção de bactéria varia de 90 a 95% e ainda, reduz turbidez

e cor. Já, as principais desvantagens são: exige um controle rigoroso da ETA, mão-de-obra

qualificada, além de consumir cerca de 8% da água tratada para manutenção da ETA.

A Figura 16 apresenta um esquema de camadas e dimensões de um filtro rápido

convencional, esquematizado por Medeiros Filho (2009).

Figura 16 - Esquema vertical de um filtro rápido

71


3.4.2.3 Tecnologia de ciclo completo

A tecnologia de ciclo completo ou tratamento convencional é a mais utilizada em

todo o Brasil. Esse tipo de tecnologia contempla a mistura rápida, floculação, decantação ou

flotação, filtração e desinfecção. Esse tipo de tratamento é mais utilizado principalmente pelas

razões sazonais, permitindo adequação a qualidade da água bruta (BRASIL, 2006d).

Pádua (2006) comenta que no caso do ciclo completo, os filtros rápidos tem a

função de remover as partículas em suspensão que não foram retidas no processo de

decantação ou flotação, e que a não eficiência dos processos anteriores aos filtros, podem

atingir de modo insatisfatório os outros processos de tratamento, visto que no ciclo completo

a coagulação, floculação, decantação ou flotação, são colocados em série. Figura 17 apresenta

um esquema em corte dos componentes de uma ETA de ciclo convencional.

Figura 17 - Esquema em corte de uma ETA de ciclo convencional


3.4.2.4 Filtração em membranas

A técnica utiliza membranas com aberturas conhecidas, as quais permitem que as

bactérias sejam retidas e posteriormente formem a película biológica (BRASIL, 2006d).

Pádua (2006), acrescenta que as micro-aberturas também permitirão a retenção de material

particulado, micromoléculas, moléculas dissolvidas e íons dissolvidos. A escolha das

membranas de filtração dependerá da qualidade final desejada da água e de suas

características antes do tratamento.

72

Essa tecnologia é comumente utilizada para o tratamento de águas salobras, sendo

que funcionará como pré-tratamento, ou seja, após passar pela membrana, a água ainda terá

que ser tratada através da osmose reversa, ou caso não exista as membranas de filtração na

ETA, pode-se utilizar todo o processo do tratamento convencional e por último utiliza-se a

técnica de osmose reversa (PÁDUA, 2006).

Este autor elencou algumas das vantagens do tratamento com filtração em

membranas:

- Capacidade de tratamento de águas que apresentem turbidez máxima de 100 uT;

- Facilidade de adequar a água bruta aos padrões de potabilidade;

- Em algumas situações, a coagulação poderá ser dispensada;

- Automatização do sistema;

- Redução de custos, visto que a área necessária é menor do que a do tratamento

convencional;

- Remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos com eficiência superior à outras

técnicas de tratamento convencionais;

- Redução na produção de lodo, consequentemente sem muita agressão ao meio ambiente.

Com relação as desvantagens, esse tipo de tecnologia no Brasil se torna mais onerosa

do que nos outros países pela especialização da mão-de-obra, consumo de energia e a

aquisição da tecnologia.

3.4.3 Seleção de tecnologias de tratamento

Como já dito anteriormente, as tecnologias de tratamento de água são utilizadas para

adequar a água bruta aos padrões de potabilidade e torná-la mais atrativa a população e menos

potencialmente perigosa a saúde humana. Resumidamente, a tecnologia escolhida, tem que ter

capacidade de remover sólidos em suspensão e dissolvidos, bactérias patogênicas e

protozoários, turbidez, cor, sabor e odor.

Pádua (2006) diz que além de obedecer ao padrão de potabilidade, a escolha da

tecnologia também está aliada aos custos de implantação, complexidade operacional e porte

da instalação, mas esses pontos só serão avaliados quando comprovados que determinada

água bruta pode ser tratada com mais de uma tecnologia. Também se faz necessário levar em

consideração as mudanças sazonais e não as pontuais.

73

A NBR 12.216/92 (ABNT, 1992) classifica a água natural utilizada para o

abastecimento humano em quatro tipos, A, B, C e D, levando em consideração a DBO

(Demanda Bioquímica de Oxigênio) aos 5 dias, coliformes, pH, cloretos e fluoretos. Para

determinação da técnica de tratamento, essa classificação se torna fundamental, visto que a

mesma já trás consigo algumas das operações necessárias para atingir o padrão de

potabilidade exigido pelo Ministério da Saúde. A classificação é descrita a seguir:

- Tipo A: águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente

protegidas, com características que satisfazem aos padrões de potabilidade. O tratamento

mínimo necessário a desinfecção e correção do pH.

- Tipo B: águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias não-protegidas, com

características que podem se enquadrar aos padrões de potabilidade, mediante processo de

tratamento que não exija coagulação. O tratamento mínimo necessário inclui a desinfecção

e correção do pH e para alguns casos especificados pela norma, a decantação simples e

filtração.

- Tipo C: águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, com características que

exijam coagulação para se enquadrar nos padrões de potabilidade. O tratamento mínimo

inclui a coagulação, seguida ou não de decantação, filtração em filtros rápidos, desinfecção

e correção do pH.

- Tipo D: águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, sujeitas a fontes de

poluição, com características que exijam processos especiais de tratamento para que

possam se enquadrar aos padrões de potabilidade. O tratamento mínimo é equivalente ao

do tipo C com algum tratamento complementar para cada caso.

Pádua (2006) apresenta em sua obra, características das tecnologias existentes e os

limites de aplicação em função da qualidade da água, que são apresentados no Quadro 9 e

Quadro 10, respectivamente.

Quadro 9 - Características de algumas técnicas de tratamento de água

Parâmetros

Técnicas de tratamento

Filtração lenta Filtração direta

descendente

Filtração direta

ascendente

Tratamento

convencional

Operação Simples Especializada Especializada Especializada

Consumo de

coagulante

Nulo Baixo Baixo Alto

Resistência à

variação da

qualidade da água

Baixa Baixa Moderada Alta

Limpeza dos filtros Raspagem da Fluxo Fluxo ascendente Fluxo

74

camada

superficial

ascendente ascendente

Porte da estação Usual limitar a

pequenas

instalações

Sem limitações Sem limitações Sem limitações

Custo de

implantação

(US$/hab.)

10 a 100 2 a 30 5 a 45 10 a 60

Necessidade de

área.

Grande Pequena Pequena Média


Nota: Adaptado por Barros et al. (1995).

Quadro 10 - Limites de aplicação de diferentes técnicas de tratamento em função da qualidade

da água bruta

Parâmetros

Valores máximos para a água bruta

Turbidez

(uT)

Cor

verdadeira

(uH)

Ferro

Total

(mg/L)

Manganês

(mg/L)

NMP

Coliformes/100 ml

Totais Fecais

Filtração lenta 10 5 1 0,2 2.000 500

Pré-filtro + filtro

lento

50 10 5 0,5 10.000 3.000

FiME 100 10 3 0,5 20.000 5.000

Filtração direta

ascendente

100 100 15 1,5 5.000 1.000

Dupla filtração 200 150 15 2,5 20.000 5.000

Filtração direta

descendente

25 25 2,5 - 20.000 500

Filtração direta

descendente

com floculador

50 50 2,5 - 2.500 1.000

Tratamento

convencional **

250 * 2,5 - 20.000 5.000


Legenda: NMP (número mais provável)

* Depende do valor de turbidez; ** para águas que excedem os limites do tratamento convencional, este deverá

ser complementado com tratamento especiais, tais como pré-filtração, ajuste de pH, aplicações de polimeros,

utilização de carvão ativado etc.

75

4 MATERIAL E MÉTODOS

A seguir apresentam-se a descrição do objeto de estudo, período de

desenvolvimento, material utilizado e atividades desenvolvidas.

O trabalho, como já mencionado, se refere a um estudo de tratabilidade de água em

escala de bancada simulando a tecnologia de tratamento de água por filtração direta. O estudo

buscou identificar condições da coagulação visando remoção de cor, aparente e real, e de

turbidez. Vale ressaltar que a escolha da tecnologia de tratamento estudada teve como

referência dois ascpectos: (i) a ETA cuja água do manancial foi utilizada neste estudo é do

tipo filtração direta ascendente (ver item 4.1) e (ii) a tecnologia da filtração direta (ascendente

ou descente) é indicada para águas com turbidez < 10 uT e cor verdadeira < 20 uH, em 90%

das avaliações (DI BERNARDO, 2003).

Segundo Di Bernardo (2003), para testes em escala de bancada, utiliza-se o

equipamento denominado teste de jarros ou jartest. O equipamento dispõe de seis dispositivos

de agitação mecânica com velocidade variável que operam em paralelo. Para simular a

filtração pode-se utilizar um sistema de filtração em papel (filtro Whatman 40 ou equivalente)

ou sistema de filtração em areia (DI BERNARDO, 2003). Neste estudo, foi utilizado o

equipamento jar test e filtração em papel, conforme descrito nos itens subsequentes.

4.1 OBJETO DE ESTUDO

A presente pesquisa teve como objeto de estudo a água bruta do rio Piranhas/Açu,

município de Assú, Rio Grande do Norte. O rio Piranhas/Açu é o manancial utilizado no

abastecimento de água de 34 municípios do Rio Grande do Norte.

Segundo a Secretaria de Estado de Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos

(SEMARH), a ETA de Assú é do tipo filtração direta ascendente sendo constituída por 08

(oito) filtros. A água é captada na margem esquerda do rio Piranhas/Açu e recalcada à ETA de

Assú. O sistema de captação, tratamento e adução opera desde março de 2000 com uma vazão

total de 373L/s (RIO GRANDE DO NORTE, 2012). A referida ETA é operada pela

Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN).

76

4.2 PERÍODO DO ESTUDO

A pesquisa foi executada no período de transição entre chuva e estiagem na região de

Assú, RN. Os ensaios foram executados entre junho e julho de 2014.

4.3 MATERIAL UTILIZADO

Para a realização dos ensaios especificados nas Tabelas 10, 11 e 12 e a caracterização

da água bruta, foram utilizados os seguintes equipamentos e material diverso:

- Equipamento jartest, marca Nova Ética, modelo 218/6LDB (ver Figura 18)

- Medidor de pH, marca Thermo Scientific, modelo Orion 3 Star;

- Turbidímetro, marca Hach, modelo 2100Q;

- Espectrofotômetro, marca Hach, modelo DR5000;

- Medidor multiparâmetro, marca Hach, modelo HQ40D, utilizado como condutivímetro;

- Cronômetro digital, marca Instrutherm, modelo CD2800;

- Centrífuga de bancada microprocessada, marca Fanem, modelo 206BL Excelsa II;

- Vidraria: balão volumétrico, pipetas graduadas, pipetas volumétricas, provetas, béquers,

funil, erlenmeyer;

- Papel de filtro quantitativo, marca Fusion, referência QFP-12,5 cm black;

- Sistema de filtração: papel de filtro dobrado e disposto em um funil apoiado em erlenmeyer

(ver Figura 19).

- GPS, marca Garmin, modelo GPSmap 62sc

A Figura 18,19 e 20, mostram o equipamento jar test utilizado para as análises em

bancada, as bombonas com o reservatório utilizado para o armazenamento da água, o sistema

filtrante utilizado e alguns dos equipamentos auxiliares.

77

Figura 18 – Vista do equipamento Jar test utilizado para a pesquisa: (a) Jar test; (b) Jarro com

água coagulada.

Fonte: Autoria Própria (2014).

Figura 19 - (a) Vista do reservatório e bombonas utilizadas para armazenar a água bruta; (b)

Sistema filtrante para a água pós mistura rápida.


Figura 20 - Equipamentos utilizados em laboratório: (a) Espectrofotômetro; (b) Medidor

multiparâmetro - condutivímetro; (c) Turbidímetro.


(a) (b)

(a) (b)

(a) (b) (c)

78

Com relação aos produtos químicos, foram utilizados:

- Sulfato de Alumínio Comercial e Cloreto de Polialumínio (PAC), como coagulantes: as

soluções foram preparadas a 0,5% a cada 48 h. Ambos coagulantes foram obtidos junto a

CAERN não tendo sido especificadas as concentrações de Al2O3. Esta concentração pode

variar de 8 a 14% e de 8 a 23% para sulfato de alumínio e PAC, respectivamente (DUARTE,

2014)1;

- Polieletrólito catiônico Floerger como auxiliar de coagulação: a solução foi preparada a

0,1% a cada 24 h. Este produto também foi fornecido pela CAERN;

- Ácido sulfúrico (H2SO4) P.A. e carbonato de sódio (Na2CO3) P.A. (também conhecido como

barrilha leve) para variação do pH de coagulação. A solução de H2SO4 foi preparada

semanalmente a 0,1N. A solução de Na2CO3 foi preparada a 0,5% a cada 48 h.

4.4 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES

Neste tópico são descritos as atividades realizadas para alcançar os objetivos da

pesquisa.

4.4.1 Obtenção e caracterização da água bruta

A água bruta foi coletada na margem do rio Piranhas/Açu no mesmo local que a ETA

realiza a captação da água para tratamento. A Figura 21apresenta uma vista da localização na

BR 304, e a Figura 22, a captação da ETA e o ponto da retirada da água para as análises.

Figura 21 - Vista superior da localização da captação da água do Rio Piranhas/Açu.

Fonte: Google Earth (2014).

1 DUARTE, M. A. C. Comunicação pessoa em 07/07/2014. Engenheiro da Companhia de Águas e Esgotos do

Rio Grande do Norte (CAERN), 2014.

79

Figura 22–Vistas da captação de água da ETA de Assú.

Fonte: Autoria Própria, 2014.

No momento da coleta, foram registrados dados de temperatura do ar e da água, pH e

as coordenadas geográficas. A Figura 23 mostra os equipamentos utilizados para aferição

desses dados.

Figura 23 - Aparelhos utilizados em campo: (a) Termômetro e medidor de pH; (b) GPS.


A cada dia de ensaio, a água bruta foi caracterizada através das seguintes

determinações laboratoriais: pH, temperatura, cor aparente e verdadeira e turbidez. Além

disso, ao longo do período dos testes, foram executadas três medições dos seguintes

parâmetros: condutividade elétrica, dureza, carbonatos, bicarbonatos e cloretos.

(a) (b)

80

4.4.2 Procedimento experimental

Os ensaios foram realizados em três etapas. Nestas, foram utilizadas condições fixas

de mistura rápida (MR), tempo (TMR) e gradiente médio de velocidade (GMR), mas distintas

entre si. Em cada ensaio, utilizava-se uma dosagem fixa de coagulante e variava-se os valores

de pH de coagulação, tendo sido utilizados dois tipos de coagulantes e um auxiliar de

coagulação, totalizando 18 ensaios com 6 jarros por ensaio, como mostram as Tabelas 10, 11

e 12.

A primeira etapa foi realizada utilizando-se cloreto de polialumínio (PAC) como

coagulante. Os valores do TMR e GMR foram mantidos em 30s e 1000s-¹, respectivamente,

determinados a partir de experiências feitas nos estudos de Santos (2004). A variação dos

valores de pH de coagulação foi obtida utilizando-se solução de H2SO4 0,1N ou de Na2CO3

0,5%. Nesta etapa foram executados 10 ensaios. A faixa testada de valores pH foi de 4,0 a 7,1

para dosagens de PAC entre 1,0 a 6,0 mg/L. Para cada dosagem estudada, foram testados seis

valores de pH, resultando em 60 jarros. Um resumo desta etapa é apresentado na Tabela 10.

Tabela 10- Primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante

cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção de turbidez

Condições fixas de mistura rápida (MR): TMR = 30 s e GMR = 1000 s-1

Dosagem de coagulante

(mg/L)

pH de coagulação

(na faixa de 4,0 a 7,1) Ensaios Jarros

1,0 6 valores 1 1, 2, 3, 4,5, 6

1,5 6 valores 2 1, 2, 3, 4,5, 6

2,0 6 valores 3 1, 2, 3, 4,5, 6

2,5 6 valores 4 1, 2, 3, 4,5, 6

3,0 6 valores 5 1, 2, 3, 4,5, 6

3,5 6 valores 6 1, 2, 3, 4,5, 6

4,0 6 valores 7 1, 2, 3, 4,5, 6

4,5 6 valores 8 1, 2, 3, 4,5, 6

5,0 6 valores 9 1, 2, 3, 4,5, 6

6,0 6 valores 10 1, 2, 3, 4,5, 6

Total 10 60


Na segunda etapa foi realizada 1 ensaios, conforme mostrado na Tabela 11, usando

PAC como coagulante e utilizando-se as mesmas condições da mistrua rápida dos testes da

primeira etapa (TMR = 30 s e GMR = 1000 s-¹). Todavia, na segunda etapa foram observadas as

eficiências de remoção de cor, aparente e verdaeira, e de turbidez para a melhor dosagem

obtida na primeira etapa.

81

Tabela 11- Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e


de coagulação, identificados na primeira etapa.

Condições fixas de mistura rápida (MR): TMR = 30 s e GMR = 1000 s-1

Dosagem de coagulante

(mg/L)

pH de coagulação

(na faixa de 4,2 a 7,1) Ensaios Jarros

6,0 6 valores 1 1, 2, 3, 4, 5, 6

Total 1 6


A terceira etapa da pesquisa consistiu em 4 ensaios realizados com coagulante

sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico. Em cada ensaio foram mantidas as

concentrações de coagulante e de polímero em todos os jarros, variando-se o volume de ácido

para ajuste dos valores de pH em cada jarro.

Nesta etapa, as condições da mistura rápida adotadas foram baseadas naquelas

utilizadas por Santos et al. (2007). O procedimento consistiu em adicionar o sulfato de

alumínio à água bruta com GMR = 1000 s-¹ e TMR = 10 s e imediatamente após, adicionar o

polímero, diminuindo-se o gradiente para GMR = 800 s-¹ e TMR = 20 s. A Tabela 12 apresenta

um resumo dos ensaios realizados nesta etapa. Foram verificadas as eficiências de remoção de

cor, aparente e verdadeira, e de turbidez.

Tabela 12- Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante


coagulação

Condições de mistura rápida dosando sulfato de alumínio: TMR = 10 s e GMR = 1000 s-1

Condições de mistura rápida dosando polieletrólito catiônico: TMR = 20 s e GMR = 800 s-1

Dosagem de

coagulante

(mg/L)

Dosagem de

polieletrólito

(mg/L)

pH de coagulação

(na faixa de 3,9 a

7,2)

Ensaios Jarros

5,0 0,25 6 valores 1 1, 2, 3, 4,5, 6

5,0 0,50 6 valores 2 1, 2, 3, 4,5, 6

6,0 0,25 6 valores 3 1, 2, 3, 4,5, 6

6,0 0,50 6 valores 4 1, 2, 3, 4,5, 6

Total 4 24


O procedimento utilizado para execução dos ensaios de tratabilidade em escala de

bancada consistiu em:

- Homogeneizar a água bruta e coletar amostra representativa para caracterização da mesma;

82

- Medir 2 litros da água de estudo, utilizando-se proveta, e colocar este volume em cada um

dos jarros do equipamento jartest;

- Ligar os agitadores do equipamento jart est e acertar a rotação de maneira a obter-se o GMR

previamente definido;

- Adicionar determinado volume de solução de ácido ou de barrilha de maneira a conferir a

variação desejada do pH de coagulação para cada dosagem de coagulante;

- Medir os volumes da solução de coagulante, utilizando pipeta, de modo a obter-se a

dosagem previamente estabelecida e colocar os mesmos nos frascos dosadores do

equipamento jartest;

- Adicionar o conteúdo dos frascos dosadores nos jarros, cronometrando o tempo para

controle do tempo da mistura rápida (TMR);

- Ao término do TMR definido previamente, desligar os agitadores e imediatamente dar

sequência ao procedimento;

- Descartar aproximadamente 5 mL do conteúdo das mangueiras nos pontos de coleta dos

jarros do equipamento e imediatamente após, coletar simultaneamente as amostras de água

coagulada dos 6 jarros no sistema de filtração em papel,com cerca de 50 mL e medir os

valores de pH, temperatura, cor e turbidez.

Para determinação da cor, turbidez, pH e condutividade elétrica foram utilizados

métodos descritos em Clesceri et al. (1999): (i) cor aparente: método espectrofotométrico; (ii)

cor verdadeira: método espectrofotométrico com pré-tratamento por centrifugação durante 1

hora; (iii) turbidez: método nefelométrico; (iv) pH: método eletrométrico; (v) condutividade

elétrica (CE): método laboratorial do condutivímetro.

83

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados são apresentados em 4 partes, a saber: caracterização da água bruta,

resultados da primeira etapa de testes de tratabilidade (aplicação de PAC como coagulante

visando a remoção de turbidez), resultados da segunda etapa de ensaios (utilização de PAC

como coagulante visando a remoção de turbidez e de cor) e resultados relativos à terceira

etapa da pesquisa (utilização de sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico

visando a remoção de turbidez e de cor).

5.1 RESULTADOS RELATIVOS À CARACTERIZAÇÃO DA ÁGUA BRUTA

A Tabela 13 apresenta os resultados das verificações realizadas in loco durante as

coletas da água bruta estudada neste trabalho.

Tabela 13 - Verificações in loco levantadas durante as coletas da água bruta estudada

Coleta pH

Temperatura

da água

(°C)

Temperatura

do ar

(°C)

Coordenadas

geográficas Data Hora (h:min)

24/06/2014 14:40 6,54 29,2 32 S 5º36,884’

W 36º53,736’ 30/06/2014 14:30 7,02 29,2 32


Quanto a outras características físico-químicas da água bruta, na Tabela 14 são

apresentados resultados verificados em três amostragens.

Tabela 14 - Caracterização da água bruta.

Parâmetros Unidade 10/07/2014 14/07/2014 17/07/2014

pH -- 7,38 7,03 7,11

Temperatura °C 26,5 26,3 26,6

Turbidez uT 1,34 1,38 2,83

Cor uH 21 21 23

Carbonatos mmolc/L 0,00 0,40 0,20

Bicarbonatos mmolc/L 1,80 1,80 2,10

Cloretos mmolc/L 1,80 2,00 2,00

Dureza mg/L 70 75 90

Condutividade elétrica µs/cm 304 306 306


84

Di Bernardo (2003), considera algumas caracteristicas da água bruta fundamentais

para a escolha da tecnologia de tratabilidade, comparando os dados da Tabela 14 com suas

referências, pode-se perceber que as caracteristicas da água estudada coincidem com o da

literatura, reafirmando que a tecnologia aplicada é apropriada. Entre os dados relatados por Di

Bernardo, citam-se: - turbidez 90% < 10 uT e cor aparente - 90% < 25 uH (Filtração direta

descendente e ascendente). Além dos dados de turbide e cor, percebe-se que nas três análises

da água bruta (Tabela 14) indicaram valores de pH próximo da neutralidade (7,03 a 7,38).

Ainda de acordo com Di Bernardo (2003) antes da escolha da tecnologia de

tratabilidade da água, tem que ser realizada um estudo da água bruta de pelo menos 1 ano,

sendo que o ideal são mais de 5 anos para conhecer a real situação do corpo hídrico; além

disso, realizar uma adequada e eficiente análise estatistica para assim ter subsídeos para uma

escolha correta. Di Bernardo ainda complementa que esse estudo de mais de 5 anos se faz

necessário pela variação das características da água gerada pelas mudanças de estações do

ano.

5.2 RESULTADOS OBSERVADOS NA PRIMEIRA ETAPA: APLICAÇÃO DE PAC

COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ

Nesta etapa, são descritos os resultados relacionados à remoção de turbidez nos

ensaios de tratabilidade da água do Rio Piranhas/Açú. As Figuras 24 a 28, monstram os

percentuais remanescentes de turbidez para as dosagens estudadas de PAC de 1 a 6 mg/L.

Na Figura 24, observa-se que para a dosagem de 1 mg/L de Cloreto de Polialumínio

as melhores faixas de valores de pH para a remoção de turbidez foram entre 5,3< pH <5,5 e

6,3< pH <6,5, sendo observado para o valor de pH = 6,45 uma remoção de turbidez de 49%.

Para a dosagem de 1,5 mg/L, a maior eficiência de remoção de turbidez (41%) foi observada

para o valor de pH = 6,35. Ainda percebe-se que para a dosagem de 1,5mg/L obeteve-se um

remanescente de 114% para o valor de pH = 5,88, ou seja, houve um acréscimo de turbidez

superando o valor aferido na água bruta.

Para a dosagem de 2,0 mg/L (Figura 25), obeservou-se remoção de turbidez entre

entre 45 e 68%, sendo que a maior eficiência de remoção (68%) foi para o valor de pH de

coagulação de 5,77.

85


de Cloreto de Polialumínio.


Para a dosagem de 2,5 mg/L (Figura 25), percebeu-se que os menores valores de

turbidez remanescente foram obtidos para valores pH de 5,43 e de 6,49, sendo que a maior

efiência de remoção (80%) foi obtida para pH de coagulação de 6,49.




1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação

Dosagem de Cloreto de

Polialumínio = 1,0 mg/L

Turbidez

1

10

100

1.000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Re

ma

ne

sce

nte

(%)

pH de coagulação



Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Re

ma

ne

sce

nte

(%

)

pH de coagulação



Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação



Turbidez

86

A Figura 26 apresenta, respectivamente, os gráficos para as dosagens de 3,0 mg/L e

3,5 mg/L de PAC. Para a dosagem de PAC de 3,0 mg/L, o menor valor remanescente de

turbidez foi obtido para um valor de pH de 4,73, resultando em eficiência de remoção de 78%.

Já, para a dosagem de PAC de 3,5 mg/L, o menor percentual de turbidez remanescente foi

observado para um valor de pH de 4,85.




Para as dosagens de 4,0 e 4,5 mg/L de PAC, os resultados são apresentados na Figura

27. Para a dosagem de 4,0 mg/L de PAC, para os valores testados de pH, o percentual

remanescente de turbidez variou de 51 a 89%. Para a dosagem de 4,5 mg/L, os percentuais

remanescentes de turbidez estiveram entre 45 e 80%.

Ainda analisando a remoção de turbidez com o Cloreto de Polialumínio, observou-se

que para a dosagem de 5 mg/L (Figura 28), o percentual remanescente de turbidez variou

entre 40 e 56%.

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%

)

pH de coagulação

Dosagem de Cloreto de Polialumínio = 3,0 mg/L

Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação


Turbidez

87




Para a dosagem de 6 mg/L de PAC (Figura 28), observou-se que para a faixa de

valores de pH de coagulação testada o percentual remanescente de turbidez foi de 24 a 74%,

cujo a maior remoção se deu para o valor de pH de 4,8.




1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%)

pH de coagulação


Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação



Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%)

pH de coagulação


Turbidez

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%

)

pH de coagulação


Turbidez

88

5.3 RESULTADOS OBTIDOS NA SEGUNDA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE PAC COMO

COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR

Nesta etapa da pesquisa, obeservou-se além a remoção de turbidez, outros

parâmetros como a cor aparente e cor verdadeira da água bruta e tratada, contudo, os

comentários relevantes serão feitos para avaliar a eficiência da remoção que o coagulante

Cloreto de Polialumínio tem para a cor aparente e verdadeira, visto que a turbidez já foi

comentada na etapa anterior.


(cv/c0) para a dosagem de 6,0 mg/L de Cloreto de Polialumínio.


Para a dosagem de 6,0 mg/L (Figura 29), levando em conta a faixa de pH adotada, as

maiores eficiências de remoção de cor aparente e de cor verdadeira foram, respectivamente,

de 62 e 87%.

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%)

pH de coagulação


Turbidez

Cor aparente

Cor verdadeira

89

5.4 RESULTADOS VERIFICADOS NA TERCEIRA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE

SULFATO DE ALUMÍNIO JUNTAMENTE COM POLÍMERO CATIÔNICO

VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR

Como realizado na etapa 2, está fase também analisou a remoção de turbidez, cor

aparente e cor verdadeira da água bruta e tratada, contudo, utilizando Sulfato de Alumínio

como coagulante e um Polímero Catiônico como auxiliar.

A Figura 30 mostra os percentuais remanescentes de turbidez, cor aparente e

verdadeira para a dosagem de 5,0 mg/L. Porém, ambos os gráficos tem a mesma dosagem de

coagulante, variando somente a dosagem do polímero catiônico.

Para a dosagem de 0,25 mg/L de polímero catiônico, os percentuais remanecesntes

foram de 62 a 83%, de 35 a 54% e de 50 a 70% para turbidez, cor aparente e cor verdadeira,

respectivamente, com valores de pH de coagulação variando de 3,9 a 7,2. Ainda para esta

dosagem de polímero (0,25mg/L), os maiores valores de eficiência de remoção foram de 38,

65 e 50% para turbidez, cor aparente e cor verdadeira, respectivamente. Para a dosagem de

polímero de 0,50 mg/L, as maiores eficiências de remoção de turbidez, cor aparente e cor

verdadeira foram, respectivamente, de 86, 62 e 50%, respectivamente, com valores de pH de

coagulação de 5,9 a 6,4.



Catiônico.


1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

ane

sce

nte

(%

)

pH de coagulação

Dosagem de Sulfato de Alumínio =

5,0 mg/L e 0,25 mg/L de Polímero

Turbidez

Cor aparente

Cor verdadeira

1

10

100

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Re

ma

ne

sce

nte

(%

)

pH de coagulação



Turbidez

Cor aparente

Cor verdadeira

90

Analisando ambos os gráficos (0,25 e 0,50 mg/L de polimero) para a dosagem de 5,0

mg/L, observou-se que a dosagem de 0,5 mg/L de polímero catiônico proporcionou maior

eficiência em termos de remoção de turbidez, visto que sua porcentagem remanescente foide

14%, removento cerca de 86%. Porém para cor aparente a remoção foi maior com a dosagem

de 0,25%, pois a sua porcentagem remanescente foi de 35% e a de 0,5 mg/L foi de 38%. Para

ambos os casos, a remoção máxima de cor verdadeira foi a mesma (50%).

Também realizaram-se testes com a dosagem de 6,0 mg/L de Sulfato de Alumínio

variando somente a dosagem do polímero catiônico, cujos resultados são mostrados na Figura

32.



Catiônico.


Como observa-se na Figura 31, as maiores eficiências de remoção de turbidez (79%)

e de cor aparente (71%) foram observadas para dosagem de polieletrólito de 0,50 mg/L, não

tendo sido obtida contudo, remoção de cor verdadeira em nenhum dos valores de pH testados.

Para a dosagem de 0,25 mg/L de polieletrólito, as maiores eficiências de remoção foram de

67, 61 e 50%, respectivamente, para turbidez, cor aparente e cor verdadeira.

De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de testes

em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em distintos

testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor verdadeira e, em

um teste, para turbidez.

1

10

100

1.000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação

Dosagem de Sulfato de Alumínio = 6,0 mg/L e 0,25 mg/L de Polímero

Turbidez

Cor aparente

Cor verdadeira

1

10

100

1.000

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Rem

anes

cen

te (%

)

pH de coagulação



Turbidez

Cor aparente

Cor verdadeira

91

Veja na Tabela 15 uma síntese dos melhores resultados obtidos em todas as etapas da

pesquisa.

Tabela 15 - Síntese dos melhores resultados das etapas 1, 2 e 3.

1 0 6 - 7,1 25,2 1,77 17 7

2 30 6 - 6,8 24,9 1,58 15 5

3 34 6 - 6,1 24,9 0,85 8 5

4 35 6 - 5,3 24,8 1,33 9 6

5 36 6 - 4,8 24,8 0,57 8 4

6 37 6 - 4,2 25,0 1,03 10 3

1 10 5 0,5 6,4 24,5 1,85 17 6

2 15 5 0,5 6,4 24,4 0,54 8 6

3 20 5 0,5 6,3 24,4 1,31 12 4

4 25 5 0,5 6,2 24,4 1,36 12 6

5 0 5 0,5 6,1 24,6 0,74 10 6

6 30 5 0,5 5,9 24,9 0,83 9 5

1 0 6 0,5 6,6 23,3 1,64 10 5

2 20 6 0,5 6,5 23,4 0,80 8 6

3 30 6 0,5 6,1 23,3 0,69 6 7

4 27 6 0,5 5,5 23,6 1,29 11 5

5 32 6 0,5 5,2 23,3 0,83 8 4

6 35 6 0,5 5,1 23,5 1,26 10 7

En

saio

s

jarr

o Dosagem dos produtos químicos Parâmetros

Ácido

(mL/L)

Coagulante

(mg/L)

Auxiliar

(mg/L)pH

Temperatura

(°C)

Turbidez

(uT)

Cor Aparente

uH Cor Verdadeira uH

1

Características da água em estudo

Data:

24/07/2014 Temperatura = 23,8°C Tubidez = 3,34 uT pH = 6,1 Cor Aparente = 21 uH Cor Verdadeira = 3 uH

2


Data:


Ácido Sulfurico Sulfato de Alumínio Polimero Catiônico

Mistura rápida

Coagulante Auxiliar

TMR = 10 s GMR = 1000 s-¹ TMR = 20 s GMR = 800 s-¹

1

Ensaios de Bancada - 3ª Etapa

Produtos químicos

Ácido Coagulante Auxiliar

En

saio

s

jarr


Ácido

(mL/L)

Coagulante

(mg/L)

Auxiliar

(mg/L)pH

Temperatura

(°C)

Turbidez

(uT)

Cor Aparente


Coagulante Auxiliar

TMR = 30 s GMR = 1000 s-¹ -- --


Data:


Ensaios de Bancada - 1ª e 2ª Etapa

Produtos químicos


Ácido Sulfurico Cloreto de Polialumínio --

Mistura rápida

92

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Através da caracterização da água bruta estudada (valores médios de 1,85 uT e de

21,7 uH para turbidez e cor aparente, respectivamente), observou-se que a filtração direta é a

tecnologia indicada para o tratamento desta água visto que,tal tecnologia, segundo Di

Bernardo (2003), é indicada para valores de turbidez < 10 uT e cor verdadeira < 25 uH, em

90% das avaliações.

Com a realização dos ensaios com o uso de PAC como coagulante, na primeira etapa

do trabalho, observou-se remoção de turbidez com a tecnologia utilizada para todos os testes.

Porém, em termos de padrões de potabilidade, a Portaria do MS 2914/2011 especifica que

95% das amostras ao sair da ETA devem apresentar valor de turbidez ≤ 0,5 uT (BRASIL,

2011b), não tendo sido observado este valor no presente estudo. O menor valor alcançado de

turbidez remanescente foi 0,57 uT para a dosagem de PAC de 6,0 mg/L e pH de coagulação

de 4,8.

Com relação a segunda e terceira etapas da pesquisa, foram observadas eficiências de

remoção de cor aparente de 62% para Cloreto de Polialumínio (dosagem de 6,0 mg/L e pH de

coagulação de 4,9) e de 71% para sulfato de alumínio como coagulante juntamente com

polieletrólito catiônico (dosagem de 6,0 mg/L e de 0,5 mg/L para sulfato de alumínio e

auxiliar de coagulação, respectivamente, e pH de coagulação de 6,1).

Os testes utilizando sulfato de alumínio como coagulante juntamente com

polieletrólito, considerando os valores testados de pH de coagulação, indicaram melhores

resultados para dosagem de 5 mg/L de coagulante com 0,5 mg/L de auxiliar de coagulação,

tendo sido observadas eficiências de remoção de turbidez, cor aparente e cor verdadeira

foram, respectivamente, de 86, 62 e 50%.

Considerando todos os testes realizados, os menores valores remanescentes de

turbidez (0,57 uT), cor aparente (8 uH) e cor verdadeira (4 uH) foram observados para a

dosagem de PAC de 6 mg/L com respectivo valor de pH de coagulação de 4,8. Para esta

condição, os percentuais remanescentes para turbidez, cor aparente e cor verdadeira foram de

24, 38 e 50%, respectivamente.

De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de testes

em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em distintos

testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor verdadeira e, em

um teste, para turbidez.

93

REFERÊNCIAS

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96

ANEXO A - Resultados da primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem

do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção

de turbidez.

1 0 1,0 - 6,45 25,9 1,15

2 20 1,0 - 6,45 24,5 1,45

3 25 1,0 - 6,29 25,1 1,57

4 30 1,0 - 6,09 25,4 1,64

5 33 1,0 - 5,49 25,4 1,20

6 34 1,0 - 5,29 25,8 1,68

1 20 1,5 - 6,71 27,6 1,38

2 25 1,5 - 6,56 27,4 1,30

3 27 1,5 - 6,35 26,8 0,87

4 30 1,5 - 6,10 26,5 1,15

5 33 1,5 - 5,88 26,2 1,69

6 35 1,5 - 4,57 26,2 1,44

1 0 2,0 - 6,21 23,7 1,26

2 20 2,0 - 6,15 23,8 1,06

3 25 2,0 - 5,95 23,8 1,37

4 30 2,0 - 5,77 23,8 1,01

5 27 2,0 - 5,75 23,7 1,72

6 36 2,0 - 4,19 24,1 1,51

Coagulante Auxiliar

Ensaios de Bancada - 1ª etapa

Temperatura = 24,3°CData: 22/07/2014


Temperatura = 23,3°C

Mistura rápida

Produtos químicos

Ácido Coagulante Auxiliar de coagulação

Ácido Sulfúrico Cloreto de Polialumínio -


Tubidez = 2,24 uT pH = 6,22

TMR = 30 s GMR = 1000 s-¹ -- --

3

2



pH = 6,86Tubidez = 1,48 uT

Data: 18/07/2014

Temperatura

(°C)

Turbidez

(uT)

ParâmetrosDosagem dos produtos químicos


En

saio

s

jarro

Ácido

(mL/L)

Coagulante

(mg/L)

Auxiliar

(mg/L)pH

1

97

1 10 2,5 - 6,49 24,2 0,71

2 30 2,5 - 6,09 24,1 2,06

3 32 2,5 - 5,70 23,8 1,32

4 33 2,5 - 5,43 23,9 1,06

5 34 2,5 - 4,88 24,0 1,16

6 35 2,5 - 4,41 24,3 1,32

1 0 3,0 - 6,39 24,3 1,43

2 30 3,0 - 6,11 24,3 1,02

3 32 3,0 - 5,82 24,2 1,30

4 33 3,0 - 5,46 24,1 0,90

5 34 3,0 - 4,73 24,2 0,86

6 35 3,0 - 4,15 24,6 1,23

1 0 3,5 - 6,54 25,9 1,10

2 30 3,5 - 6,28 25,7 1,14

3 32 3,5 - 4,95 25,8 1,35

4 33 3,5 - 4,85 25,5 0,98

5 35 3,5 - 4,79 25,5 1,95

6 34 3,5 - 4,76 25,5 1,82

1 20 4,0 - 7,10 26,30 2,30

2 25 4,0 - 6,79 26,10 1,85

3 30 4,0 - 6,60 26,00 1,78

4 35 4,0 - 5,81 25,80 1,75

5 37 4,0 - 5,07 25,70 1,32

6 40 4,0 - 4,03 25,80 1,51

1 0 4,5 - 6,60 24,5 1,96

2 20 4,5 - 6,50 24,3 1,56

3 25 4,5 - 6,40 24,4 1,55

4 30 4,5 - 6,20 24,6 1,53

5 33 4,5 - 6,00 24,6 1,17

6 35 4,5 - 5,00 25,1 1,11





7

8


6






5





4


98


1 32 5,0 - 6,43 26,0 1,14

2 31 5,0 - 6,23 25,8 1,23

3 30 5,0 - 6,09 25,7 1,58

4 35 5,0 - 5,31 25,6 1,22

5 36 5,0 - 4,59 25,6 1,14

6 37 5,0 - 4,47 25,6 1,40

1 0 6,0 - 7,10 25,2 1,77

2 30 6,0 - 6,80 24,9 1,58

3 34 6,0 - 6,10 24,9 0,85

4 35 6,0 - 5,30 24,8 1,33

5 36 6,0 - 4,80 24,8 0,57

6 37 6,0 - 4,20 25,0 1,03




Turbidez = 2,39 uT pH = 7,00

10


Turbidez = 2,83 uT pH = 7,11

9

99

ANEXO B - Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e


de coagulação, identificados na primeira etapa.


1 0 6 - 7,1 25,2 1,77 17 7

2 30 6 - 6,8 24,9 1,58 15 5

3 34 6 - 6,1 24,9 0,85 8 5

4 35 6 - 5,3 24,8 1,33 9 6

5 36 6 - 4,8 24,8 0,57 8 4

6 37 6 - 4,2 25,0 1,03 10 3


Produtos químicos


Ácido Sulfurico Cloreto de Polialumínio --

Mistura rápida

Coagulante Auxiliar

TMR = 30 s GMR = 1000 s-¹ -- --


Data:


1

En

saio

s

jarr


Ácido

(mL/L)

Coagulante

(mg/L)

Auxiliar

(mg/L)pH

Temperatura

(°C)

Turbidez

(uT)

Cor Aparente


100

ANEXO C - Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante


coagulação.


1 0 5 0,25 7,2 25,5 1,74 13 7

2 20 5 0,25 7,2 25,4 1,56 14 6

3 25 5 0,25 6,9 25,6 2,07 14 7

4 30 5 0,25 6,4 25,7 1,55 12 5

5 35 5 0,25 5,4 25,7 1,86 11 7

6 40 5 0,25 3,9 25,9 1,65 9 6

1 10 5 0,50 6,4 24,5 1,85 17 6

2 15 5 0,50 6,4 24,4 0,54 8 6

3 20 5 0,50 6,3 24,4 1,31 12 4

4 25 5 0,50 6,2 24,4 1,36 12 6

5 0 5 0,50 6,1 24,6 0,74 10 6

6 30 5 0,50 5,9 24,9 0,83 9 5

1 0 6 0,25 6,8 24,30 1,43 9 7

2 15 6 0,25 6,8 24,20 1,48 12 7

3 20 6 0,25 6,7 24,30 1,10 10 6

4 25 6 0,25 6,5 24,20 0,96 9 8

5 30 6 0,25 6,2 24,50 1,30 10 8

6 35 6 0,25 4,9 24,00 0,88 7 3

1 0 6 0,50 6,6 23,3 1,64 10 5

2 20 6 0,50 6,5 23,4 0,80 8 6

3 30 6 0,50 6,1 23,3 0,69 6 7

4 27 6 0,50 5,5 23,6 1,29 11 5

5 32 6 0,50 5,2 23,3 0,83 8 4

6 35 6 0,50 5,1 23,5 1,26 10 7


Data: 24/07/2014 Temperatura = 24,3°C Tubidez = 2,87 uT pH = 6,2

Cor Aparente = 18

uH

Cor Verdadeira

= 6 uH

4

3



Cor Aparente = 21

uH

Cor Verdadeira

= 3 uH

1



Cor Aparente = 21

uH

Cor Verdadeira

= 8 uH

2

En

saio

s

jarro Dosagem dos produtos químicos Parâmetros

Ácido

(mL/L)

Coagulante

(mg/L)

Auxiliar

(mg/L)pH

Temperat

ura (°C)

Turbidez

(uT)

Cor

Aparente

Cor Verdadeira

uH

TMR = 20 s GMR = 800 s-¹



Cor Aparente = 26

uH

Cor Verdadeira

= 10 uH

Ácido Sulfúrico Sulfato de Alumínio Polimero Catiônico

Mistura rápida

Coagulante Auxiliar

TMR = 10 s GMR = 1000 s-¹


Produtos químicos


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