Tratamentos

2.4.4.1 Tratamentos não convencionais

Os tratamentos não convencionais são empregados quando a água bruta apresenta boa qualidade, ou em sistemas que tratam até 70 L/s e com pouco espaço para construção de uma estação de tratamento convencional.

Estação de Tratamento de Água tipo filtração direta de fluxo ascendente, chamada de Filtro Russo, para Brasil (2014):

é um sistema de tratamento que utiliza a filtração da água coagulada de forma direta e ascendente. Este tipo de estação é especialmente

recomendado para o tratamento de água bruta com baixos valores de turbidez, podendo a cor ter níveis mais altos. Não possui floculadores e decantadores. Os parâmetros máximos para utilização desse sistema são turbidez até 200 NTU e cor máxima de 1.000 mg/L PtCo (aparente).

Para Brasil (2014) consideram-se ainda com tratamento de água não convencional: Estação de Tratamento de Água tipo filtração direta de fluxo descendente à pressão, Estação de tratamento de água tipo compacta a pressão, Estação de tratamento de água tipo compacta convencional aberta à gravidade.

2.4.4.2 Tratamento convencional

O tratamento convencional é composto das seguintes etapas: clarificação (mistura rápida/coagulação, mistura lenta/floculação, decantação e filtração), desinfecção, correção de pH, reservação e distribuição (BRASIL, 2014).

Figura 5: Esquema de um tratamento de água convencional

Fonte: Autor, 2015.

Para o subitem 5.8.1 da NBr 12216 de 1992, “mistura rápida é a operação destinada a dispersar produtos químicos na água a ser tratada, em particular no processo de coagulação, para o qual são destinadas as disposições seguintes.”

Mananciais Mistura rápida/

coagulação Floculação Decantação

Filtração Desinfecção Fluoretação Reservatórios de distribuição Abastecimento residências

realizada no menor tempo possível e sob condições de elevada turbulência da água, medida pelo parâmetro gradiente de velocidade (G, em s-1).”

As unidades de mistura rápida podem ser classificadas em dois grandes grupos: hidráulicas e mecanizadas. As unidades de mistura rápida hidráulicas, de modo geral, apresentam menos problemas operacionais que as mecanizadas, em face da ausência de peças e motores. Entretanto, apresentam menor flexibilidade operacional. Muitas estações de tratamento no Brasil valem-se da turbulência existente no ressalto hidráulico das calhas Parshall para o processo de mistura. (BRASIL, 2006)

As águas superficiais contêm cor e turbidez em quantidade e proporção variadas. A remoção dessas características é feita com adição de coagulantes após a chegada da água bruta na ETA. Os coagulantes mais empregados no Brasil são os sais de alumínio e ferro (MS, 2006).

A água procedente de mananciais de superfície com partículas finamente divididas, principalmente coloides, devido ao baixo peso e a estabilidade de suas cargas elétricas a velocidade de sedimentação é praticamente desprezível. Para que seja promovida a separação destas partículas do meio aquoso, um dos artifícios mais empregados nos processos de tratamento de água é a coagulação, seguida de floculação, decantação e filtração (CINTRA, 2014).

A coagulação acontece quando a barreira energética das forças atuantes em superfícies coloidais, que mantem separadas as partículas em suspensão, é eliminada ou desestabilizada (COSTA, 2013). Essa desestabilização permite a formação de flocos, na etapa seguinte, a floculação.

A coagulação pode acontecer a partir de mecanismos diferentes. Quando se trata da adição de coagulantes de alumínio, os mecanismos que podem ser observados são o de varredura e adsorção e neutralização de cargas.

No mecanismo varredura, as concentrações de coagulante são elevadas, gerando hidróxidos insolúveis de alumínio. A precipitação floculenta destes hidróxidos “varrem” os coloides presentes no meio, e os próprios coloides atuam na formação do precipitado que ocorre nos floculadores e decantadores.

A adsorção e neutralização de cargas ocorrem quando o coagulante possui uma carga contrária a do coloide, que quando adsorvido promove a neutralização de cargas.

A etapa de coagulação é imprescindível para se alcançar um bom resultado na clarificação da água bruta, podendo comprometer todas as demais etapas. A preocupação em se escolher um coagulante para determinado tratamento se justifica em representar 40% dos custos totais (FONTOURA, 2009 apud COSTA, 2013). A escolha poderá ser feita a partir de ensaios de bancada.

As etapas de coagulação e floculação são comumente confundidas uma vez que uma decorre da outra. A coagulação ocorre em poucos segundos. Já a floculação demanda mais tempo para ocorrer.

Após a ocorrência da coagulação, para que as partículas se tornem mais densas e sedimentáveis há a necessidade da floculação (CINTRA, 2014). Na etapa da floculação, a agitação da água vai diminuindo gradualmente, de forma a possibilitar a formação dos flocos e esses não serem destruídos pela agitação intensa da água nem se depositarem no fundo por uma agitação muito lenta (BRASIL, 2014).

A adequada agitação da água pode ser obtida através de floculadores hidráulicos ou mecanizados. No primeiro, provoca-se um movimento sinuoso da água; no segundo, a agitação ocorre por meio de equipamentos mecânicos. De acordo com Brasil (2006) os floculadores hidráulicos apresentam menores custos e complexidade operacionais; os mecanizados apresentam maior flexibilidade operacional (maior possibilidade de variação e controle dos gradientes de velocidade).

Após a floculação, a água passa para os decantadores, onde a matéria em suspensão vai se depositando pela ação da gravidade, os tanques de decantação possuem o fundo inclinado para facilitar a descarga.

Brasil (2014) alerta que com a acumulação do lodo é necessária a lavagem do decantador, pois pode começar a ocorrer a putrefação que desprende gases, os quais provocam odor e sabor na água efluente da estação.

De acordo com Brasil (2014) em um decantador podem ser observadas quatro zonas (figura 6):

1. Zona de turbilhonamento: situada na entrada da água, observa-se certa agitação onde a localização das partículas é variável.

2. Zona de decantação: não há agitação e as partículas avançam e descem lentamente.

3. Zona de ascensão: Os flocos que não alcançam a zona de repouso seguem o movimento da água e aumentam a velocidade.

de água do decantador em condições normais de operação.

Figura 6: Esquema de um decantador com as quatro zonas do processo.

Fonte: http://www.temes.com.br/temesasp?pg=industria apud Brasil (2014).

Após o processo de decantação, a água passa por filtros com leito simples de areia ou composto de areia e carvão antracito, para remover as impurezas ainda presentes mesmo após o processo de decantação.

A camada filtrante é sobreposta em leito suporte, composto de camadas estratificadas de seixos rolados (Figura 7) que, além de evitar a fuga de material filtrante, distribui uniformemente a água de lavagem no processo de limpeza dos filtros (CINTRA, 2014).

Figura 7: Esquema do filtro rápido.

Durante a filtração ocorrem os seguintes fenômenos (BRASIL, 2014): a) Ação mecânica de coar;

b) Sedimentação de partículas sobre grãos de areia;

c) Floculação de partículas, que estava em formação, pelo aumento da possibilidade

de contato entre elas;

d) Formação de partículas gelatinosas na areia, promovida por micro- organismos

que aí se desenvolvem (filtro lento).

O fluxo de filtração convencional é descendente, porém o fluxo ascendente também pode ser utilizado. Sempre que necessário realizar a limpeza dos filtros o fluxo é invertido.

A desinfecção consiste na inativação dos micro-organismos patogênicos, realizada por intermédio dos agentes físico e ou químico, agregado à remoção de partículas coloidais utilizando as operações unitárias necessárias para cada performance que classifica a água captada(BRASIL, 2014).

O cloro é comumente empregado na desinfecção. Tem o poder de eliminar os organismos patogênicos, que podem causar doenças importantes se ingeridas, e não alterar as características da água tratada. Além disso, a dosagem requerida para a desinfecção não é prejudicial ao homem e mantém um residual ativo na água, isto é, sua ação continua depois de ser aplicado.

A correção do pH pode se dar por um alcalinizante ou um acidificante, dependendo da necessidade. Em estações que utilizam o sulfato de alumínio como coagulante, o pH da água bruta tende a diminuir, então o emprego de hidróxido de cálcio garante o ajuste do pH. Essa correção é extremamente importante uma vez que quando a água apresenta maior acidez pode provocar corrosão de equipamentos e encanamentos.

A adição de flúor, também realizada na ultima etapa antes da distribuição, é uma medida de prevenção contra cáries. Adição de flúor não deve ser considerada tratamento da água, e sim um aditivo necessário e recomendado pelo Ministério da Saúde (Portaria nº. 635/BSB, de 26 de dezembro de 1975 apud BRASIL, 2014).

A fluoretação da água para consumo humano é uma medida preventiva de comprovada eficácia, que reduz a prevalência de cárie dental entre 50% e

período de aproximadamente dez anos de ingestão da dose ótima.

A adição de flúor normalmente é empregada com o ácido fluossilícico.

Os reservatórios e a rede de distribuição são unidades estratégicas para a garantia da adequada qualidade da água. Ressalta ainda que de nada adiantam os cuidados tomados nas unidades anteriores – captação, adução e tratamento – se atenção especial não for dispensada aos reservatórios e à rede de distribuição (BRASIL, 2006).

Nos reservatórios, cuidados com limpeza e desinfecção devem ser tomados a fim de preservar a potabilidade da água alcançada no tratamento. Além de manter reservatórios sempre bem cobertos, impedir que insetos tenham acesso e manter os arredores limpos e com acesso restrito.

Quando se fala de rede de distribuição é necessário garantir, no interior das tubulações, pressões dentro dos limites recomendados pela ABNT NBR 12218, ou seja, preferencialmente entre 10 e 50 mca, isso porque, “pressões elevadas favorecem perdas de água, enquanto pressões baixas dificultam o abastecimento domiciliar e facilitam a contaminação da água no interior das tubulações” (BRASIL, 2006).

Ainda de acordo com Brasil (2006), sempre:

• Evitar, ao máximo possível, situações em que as tubulações fiquem vazias ou despressurizadas, para não permitir a entrada de águas poluídas ou contaminadas.

• Dotar a rede de distribuição de registros de descarga adequadamente localizados para permitir as operações de limpeza que se façam necessárias, inclusive para combater a ocorrência de “água colorida” ou a formação de biofilme que favoreça o desenvolvimento de microorganismos patogênicos oportunistas no interior das tubulações.

• Limitar, ao mínimo incontornável, os trechos de rede de distribuição que não estejam interligados a outras tubulações, ou seja, que favoreçam a ocorrência de baixas velocidades, situação condenável por possibilitar o acúmulo de resíduos, com a conseqüente formação de “água colorida” e de biofilmes, bem como o consumo do residual de cloro livre.

• Substituir as tubulações muito antigas que sejam responsáveis pela freqüente formação de “água colorida” ou pelo comprometimento da qualidade bacteriológica da água distribuída.

Além disso, é na rede de distribuição que ocorrem as maiores perdas de água. De acordo com ABES (2013), a média de perdas no Brasil é da ordem de 40%.

As perdas podem ser reais ou aparentes. As perdas reais acontecem quando há vazamentos causados por rompimento da tubulação ou não conectados corretamente. As perdas aparentes são observadas em situações que o volume utilizado não é devidamente registrado, como no caso de ligações clandestinas.