Química Ambiental. Química das Águas - Parte 3 Purificação de águas - Tratamento de água para abastecimento - Tratamento de esgoto.

L/O/G/O

Química Ambiental

Química das Águas - Parte 3

 Purificação de águas

- Tratamento de água para abastecimento - Tratamento de esgoto

Agatha Lopes

Art. 225. Todos têm direito ao

meio

ambiente ecologicamente equilibrado

, bem

de uso comum do povo e essencial à sadia

qualidade de vida, impondo-se ao Poder

Público e à

coletividade

o dever de

defendê-lo e preservá-defendê-lo para os presentes e as

futuras gerações

Água potável

70% (38% em 1990) 94% da população _{98% (92% em 1990)}

De acordo com o relatório da Unicef em 2015:

Uma em cada três pessoas no mundo – cerca de 2,4 bilhões de indivíduos – ainda não têm acesso a

Brasil possui 12% da reserva hídrica do planeta, com os maiores recursos superficiais (Bacias hidrográficas do Amazonas e Paraná) e subterrâneos (Bacias Sedimentares do Paraná, Piauí, Maranhão).

As águas utilizadas para consumo humano e para as atividades socioeconômicas são retiradas de rios, lagos, represas e aquíferos.

Escassez Desperdício

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A CRISE DA ÁGUA

 Depende da finalidade para qual a água se destina.

Substituir parte da água potável para destinos com padrões

menos restritivos, por uma de qualidade inferior.

- Urbano - Industrial - Agrícola - Recreação

Água para abastecimento - Fontes

Águas superficiais

Lagos, rios, riachos.

Mais expostas à poluição

Fontes não Potáveis

Águas subterrâneas:

Aquíferos

Poços, minas, ...

Estação de Tratamento de Água (ETA)

 Principais objetivos:

• A remoção de material particulado, bactérias e algas; • Remoção da matéria orgânica dissolvida;

• Remoção ou destruição de organismos patogênicos.

 Os processos envolvidos podem sofrer variações

dependendo da fonte de água e dos padrões de qualidade a serem alcançados.

Etapas do tratamento da água

Captação e bombeamento

 A água passa por um sistema de grades que impede a

entrada de elementos macroscópicos, como folhas, galhos e outros detritos.

Após a captação, a água é bombeada com vazões controladas

• Cloração: a presença do cloro deixa os metais menos solúveis e destrói partes dos microrganismos.

– A pré-cloração hoje está sendo evitada, pois o cloro reage com substâncias orgânicas presentes na água produzindo trialometanos (THM): CHX₃ (X = cloro, bromo).

– Os THM não são removidos da água através do tratamento convencional.

 Deve-se assegurar que a matéria orgânica esteja ausente da água

que vai ser submetida à cloração !

• Alcalinização: adição de hidróxido de sódio para adequar o valor de pH para as fases seguintes do tratamento.

Adição de um coagulante, geralmente sulfato de alumínio, seguido de uma agitação violenta da água para provocar a desestabilização das partículas de sujeira, facilitando sua agregação.

Coagulação

Os hidróxidos gelatinosos

insolúveis formados vão

encapsular as partículas

Floculação

Em tanques menores, válvulas provocam uma suave turbulência na água.

 as partículas de sujeira desestabilizadas pela coagulação

colidem umas com as outras e vão se unindo, formando flocos maiores.

A floculação ocorre em um tempo muito maior do que a coagulação.

Decantação

É um processo de separação física das partículas em suspensão, clarificando a água e reduzindo em grande porcentagem as impurezas.

Processo dura cerca de 3 h

O material sedimentado

constitui o lodo, onde

predominam matéria orgânica,

hidróxido de alumínio e

impurezas diversas.

 Estação de tratamento de

Filtração

Na filtração, a água passa

por várias camadas

filtrantes onde ocorre a retenção das impurezas não retidas pelos decantadores.

A água da superfície do decantador é recolhida por

canaletas e levada a

dezenas de filtros

verticais: a água entra por cima deles e sai por baixo

 Para garantir a qualidade da água, após a clarificação é

feita a desinfecção.

 O método mais econômico e usual para a desinfecção da

água em sistemas públicos é a cloração.

Clarificação.

Nesta fase, todas as

partículas de impurezas são removidas deixando a água límpida.

 Mas ainda não está pronta

Desinfecção - Cloração

 Usado para destruição de microorganismos presentes na

água, que não foram retidos nas etapas anteriores.

O cloro é aplicado em forma de gás ou em soluções de

hipoclorito.

 O gás cloro reage quase completamente com a água

formando o ácido hipocloroso.

É um método confiável, de relativo baixo custo, simplicidade operacional.

O excesso no tratamento favorece a biossegurança no

transporte e armazenamento da água tratada.

 O composto de maior preocupação que pode ser formado

quando usa a desinfecção com cloro é o CHCl₃: clorofórmio

Fluoretação

A aplicação do flúor pode uma etapa adicional, e tem como

função de colaborar para redução da incidência da cárie dentária.

O flúor é aplicado na água usando como produtos

Etapas finais

Análises físico-químicas e

microbiológicas para atestar a

qualidade da água. Reservatório  Distribuição

Portaria n° 2914 do Ministério da Saúde, de 12 de dezembro de 2011.

 Encaminhado para a desidratação - estabilização química e microbiológica.

A secagem pode ser feita de várias formas: evaporação em leitos, uso de filtros (tipo prensa), etc.

Lodo

-

Linha SÓLIDA

Após tratado é transportado para um destino final adequado.

Resíduos líquidos gerados por fonte poluidoras e lançadas na rede coletora de esgoto ou corpos receptores através de canalizações, bem como por outro dispositivo de transporte.

Efluentes

Os poluentes atingem o corpo d’agua distribuídos ao longo

de parte de sua extensão. Os poluentes atingem o

corpo d’agua de forma concentrada.

Apenas 39% dos esgotos são tratados 48,6% da população tem

 A constituição dos esgotos domésticos é: 99,9% Água e 0,1% Sólidos • sólidos suspensos, • sólidos dissolvidos, • matéria orgânica, • nutrientes (N, P),

• organismos patogênicos (vírus, bactérias)

 O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos

na água em que é lançado:

• Diminuição do O₂ dissolvido

• Aumento na emissão de CH₄ e CO₂ Quanto pior a qualidade da água

Possibilidades para tratamento

 Decomposição da matéria orgânica antes do seu

lançamento em corpos de água. 1) Tratamentos aeróbios 2) Tratamentos anaeróbios 3) Tratamento “misto”

O esgoto deve ser tratado em local apropriado

Estações de Tratamento de Efluentes – ETE

A água resultante pode ser

reutilizada em processos industriais ou lançada nos rios.

Tratamento Preliminar

Remoção de sólidos

grosseiros e areia; Remoção de sólidos em _{suspensão sedimentáveis,} materiais flutuantes

(óleos) e parte da matéria orgânica em suspensão

Remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário

Tratamento

Tratamento Preliminar

Proteção

• unidades subsequentes; • bombas e tubulações;

• evitar abrasão e obstrução nas bombas e tubulações;

Tratamento Primário

• Evitar a sobrecarrega dos tanques

Tratamento Primário

Tratamento Preliminar

Sólidos sedimentáveis Matéria orgânica (suspensão)

Tratamento Secundário

Remoção de 40 a 60% dos sólidos em suspensão. Eliminação de 30 a 40% da DBO.

Tratamento Secundário

DEGRADAÇÃO BIOLÓGICA Lançamento

em rios Tratamento

Primário

Diferentes processos: Decomposição aeróbia e/ou anaeróbia

geração de outros gases como metano (CH ) e gás sulfídrico (H S).

Anaeróbios

“Remoção” - Lagoas de Estabilização

- Matéria orgânica dissolvida

- Matéria orgânica ainda em suspensão

Lagoas facultativa

 Depende de fenômenos puramente naturais.

 Na respiração as bactérias consomem O₂ e produzem CO₂,

que por sua vez é consumido pelas algas no processo de

fotossíntese, produzindo então O₂.

 As condições aeróbias são mantidas nas camadas

superiores das águas, enquanto as condições anaeróbias predominam em camadas próximas ao fundo da lagoa.

Lagoas aerada facultativa

O oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos.

Os microrganismos multipliquem-se e alimentem-se de

material orgânico, formando o lodo e diminuindo assim a carga poluidora do esgoto.

 Exige tempo e área menor  Consumo de energia.

Lagoa anaeróbica – lagoa facultativa

Lagoas anaeróbias possui maior profundidade, com uma

superfície pequena (em comparação).

O consumo de O₂ é maior que a sua produção.

 O mecanismo anaeróbio predomina.

Adequado para efluentes com alto teor orgânico

(matadouros), não se aplica aos esgotos domésticos.

Lagoa aerada – Lagoa de decantação

O efluente que sai de uma lagoa aerada ainda possui uma

grande quantidade de sólidos suspensos.

Nos decantadores secundários, o sólido restante vai para o fundo e a parte líquida já está sem 90% das impurezas.

Processo de lodos ativados

 Lodos ativados convencional

O lodo é bombeado do fundo do decantador secundário para a unidade de aeração.

 No decantador primário é removida parte da

 Lodos ativados de aeração prolongada

O lodo do decantador secundário permanece tempo suficiente no reator para que ocorra a estabilização.

Sem

decantador primário

 Lodos ativados com fluxo intermitente

Processo de lodos ativados

O lodo

torne-se mais concentrado através da

Digestores: microrganismos

anaeróbicos degradam a matéria

orgânica restante:

 forma gás metano e água,

 promove a estabilização do lodo,  sem odores desagradáveis.

Secagem - Filtros prensa

equipamento mecânico que desidrata

o lodo, através de várias placas

Água de reuso:

Irrigação de áreas cultiváveis, uso comercial e domiciliar como água não potável, reuso industrial, uso na construção civil, reincorporação nos corpos d’água.

 Biossólidos:

Disposição em aterros sanitários, incineração, uso como fertilizante orgânico, recuperação de solos degradados, reaproveitamento industrial (fabricação de tijolos e cerâmicas, produção de cimento).

 Biogás:

Geração de energia elétrica, energia térmica.

Considerações Finais



A escolha do melhor sistema/método de

tratamento varia em função de fatores como:

– volume de esgoto bruto gerado;

– volume de subprodutos gerados e qual sua

aplicação/destinação final;

– tempo requerido para o tratamento do esgoto;

– custo operacional;

– investimento necessário para construir a ETE;

– área ocupada pela ETE.

Referências Bibliográficas

• BRASIL. Constituição (1988). Constituição da República Federativa do Brasil. Brasília, DF, Senado, 1988.

• Nascentes, C. C.; Costa, L. M. “Química Ambiental”, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011.

• LAPORTA, P.. Um terço da população mundial não tem acesso a água tratada, diz ONU. Publicado em 3 de julho de 2015. Disponível em: http://g1.globo.com/economia/crise- da-agua/noticia/2015/07/um-terco-da-populacao-mundial-nao-tem-acesso-agua-tratada-diz-onu.html. Acesso em 14 de setembro de 2016.

• VON SPERLING, M.. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3.ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental;

Universidade Federal de Minas Gerais; 2005

• Fraceto L.F, Rosa A.H, Carlos V.M (2012). Meio ambiente e sustentabilidade. Editora Bookman.