Purificação de água para o consumo humano.

(1)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O

ABASTECIMENTO PÚBLICO

TERESINA – PI TERESINA – PI 2008 2008

(2)

JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O

ABASTECIMENTO PÚBLICO

Re

Relalatótóririo o do do esestátágigio o cucurrirricuculalar r apapreresesentntadado o àà AGESPISA e a Universidade Federal do Piauí, como AGESPISA e a Universidade Federal do Piauí, como pa

parte rte dodos s reqrequiuisitsitos os papara ra a a obtobtençenção ão do do gragrau u dede B

Baacchhaarreel l eem m QQuuíímmiicca a ccoom m AAttrriibbuuiiççõõeess Tecnológicas

Tecnológicas, , cucursrso o de de grgradaduauaçãção o do do CeCentntro ro dede Ciências da Natureza da UFPI.

Ciências da Natureza da UFPI. Gerente da ETA: Eng

Gerente da ETA: Engoo_{Benedito Bezerra de Alencar}_{Benedito Bezerra de Alencar}

Professora: Msc. Mayza Franco Zampa Professora: Msc. Mayza Franco Zampa

TERESINA – PI TERESINA – PI

2008 2008

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JUAREZ GONÇALVES DE CARVALHO

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA

PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA PARA O ABASTECIMENTO PÚBLICOO ABASTECIMENTO PÚBLICO

FOLHA DE APRESENTAÇÃO

Gerente

Gerente da da ETA: ETA: _________________________________________________________________________ _____ Eng

Engoo_.._{Benedito Bezerra de Alencar}_{Benedito Bezerra de Alencar}

AGESPISA AGESPISA

Supervisores

Supervisores ETA: ETA: _________________________________________________________________________ ___ Laboratório Físico-Químico Laboratório Físico-Químico ___________ _____________________________________________________________ ____ Laboratório Bacteriológico Laboratório Bacteriológico ______________________________________ ______________________________________ Operacional Operacional Professora: _____________________________________ Professora: _____________________________________ Msc.

Msc. Mayza Franco Zampa Mayza Franco Zampa UPPI

UPPI

Graduando:

Graduando: ________________________________________________________________________ ____

Juarez Gonçalves de

Juarez Gonçalves de carvalhocarvalho

TERESINA – PI TERESINA – PI

2008 2008

(4)

CARVALHO, J. G.

Processo de purificação de água para o abastecimento Processo de purificação de água para o abastecimento público

público

,, Re

Rela

lató

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UFPI

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Fede

dera

ral l do

do Pi

Piau

auí,í,

Teresina 2008

Teresina 2008..

(5)

AGRADECIMENTOS

Quero agradecer a todas as pessoas que se fizeram presentes, que se

preocuparam, que foram solidárias ou que torceram por mim. Mas bem sei que

agradecer é sempre difícil.

Aos técnicos da ETA – Teresina: Helena, Kelson, Silvana, Rosy, Maria

Augu

Augusta

sta, , Mar

Maria

ia Ant

Antoni

onia,

a, Rej

Rejane

ane, , Est

Estefa

efani

nia,

a, Ken

Kennya

nya, , Eva

Evandr

ndro

o e

e Dav

David

id por

por tod

todoo

auxílio, empenho e preocupação em

auxílio, empenho e preocupação em compartilhar seus conhecimentos.

compartilhar seus conhecimentos.

Aos amigos Herbert, Josivan, Suely, Luzineide e Ozando, parceiros de

estágio pela amizade e companheirismo.

À professora Mayza,

que em suas aulas, nos permitiu espaços para discussão deque em suas aulas, nos permitiu espaços para discussão de ques

questões tões relerelevantvantes es e e impoimportantrtantes,es,

pelo constante incentivo e por toda dedicação e

interesse em nos mostrar a importância do curso.

De qualquer forma, todos os que realizam um trabalho de pesquisa sabem

que não o fazem sozinhos, embora seja solitário o ato da leitura e o do escrever. O

resultado de nossos estudos foi possível apenas pela cooperação e pelo esforço de

outros antes de nós.

Juarez Gonçalves de Carvalho Juarez Gonçalves de Carvalho

(6)

SUMÁRIO

ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS 88 1.0 1.0 INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO 99 2.0 2.0 OBJETIVOSOBJETIVOS 1313 22..11 OObbjjeettiivvoo GGeerraall 1133 22..2 2 OObbjjeettiivvoos s EEssppeeccííffiiccooss 1133 3.0

3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICAFUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 1414

33..11 MMaannaanncciiaall 1155

33..22 GGrraaddeeaammeennttoo 1166

33..33 CCaappttaaççããoo 1166

33..44 AAdduuççããoo 1177

33..5 5 PPuurriiffiiccaaççãão o dde e ÁÁgguua a dde e MMaannaanncciiaal l SSuuppeerrffiicciiaall 1199 33..55..1 1 PPrroocceessssoos s dde e CCllaarriiffiiccaaççããoo 1199 33..55..11..1 1 TTeeoorriia a dda a MMiissttuurraa 2200 33..55..11..2 2 TTeeoorriia a dda a CCooaagguullaaççããoo 2200 33..55..11..22..1 1 PPrriinncciippaaiis s AAggeennttees s CCooaagguullaanntteess 2211 33..55..11..3 3 TTeeoorriia a dda a FFllooccuullaaççããoo 2233 33..55..11..4 4 TTeeoorriia a dda a DDeeccaannttaaççãão o oou u SSeeddiimmeennttaaççããoo 2244 33..55..11..5 5 TTeeoorriia a dda a FFiillttrraaççããoo 2255 33..55..11..55..1 1 CCllaassssiiffiiccaaççãão o ddoos s FFiillttrrooss 2255 3.6

3.6 PurificaçPurificação ão de de Água Água de de Manancial Manancial Subterrâneo Subterrâneo 2727 33..77 DDeessiinnffeeccççããoo 2288

33..88 FFlluuoorreettaaççããoo 2299

33..99 CCoorrrreeççããoo ddoo ppHH 3300 33..1100RReesseerrvvaaççããoo 3300 33..1111DDiissttrriibbuuiiççããoo 3311 33..1122QQuuaalliiddaaddee ddaa ÁÁgguuaa 3322 33..1122..1 1 VVaarriiáávveeiis s FFííssiiccoo--QQuuíímmiiccaas s ddaas s ÁÁgguuaass 3333

33..1122..11..11 CCoorr 3333 33..1122..11..22 TTuurrbbiiddeezz 3344 33..1122..11..33 SSaabboorr ee OOddoorr 3355 33..1122..11..44 TTeemmppeerraattuurraa 3355 33..1122..11..5 5 PPootteenncciiaal l HHiiddrrooggeenniiôônniicco o ((ppHH)) 3355 33..1122..11..66 AAllccaalliinniiddaaddee 3366 33..1122..11..77 DDuurreezzaa 3377 33..1122..11..88 CClloorreettooss 3388 33..1122..11..99 FFeerrrroo TToottaall 3399 33..1122..11..110 0 NNiittrraattoos s e e NNiittrriittooss 3399 33..1122..11..1111 AAlluummíínniioo 4400 33..1122..2 2 VVaarriiáávveeiis s MMiiccrroobbiioollóóggiiccaas s ddaas s ÁÁgguuaass 4411 33..1122..22..1 1 CCoonnttaaggeem m ddo o NNúúmmeerro o TToottaal l dde e BBaaccttéérriiaass 4422 33..1122..22..2 2 CCoolliiffoorrmmees s TToottaaiis s e e TTeerrmmoottoolleerraanntteess 4422 33..1122..22..22..1 1 EEnnssaaiio o PPrreessuunnttiivvo o ppaarra a o o GGrruuppo o CCoolliiffoorrmmee 4433 3.12.2.2.2

3.12.2.2.2 Ensaio Ensaio ConfirmatiConfirmativo vo para para o o Grupo Grupo Coliforme Coliforme 4343 3.12.2.3

(7)

4.0

4.0 DESENVOLVIMEDESENVOLVIMENTONTO 4545 44..11 LLooccaall ddee EEssttáággiioo 4455 44..2 2 PPrroocceessssoos s dde e PPuurriiffiiccaaççãão o dde e áágguua a nna a EETTAA- - TTeerreessiinnaa 4455 44..22..11 MMaannaanncciiaall 4477 44..22..22 CCaappttaaççããoo eeAAdduuççããoo 4477 44..22..33 CCooaagguullaaççããoo 4488 44..22..44 FFllooccuullaaççããoo 4499 44..22..55 DDeeccaannttaaççããoo 5500 44..22..66 FFiillttrraaççããoo 5511 4.2.7 4.2.7 DesinfecçãDesinfecção o 5353 44..22..88 CCoorrrreeççããoo ddoo ppHH 5533 44..22..99 FFlluuoorreettaaççããoo 5533 44..22..1100ArrmA maazzeennaammeennttoo 5544 44..22..1111DiissttrriibbuuiiççããooD 5544 44..33 CCaassaa ddaa QQuuíímmiiccaa 5544 44..33..1 1 SSuullffaatto o dde e aalluummíínniioo 5555

44..33..22 CClloorroo 5555

44..33..33 CCaall 5555

44..4 4 CCoonnttrroolle e dde e QQuuaalliiddaaddee 5566 44..44..1 1 CCoolleettaas s ddaas s aammoossttrraass 5566 44..44..11..1 1 CCoolleettaas s ppaarra a o o llaabboorraattóórriio o ffííssiiccoo--qquuíímmiiccoo 5566 44..44..11..2 2 CCoolleettaas s ppaarra a o o llaabboorraattóórriio o bbaacctteerriioollóóggiiccoo 5577 44..44..2 2 AAnnáálliissees s FFííssiiccoo--QQuuíímmiiccaass 5577 44..44..22..11 TTuurrbbiiddeezz 5577 44..44..22..2 2 PPootteenncciiaal l HHiiddrrooggeenniiôônniicco o ((ppHH)) 5577 44..44..22..33 CCoorr 5577 44..44..22..44 CClloorroo rreessiidduuaall 5588 44..44..22..55 AAllccaalliinniiddaaddee 5588 44..44..22..66 CClloorreettooss 5588 44..44..22..77 DDuurreezzaa 5588 44..44..22..88 FFeerrrroo TToottaall 5599 44..44..22..99 FFllúúoorr 5599 44..44..22..1100 AAlluummíínniioo 5599 44..55..22..1111 NNiittrraattoo 6600 44..44..22..1122 NNiittrriittoo 6600 44..44..3 3 AAnnáálliissees s MMiiccrroobbiioollóóggiiccaass 6600 44..44..33..1 1 CCoonnttaaggeem m ppaaddrrãão o dde e bbaaccttéérriiaass 6600 44..44..33..2 2 EEnnssaaiio o pprreessuunnttiivvo o ppaarra a ccoolliiffoorrmmees s ttoottaaiiss 6611 44..44..33..3 3 EEnnssaaiio o ccoonnffiirrmmaattiivvo o ppaarra a ccoolliiffoorrmmees s ttoottaaiiss 6611 44..44..33..4 4 EEnnssaaiio o ccoonnffiirrmmaattiivvo o ppaarra a ccoolliiffoorrmmees s tteerrmmoottoolleerraanntteess 6622 5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6363 6.0 CONCLUSÃO 6.0 CONCLUSÃO 6767 7.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 7.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 6868 ANEXOS ANEXOS

(8)

ÍNDICE DE FIGURAS

FFiigguurra a 0011. . EEssqquueemma a dde e uum m ssiisstteemma a ccoonnvveenncciioonnaal l dde e aabbaasstteecciimmeenntto o dde e áágguuaa 1155 FFiigguurra a 0022. . VViisstta a aaéérriia a ddo o CCoommpplleexxo o EETTAA’’s s – – TTeerreessiinnaa 4455 FFiigguurra 0a 033. F. Flluuxxooggrraamma da do Po Prroocceesssso do de Pe Puurriiffiiccaaççãão do de Áe Ágguua da da Ea ETTAA--TTeerreessiinnaa 4466 FFiigguurra a 0044. . CCaannaal l dde e aapprrooxxiimmaaççãão o ddo o rriio o PPaarrnnaaííbbaa 4477 FFiigguurra a 0055. . BBoommbbaas s eelleevvaattóórriiaass 4477 FFiigguurra a 0066. . CChheeggaadda a dda a áágguua a bbrruutta a aao o ccaannaal l dde e áágguua a bbrruuttaa 4488 Figura

Figura 07. 07. Canal Canal de de água água bruta bruta 4848 FFiigguurra a 0088. . CCaallhha a PPaarrsshhaallll 4499 FFiigguurra a 0099. . CCââmmaarraas s dde e ffllooccuullaaççããoo 4499 Figura

Figura 10. 10. Tanque Tanque de de decantaçdecantação ão da da ETA ETA I I 5050 Figura

Figura 11. 11. Tanque Tanque de de decantaçdecantação ão da da ETA ETA I I 5050 Figura

Figura 12. 12. Lavagem Lavagem de de decantaddecantador or da da ETA ETA I I 5151 FFiigguurra a 1133. . CCaannaal l dde e áágguua a ddeeccaannttaaddaa 5511 FFiigguurra a 1144. . FFiillttrroos s dda a EETTA A II 5522 FFiigguurra a 1155. . LLaavvaaggeem m dde e ffiillttrro o dda a EETTA A II 5533 FFiigguurra a 1166. . CCââmmaarra a dde e ccoonnttaattoo 5533 FFiigguurra a 1177. . EEssttaaççãão o eelleevvaattóórriiaa 5544 FFiigguurra a 1188. . CCiilliinnddrroos s dde e CClloorroo 5555

(9)

1.0 1.0 INTRODUÇÃ

INTRODUÇÃO

O

A água é um recurso fundamental para a existência da vida, na forma que nós A água é um recurso fundamental para a existência da vida, na forma que nós conhecemos e transformou-se num bem necessário e essencial para agrupamentos humanos, conhecemos e transformou-se num bem necessário e essencial para agrupamentos humanos, animais, cidades e países. Foi na água que a vida floresceu, e seria difícil imaginar a animais, cidades e países. Foi na água que a vida floresceu, e seria difícil imaginar a existência de qualquer forma de vida na ausência deste recurso vital. Nosso planeta está existência de qualquer forma de vida na ausência deste recurso vital. Nosso planeta está inundado d’água; um volume de aproximadamente 1,4 bilhão de Km

inundado d’água; um volume de aproximadamente 1,4 bilhão de Km 33 _{cobre cerca de 71% da}_{cobre cerca de 71% da}

superfície da Terra. Apesar disso, muitas localidades ainda não têm acesso à quantidade de superfície da Terra. Apesar disso, muitas localidades ainda não têm acesso à quantidade de água com características de potabilidade adequadas às necessidades do consumo humano água com características de potabilidade adequadas às necessidades do consumo humano (UFPR, 2008; THEODORO, 2005).

(UFPR, 2008; THEODORO, 2005).

A experiência mostrou que uma melhoria na qualidade do suprimento público de A experiência mostrou que uma melhoria na qualidade do suprimento público de água é seguida por

água é seguida por uma melhoria na saúde pública. A uma melhoria na saúde pública. A poluição do suprimento público de águapoluição do suprimento público de água e o

e o aparecimeaparecimento de doença têm nto de doença têm sido vinculadosido vinculados a s a várias causas. Estudos cientívárias causas. Estudos científicos mostramficos mostram haver relação entre a água e a transmissão de muitas doenças, causadas por agentes físicos, haver relação entre a água e a transmissão de muitas doenças, causadas por agentes físicos, químicos e biológicos presentes na água. Com isso a sociedade começou a se preocupar com a químicos e biológicos presentes na água. Com isso a sociedade começou a se preocupar com a qualidade da água consumida e, para evitar problemas e prejuízos à saúde pública, passou a qualidade da água consumida e, para evitar problemas e prejuízos à saúde pública, passou a realizar uma série de processos físicos e químicos para o tratamento dessas águas (BABITT realizar uma série de processos físicos e químicos para o tratamento dessas águas (BABITT et et al

al , 1976; RICHETER, 1991)., 1976; RICHETER, 1991).

A qualidade da água pode ser definida como sendo um conjunto das características A qualidade da água pode ser definida como sendo um conjunto das características físicas, químicas e biológicas de um determinado corpo de água cujos critérios de qualidade físicas, químicas e biológicas de um determinado corpo de água cujos critérios de qualidade dependem do propósito de uso

dependem do propósito de uso (HARDENBERGH, 1964).(HARDENBERGH, 1964).

O conhecimento dos diversos tipos de impurezas, dos seus efeitos e do modo em O conhecimento dos diversos tipos de impurezas, dos seus efeitos e do modo em que se encontram na água é de grande importância para o delineamento do tratamento a ser que se encontram na água é de grande importância para o delineamento do tratamento a ser adotado, ou seja, são as impurezas que determinam as características da água bruta e em adotado, ou seja, são as impurezas que determinam as características da água bruta e em fu

funçnção ão dadas s ququaiais s se se fifixaxam m os os prprococesessosos s de de trtratatamamenento to quque e dedevevem m seser r adadototadadosos. . AA dete

determinarminação ção de de impimpurezaurezas s é é feifeita ta atraatravés vés da da analanalises ises físifísico-quco-químiímicos cos e e bactbacterioeriológilógicoscos (HARDENBERGH, 1964; LEME, 1984).

(HARDENBERGH, 1964; LEME, 1984).

As análises físico-químicas compreendem determinações: de

As análises físico-químicas compreendem determinações: de temperaturatemperatura, que, que identifica valores de densidade, viscosidade, pressão de vapor, tensão superficial, taxas de identifica valores de densidade, viscosidade, pressão de vapor, tensão superficial, taxas de ati

ativividaddade e biobiológlógicicas, as, quíquímimicas cas e e biobioquíquímicmicas; as; de de valvaloreores s dede turbidezturbidez, , memedididodos s pepelala interferência da matéria em suspensão à passagem da luz e que são devidos à existência de interferência da matéria em suspensão à passagem da luz e que são devidos à existência de argila, silte, matéria orgânica, organismos microscópios; de

(10)

existência de substancias dissolvidas e no estado colonial de origem vegetal ou matéria existência de substancias dissolvidas e no estado colonial de origem vegetal ou matéria turfosa; de

turfosa; de odores,odores, que identificam a existência de substância volátil, matéria orgânicas,que identificam a existência de substância volátil, matéria orgânicas, organismos vivos, algas, gases; de

organismos vivos, algas, gases; de pH,pH, que expressam a concentração dos íons de que expressam a concentração dos íons de hidrogênio,hidrogênio, que são relacionados com o processo de coagulação e controle de corrosão; de

que são relacionados com o processo de coagulação e controle de corrosão; de alcalinidadealcalinidade,, definida como sendo a capacidade de neutralização de ácidos e é normalmente devida a definida como sendo a capacidade de neutralização de ácidos e é normalmente devida a presença de íons carbo

presença de íons carbonato ou bicarbonatnato ou bicarbonatos, os, importantimportantes no processo de redução da durezes no processo de redução da dureza,a, coagulação e controle de corrosão; de

coagulação e controle de corrosão; de durezadureza, relacionadas com a redução de dureza e, relacionadas com a redução de dureza e controle de corrosão; de teores de

controle de corrosão; de teores de nitrito, nitrato, ferro e cloretosnitrito, nitrato, ferro e cloretos (LEME, 1984).(LEME, 1984).

As análises bacteriológicas devem ser visam estabelecer indicações a respeito do As análises bacteriológicas devem ser visam estabelecer indicações a respeito do grau de contaminação da água por bactérias e também interfere na escolha do processo de grau de contaminação da água por bactérias e também interfere na escolha do processo de tra

tratamtamentento, o, priprincincipapalmelmente nte nos nos relrelaciacionaonados dos cocom m a a dedesinsinfefecçãcção, o, que que é é a a clcloraoraçãoção., ., aa interpretação é feita pelo

interpretação é feita pelo índice de colimetria da águaíndice de colimetria da água , caracterizado pelo número mais, caracterizado pelo número mais provável de coliformes (LEME, 1984).

provável de coliformes (LEME, 1984).

As análises efetuadas com a água, segundo Fair, são reunidas nas categorias: As análises efetuadas com a água, segundo Fair, são reunidas nas categorias: Análises cujos resultados refletem a segurança e a salubridade; Análises que medem ou Análises cujos resultados refletem a segurança e a salubridade; Análises que medem ou ref

refleletem tem o o sabsabor or ou ou a a acaceieitaçtação ão estestétética ica da da ágágua; ua; AnáAnálilises ses que que revrevelelam am as as vanvantatagengenss econômicas da água que depende do fim para o qual ela se destina; Análises interligadas aos econômicas da água que depende do fim para o qual ela se destina; Análises interligadas aos processos de tratamento, alcalinidade, pH, teor de CO

processos de tratamento, alcalinidade, pH, teor de CO22, ferro, alumínio, relacionadas ao, ferro, alumínio, relacionadas ao

coagulant

coagulante usado ou e usado ou ao processo de cloração (ao processo de cloração (LEME, 1984).LEME, 1984). O condicionamen

O condicionamento de to de água para o consumo das água para o consumo das comunidadcomunidades envolve sistemas dees envolve sistemas de tratamento de águas. A necessidade do homem de purificar a água decorre de sua dificuldade tratamento de águas. A necessidade do homem de purificar a água decorre de sua dificuldade de encontrá-la em estado de pureza, isto em consequência da sua grande capacidade de de encontrá-la em estado de pureza, isto em consequência da sua grande capacidade de solvência. Na purificação, três objetivos são desejados: Obtenção de água que apresente solvência. Na purificação, três objetivos são desejados: Obtenção de água que apresente segurança para a saúde humana, o que é conseguido isentando-a de bactérias, elementos segurança para a saúde humana, o que é conseguido isentando-a de bactérias, elementos venenosos, mineralização excessiva, teores elevados de compostos orgânicos, protozoários e venenosos, mineralização excessiva, teores elevados de compostos orgânicos, protozoários e outros; Obtenção de água que satisfaça a um critério econômico, eliminando ou reduzindo as outros; Obtenção de água que satisfaça a um critério econômico, eliminando ou reduzindo as im

impurpurezaezas s que que intinterferfereerem m na na utiutililizazaçãoção; ; ObtObtenenção ção de de ágágua ua com com aspaspececto to agagradradáveável l aoao consumidos, conseguida através da obediência a padrões estabelecidos relativamente à cor, consumidos, conseguida através da obediência a padrões estabelecidos relativamente à cor, turbidez, sabor e odor (LEME, 1984).

turbidez, sabor e odor (LEME, 1984).

O Sistema de Abastecimento de Água deverá

O Sistema de Abastecimento de Água deverá fornecer e garantir à fornecer e garantir à populaçãpopulação águao água de boa

(11)

prejudicia

prejudiciais à is à saúde. Para tanto, e saúde. Para tanto, e em função das características qualitatem função das características qualitativas da água ivas da água fornecidafornecida pelos mananciais, procede-se o tratamento da água (HARDENBERGH, 1964).

pelos mananciais, procede-se o tratamento da água (HARDENBERGH, 1964).

As principais operações que se praticam nas estações de tratamento de água para As principais operações que se praticam nas estações de tratamento de água para garantir a distribuição de água de boa qualidade para o consumo humano são: A

garantir a distribuição de água de boa qualidade para o consumo humano são: A captaçãocaptação,, bombeamento da água do manancial para a estação de tratamento; A

bombeamento da água do manancial para a estação de tratamento; A coagulaçãocoagulação, mistura de, mistura de um coagulante para reagir agregando as partículas de impurezas em suspensão existentes na um coagulante para reagir agregando as partículas de impurezas em suspensão existentes na água; A

água; A floculaçãofloculação, agitação lenta da água para aumentar o tamanho das partículas formadas, agitação lenta da água para aumentar o tamanho das partículas formadas na coagulação; A

na coagulação; A decantaçãodecantação, , sepaseparaçãração o por por sedisedimentmentação das ação das partpartículículas as formaformadas das nosnos processos anteriores; A

processos anteriores; A filtraçãofiltração, passagem da água por filtros de areia e carvão que retém, passagem da água por filtros de areia e carvão que retém partículas e odores; A

partículas e odores; A desinfecção ou cloraçãodesinfecção ou cloração , adição de um desinfetante com a finalidade, adição de um desinfetante com a finalidade de matar os microorganismos patogênicos; A

de matar os microorganismos patogênicos; A fluoretação,fluoretação, mistura de flúor na água paramistura de flúor na água para prevenção contra as cáries dentarias; A

prevenção contra as cáries dentarias; A Correção de pH, adição de cal hidratada paraCorreção de pH, adição de cal hidratada para eliminar a acidez da água; A

eliminar a acidez da água; A distribuiçãodistribuição da água tratada para os reservatórios e residências;da água tratada para os reservatórios e residências; e por fim o

e por fim o Controle de QualidadeControle de Qualidade da água realizado em laboratórios verificando-se ada água realizado em laboratórios verificando-se a eficiência do tratamento e a qualidade da água da casa do consumidor (LEME, 1984; eficiência do tratamento e a qualidade da água da casa do consumidor (LEME, 1984; RICHETER & AZEVEDO Neto, 1991).

RICHETER & AZEVEDO Neto, 1991).

As necessidades de controle de qualidade da água tratada levam à elaboração de As necessidades de controle de qualidade da água tratada levam à elaboração de normas e padrões de qualidade, e estas devem ser obedecidos nos processos de tratamento de normas e padrões de qualidade, e estas devem ser obedecidos nos processos de tratamento de águas. No Brasil, os padrões de qualidade da água para o consumo humano são regidos por águas. No Brasil, os padrões de qualidade da água para o consumo humano são regidos por p

porortataririas as (P(PORORTATARIRIA A NºNº. . 51518/8/MS MS em em 25 25 de de mamarçrço o de de 20200404) ) e e reresosoluluçõções es lelegagais is dodo CONAMA, que dão subsídios aos laboratórios na expedição de seus laudos.

CONAMA, que dão subsídios aos laboratórios na expedição de seus laudos. A PortariaA Portaria 518

518/0/04 4 estestabeabelelece ce que que a a ágágua ua proproduzduzidida a e e disdistritribuíbuída da papara ra conconsumsumo o humhumanano o devdeve e seser r controlada

controlada. A . A legislaçãlegislação define, ainda, a o define, ainda, a quantidaquantidade mínima e de mínima e a freqüência que as a freqüência que as amostras deamostras de água devem ser coletadas, bem como os parâmetros e limites permitidos (LEME, 1984; água devem ser coletadas, bem como os parâmetros e limites permitidos (LEME, 1984; SABESP, 2008).

SABESP, 2008).

A

AGESPISA-A AGESPISA-AGESPISAGESPISA-A- Água e Esgotos do Piauí S/AGESPISA-A Água e Esgotos do Piauí S/A é uma sociedade de economia mista,é uma sociedade de economia mista, pessoa jurídica de direito privado, integrante da

pessoa jurídica de direito privado, integrante da AdministAdministração Indireta do ração Indireta do Governo do EstadoGoverno do Estado do Piauí. Foi criada através das leis estaduai

do Piauí. Foi criada através das leis estaduais nº2281, de 27 s nº2281, de 27 de julho de 1962 e 2387, de de julho de 1962 e 2387, de 12 de12 de dezembro de 1962 e tem como objetivo executar a política de abastecimento de água e de dezembro de 1962 e tem como objetivo executar a política de abastecimento de água e de esgotamento sanitário do Piauí.

(12)

A AGESPISA é responsável pelo tratamento da água para abastecimento público A AGESPISA é responsável pelo tratamento da água para abastecimento público de Teresina e para isso conta com um complexo de estações de tratamento, com manancial de Teresina e para isso conta com um complexo de estações de tratamento, com manancial superficial, e dois sistemas independentes, com manancial subterrâneo.

superficial, e dois sistemas independentes, com manancial subterrâneo.

O complexo de tratamento de água localizado às margens do rio Parnaíba, no O complexo de tratamento de água localizado às margens do rio Parnaíba, no bairro Distrito Industrial, zona sul de Teresina, abriga três estações de tratamento de água, bairro Distrito Industrial, zona sul de Teresina, abriga três estações de tratamento de água,

de

denonomiminanadodos s ETETA A I, I, ETETA A III III e e ETETA A IVIV, , fufuncncioionanandndo o 24 24 hohoraras s popor r didia, a, prprododuzuzinindodo dia

diariariamenmente te um um volvolume ume mémédio dio de de 19190.00.000m00m33 _de_{de águ}_água_{a tra}_trata_tada_{da e}_{e ab}_abast_astece_ecendo_{ndo 9}_{9 (no}_(nove)_ve)

reservatórios de

reservatórios de distribuiçdistribuição.ão.

O sistema de abastecimento de água da Santa Maria da Codipi, possui 5 (cinco) O sistema de abastecimento de água da Santa Maria da Codipi, possui 5 (cinco) p

pososso so tutububulalareres s e e 1 1 (u(um) m) rereseservrvatatórório io de de didiststriribubuiçiçãoão, , ababasastetececendndo o cecercrca a de de 2525.0.00000 consumidores. O sistema de abastecimento do Residencial Deus Quer, possui 2 (dois) poços consumidores. O sistema de abastecimento do Residencial Deus Quer, possui 2 (dois) poços tubulares e 1 (um) reservatório de distribuição, abastecendo cerca de 3.500 consumidores. Os tubulares e 1 (um) reservatório de distribuição, abastecendo cerca de 3.500 consumidores. Os poços dos dois sistemas são equipados com bombas e sistemas de cloração, com o objetivo de poços dos dois sistemas são equipados com bombas e sistemas de cloração, com o objetivo de preservar a qualidade da água até o ponto de consumo.

preservar a qualidade da água até o ponto de consumo.

O órgão responsável pela vigilância da qualidade da água em Teresina e a O órgão responsável pela vigilância da qualidade da água em Teresina e a GEVISA – Gerencia de Vigilância Sanitária Municipal.

(13)

2.0 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

•

• AmpAmplialiar r os os conconhechecimeimentntos os teteóriórico-co-exexperperimeimentantais is adadquiquiridridos os durdurantante e o o curcurso so dede

química e participar das etapas do processo de purificação de água realizado pela química e participar das etapas do processo de purificação de água realizado pela AGESPISA no complexo de

AGESPISA no complexo de estações de tratamento ETA’s - estações de tratamento ETA’s - Teresina.Teresina.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•

• Efetuar as coletas das amostras de águas para realização das análises;Efetuar as coletas das amostras de águas para realização das análises; •

• Realizar análises físico-químicas e bacteriológicas das amostras de águas coletadas;Realizar análises físico-químicas e bacteriológicas das amostras de águas coletadas; •

• Conhecer os produtos químicos utilizados no tratamento da água;Conhecer os produtos químicos utilizados no tratamento da água; •

• Analisar o processo de tratamento de água para obtenção de água que atenda aoAnalisar o processo de tratamento de água para obtenção de água que atenda ao

padrão de potabilidade e que não ofereçam riscos à saúde; padrão de potabilidade e que não ofereçam riscos à saúde;

•

• Acompanhar os procedimentos operacionais durante o processo de purificação deAcompanhar os procedimentos operacionais durante o processo de purificação de

água; água;

•

• Acompanhar o controle de qualidade da água, desde a entrada no sistema até a suaAcompanhar o controle de qualidade da água, desde a entrada no sistema até a sua

distribuição final; distribuição final;

•

• Comparar os resultados obtidos das análises com os padrões de potabilidade exigidosComparar os resultados obtidos das análises com os padrões de potabilidade exigidos

pelas legislações vigentes. pelas legislações vigentes.

(14)

3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A água é o elemento fundamental da vida. Seus múltiplos usos são indispensáveis A água é o elemento fundamental da vida. Seus múltiplos usos são indispensáveis a um largo espectro das atividades humanas, onde se destacam, entre outros, o abastecimento a um largo espectro das atividades humanas, onde se destacam, entre outros, o abastecimento público e industrial, a irrigação agrícola, a produção de energia elétrica e as atividades de público e industrial, a irrigação agrícola, a produção de energia elétrica e as atividades de

lazer e recreação, bem como a

lazer e recreação, bem como a preservaçãpreservação da vida aquática (CETESB, 2008).o da vida aquática (CETESB, 2008).

A crescente expansão demográfica e industrial observada nas últimas décadas A crescente expansão demográfica e industrial observada nas últimas décadas trouxe como conseqüência o comprometimento das águas dos rios, lagos e reservatórios. A trouxe como conseqüência o comprometimento das águas dos rios, lagos e reservatórios. A falta de recursos financeiros nos países em desenvolvimento tem agravado esse problema, falta de recursos financeiros nos países em desenvolvimento tem agravado esse problema, pela impossibili

pela impossibilidade da dade da aplicaçaplicação de ão de medidas corretivas para reverter esta situação (CETESB,medidas corretivas para reverter esta situação (CETESB, 2008).

2008).

As disponibilidades de água doce na natureza são limitadas pelo alto custo da sua As disponibilidades de água doce na natureza são limitadas pelo alto custo da sua obtenção nas formas menos convencionais, como é o caso da água do mar e das águas obtenção nas formas menos convencionais, como é o caso da água do mar e das águas subterrâneas. Deve ser, portanto, da maior prioridade, a preservação, o controle e a utilização subterrâneas. Deve ser, portanto, da maior prioridade, a preservação, o controle e a utilização racional das águas doces superficiais (CETESB, 2008).

racional das águas doces superficiais (CETESB, 2008). Um Sistema de

Um Sistema de AbastecimeAbastecimento de nto de Água,Água, Figura 01,Figura 01, caracterizacaracteriza-se pela r-se pela retirada daetirada da água da natureza, da adequação de sua qualidade, do transporte até os aglomerados humanos e água da natureza, da adequação de sua qualidade, do transporte até os aglomerados humanos e fornecimento à população em quantidade e qualidade compatíveis com suas necessidades fornecimento à população em quantidade e qualidade compatíveis com suas necessidades (LEME, 1984).

(LEME, 1984). Uma

Uma dadas s conconsisiderderaçõações es funfundamdamententais ais acacha-ha-se se dirdiretetameamentnte e liligadgada a ao ao gragrau u dede poluição da água bruta disponível, pois as características da água bruta variam conforme a poluição da água bruta disponível, pois as características da água bruta variam conforme a fonte de suprimento. A seqüência de analise dos elementos do projeto abrange a avaliação da fonte de suprimento. A seqüência de analise dos elementos do projeto abrange a avaliação da quantidade de água a ser tratada, com base em estudos de crescimento populacional; a quantidade de água a ser tratada, com base em estudos de crescimento populacional; a avaliação da quantidade e características da água bruta

avaliação da quantidade e características da água bruta disponívedisponível nas l nas fontes de suprimento; efontes de suprimento; e a

a detdetermermininaçação ão da da efeficiciêiêncincia a quaqualilitattativiva a da da ágágua ua tratratatada, da, se se obeobededece ce aos aos padpadrõerões s dede potabili

potabilidade. (LEME, dade. (LEME, 1984).1984). Se

Sendndo o um um sisiststemema a coconsnstititutuídído o de de fofontnte e de de susuprprimimenentoto, , cacaptptaçaçãoão, , adaduçuçãoão,, reservação e distribuição, a segurança sanitária da água não depende somente do tratamento. reservação e distribuição, a segurança sanitária da água não depende somente do tratamento. Assim, quando se projetam e constroem sistemas de adução e distribuição seguros, evitam-se Assim, quando se projetam e constroem sistemas de adução e distribuição seguros, evitam-se muitos problemas relativos á contaminaçã

muitos problemas relativos á contaminação, que muitas vezes o, que muitas vezes são atribuídos ao tratamento. Osão atribuídos ao tratamento. O tratamento da água é conseguido utilizando-se processos físicos, químicos e bioquímicos, tratamento da água é conseguido utilizando-se processos físicos, químicos e bioquímicos, para remover as impurezas (LEME, 1984).

(15)

A escolha do manancial se

A escolha do manancial se constitui na decisão mais importante na implantação deconstitui na decisão mais importante na implantação de um sistema de abastecimento de água, seja ele de caráter individual ou coletivo. Havendo um sistema de abastecimento de água, seja ele de caráter individual ou coletivo. Havendo ma

mais is de de umuma a opopçãção, o, susua a dedefifininiçãção o dedeveverá rá lelevavar r em em cocontnta, a, alalém ém da da prprededisispoposisiçãção o dada comunidade em aceita

comunidade em aceitar, as r, as águas do manancial a ser adotado (FUNASA, 2008).águas do manancial a ser adotado (FUNASA, 2008).

Figura 01:

Figura 01: Esquema de um sistema convencional de abastecimento de água.Esquema de um sistema convencional de abastecimento de água.

3.1 MANANCIAL

Man

Manancanciaial l parpara a ababastasteciecimemento nto de de águágua a é é todtoda a fonfonte te de de águágua a ututililizizada ada parparaa abastecimento doméstico, comercial, industrial e outros fins. De maneira geral, quanto à abastecimento doméstico, comercial, industrial e outros fins. De maneira geral, quanto à origem, os mananciais são classificados em manancial superficial, manancial subterrâneo e origem, os mananciais são classificados em manancial superficial, manancial subterrâneo e águas meteóricas.

águas meteóricas.

Os mananciais têm grande participação na concepção do projeto dos sistemas de Os mananciais têm grande participação na concepção do projeto dos sistemas de abastecimento

abastecimento d'água, pois eles são fontes naturais de onde se pode captar a água para os finsd'água, pois eles são fontes naturais de onde se pode captar a água para os fins pretendidos de abastecimento público. Os fatores decisivos para a escolha do manancial são: a pretendidos de abastecimento público. Os fatores decisivos para a escolha do manancial são: a

qualidade, a quantidade, a distância e as implicações técnicas e econômicas (PUPPI,1981). qualidade, a quantidade, a distância e as implicações técnicas e econômicas (PUPPI,1981).

Os mananciais superficiais (rios, lagos, barragens) por serem as águas naturais Os mananciais superficiais (rios, lagos, barragens) por serem as águas naturais potabilizáveis mais acessíveis, permitem o conhecimento do seu regime e favorecem a sua potabilizáveis mais acessíveis, permitem o conhecimento do seu regime e favorecem a sua captação. Os mananciais subterrâneos (lençóis do subsolo, ou aqüíferos), fornecem água de captação. Os mananciais subterrâneos (lençóis do subsolo, ou aqüíferos), fornecem água de qualidade satisfat

qualidade satisfatória para ória para uso imediato, principalmente os mais uso imediato, principalmente os mais profundo; Porém apresentamprofundo; Porém apresentam inconvenientes de uma exploração trabalhosa e às vezes dispendiosa. Já as águas meteóricas inconvenientes de uma exploração trabalhosa e às vezes dispendiosa. Já as águas meteóricas (águas das chuvas) por serem naturais e potabilizaveis podem ser admitida, em condições (águas das chuvas) por serem naturais e potabilizaveis podem ser admitida, em condições especiai

especiais, nos s, nos serviços de abastecimentserviços de abastecimento de o de pouca monta (HARDENBERGH, 1964; NETTO,pouca monta (HARDENBERGH, 1964; NETTO, 1979).

(16)

3.2

GRADEAMENTO

Os materiais que impurificam as águas podem ser assim classificados como: Os materiais que impurificam as águas podem ser assim classificados como: Mat

Materieriaiais s que que flflututuamuam; ; MatMaterieriaiais s em em sussuspenpensãosão, , bacbactétériarias, s, alalgas gas e e proprototozoázoáriorios, s, lolodosdos;; Materiais dissolvidos; Colóides, matéria orgânica, sílica, resíduos industriais (PEREIRA, Materiais dissolvidos; Colóides, matéria orgânica, sílica, resíduos industriais (PEREIRA, 1979).

1979).

A água dos lagos e rios pode carrear folhas, gravetos ou mesmo objetos maiores, A água dos lagos e rios pode carrear folhas, gravetos ou mesmo objetos maiores, que flutuam na sua superfície, bem como peixes e vegetação aquática, que vivem na massa que flutuam na sua superfície, bem como peixes e vegetação aquática, que vivem na massa líquida ou no fundo.

líquida ou no fundo. A entrada desses objetos nos sistemas de A entrada desses objetos nos sistemas de abastecabastecimento d’água é evitadaimento d’água é evitada pelo uso telas (HARDENBERGH, 1964).

pelo uso telas (HARDENBERGH, 1964).

Um tratamento de água sempre se inicia com a remoção dos

Um tratamento de água sempre se inicia com a remoção dos materiais que flutuammateriais que flutuam ou estão suspensos com o uso de grades e telas. Grades são dispositivos formados de barras ou estão suspensos com o uso de grades e telas. Grades são dispositivos formados de barras metálica

metálicas que s que se destinam à remoção se destinam à remoção de sólidos grosseiros, em suspensão e de sólidos grosseiros, em suspensão e corpos flutuantecorpos flutuantes,s, tem a finalidade a proteção de

tem a finalidade a proteção de dispositdispositivos de transporte da água ivos de transporte da água contra obstrução, tais como:contra obstrução, tais como: bombas, registros e tubulações (BASOL e ABREU, 1988; SOUTO, 1990).

bombas, registros e tubulações (BASOL e ABREU, 1988; SOUTO, 1990).

Pode-se também utilizar as telas de malhas largas ou ralos com aproximadamente Pode-se também utilizar as telas de malhas largas ou ralos com aproximadamente 6

6 cmcm22 _{de área livre. Esse tipo de grade é colocado no ponto de chegada da água, e torna-se}_{de área livre. Esse tipo de grade é colocado no ponto de chegada da água, e torna-se}

necessário uma manutenção para retirada dos resíduos, em geral, uma vez por semana necessário uma manutenção para retirada dos resíduos, em geral, uma vez por semana (CAMPOS, 2000).

(CAMPOS, 2000).

3.3 CAPTAÇÃO

A seleção da fonte abastecedora de água é processo importante na construção de A seleção da fonte abastecedora de água é processo importante na construção de um sistema de abastecimento. Deve-se, por isso, procurar um manancial com vazão capaz de um sistema de abastecimento. Deve-se, por isso, procurar um manancial com vazão capaz de proporcionar perfeito abastecimento à comunidade, além de ser de grande importância a proporcionar perfeito abastecimento à comunidade, além de ser de grande importância a localização da fonte, a topografia da região e a presença de possíveis focos de contaminação localização da fonte, a topografia da região e a presença de possíveis focos de contaminação (COPASA, 2008).

(COPASA, 2008).

A captação pode ser

A captação pode ser superficiasuperficial ou l ou subterrânesubterrânea.a. A A superficisuperficial al é feita nos rios, lagosé feita nos rios, lagos ou represas, por gravidade ou bombeamento. Se por bombeamento, uma casa de máquinas é ou represas, por gravidade ou bombeamento. Se por bombeamento, uma casa de máquinas é construída junto à captação. Essa casa contém conjuntos de motorbo-mbas que sugam a água construída junto à captação. Essa casa contém conjuntos de motorbo-mbas que sugam a água do manancial e a enviam para a estação de tratamento.

do manancial e a enviam para a estação de tratamento. A subterrânea A subterrânea é efetuada através deé efetuada através de poços artesia

(17)

lençóis subterrâneos. Essa água também é sugada por motor-bombas instaladas perto do lençóis subterrâneos. Essa água também é sugada por motor-bombas instaladas perto do lençol d’água e enviada à superfície por tubulações (COPASA, 2008).

lençol d’água e enviada à superfície por tubulações (COPASA, 2008).

A captação se destina a recolher do manancial a quantidades de água demandada A captação se destina a recolher do manancial a quantidades de água demandada pa

para ra o o abaabastestecicimenmento to e e varvaria ia conconfoforme rme as as cocondindiçõeções s loclocaiais, s, parpara a ágáguas uas supsuperferficiciaiiais,s, hidrológicas, topográficas e, para as águas subterrâneas, hidrogeológicas. Além de estarem hidrológicas, topográficas e, para as águas subterrâneas, hidrogeológicas. Além de estarem subordinadas aos requisitos: garantia de funcionamento, economia das instalações, garantia da subordinadas aos requisitos: garantia de funcionamento, economia das instalações, garantia da qualidade (PUPPI, 1981).

qualidade (PUPPI, 1981).

Os principais tipos de captação existentes para águas superficiais são em função Os principais tipos de captação existentes para águas superficiais são em função das característica

das características dos s dos mananciaimananciais: a s: a captação direta, a barragem de captação direta, a barragem de nível, canal de derivação,nível, canal de derivação, canal de regularização, reservatórios de regularizaçã

canal de regularização, reservatórios de regularização, torre o, torre de tomada, poço de de tomada, poço de derivação e aderivação e a captação das águas da chuva (LEME, 1984; PUPPI, 1981).

captação das águas da chuva (LEME, 1984; PUPPI, 1981).

No caso das águas subterrâneas existem várias opções para a captação, sendo as No caso das águas subterrâneas existem várias opções para a captação, sendo as principais a caixa de tomada, as galerias filtrantes, os drenos os poços. Estes últimos podem principais a caixa de tomada, as galerias filtrantes, os drenos os poços. Estes últimos podem ser rasos, profundos, artesiano ou poço profundo semi-artesiano. Os poços rasos, conhecidos ser rasos, profundos, artesiano ou poço profundo semi-artesiano. Os poços rasos, conhecidos como poço escavado ou caipira, são indicados quando o lençol aqüífero está a menos de 20 como poço escavado ou caipira, são indicados quando o lençol aqüífero está a menos de 20 metros de profundidade e exigem a necessidade de sistemas de elevação da água através de metros de profundidade e exigem a necessidade de sistemas de elevação da água através de mecanismos manuai

mecanismos manuais ou mecânicos como as bombas d'água (CAMPOS, 2000; PUPPI, 1981 s ou mecânicos como as bombas d'água (CAMPOS, 2000; PUPPI, 1981 ).). Os poços artesianos fornecem água que jorra sem necessidade de meios de Os poços artesianos fornecem água que jorra sem necessidade de meios de elevação mecânica e sem consumo energético. Em algumas regiões a água produzida nesses elevação mecânica e sem consumo energético. Em algumas regiões a água produzida nesses poços apresenta temp

poços apresenta temperaturas elevadaeraturas elevadas, podendo ser aproveitada em trocadores de calos, podendo ser aproveitada em trocadores de calor. r. OO poço semi-artesiano também atinge o lençol freático a grandes profundidades e necessita de poço semi-artesiano também atinge o lençol freático a grandes profundidades e necessita de um mecanismo de elevação da água até a superfície. Para esta elevação de água do subsolo um mecanismo de elevação da água até a superfície. Para esta elevação de água do subsolo são utilizados sistemas motores-bombas (CAMPOS, 2000).

são utilizados sistemas motores-bombas (CAMPOS, 2000).

3.4 ADUÇÃO

No estudo de um sistema de abastecimento d’água, aparece quase sempre a No estudo de um sistema de abastecimento d’água, aparece quase sempre a necessidade de se projetar uma adutora. A adução é a operação de conduzir a água do necessidade de se projetar uma adutora. A adução é a operação de conduzir a água do manancial à estação de tratamento ao sistema de distribuição, passando pelos reservatórios. manancial à estação de tratamento ao sistema de distribuição, passando pelos reservatórios. Assim, a adutora é

Assim, a adutora é uma canalização destinauma canalização destinada a da a conduzir água bruta e/ou água tratada entre conduzir água bruta e/ou água tratada entre asas unidades de um sistema de abastecimento, podendo ser canais e galerias, em superfície livre unidades de um sistema de abastecimento, podendo ser canais e galerias, em superfície livre ou

ou condcondutautas s em em prespressão. Levansão. Levando-se em do-se em contconta a a a enerenergia utiligia utilizadazada, , as adutoraas adutoras s podepodem m ser ser classifi

(18)

A qualidade dos tubos a ser usado nas adutoras, ferro fundido, fibro-cimento, aço, A qualidade dos tubos a ser usado nas adutoras, ferro fundido, fibro-cimento, aço, concreto ou mesmo madeira, dependerá das condições e custos locais, a serem estudados concreto ou mesmo madeira, dependerá das condições e custos locais, a serem estudados tecnicamente. A seção da adutora é determinada pela pressão disponível (carga) e pela vazão tecnicamente. A seção da adutora é determinada pela pressão disponível (carga) e pela vazão necessária. O fator econômico é mais preponderante no projeto da adutora do que em necessária. O fator econômico é mais preponderante no projeto da adutora do que em qualquer outra parte do

qualquer outra parte do sistema de abastecimensistema de abastecimento (HARDENBERGH, 1964).to (HARDENBERGH, 1964).

A adução por gravidade pode ser em conduto livre ou em conduto forçado. Em A adução por gravidade pode ser em conduto livre ou em conduto forçado. Em adutora com conduto livre a água escoa sempre em declive, mantendo uma superfície livre adutora com conduto livre a água escoa sempre em declive, mantendo uma superfície livre sob o efeito da pressão atmosférica; em sistemas maiores, apresentam grande seção, podendo sob o efeito da pressão atmosférica; em sistemas maiores, apresentam grande seção, podendo ser galerias, túneis ou canais e, em sistemas menores, são tubulações ou canais de pequena ser galerias, túneis ou canais e, em sistemas menores, são tubulações ou canais de pequena seç

seção. ão. Nas Nas aduadutotoras ras em em cocondunduto to forforçaçado do a a ágágua ua corcorre re sob sob prepressãssão, o, proprocecessassandndo-so-se e oo escoament

escoamento por o por gravidade (HARDENBERGHgravidade (HARDENBERGH, 1964; SOUSA, , 1964; SOUSA, 2001).2001). A adução por

A adução por recalque, ou através de bombeamento, existe um conjunto elevatóriorecalque, ou através de bombeamento, existe um conjunto elevatório ou estação de bombeamento. A água é conduzida sob pressão de um ponto a outro mais ou estação de bombeamento. A água é conduzida sob pressão de um ponto a outro mais elevado, através de um conjunto motor-bomba. As demais características, no entanto, são elevado, através de um conjunto motor-bomba. As demais características, no entanto, são iguais às do conduto forçado (BARROS, 1995).

iguais às do conduto forçado (BARROS, 1995).

A adução do tipo combina trechos de escoamento por gravidade, quando possíveis, A adução do tipo combina trechos de escoamento por gravidade, quando possíveis, com outros trechos de escoamento por recalque, aproveitando assim os desníveis favoráveis com outros trechos de escoamento por recalque, aproveitando assim os desníveis favoráveis do percurso e reduzindo o consumo de energia necessária para o bombeamento da água do percurso e reduzindo o consumo de energia necessária para o bombeamento da água (BARROS, 1995).

(BARROS, 1995).

Estações elevatórias são instalações que servem para bombear a água a pontos Estações elevatórias são instalações que servem para bombear a água a pontos ma

mais is elelevevadados os a a fifim m de de gagararantntir ir a a vavazãzão o nanas s lilinhnhas as adadututororasas, , sesendndo o coconsnsumumididororeses representativos de energia elétrica, basicamente pelo uso de bombas e seus motores de representativos de energia elétrica, basicamente pelo uso de bombas e seus motores de acionament

acionamento (BARROS, o (BARROS, 1995).1995).

3.5 TRATAMENTO DE ÁGUA DE MANANCIAL SUPERFICIAL

O tratamento da água tem por objetivo condicionar as características da água bruta, O tratamento da água tem por objetivo condicionar as características da água bruta, isto é, da água como encontrada na natureza, a fim de atender à qualidade necessária a um isto é, da água como encontrada na natureza, a fim de atender à qualidade necessária a um determinado uso. A água a ser utilizada para o abastecimento público deve ter sua qualidade determinado uso. A água a ser utilizada para o abastecimento público deve ter sua qualidade ajustada de forma a (BARROS, 1995):

ajustada de forma a (BARROS, 1995):

•

•AteAtendender r aoaos s padpadrõerões s de de ququalialidadade de exexigiigidos dos pelpelo o MinMinististériério o da da SaúSaúde de e e acaceieitostos

internacionalmente; internacionalmente;

(19)

•

•Prevenir o aparecimento de doenças de veiculação hídrica, protegendo a saúde daPrevenir o aparecimento de doenças de veiculação hídrica, protegendo a saúde da

população; população;

•

•Tornar a água adequada a serviços domésticos;Tornar a água adequada a serviços domésticos; •

•Prevenir o aparecimento da cárie dentária nas crianças, através da fluoretação;Prevenir o aparecimento da cárie dentária nas crianças, através da fluoretação; •

•Proteger o sistema de abastecimento de água, principalmente tubulações e órgãosProteger o sistema de abastecimento de água, principalmente tubulações e órgãos

acessórios da rede de distribuição, dos efeitos danosos da corrosão e da deposição de acessórios da rede de distribuição, dos efeitos danosos da corrosão e da deposição de partículas.

partículas.

O tratamento da água pode ser

O tratamento da água pode ser parcial ou completo, de acordo com a parcial ou completo, de acordo com a análise préviaanálise prévia de suas características físicas, químicas e biológicas. O tratamento coletivo é efetuado numa de suas características físicas, químicas e biológicas. O tratamento coletivo é efetuado numa Estação de Tratamento de Água

Estação de Tratamento de Água (ETA), onde passa por (ETA), onde passa por diversos processos de depuração.diversos processos de depuração. Os processos de depuração são diversos, todos eles de

Os processos de depuração são diversos, todos eles de alcance parcial ou limitado,alcance parcial ou limitado, uma vez que não existe um com atuação universal que isoladamente promova a remoção ou uma vez que não existe um com atuação universal que isoladamente promova a remoção ou el

elimimininaçação ão de de totodadas s as as imimpupurerezazas s prpresesenentetes. s. DaDaí í a a nenececessssididadade e de de sisiststemematatizizá-lá-losos,, processando-se a potabili

processando-se a potabilização por fases, cada zação por fases, cada uma correspondendo a um órgão uma correspondendo a um órgão específiespecífico daco da estação de tratamento. As etapas do processo de depuração são: clarificação, desinfecção, estação de tratamento. As etapas do processo de depuração são: clarificação, desinfecção, fluoretaç

fluoretação e correção do ão e correção do pH (PUPPI, 1981).pH (PUPPI, 1981).

3.5.1 Processo de Clarificação

A clarificação é definida como sendo a remoção da matéria finamente dividida e A clarificação é definida como sendo a remoção da matéria finamente dividida e em suspensão em água. A clarificação quando necessária é o primeiro passo a ser dado em em suspensão em água. A clarificação quando necessária é o primeiro passo a ser dado em qualquer tipo de tratamento de água. A etapa de clarificação constitui-se de um conjunto de qualquer tipo de tratamento de água. A etapa de clarificação constitui-se de um conjunto de opera

operações unitárições unitárias, as, destdestinainadas das à à remoremoção ção de de sólisólidos dos presepresentes na ntes na águaágua, , incincorpororporando ando asas operações básicas de coagulação, floculaç

operações básicas de coagulação, floculação, decantação e ão, decantação e filtraçãfiltração (BARROS, o (BARROS, 1995; PUPPI,1995; PUPPI, 1981).

1981).

A clarificação, cuja função essencial consiste na remoção da turbidez, apresenta A clarificação, cuja função essencial consiste na remoção da turbidez, apresenta uma grande importância no

uma grande importância no tratamento de águas de tratamento de águas de abastecimabastecimento, proporcional à ento, proporcional à importânciimportânciaa do parâmetro turbidez na potabi

do parâmetro turbidez na potabilidade lidade da água. Uma água que atenda aos rigorosos requida água. Uma água que atenda aos rigorosos requisitossitos de

de turbturbidez idez padrõpadrões es de de potapotabilbilidadidade e garagarantemntem: : uma uma aparaparênciência a esteesteticticamenamente te adeqadequadauada;; quan

quantidtidades ades reduzreduzidas idas de de micrmicrorganorganismoismos; s; desedesempenmpenho ho adeqadequado uado durandurante te o o procprocesso esso dede desinfecção, devido à ausência de sólidos capazes de proteger os patogênicos da ação do desinfecção, devido à ausência de sólidos capazes de proteger os patogênicos da ação do desinfeta

(20)

3.5.1.1 Teoria da Mistura 3.5.1.1 Teoria da Mistura

O processo mecânico no qual a água é

O processo mecânico no qual a água é agitada para que nela se criem um gradienteagitada para que nela se criem um gradiente de velocidade que definam a intensidade da agitação, e denominado mistura. Fatores que de velocidade que definam a intensidade da agitação, e denominado mistura. Fatores que influem na eficiência da mistura: tempo de

influem na eficiência da mistura: tempo de mistura do coagulante, que deve ser mistura do coagulante, que deve ser extremamenteextremamente curto; intensidade de agitação, que deve ser elevada para assegurar completa dispersão do curto; intensidade de agitação, que deve ser elevada para assegurar completa dispersão do coagulant

coagulante (e (LEME, 1984).LEME, 1984).

A mistura é efetuada em câmaras denominadas “câmaras de mistura rápida”, nas A mistura é efetuada em câmaras denominadas “câmaras de mistura rápida”, nas quais se assegura uma

quais se assegura uma coagulaçcoagulação homogênea. Por ão homogênea. Por isso é imprescindível uma mistura isso é imprescindível uma mistura intensaintensa no ponto de aplicação do coagulante na água, para que se possa garantir uma distribuição no ponto de aplicação do coagulante na água, para que se possa garantir uma distribuição homogênea e uma exposição das partículas finas existentes na água ao coagulante, antes que a homogênea e uma exposição das partículas finas existentes na água ao coagulante, antes que a reação termine. A mistura é uma operação de pré-tratamento da água de grande importância reação termine. A mistura é uma operação de pré-tratamento da água de grande importância para o funcionamento eficiente dos decantadores (LEME, 1984).

para o funcionamento eficiente dos decantadores (LEME, 1984).

3.5.1.2 Teoria da

3.5.1.2 Teoria da CoagulaçãoCoagulação

A

A coacoagulgulaçãação o é é um um proprocecesso sso quíquímicmico o de de prépré-tr-trataatamenmento to ememprepregadgado o papara ra aa remoção de substancias no estado coloidal, produtoras de turbidez e de materiais finamente remoção de substancias no estado coloidal, produtoras de turbidez e de materiais finamente divididos em suspensão, que resultam da decomposição de materiais ou despejos industriais, divididos em suspensão, que resultam da decomposição de materiais ou despejos industriais, entre os colóides, encontram-se partículas de argila, matéria orgânica, bactérias algas e entre os colóides, encontram-se partículas de argila, matéria orgânica, bactérias algas e substanci

substancias produtoras de as produtoras de cor (LEME, 1984).cor (LEME, 1984).

As principais funções da coagulação são: a desestabilização, agregação e adesão As principais funções da coagulação são: a desestabilização, agregação e adesão simultânea de colóides, Os quais se caracterizam pela sua estabilidade, ou seja, falta de simultânea de colóides, Os quais se caracterizam pela sua estabilidade, ou seja, falta de tendênci

tendência a a a aglomeraçãaglomeração (LEME, o (LEME, 1984).1984).

A coagulação exige a adição e mistura rápida de um coagulante à água a ser A coagulação exige a adição e mistura rápida de um coagulante à água a ser tratada. A reação química resultante neutraliza as cargas das partículas coloidais e forma um tratada. A reação química resultante neutraliza as cargas das partículas coloidais e forma um pr

prececipiipitadtado. o. O O memecacanisnismo mo da da cocoaguagulaçlação ão conconsissiste te em em alalteterar rar a a carcarga ga dadas s papartírtícuculaslas,, provocando a aglutinação das mesmas, formando aglomerados maiores. Com isso tem-se um provocando a aglutinação das mesmas, formando aglomerados maiores. Com isso tem-se um

aum

aumentento o na na velvelococidaidade de de de sedsedimimententaçação. ão. A A prepredomdomininâncância ia de de ânânionions s na na esestrutruturtura a dasdas partículas resulta na carga negativa. A neutralização das cargas negativas acontece por que partículas resulta na carga negativa. A neutralização das cargas negativas acontece por que dada

dissociação do coagulante resulta cátions polivalentes, estes substituem os monovalentes da dissociação do coagulante resulta cátions polivalentes, estes substituem os monovalentes da estrutura da partícula, havendo como conseqüência a neutralização das cargas, diminuindo o estrutura da partícula, havendo como conseqüência a neutralização das cargas, diminuindo o potencial zeta e favorecendo a junção das partículas (LEME, 1984; MORGADO, 1994). potencial zeta e favorecendo a junção das partículas (LEME, 1984; MORGADO, 1994).

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3.5.1.2.1 Principais agentes coagulantes 3.5.1.2.1 Principais agentes coagulantes

Muitas substâncias são utilizadas para a coagulação, mas principais coagulantes Muitas substâncias são utilizadas para a coagulação, mas principais coagulantes disponíveis no mercado para tratamento de água são: Sulfato de alumínio, Sulfato ferroso, disponíveis no mercado para tratamento de água são: Sulfato de alumínio, Sulfato ferroso, Aluminato de sódio, cloreto férrico, Hidróxido de

Aluminato de sódio, cloreto férrico, Hidróxido de cálcio, hidroxiclocálcio, hidroxicloreto de reto de alumínialumínio e o e sulfatosulfato férri

férrico. co. DentDentre estes o re estes o sulfsulfato de alumínato de alumínio e io e maimais s utilutilizaizado nas do nas estaestações de tratamções de tratamento deento de água (BABITT et Al, 1976; PAVANELLI, 2001).

água (BABITT et Al, 1976; PAVANELLI, 2001). O

O SulSulfafato to de de alalumíumíninio, o, tamtambém bém chachamamado do de de alalúmeúmen. n. AprApreseesentantam m fórfórmumulala Al

Al22(SO(SO44))33.18H.18H22O ou AlO ou Al22(SO(SO44))33. 14H. 14H22O. O O. O produto comercial é sólido cristalino, cinza, sujo ouproduto comercial é sólido cristalino, cinza, sujo ou

amarelado, a pureza é de acordo com o teor de Al

amarelado, a pureza é de acordo com o teor de Al22OO33, aproximadamente de 17%, a melhor , aproximadamente de 17%, a melhor

faixa de pH para coagulação depende da quantidade de sulfato de alumínio utilizado. O faixa de pH para coagulação depende da quantidade de sulfato de alumínio utilizado. O produto com 14 moléculas de água de cristalização é aproximadament

produto com 14 moléculas de água de cristalização é aproximadamente 12% mais duro e 12% mais duro do quedo que o produto com 18 moléculas (BABITT et

o produto com 18 moléculas (BABITT et al, 1976).al, 1976).

O sulfato de alumínio líquido é produzido a partir de

O sulfato de alumínio líquido é produzido a partir de hidrato de alumínio. Deve-sehidrato de alumínio. Deve-se manter um teor de água suficiente para impedir a cristalização; apresenta 7 a 8% de Al manter um teor de água suficiente para impedir a cristalização; apresenta 7 a 8% de Al 22OO33,,

com teores acima de 8,26%, o produto pode cristalizar. A boa qualidade do produto se mede com teores acima de 8,26%, o produto pode cristalizar. A boa qualidade do produto se mede pelo teor de resíduos insolúveis e é incolor, um dos parâmetros é o teor de ferro, expresso em pelo teor de resíduos insolúveis e é incolor, um dos parâmetros é o teor de ferro, expresso em

função de Fe

função de Fe22OO33, com valores menores de 0,02% , com valores menores de 0,02% (MACEDO, 2004).(MACEDO, 2004).

A dosagem de sulfato de alumínio depende das características da água a ser A dosagem de sulfato de alumínio depende das características da água a ser tratada. As águas com concentrações relativamente baixas de partículas coloidais, em geral, tratada. As águas com concentrações relativamente baixas de partículas coloidais, em geral, águas superficiais utilizadas no abastecimento público, delimita-se a dosagem de sulfato de águas superficiais utilizadas no abastecimento público, delimita-se a dosagem de sulfato de alumínio ent

alumínio entre 2 e 30 mg/L e faixa de re 2 e 30 mg/L e faixa de pH de coagulaçpH de coagulação de 5,0 a 6,8 (MACEDO, 2004).ão de 5,0 a 6,8 (MACEDO, 2004). A determinação das dosagens ótimas dos coagulantes a serem empregados numa A determinação das dosagens ótimas dos coagulantes a serem empregados numa estação de tratamento de água - ETA é definida através do teste do jarro, onde se monitora a estação de tratamento de água - ETA é definida através do teste do jarro, onde se monitora a vel

velociocidadade de de de agiagitataçãoção, , pH, pH, quaquantntidaidade de do do proprodutduto o quíquímicmico, o, tetempmperaeratutura ra e e temtempo po dede decantaçã

decantação (MACEDO, o (MACEDO, 2004).2004).

O aparelho para o teste do jarro consta de seis cubas com pás misturadoras, nas O aparelho para o teste do jarro consta de seis cubas com pás misturadoras, nas quais a velocidade de rotação possa ser ajustada. Sendo a melhor dosagem aquela da cuba na quais a velocidade de rotação possa ser ajustada. Sendo a melhor dosagem aquela da cuba na qual aconteceu melhor floculação. (MACÊDO,

qual aconteceu melhor floculação. (MACÊDO, 2004).2004). Par

Para a que o que o susulflfatato o de de alalumumíniínio o pospossa sa reareagirgir, , parpara a foformarmar r um um preprecipcipititadoado, , éé necessário que a água, dentro da qual é colocado, contenha alguma alcalinidade, usualmente necessário que a água, dentro da qual é colocado, contenha alguma alcalinidade, usualmente

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sob forma de bicarbonato de cálcio, que pode ser natural ou adicionada (BABITT et al, 1976; sob forma de bicarbonato de cálcio, que pode ser natural ou adicionada (BABITT et al, 1976; MACEDO, 2004):

MACEDO, 2004):

Reações químicas para o sulfato de alumínio: Reações químicas para o sulfato de alumínio:

•

• Reações com alcalinidade naturalReações com alcalinidade natural

1) Al

1) Al22(SO(SO44))33. 18 H. 18 H22O + 3 Ca(HCOO + 3 Ca(HCO33) ) → → 3 3 CaSOCaSO44 + + 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 6 CO+ 6 CO22 + 18 H+ 18 H22OO

2) 2FeSO

2) 2FeSO44.7H.7H22O + 2Ca(HCOO + 2Ca(HCO33))22+ + ½ ½ OO22→ Fe(OH)→ Fe(OH)33+n 2CaSO+n 2CaSO44+ 4CO+ 4CO22+ 6H+ 6H22OO

3) 2FeSO

3) 2FeSO44.7H.7H22O + 3Ca(HCOO + 3Ca(HCO33))22+ Cl+ Cl22→ Fe(OH)→ Fe(OH)33 + 2CaSO+ 2CaSO44+ CaCl+ CaCl22+ 6CO+ 6CO22+ 7H+ 7H22OO

4) Fe

4) Fe22(SO(SO44))33+ 3Ca(HCO+ 3Ca(HCO33))22→ 2Fe(OH)→ 2Fe(OH)33+ 3CaSO+ 3CaSO44+ 6CO+ 6CO22

•

• Reações com alcalinidade adicionadaReações com alcalinidade adicionada

Al

Al22(SO(SO44))33 .18 H.18 H22O + 3 NaO + 3 Na22COCO33 + + 3H3H22OO →→ 3Na3Na22SOSO44 + + 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 3CO+ 3CO22 + 14,3 H+ 14,3 H22OO

Al

Al22(SO(SO44))33. 14,3 H. 14,3 H22O O + + 3 3 Ca(OH)Ca(OH)22 →→ 3 CaSO3 CaSO44 + + 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 14,3 H+ 14,3 H22OO

Os

Os prinprincipacipais is auxiauxilialiares res de de coagcoagulaçulação ão são: Bicarbosão: Bicarbonato de nato de sódisódio o (NaHC(NaHCOO33),),

Carbonato de sódio (Na

Carbonato de sódio (Na22COCO33), Hidróxido de sódio (NaOH), Óxido de cálcio (CaO) e o), Hidróxido de sódio (NaOH), Óxido de cálcio (CaO) e o

Hidróxido de cálcio (Ca(OH) Hidróxido de cálcio (Ca(OH)22).).

Agente coadjuvante

Agente coadjuvante de floculação é todo produto que, de alguma forma, de floculação é todo produto que, de alguma forma, aumentaaumenta sensivelm

sensivelmente o ente o desempendesempenho do ho do processo de coagulação, quando usados em processo de coagulação, quando usados em conjunto com osconjunto com os agentes coagulantes. Os principais coadjuvantes são a sílica ativada e os polieletrólitos.

agentes coagulantes. Os principais coadjuvantes são a sílica ativada e os polieletrólitos.

Polieletrólitos são polímeros originários de proteína e polissacarídeos de natureza Polieletrólitos são polímeros originários de proteína e polissacarídeos de natureza sintética e natural. De acordo com

sintética e natural. De acordo com a carga da a carga da cadeia polimérica pode ser catiônico e aniônico.cadeia polimérica pode ser catiônico e aniônico. Os polieletrólitos são divididos em duas subclasses: fracos e fortes. No Brasil, em função das Os polieletrólitos são divididos em duas subclasses: fracos e fortes. No Brasil, em função das características das águas e sólidos suspensos são utilizados os aniônicos (MACEDO, 2004) características das águas e sólidos suspensos são utilizados os aniônicos (MACEDO, 2004)

Tanto polímeros sintéticos, como os naturais (amidos em geral), são considerados Tanto polímeros sintéticos, como os naturais (amidos em geral), são considerados auxiliares de floculação e filtração. Os

auxiliares de floculação e filtração. Os sintéticsintéticos são os são utilizutilizados para ados para aumentar a velocidade deaumentar a velocidade de sedimentação dos flocos, a resistência às forças de cisalhamento que podem ocorrer na sedimentação dos flocos, a resistência às forças de cisalhamento que podem ocorrer na veiculação da água floculada e a diminuição da dosagem do coagulante primário. Já os veiculação da água floculada e a diminuição da dosagem do coagulante primário. Já os naturais são utilizados para reduzir a ocorrência de transpasse dos flocos no filtro e aumentar naturais são utilizados para reduzir a ocorrência de transpasse dos flocos no filtro e aumentar a taxa de filtração (MACÊDO, 2004).