Primeira etapa ⇒ remoção de material com maior tamanho através de barreiras físicas (grades)
água que apresenta baixa turbidez ⇒ pode ser tratada através da decantação direta (sem adição de substâncias químicas) e posterior filtração para remoção de partículas menores que não se decantam naturalmente
Sedimentação ⇒ forma mais antiga e comum de tratamento de águas
usa a gravidade como agente de decantação responsável pela remoção do material particulado suspenso em água
Processo simples de baixo custo e realizado em tanques de diferentes tamanhos e formas.
Sedimentação ⇒ fenômeno físico no qual, em decorrência da ação da gravidade, as partículas suspensas apresentam movimento descendente em meio líquido de menor massa específica.
→ 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.
Água contendo material particulado → flui lentamente para o tanque de decantação → fica retida por um tempo suficiente para que as partículas maiores possam decantar para o fundo do tanque.
Material que lentamente se deposita no fundo do tanque é removido mecanicamente.
Decantador vertical : retém partículas cuja a velocidade de sedimentação seja superior a velocidade ascendente do líquido (0,05-0,15 cm s-1)
Decantador horizontal : partícula em suspensão sedimentará com uma velocidade constante e alcançará o fundo no tempo t (<1,25cm s-1)
⇒ material de dimensões muito pequenas que não se decanta naturalmente
percentualmente significativo das partículas presentes em águas superficiais são tão pequenas que demorariam dias ou até mesmo semanas para se decantarem naturalmente
⇒ parte pode ser removido por filtração
muitos casos ⇒ necessário adição de agente químico para coagular e flocular as partículas com menor tamanho
partículas de tamanho coloidal podem ser então removidas por decantação ou diretamente em filtros
Partículas coloidais entre 0,001 a 1 µm.
Grupo de moléculas ou íons fracamente ligados entre si.
⇒muitos casos as unidades individuais de uma partícula coloidal estão organizadas no espaço de tal maneira que a superfície das partículas contem grupos aniônicos
grupos aniônicos
As cargas negativas da superfície da partícula repelem as partículas de sua vizinhança, impedindo sua agregação e posterior precipitação.
A remoção de partículas coloidais é de vital importância ⇒ vírus e bactérias perigosos que são resistentes a desinfecção posteriores.
COAGULAÇÃO
É um procedimento físico e químico onde as partículas muito pequenas são desestabilizadas e então agregadas para que possam se decantar.
Coagulantes: adicionados na água com a finalidade de reduzir as forças eletrostáticas de repulsão, que mantém separadas as partículas em suspensão, as coloidais e parcela das dissolvidas.
coloidais e parcela das dissolvidas.
Inicialmente agita-se rapidamente o sistema afim de aumentar a dispersão do coagulante.
⇒agitação lenta e contínua pode ser obtida através de pás movidas mecanicamente ou ainda por meio hidráulico através de direcionamento adequado do fluxo de água que entra no tanque de coagulação/floculação
Em seguida o sistema é agitado lentamente permitindo o contato entre as partículas no Em seguida o sistema é agitado lentamente permitindo o contato entre as partículas no processo denominado floculação.
Por intermédio da ação combinada de processos químicos e físicos as partículas coloidais que não iriam se decantar são aglomeradas formando sólidos de maior tamanho chamado flocos.
Mais utilizados: são o sulfato de alumínio e o cloreto férrico.
Quando, por exemplo, o sulfato de alumínio é adicionado a água, o íon alumínio hidrolisa conforme:
hidrolisa conforme:
Al(H2O)63+ + 3HCO
3-→ Al(OH)3(s) + 3CO2 + 6H2O
Normalmente não é possível se obter uma solução totalmente clarificada apenas através do uso da decantação direta ou com a combinação com a coagulação/floculação.
Necessário o uso da filtração na imensa maioria dos processos de tratamento.
Filtração ⇒ processo através do qual a água passa por um filtro que se constitui em uma camada de areia fina depositada sobre camadas de cascalho ou pedregulho.
O mecanismo da filtração inclui a retenção de partículas maiores que os poros do filtro; floculação que ocorre quando as partículas são forçadas a se aproximarem do leito filtrante; e sedimentação das partículas nos poros do filtro.
Com o passar do tempo os poros entopem e o filtro tem que ser limpo através de retrolavagem.
FILTRAÇÃO
Os mecanismos responsáveis pela remoção de partículas durante a filtração com ação de profundidade são complexos e influenciados principalmente por características físicas e químicas das partículas da água e do meio filtrante, da taxa de filtração e do método de operação dos filtros. Considera-se a filtração como o resultado da ação de três mecanismos distintos: transporte, aderência e desprendimento.
Partículas se movem nos vazios que tem dimensões que chegam a ser de 100 a 1000 vezes a tamanho deles.
DESINFECÇÃO
Objetivo: destruir de microorganismos patogênicos ou não presentes na água.
As principais técnicas empregadas são: →cloração
→ozonização
→exposição da água à radiação ultravioleta →exposição da água à radiação ultravioleta
CLORAÇÃO
Cl2 + H2O → H+ + Cl- + HClO
-os hipocloritos são mais seguros e mais fáceis de serem manuseados do que o cloro gasoso;
-as duas espécies químicas formadas pelo cloro em água, HClO e ClO-, são
conhecidas como cloro livre disponível; conhecidas como cloro livre disponível;
-na presença de amônia, pode formar monocloramina, dicloroamina e tricloroamina:
NH4+ + HClO → NH
2Cl (monocloroamina) + H2O + H+
Quando o cloro é aplicado na entrada da ETA (pré-cloração) temos os seguintes objetivos:
-Limitar o desenvolvimento de microorganismos nos decantadores e filtros;
-Melhorar as condições de coagulação, resultando em alguns casos na economia de coagulante;
OZONIZAÇÃO
O ozônio é um gás oxidante extremamente potente, reativo e instável. Estas características permitem tratar a água – oxidação, precipitação e sanitização – sem nenhum resíduo de ozônio após sua aplicação. Além disso, possibilita outras aplicações visando o meio ambiente: redução dos metais às suas formas insolúveis (normalização), quebra da cadeia dos hidrocarbonetos (dissociação) e solidificação dos compostos orgânicos dissolvidos, causando sua coagulação e precipitação (mineralização).