entra em contato com o meio poroso, diminuindo a necessidade de maiores dosagens do coagulante. Durante a filtração, os flocos aderem ao meio filtrante sob a influência de forças de Van Der Waals. Parte dos flocos podem ser removidos do líquido quando estas partículas estão fracamente aderidas, sendo importante o uso de diferentes granulometrias no meio filtrante (RICHTER, 2009).
PROCESSOS DE DESINFECÇÃO EM EFLUENTES DOMÉSTICOS
Várias tecnologias de desinfecção da água são utilizadas ao redor do mundo, e tem como objetivo reduzir a disseminação de doenças. Muitos desses desinfetantes químicos são fortes agentes oxidantes e se dosados em excesso ou usados de forma inadequada, podem reagir com precursores orgânicos e inorgânicos, e provocar a formação de subprodutos da desinfecção com efeitos adversos à saúde.
Os processos amplamente empregados para a desinfecção da água são classificados como processos químicos de oxidação por cloro, dióxido de cloro, hipoclorito de sódio ou de cálcio, ozônio e ácido peracético (COLLIVIGNARELLI et al., 2018).
3.10.1 Desinfecção por cloro
O cloro é o oxidante mais utilizado na inativação de microrganismos e remoção de contaminantes orgânicos para o tratamento da água na forma de cloro gasoso, cloraminas, e principalmente na forma de hipoclorito de sódio ou de cálcio (LI et al., 2017).
No entanto, a taxa de eliminação depende das condições de tratamento tais como a temperatura, o pH e o conteúdo orgânico (COLLIVIGNARELLI et al., 2018; DUAN et al., 2018).
Quando o cloro gasoso é dissolvido na água, hidrolisa rapidamente em ácido clorídrico (HCl) e ácido hipocloroso (HOCl) de acordo com a equação 34.
Cl2 + H2O ⇌ H+ + Cl- + HOCl (34)
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4 2`( ) 4, 48 10 H aq H Cl HOCl K Cl (35)A capacidade de desinfecção do HOCl é geralmente mais alta que a apresentada pelo íon OCl-. A distribuição de cloro livre entre HOCl e OCl- é
apresentada na Figura 13.
Figura 13 – Distribuição de espécies de cloro em função do pH
Fonte: (LIN, 2007)
O ácido hipocloroso é um ácido fraco e sujeito a dissociação adicional dos íons hipoclorito (OCl-) e íons hidrogênio de acordo com equações 36 e 37.
HOCl ⇌ H+ + OCl- (36) A constante de dissociação é:
H++ OCl- -8 Ka = = 3,7×10 HOCl (37)O cloro reage com certos constituintes dissolvidos no efluente, como compostos de amônia e nitrogênio amino, para produzir cloraminas. Estes são referidos como cloro combinado. Na presença de íons de amônio, o cloro livre reage de maneira gradual para formar três espécies: monocloramina (NH2Cl); dicloramina
(NHCl2) e tricloramina (NCl3) como verificado nas equações 38 a 41:
NH4 + HOCl ⇌ NH2Cl + H2O + H+ (38)
NH3(aq) + HOCl ⇌ NH2Cl + H2O (39)
NH2Cl + HOCl ⇌ NHCl2 + H2O (40)
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Em meio alcalino, a reação para formar dicloramina a partir da monocloramina não é favorecida. Em meio ácido, outras reações ocorrem da seguinte maneira:
NH2Cl + H+ ⇌ NH3Cl+ (42)
NH3Cl+ + NH2Cl ⇌ NHCl2 + NH4 (43)
O cloro residual livre é a soma das concentrações de ácido hipocloroso e o íon hipoclorito. O cloro total disponível é a soma de cloro livre e cloro combinado. As cloraminas também são desinfetantes, mas são mais lentas para agir quando comparado ao hipoclorito. O pH da água é o fator mais importante na formação de espécies de cloramina. Em geral, a monocloramina é formada em pH acima de 7, sendo o pH 8,4 ideal para sua formação (LIN, 2007).
O cloro, na presença de substâncias orgânicas naturais, tais como, ácidos húmicos e fúlvicos, produz os trihalometanos, clorofenóis, hidrato de cloral, haloacetonitrila e ácido acetoacético, conhecidos por serem tóxicos para humanos e o ambiente (BADAWY et al., 2012; SORLINI et al., 2016; SUN et al., 2009).
Os trihalometanos são um grupo volátil de compostos, que compreende clorofórmio, bromodiclorometano, clorodibromometano e bromofórmio. O clorofórmio é geralmente o subproduto mais prevalente formado, embora os trihalometanos bromados possam ocorrer em altas concentrações quando as águas com altas concentrações de brometo são cloradas (COLLIVIGNARELLI et al., 2018).
A desinfecção de água ou efluente contendo dimetilamina por cloro leva à formação de dimetilnitrosamina, sendo que sua formação é relacionada à proporção de cloro, íons amônio e dimetilamina (ANDRZEJEWSKI; KASPRZYK-HORDERN; NAWROCKI, 2005).
Apesar da possível formação de subprodutos de desinfecção o cloro é o desinfetante mais utilizado no mundo. A sua ampla utilização é devido ao cloro ser um poderoso agente bactericida pelo bloqueio de atividades vitais em microrganismos, com mecanismos bastante complexos. A principal ação do cloro é modificar a estrutura química das enzimas que são a base dos mecanismos de nutrição das bactérias, inativando-as e, assim, inibindo seu desenvolvimento e vida (COLLIVIGNARELLI et al., 2018).
As vantagens da desinfecção por cloro podem ser resumidas em: I) A cloração é uma tecnologia bem estabelecida; II) Atualmente, o cloro é mais econômico do que
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a desinfecção por UV ou ozônio (exceto quando a descloração é necessária); III) O resíduo de cloro que permanece no efluente das águas residuais pode prolongar a desinfecção mesmo após o tratamento inicial, e pode ser medido para avaliar a eficácia; IV) A desinfecção do cloro é confiável e eficaz contra uma ampla variedade de organismos patogênicos; V) O cloro é eficaz na oxidação de certos compostos orgânicos e inorgânicos; VI) A cloração possui controle de dosagem flexível; VII) O cloro pode eliminar odores desagradáveis após a desinfecção (ALI, 2017; US.EPA, 1999).
Geralmente o sistema de dosagem de hipoclorito em meio aquoso (hipoclorito de sódio ou cálcio) consiste em uma bomba e um tanque de armazenamento. O tempo adequado de mistura e contato deve ser fornecido após a injeção para garantir a inativação completa dos microrganismos patogênicos. Pode ser necessário controlar o pH da água ou efluente. A cloração com hipoclorito de sódio é um processo relativamente simples e econômico, que não requer amplo conhecimento técnico e é capaz de lidar com sistemas de suprimento de tamanhos variados. A solução de hipoclorito de sódio ou hipoclorito de cálcio é diluída com água ou efluente em um tanque de mistura e depois injetada por uma bomba dosadora no tubo de abastecimento de água ou tanque de contato a uma vazão controlada (COLLIVIGNARELLI et al., 2018).
Em geral, processos de oxidação por cloro dos efluentes domésticos são amplamente difundidos ao redor do mundo, sendo utilizados em diversas tecnologias de reúso direto ou indireto tais como: os processos de lodo ativado + cloração; reatores anaeróbios + cloração; lagoas de oxidação + cloração, utilizados em estações de tratamento de esgoto na cidade de Uttarakhand no estado indiano de Haryana, sendo o efluente liberado no rio Ganges ou usado para fins de irrigação agrícola (TAK; KUMAR, 2017); Reator UASB + filtro biológico + cloração utilizados em estações de tratamento de esgoto na cidade Juazeiro do Norte-CE, sendo descartado o efluente diretamente no solo ou em rios tributários do rio São Francisco, o qual é amplamente utilizado pela população do nordeste brasileiro (PONCE et al., 2018) e pós-tratamento de efluentes domésticos secundários (efluente de reator UASB, lagoas em série, entre outros) por cloração, visando o reúso na irrigação em países mediterrânicos (MARYAM; BÜYÜKGÜNGÖR, 2019).
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