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Atenção: estas notas destinam-se exclusivamente a servir como roteiro de estudo. Figuras e tabelas de outras fontes foram reproduzidas estritamente com
fins didáticos.
UD 02: Tratamento de água
Prof. Lucrécio Fábio
PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS – I
Prof. Lucrécio Fábio
Atenção: estas notas destinam-se exclusivamente a servir como roteiro de estudo. Figuras e tabelas de outras fontes foram reproduzidas estritamente com fins didáticos.
U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L O
E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a – E E L
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Estação de tratamento de água de Guandu – Rio de Janeiro
Introdução
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Higiênica - remoção de bactérias, elementos
venenosos ou nocivos, mineralização excessiva,
teores elevados de compostos orgânicos;
Estética - correção de cor,
turbidez, odor, sabor;
Econômica - redução da corrosividade das tubulações,
diminuição de doenças veiculadas pela água.
De modo geral, visa a melhoria da qualidade da água para abastecimento.
Finalidade do Tratamento
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captação
tratamento
reservatório
adução
Bacia hidrográfica
Reservatório de
acumulação
distribuição
Sistema de abastecimento
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captação
indústria lazer/consumo humano
tratamento
tratamento
de
efluentes
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Em geral são os seguintes:
Captação coagulação floculação
decantação ou
sedimentação filtração desinfecção
(cloração)
fluoretação
Processo de Tratamento
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Processo de Tratamento
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Captação
Processo de Tratamento
Captação de água da Represa Billings – São Paulo
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Coagulação
É o processo que transforma as partículas em suspensão, em estado
coloidal e algumas que se encontram dissolvidas, em aglomerados
que possam ser removidas pelos processos de decantação e filtração.
Esses aglomerados se reúnem produzindo a floculação.
Reagentes
Compostos de alumínio ( sulfato de alumínio, polímeros a base de
alumínio - policloreto de alumínio)
sulfato de alumíniopolicloreto de alumínio
Processo de Tratamento
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Agitação rápido do sistema de coagulação
Processo de Tratamento
Coagulação
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Floculação
Teoricamente, o sulfato reagindo com a alcalinidade natural da água.
Al2(SO4)318H2O + 3 Ca (HCO3)2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 18H2O + 6CO2
Floculadores
Processo de Tratamento
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Decantação
É o processo pelo qual se verifica a deposição de matérias em
suspensão pela ação da gravidade.
Força deatrito
Forçagravitacional
Velocidade de
sedimentação
Vs = 1 . g . d1 - d2 . D2
18 ʋ d2
Vs = velocidade de sedimentação (m/s)
g = aceleração da gravidade (m/s2)
ʋ = viscosidade cinemática da água (m2/s)
d1 = densidade da partícula (kg/m3)
d2 = densidade do líquido (kg/m3)
D = diâmetro da partícula (m)
Lei de Stokes
Processo de Tratamento
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Aplicação
Calcular a velocidade de sedimentação de uma partícula, tendo-
se os seguintes dados:
velocidade de sedimentação : Vs = ? m/s
aceleração da gravidade : g = 9,81 m/s2
viscosidade cinemática da água : ʋ = 0,90 x 10-6 m2/s
densidade da partícula : d1 =2650 kg/m3
densidade do líquido : d2 = 1000 kg/m3
diâmetro da partícula : D = 0,7 mm = 0,7 x 10-3 m
Resposta: 0,48m/s
Processo de Tratamento
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T = V / Q
T = tempo de detenção (h)
V = volume do tanque (m3)
Q = vazão (m3/h)
Decantação
Processo de Tratamento
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Aplicação
Qual o tempo de detenção de um decantador que tem volume de
3000m3 e cuja vazão de água é de 0,8m3/s
T = V / Q
T = 3000m3 / 2880m3.h-1
T = 1,04h
Processo de Tratamento
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Filtração
A filtração da água consiste em fazê-la passar através de
substâncias porosas capazes de reter ou remover algumas de
suas impurezas.
Classificação dos filtros
De acordo com a taxa ou velocidade de filtração
filtros lentos: funcionam com taxa média de 4 m3/m2/dia
filtros rápidos: funcionam com taxa média de 120 m3/m2/dia
Quanto à pressão, os filtros rápidos podem ser de 2 tipos:
de pressão: fechados metálicos, nos quais a água a ser
filtrada é aplicada sobre pressão.
de gravidade: os mais comuns
Processo de Tratamento
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Tipos de filtros
Corte de um filtro lento
Processo de Tratamento
Filtração
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Corte de um filtro rápido
Filtração
Processo de Tratamento
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Filtro rápido/gravidade
Filtração
Processo de Tratamento
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Filtro rápido/pressão
Filtração
Processo de Tratamento
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Processo de Tratamento
Filtração
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Desinfecção
A desinfecção nas ETAs é feita com cloro e, por isso, o termo
desinfecção é comumente substituído por cloração.
A cloração pode ser feita com:
•Cloro puro
•Hipoclorito de sódio ou cálcio
Processo de Tratamento
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Fluoretação
A fluoretação das águas de abastecimento público auxilia na produção
natural de dentes mais resistentes, proporcionando-lhes mais saúde.
Os dentes são ossos mortos, portanto a ação benéfica do flúor para
efeitos preventivos ocorrerá com mais vantagem na sua formação.
Processo de Tratamento
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Ação do Flúor
• aumento da insolubilidade da parte mineralizada do dente,
tornando-o mais resistente às bactérias;
• maior concentração de fluoretos na cavidade oral, inibindo os
processos enzimáticos, que dissolvem substâncias calcificantes do
dente;
• sua presença torna o meio impróprio ao desenvolvimento de “
Lactobacillus Acidophillus”
Materiais
• Fluoreto de sódio comercial;
• fluorssilicato de sódio;
• ácido fluorssilícico
Processo de Tratamento
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Clarificação
O processo consiste em coagulação, floculação e filtração da água
com vistas a reduzir a presença de sólidos suspensos.
Abrandamento
Ou “amolecimento” da água, consiste na remoção total ou parcial dos
íons de cálcio (Ca++) e magnésio (Mg++) nela presentes, geralmente em
forma de bicarbonatos, sulfatos e cloretos.
Tratamento de água para caldeira
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Abrandamento
• processo de troca iônica ou desmineralização
Tratamento de água para caldeira
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Desgaseificação
•Tem duas finalidades:
- aquecimento da água
- desprendimento de elementos gasosos
Desaerador
Tratamento de água para caldeira
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Passos do tratamento
• Preparo de soluções
- cal
- sulfato
- hipoclorito
• realização do jar test (teste de jarro)
Teste de jarro
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Aparelho de jar test
Instrumentaçãode apoio
Teste de jarro
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Teste de jarro
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Bibliografia
Carlos A. Richter e José M. de Azevedo Netto. Tratamento de Água. 5ª ed. São
Paulo Edgard Blucher. 2003.
Luiz Di Bernardo. Tratamento de água para abastecimento por filtração direta. 1a
ed. Rio de Janeiro. Abes. 2003.