universidade federal rural do semi-árido - Engenharia Civil

Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLOGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FRANCISCO DAS CHAGAS DA COSTA FILHO
OTIMIZAÇÃO DA COAGULAÇÃO VISANDO REMOÇÃO DE COR E TURBIDEZ
MOSSORÓ-RN
2014
Trabalho de conclusão de curso apresentado a
Universidade Federal Rural do Semi-Árido –
UFERSA, Campus Mossoró, Departamento de
Ciências Ambientais e Tecnológicas para a
obtenção do título de Bacharel em Engenharia
Civil.
Orientadora: Profª. Dra. Sc. Solange Aparecida
Goularte Dombroski – UFERSA.
MOSSORÓ-RN
2014
O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade de seus autores
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)
Setor de Informação e Referência
C837o
Costa Filho, Francisco das Chagas da.
Otimização da coagulação visando remoção de cor e
turbidez / Francisco das Chagas da Costa Filho -- Mossoró,
2014.
100f.: il.
Orientadora: Profª. Dra. Solange Aparecida G. Dombroski.
Monografia (Graduação em Engenharia Civil) –
Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Pró-Reitoria de
Graduação.
1. Engenharia sanitária. 2. Água – análise e tratamento. 3.
Coagulação. 4. Filtração Direta. 5. Remoção de turbidez - Rio
Piranhas-Açú – Mossoró/RN. I. Título.
RN/UFERSA/BCOT/768-14
CDD: 628.16
Bibliotecária: Vanessa Christiane Alves de Souza Borba
CRB-15/452
Trabalho de conclusão de curso apresentado
ao Departamento de Ciências Ambientais e
Tecnológicas para a obtenção do título de
Bacharel em Engenharia Civil.
APROVADA EM: 05/07/2014
BANCA EXAMINADORA
Ao meu querido amigo Saldanha (in
memoriam), pelo carinho, força, colaboração
na minha vida acadêmica, e por todos os
momentos de alegria e felicidade que nos
proporcionou em vida.
Aos meus pais que sempre me apoiaram
e me deram forças para nunca desistir de
buscar os meus objetivos.
As minhas irmãs e sobrinhos, por
estarem sempre próximos nos momentos
em que eu mais precisei.
AGRADECIMENTOS
A Deus primeiramente que me deu força e coragem para ir em busca dos meus sonhos;
Aos meus pais e minha família, que me apoiaram sempre nas escolhas da minha vida e me
aconselharam a buscar o melhor caminho;
Aos amigos que sempre estiveram presentes nas diversas situações;
A Cristiane Nascimento, Savanna Cristina, Danilo Noronha e Thales Henrique, pela amizade
e companheirismo que me dedicaram em todo o período do curso de Engenharia Civil.
Aos Mestres que tive ao longo do Bacharelado em Engenharia Civil, que buscaram ao
máximo transmitir conhecimentos e me encorajaram a ir em frente, me apoiando no que era
possível.
A minha orientadora, Dr. Solange Dombroski, por colaborar nesse projeto, pela paciência,
amizade e companheirismo que me dedicou na realização deste trabalho.
A Rudna Vieira, Adler Lincoln e João Paulo Alvez, pela amizade e colaboração neste
trabalho.
Aos membros da banca, pela colaboração para melhorar meu trabalho final de graduação.
A todos, que de alguma forma contribuiu para a concretização deste sonho.
EPÍGRAFE
“Até onde posso, vou deixando o melhor de
mim. Se alguém não viu, foi porque não me
sentiu com o coração”.
Clarice Lispector.
RESUMO
A água é um dos recursos naturais existentes essenciais para a manuntenção da vida
humana, visto que seus usos são multiplos, sendo a sua principal função o abastecimento
humano. Em vista disso, toda e qualquer água utilizada para consumo, deve obedecer aos
riquisitos impostos pelo Ministério da Saúde, descritos no padrão de potabilidade regido pela
portaria de nº 2.914/2011. O presente trabalho teve como objetivo geral, executar ensaios de
tratabilidade em escala de bancada simulando a tecnologia de coagulação e de filtração direta,
visando remover cor e turbidez da água do rio Piranhas/Açu, localizado em Assú, RN. A
pesquisa avaliou a remoção de turbidez, cor aparente e cor verdadeira a partir de ensaios
realizados em equipamento jar test e filtração em papel. Os ensaios foram realizados em três
etapas, nas quais foram fixadas condições de mistura rápida, tempo e gradiente médio de
velocidade, mas distintas entre si. Em cada ensaio, utilizava-se uma dosagem fixa de
coagulante e variava-se os valores de pH de coagulação, tendo sido utilizados dois tipos de
coagulantes (cloreto de polialumínio e sulfato de alumínio) e um auxiliar de coagulação
(polímero catiônico), totalizando 18 ensaios com 6 jarros por ensaio. Os resultados obtidos
indicaram os menores valores remanescentes de turbidez (0,57 uT), cor aparente (8 uH) e cor
verdadeira (4 uH) para a dosagem de cloreto de polialumínio (PAC) de 6 mg/L com
respectivo valor de pH de coagulação de 4,8. Para esta condição, os percentuais
remanescentes para turbidez, cor aparente e cor verdadeira foram de 24, 38 e 50%,
respectivamente. De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de
testes em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em
distintos testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor
verdadeira e, em um teste, para turbidez.
Palavras-chave: Coagulação. Filtração Direta. Remoção de turbidez. Remoção de cor
(aparente e verdadeira).
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Unidades componentes de uma instalação de abastecimento de água..................... 19
Figura 2 - Representação esquemática de uma micropeneira rotativa e peneiras com abertura
de 50 mm (direita) e 25 mm (esquerda) ................................................................................... 50
Figura 3 - Vista de um equipamento jartest ............................................................................. 54
Figura 4 - ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a) Calha Parshal
em operação; (b) Dosador de coagulante; (c) Dosador de cal e de coagulante em Calha
Parshall. .................................................................................................................................... 57
Figura 5 - Tipos de floculadores empregados na ETAs: a) - Floculador em meio granular; b)
Floculador em chicanas; c) Floculador mecanizado ................................................................ 59
Figura 6 - Floculador em chicanas verticais (seco) vendo-se, à direita, o vertedor para
medição de vazão (ETA Alto Branco, CAGEPA, Campina Grande). ..................................... 59
Figura 7 - Vista de uma unidade de floculação mecânica. As tampas amarelas objetivam a
proteção do motor de acionamento do misturador (ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema
Boqueirão-Campina Grande). ................................................................................................... 60
Figura 8 - Vistas da ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a)
Decantador convencional de fluxo horizontal; (b) Um detalhe da calha coletora de água
decantada. ................................................................................................................................. 61
Figura 9 - Corte longitudinal de um esquema de filtro rápido ................................................. 62
Figura 10 - Vista parcial da bateria de filtros da ETA Gravatá ................................................ 63
Figura 11 - Lavagem de filtros: (a) Início - areia fluidificando; (b) lavagem em pleno
funcionamento. ......................................................................................................................... 63
Figura 12 - Filtro seco e cheio .................................................................................................. 64
Figura 13 - Cone de saturação ou dosador de flúor. ................................................................. 66
Figura 14 - Técnicas mais usuais de tratamento de água ......................................................... 67
Figura 15 - Esquema vertical de um filtro lento ....................................................................... 69
Figura 16 - Esquema vertical de um filtro rápido ..................................................................... 70
Figura 17 - Esquema em corte de uma ETA de ciclo convencional......................................... 71
Figura 18 – Vista do equipamento Jar test utilizado para a pesquisa: (a) Jar test; (b) Jarro com
água coagulada. ........................................................................................................................ 77
Figura 19 - (a) Vista do reservatório e bombonas utilizadas para armazenar a água bruta; (b)
Sistema filtrante para a água pós mistura rápida. ..................................................................... 77
Figura 20 - Equipamentos utilizados em laboratório: (a) Espectrofotômetro; (b) Medidor
multiparâmetro - condutivímetro; (c) Turbidímetro. ................................................................ 77
Figura 21 - Vista superior da localização da captação da água do Rio Piranhas/Açu. ............. 78
Figura 22–Vistas da captação de água da ETA de Assú. ......................................................... 79
Figura 23 - Aparelhos utilizados em campo: (a) Termômetro e medidor de pH; (b) GPS. ..... 79
Figura 24 - Fração remanescente de turbidez (t/t0) para as dosagens de 1,0 mg/L e 1,5 mg/L
de Cloreto de Polialumínio. ...................................................................................................... 85
Figura 29 - Fração remanescente de turbidez (t/t0), cor aparente (c/c0) e cor verdadeira
(cv/c0) para a dosagem de 6,0 mg/L de Cloreto de Polialumínio. .......................................... 88
(cv/cv0) para as dosagens de 5,0 mg/L de Sulfato de Alumínio e 0,25 e 0,5 mg/L de Polímero
Catiônico................................................................................................................................... 89
Catiônico................................................................................................................................... 90
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Remoção de coliformes na água de consumo .......................................................... 28
Tabela 2 - Regiões cujas entidades prestadoras de serviço de abastecimento de água realizam
análise radiológica na água tratada em 2000 ............................................................................ 42
Tabela 3- Frequência de monitoramento de cianobactérias no manancial de abastecimento de
água........................................................................................................................................... 43
Tabela 4- Número mínimo de amostras mensais para o controle da qualidade da água de
sistema de abastecimento, para fins de análises microbiológicas, em função da população
abastecida.................................................................................................................................. 43
Tabela 5 - Número mínimo de amostras e frequência para o controle da qualidade da água de
sistema de abastecimento, para fins de análises físicas, químicas e de radioatividade, em
função do ponto de amostragem, da população abastecida e do tipo de manancial ................. 45
Tabela 6- Parâmetros de aceitação para consumo humano incluídos na Portaria nº 2914/2011
.................................................................................................................................................. 47
Tabela 7- Fórmula química específica do hidróxi-cloreto de alumínio ................................... 56
Tabela 8- Forma comercial de sulfato de alumínio sólido ....................................................... 57
Tabela 9- Quantidade de organismos para iniciar a enfermidade ............................................ 65
Tabela 10- Primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção de turbidez 80
Tabela 11- Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e
cor verdadeire, para a melhor dosagem do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH
de coagulação, identificados na primeira etapa. ....................................................................... 81
Tabela 12- Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
sulfato de alumínio com auxiliar de coagulação (polieletrólito Floerger) e respectivo pH de
coagulação ................................................................................................................................ 81
Tabela 13 - Verificações in loco levantadas durante as coletas da água bruta estudada .......... 83
Tabela 14 - Caracterização da água bruta. ................................................................................ 83
Tabela 15 - Síntese dos melhores resultados das etapas 1, 2 e 3. ............................................. 91
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Doenças causadas pelo consumo de água contaminada por excretos humanos ou
animais (bactérias, protozoários e vírus) .................................................................................. 18
Quadro 2 - Recomendações quanto ao tipo de frasco, forma de preservação e prazo de
execução de análise para cada parâmetro. ................................................................................ 23
Quadro 3 - Principais agentes infecciosos encontrados mundialmente em água contaminada
destinada ao abastecimento público ......................................................................................... 25
Quadro 4 - Características gerais das cianotoxinas .................................................................. 29
Quadro 5 - Parâmetros de caracterização da água destinada ao consumo humano (baseado na
portaria nº 2914/2011) .............................................................................................................. 48
Quadro 6 - Principais processos e operações unitárias de tratamento de água para
abastecimento público .............................................................................................................. 49
Quadro 7 - Locais de adição de suspensão do cap. .................................................................. 52
Quadro 8 - Classificação das técnicas de flotação .................................................................... 61
Quadro 9 - Características de algumas técnicas de tratamento de água ................................... 73
Quadro 10 - Limites de aplicação de diferentes técnicas de tratamento em função da qualidade
da água bruta............................................................................................................................. 74
LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas;
CAERN - Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte;
CAG - Carvão Ativado Granulado;
CAP - Carvão Ativado em Pó;
CME - Centro de Apoio Operacional do Meio Ambiente;
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio;
DSA - Dosagem de Sulfato de Alumínio;
ETA – Estação de Tratamento de Água;
F - Condições Fixas de Floculação;
FiME - Filtração de Múltiplas Etapas;
FUNASA - Fundação Nacional de Saúde;
GF - Gradiente Médio de velocidade de Floculação;
GMR- Gradiente Médio de Velocidade de Mistura Rápida;
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística;
MON - Matéria Orgânica Natural;
MR - Condições Fixas de Mistura Rápida;
MS – Ministério da Saúde;
NBR – Norma Brasileira;
NTU - Nephelometric Turbity Unit;
PAC - Polyaluminium chloride;
pH – Potencial Hidrogeniônico;
RN - Rio Grande do Norte;
S - Condição Fixa de Sedimentação;
STD - Sólidos Totais Dissolvidos;
Tf - Tempo de Floculação;
Tmr - Tempo de Mistura Rápida;
UFERSA – Universidade Federal Rural do Semi-Árido;
Vs - Velocidade de Sedimentação;
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14
2
OBJETIVOS .................................................................................................................... 16
2.1
OBJETIVO GERAL .................................................................................................. 16
2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 16
3
REVISÃO DE LITERATURA ...................................................................................... 17
3.1
ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SAÚDE ............................................................. 17
3.2
UNIDADES COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO DE ABASTECIMENTO
DE ÁGUA ................................................................................................................................ 19
3.3
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA ............................................ 21
3.3.1
Características das águas ................................................................................. 22
3.3.2
Definição de parâmetros para análises de água............................................. 42
3.3.3
Plano de amostragem ....................................................................................... 42
3.3.4
Divulgação da informação ............................................................................... 44
3.3.5
Padrão de potabilidade .................................................................................... 46
3.4
TRATAMENTO DE ÁGUA ..................................................................................... 48
3.4.1
Processos e operações unitárias de tratamento de água .............................. 49
3.4.2
Tecnologias de tratamento de água ................................................................. 66
3.4.3
Seleção de tecnologias de tratamento.............................................................. 72
4
MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................ 75
4.1
OBJETO DE ESTUDO ............................................................................................. 75
4.2
PERÍODO DO ESTUDO........................................................................................... 76
4.3
MATERIAL UTILIZADO ........................................................................................ 76
4.4
DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES ........................................................................... 78
4.4.1
Obtenção e caracterização da água bruta ...................................................... 78
4.4.2
Procedimento experimental ............................................................................. 80
5
5.1
RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 83
RESULTADOS RELATIVOS À CARACTERIZAÇÃO DA ÁGUA BRUTA ....... 83
5.2
RESULTADOS OBSERVADOS NA PRIMEIRA ETAPA: APLICAÇÃO DE PAC
COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ ................................... 84
5.3
RESULTADOS OBTIDOS NA SEGUNDA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE PAC
COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR ................ 88
5.4
RESULTADOS VERIFICADOS NA TERCEIRA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE
SULFATO DE ALUMÍNIO JUNTAMENTE COM POLÍMERO CATIÔNICO VISANDO A
REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR ................................................................................ 89
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 92
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 93
ANEXO A - Resultados da primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem
do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção
de turbidez.................................................................................................................................96
ANEXO B - Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e
de coagulação, identificados na primeira etapa. ....................................................................... 99
ANEXO C - Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
coagulação .............................................................................................................................. 100
14
1
INTRODUÇÃO
A água é um dos elementos fundamentais para a manuntenção da vida humana,
tornando-se uma matéria-prima indispensável. Sua utilização é diversa como produção
agrícola, dessedentação de animais, geração de energia, balneabilidade, transporte,
manutenção da vida aquática, entre outras, sendo considerado um dos usos mais nobres, o
abastecimento humano.
Com relação ao tratamento de água para abastecimento humano, Santos (2004)
comenta que, comumente, no Brasil as estações de tratamento de água (ETAs) são
dimensionadas e construídas sem um estudo prévio da água bruta para a determinação da
tecnologia de tratamento, acarretando a oneração da obra, aumentando os custos com
operação e a distribuição de água com qualidade inferior e com excessos de produtos
químicos.
Para escolher a técnica de tratamento, deve-se observar (LIBÂNIO, 2010):
característica da água bruta; orçamento para implantação, manutenção e operação da
tecnologia; manuseio e confiabilidade dos equipamentos empregados no tratamento;
flexibilidade operacional; característica da população consumidora e a localização; disposição
dos resíduos finais (lodo).
A grande preocupação com a tratabilidade da água se dá pelo fato de que o meio
hídrico é uma das principais formas de transmissão de doenças, que segundo Heller (2006)
podem ser de duas formas: a transmissão por ingestão de água contaminada por agentes
biológicos patogênicos e, a transmissão que ocorre pela insuficiência da quantidade de água
provocando higiene deficiente.
Quanto às impurezas presentes na água, de acordo com Medeiros Filho (2009), as
mesmas podem ser classificadas da seguinte forma: - em suspensão: algas, protozoários,
fungos e vírus; vermes e larvas; areia, argila e silte; resíduos industriais e domésticos; - estado
coloidal: corantes vegetais, sílica e vírus;- em dissolução: sais de cálcio e magnésio
(bicarbonatos, carbonatos, sulfatos ou cloretos), sais de sódio (bicarbonatos, carbonatos,
sulfatos fluoretos e cloretos), óxidos de ferro e manganês, chumbo, cobre, zinco, arsênico,
selênio e boro, iodo, flúor e compostos fenól; - substâncias albuminóides: nitratos e nitritos,
gases (O2, CO2, H2S, N).
Toda água para o abastecimento público deve obedecer ao padrão de potabilidade
definido pelo Ministério da Saúde, ou seja, as características químicas, físicas,
15
microbiológicas e radioativas não devem ultrapassar os níveis máximos citados pela Portaria
MS nº 2.914/2011 (BRASIL, 2011).
Nesse sentido, o presente trabalho desenvolveu testes de tratabilidade, em escala de
bancada, de água de um manancial superficial utilizado como fonte de água de 34 municípios
do Rio Grande do Norte, visando pesquisar a influência da coagulação na remoção de cor e
turbidez.
16
2
OBJETIVOS
Neste tópico são descritos o objeitvo principal e os específicos do referido trabalho.
2.1
OBJETIVO GERAL
Desenvolver ensaios de tratabilidade, em escala de bancada, com a água do rio
Piranhas/Açu, localizado em Assú, RN, visando remover cor e turbidez.
2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos são relacionados a execução de ensaios em escala de
bancada simulando a tecnologia de filtração direta para tratamento da água bruta do rio
Piranhas/Açu, no período detransição entre chuva e estiagem, pesquisando:
- A aplicação de cloreto de polialuminio (PAC) como coagulante visando a remoção de
turbidez;
- A influência da utilização de PAC como coagulante na remoção de cor (aparente e
verdadeira) e de turbidez, para a melhor dosagem e respectivo pH de coagulação
identificados na primeira etapa da pesquisa.
- A utilização de sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico visando a remoção
de turbidez e de cor.
17
3
REVISÃO DE LITERATURA
Neste tópico são descritos os principais pontos correlacionados com a qualidade da
água e diversas técnicas existentes para o tratamento da água visando o abastecimento
humano.
3.1
ABASTECIMENTO DE ÁGUA E SAÚDE
A água é atualmente uma das principais riquezas naturais existentes, visto que é
essencial para a manutenção da vida, seja ela animal ou vegetal, compondo aproximadamente
um terço dos seres humanos e 98% para certos animais aquáticos, legumes, frutas e verduras
(LIBÂNIO, 2010).
Estimativas mostram uma disponibilidade de 1,36x109 a 1,46x109 km³ de água no
planeta, mas somente 3% do total existente é doce, além de haver má distribuição deste
recurso (LIBÂNIO, 2010). Este fato limita a reserva para o abastecimento humano, tornando
mais onerosas as obras de distribuição.
Quanto à qualidade da água, tem havido degradação desta como resultado de ações
humanas, fazendo-se necessária a utilização de tecnologias mais eficientes e caras para o seu
tratamento. A qualidade da água de abastecimento humano influencia diretamente a saúde da
população, devendo a mesma atender o padrão de potabilidade especificado pela Portaria MS
Nº 2.914 de 12/12/2011.
Historicamente, a água teve um papel fundamental para o desenvolvimento das
atividades humanas. A mudança do estado de nomadismo para a fixação em áreas e a criação
de comunidade se deu próximo aos cursos d’água, dando origem posteriormente às cidades
(LIBÂNIO, 2010).
A criação das comunidades próximas aos cursos d’água também trouxe malefícios,
visto que a prática do saneamento básico não era comum, além da contribuição de fatores
como “a urbanização, a sociedade de consumo, a crise ambiental, as mudanças climáticas, a
globalização, os conflitos transfronteiriços e etc.” (HELLER; PÁDUA, 2006, p. 23). De um
modo geral, a deterioração dos mananciais traz à tona, doenças de veiculação hídrica que
foram e ainda são responsáveis por mortes em todas as regiões, transformando o tratamento
da água em um verdadeiro desafio para os órgãos responsáveis atuais.
Conforme Cesar e Duarte (2010), as consequências geradas para o meio ambiente
devido a utilização da água são diversas, mas elas se diferenciam a partir da maneira de
18
utilização do recurso, ou seja, conforme o seu uso. Ainda de acordo com Cesar e Duarte
(2010), são diversas as formas de contribuição antrópica para a diminuição da qualidade da
água, como: o lançamento inadequado de resíduos líquidos e sólidos, a urbanização das mais
variadas formas, a retirada da vegetação ripária às margens do corpo d’água, entre outros
fatores.
Sendo uma matéria prima indispensável para a vida humana, a água é utilizada para
diversas atividades como a produção agrícola, dessedentação de animais, geração de energia,
esporte, lazer, atividades industriais e domésticas; contudo a sua função mais nobre é o
abastecimento humano.
No âmbito do consumo humano, D’Aguila et al. (2000), relatam que o principal
objetivo para a exigência de qualidade da água é a proteção à saúde pública; sendo as
bactérias patogênicas, os vírus e os parasitas os principais agentes biológicos causadores de
doenças de veiculação hídrica conhecidos atualmente.
De acordo com Heller (2006), existem duas formas principais de transmissão de
doenças de veiculação hídrica por agentes biológicos, sendo elas: a transmissão por ingestão
de água contaminada por agentes biológicos patogênicos e a transmissão que ocorre pela
insuficiência da quantidade de água, provocando higiene deficiente.
O Quadro 1 mostra as principais doenças de veiculação hídrica ocasionada pela
ingestão da água contaminada por agentes biológicos.
Quadro 1 - Doenças causadas pelo consumo de água contaminada por excretos humanos ou
animais (bactérias, protozoários e vírus)
Bactérias
Protozoários
Vírus
Doença
Agente causal
Febre tifóide
Salmonella typhi
Disenteria bacilar
Cólera
Leptospirose
Diarréia
Salmonelose
Bacilo Disentérico
Víbriocholerae
Leptospirainterrogans
Escherichia coli
Salmonela
Disenteria
Amebiana
Entamoebahistolytica
Giardíase
Giárdia lamblia
Hepatite infecciosa
Vírus da hepatite A
Enterovírus, parvovírus,
rotavirus
Poliomielites vírus
Gastroenterite
Paralisia infantil
Fonte: Cajazeiras (2007).
Nota: Dados utilizados e modificados de Matos (2001).
Sintomas
Febre elevada, diarréia,
ulceração do intestino delgado
Forte diarréia
Diarréia extremamente forte
Icterícia, febre
Febre, náusea, diarreia
Diarreiaprolongada, com
sangramento, abscessos no
fígado e intestino fino
Diarreia leve a forte, náusea,
indigestão, flatulência
Icterícia, febre
Diarréia leve a forte
Paralisia
19
Segundo D’Aguila et al. (2000), a melhor forma de garantir água adequada para o
consumo humano é prevenir que o manancial seja contaminado por dejetos de animais e de
seres humanos; consequentemente evitando a deposição de possíveis bactérias, vírus,
protozoários e helmintos que poderiam estar alocados nos rejeitos.
3.2
UNIDADES COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO DE ABASTECIMENTO
DE ÁGUA
Os componentes de uma instalação de abastecimento de água podem ser visto de
forma esquemática através da Figura 1.
Figura 1 - Unidades componentes de uma instalação de abastecimento de água
Fonte: BRASIL (2006a, p. 81).
De acordo com a Fundação Nacional de Saúde - FUNASA (BRASIL, 2006a), o
sistema de abastecimento de água é composto pelos seguintes componentes:
20
- Manancial: é a fonte natural para a captação da água que será distribuída. Sua escolha, caso
se disponha de mais de um manancial, dependerá de aspectos econômicos, vazão requerida
para atender a demanda atual e com horizonte de projeto e, principalmente, a qualidade da
água que será captada. De acordo com Heller (2006), os mananciais podem ser do tipo:
subterrâneo freático ou artesiano, superficial com ou sem acumulação de água de chuva.
- Captação: parte do sistema responsável pela tomada de água do manancial (superficial ou
subterrâneo) e seu lançamento no sistema de abastecimento, utilizando conjuntos de
equipamentos e instalações que variam de acordo com o tipo de manancial.
- Adução: é o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte, dispostas entre
captação e a Estação de Tratamento de Água (ETA), captação e o reservatório de
distribuição, captação e a rede de distribuição, ETA e o reservatório de distribuição e entre
a ETA e a rede de distribuição. Se classificam em função da água transportada (adutora de
água bruta ou adutora de água tratada); em função da energia utilizada para o escoamento
da água (adutora por gravidade, adutora por recalque ou mista) e em função do modo de
escoamento (adutora em conduto livre ou adutora em conduto forçado).
- Tratamento: parte do sistema que utilizará tecnologias para garantir o padrão de
potabilidade exigido pela portaria MS Nº 2914/2011. O tratamento é realizado a fim de
tornar a água adequada para o consumo humano, melhorando suas características
organolépticas, físicas, químicas e bacteriológicas. De acordo com o artigo 24 da Portaria
nº 2914/2011 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2011a, p. 12) e Heller (2006, p.76), “toda
água para consumo humano, fornecida coletivamente, deverá passar por processo de
desinfecção ou cloração e as águas provenientes de manancial superficial devem ser
submetidas ao processo de filtração”.
- Reservação: parte do sistema que é construída para atingir os seguintes propósitos: atender
às variações de consumo ao longo do dia; promover a continuidade do abastecimento no
caso de paralisação da produção de água; manter pressões adequadas na rede de
distribuição; garantir uma reserva estratégica em casos de incêndio. Os reservatórios
podem ser classificados como reservatório de montante (situado no início da rede de
distribuição, sendo sempreo fornecedor de água para a rede); reservatório de jusante
(situado no extremo ou em pontos estratégicos do sistema, podendo fornecer ou receber
água da rede de distribuição); elevados, apoiados, enterrados e semi-enterrados.
- Rede de distribuição: parte do sistema formada por um conjunto de tubulações, conexões,
registros e peças especiais, que são utilizadas para distribuir a água tratada de forma
contínua a todos os usuários do sistema. São classificadas como: rede ramificada (consiste
21
em uma tubulação principal, da qual partem tubulações secundárias. Tem o inconveniente
de ser alimentada por um só ponto); rede malhada sem anel (da tubulação principal partem
tubulações secundárias que se intercomunicam, evitando extremidades mortas); rede
malhada com anel (tubulações mais grossas, que circundam determinada área a ser
abastecida e alimentam tubulações secundárias. Esse tipo de rede tem uma vantagem com
relação as sem anéis, pois as redes permitem a alimentação por mais de um ponto
diminuindo a perda de carga).
- Estações elevatórias: parte do sistema constituído por instalações que elevam e transportam
a água, seja ela bruta ou tratada. Entre suas funcionalidades, podem ser citadas: captação
da água em mananciais de superfície ou poços rasos e profundos; elevação da pressão nas
redes, levando a água a pontos mais distantes ou mais altos; aumentar a vazão de adução.
- Ramal predial: consiste na ligação da rede pública de abastecimento de água com a
instalação domiciliar. Tubulação que interliga o colar de tomada (peça de derivação) e o
cavalete.
3.3
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
De acordo com Medeiros Filho (2009) a água é conhecida como o solvente universal,
pela facilidade que tem em dissolver gases, corantes, colóides, sais e etc. Por esta razão, o
autor afirma que não há água pura no planeta; além da alta facilidade com a dissolubilidade, a
água também transporta partículas em seu meio, comprometendo ainda mais a sua qualidade.
As impurezas presentes na água podem ser classificadas da seguinte forma:
- Em suspensão: algas, protozoários, fungos e vírus; vermes e larvas; areia, argila e silte;
resíduos industriais e domésticos;
- Estado coloidal: corantes vegetais, sílica e vírus;
Em dissolução: sais de cálcio e magnésio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos ou cloretos),
sais de sódio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos fluoretos e cloretos), óxidos de ferro e
manganês, chumbo, cobre, zinco, arsênico, selênio e boro, iodo, flúor e compostos fenól.
- Substâncias albuminóides: nitratos e nitritos, gases (O2, CO2, H2S, N2).
Ainda de acordo com o autor, as impurezas contidas na água determinam as suas
principais características e as mesmas são citadas pelos parâmetros de qualidade da água.
22
3.3.1 Características das águas
Segundo Pádua e Ferreira (2006), para se definir a tecnologia que será utilizada para
a tratabilidade da água de um certo manancial de forma segura e eficiente, se faz necessário o
conhecimento das características da água, ou seja, é preciso saber quais os tipos de impurezas
de ordem química, física e bacteriológica presentes no manancial.
Da mesma forma, para certificar que a tecnologia de tratamento escolhida exerceu
seu papel com sucesso, impõe-se testes laboratoriais para investigar suas características e
compará-las com os padrões exigidos pela portaria do Ministério da Saúde. Ainda de acordo
com Pádua e Ferreira, a caracterização da água não se restringe a atividades laboratoriais,
também se faz necessárioa elaboração de planos de amostragem para controle de qualidade.
3.3.1.1 Amostragem
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT NBR ISO/IEC
17025 (2005, p.20) - amostragem é “um procedimento definido, pelo qual uma parte de uma
substância, material ou produto é retirada para produzir uma amostra representativa do todo,
para ensaio ou calibração”. As normas referentes a processo de amostragem de efluentes
líquidos são regidas pela ABNT e descritas nas NBR 9897/1987 – Planejamento de
amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores e pela NBR 9898/1987 – Preservação e
técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores.
De acordo com ABNT (1987a), os pontos para análises biológicas, químicas e físicas
devem ser as mesmas, para manter uma correlação entre os resultados. Existem áreas que
devem ser evitadas para o processo de amostragem, por não apresentar representatividade do
todo, como áreas de refluxo de curso de água, áreas em que pode ocorrer estagnação de água e
localizada próxima à margem interna de curvas (ABNT, 1987a).
A amostragem de água superficial comumente é feita mergulhando o frasco coletor
na corpo d’água com a boca voltada contra a corrente no líquido. Caso seja necessário um
volume superior ao fraco de amostra, pode ser utilizado um recipiente de transporte tipo balde
o qual deverá ser vertido nos fracos coletores, afim de manter a homogeneidade da amostra.
(ABNT, 1987b).
Ainda de acordo com ABNT (1987b), oprocesso de amostragem em águas profundas
é comumente feita com garrafa apropriada e transferida para os fracos de amostragem. Caso
necessite um grande volume de amostra, a mesma deve ser coletada pela garrafa e transferida
23
para todos os frascos de amostra e posteriormente aplicado o processo de preservação,
mantendo a homogeneidade e a representatividade do manancial analisado.
O Quadro 2, descreve os principais parâmetros comumente analisados em água, com
as respectivas recomendações para frasco, preservação e prazo de execução de análise para
cada parâmetro.
Quadro 2 - Recomendações quanto ao tipo de frasco, forma de preservação e prazo de
execução de análise para cada parâmetro.
Parâmetro
Frasco
Preservação
Alcalinidade
Vidro polietileno ou
polipropileno
Refrigeração a 4º C
Alumínio
Polietileno, polipropileno
e vidro
HNO3 para pH < que 2
Carbono
Orgânico
Total
e vidro
Dureza
Cálcio
e vidro
e vidro
e vidro
ou vidro
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
Fenóis
Vidro
Cianeto
Cloreto
Cobre
Condutividade
Cor
Cromo total
Cromo 6+
Cromo 3+
DBO5
DQO
Dureza Total
Ferro
Fluoreto
Fósforo reativo
Manganês
e vidro
Polietileno ou
polipropileno
e vidro
Vidro*
Refrigeração a 4ºC, HCl ou
H2SO4 ou H3PO4 para pH <
2
Refrigeração a 4ºC, NaOH
para pH > 12
Não é necessário
Prazo para análise
14 dias – água limpa;
24h – água poluída <
24h*
6 meses
Menorpossível*
28 dias
7 dias*
14 dias
24 horas*
Análise imediata
7 dias*
HNO3 para pH < 2
6 meses
Refrigeração a 4ºC
24 horas
48 horas
24 horas*
HNO3 para pH < 2
6 meses
24 horas
HNO3 para pH < 2
6 meses
Refrigeração a 4ºC,
H2SO4 para pH < que 2
Refrigeração a 4ºC e HNO3
para pH < 2
para pH < 2
para pH < 2
48 horas
24 horas*
28 dias
7 dias*
7 dias
7 dias
7 dias
HNO3 para pH < 2
6 meses
Não é necessário;
Refrigeração a 4ºC*
28 dias
7 dias*
Refrigeração a 4ºC, H2SO4
para pH < que 2
28 dias
7 dias*
HNO3 para pH < 2
6 meses
24
Nitrogênio
Amonical
Nitrito
Nitrogênio
Total
O2 Consumido
em H+
e vidro
e vidro
e vidro
e vidro
Vidro
Óleos e graxas
Vidro
O2 dissolvido
Vidro
pH
Resíduo
Mineral
Sulfato
e vidro
e vidro
e vidro
para pH < que 2
para pH < que 2
Refrigeração a 4ºC, HCl
para pH < que 2
Refrigeração a 4ºC, HCl ou
H2SO4 para pH < que 2
Refrigeração a 4ºC, HCl
parapH < que 2
24 horas
48 horas
24 horas*
28 dias
7 dias*
4 a 8 horas
24 horas
4 a 8 horas
Análise imediata
7 dias
Refrigeração a 4ºC;pH <
8,0*
Refrigeração a
4ºC,adicionar Acetato de
Zinco +
Hidróxido de Sódio para
pH >9pH 6,0 - 9,0
28 dias
7 dias*
Sulfetos
e vidro
Vidro*
Surfactantes
e vidro
Turbidez
e vidro com âmbar.
Refrigeração a 4ºC;
Evitar exposição à luz*
Zinco
e vidro
Coliformes
Totais e
Fecais
e vidro com âmbar.
HCl ou HNO3 para pH <
que 2
Refrigeração a 4ºC,
0,008% Na2S2O3 – águas
cloradas
7 dias
48 horas
24 horas*
48 horas
24 horas*
6 meses
8 horas - preferência
não exceder 24 horas
Fonte: CME (2009, p. 7)
NOTA:
- Metodologia inclusa na 21ª Edição do Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater (2005)
e USEPA, (1998).
* Recomendado por: SOUZA, H. B. de. Guia técnico de coleta de amostras por Helga Bernhard de Souza e José
Carlos Derísio. São Paulo: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, 1977.
3.3.1.2 Características biológicas
O conhecimento das características biológicas da água é de suma importância para a
escolha da tecnologia utilizada para o tratamento, visto que cada organismo exigirá uma
tecnologia específica.
Os agentes biológicos (bactérias) além de ser capazes de gerar doenças na população
que consome a água contaminada, também realizam a transformação da matéria orgânica em
diversos elementos químicos, como o nitrogênio através dos ciclos biogeoquímicos
25
(LIBÂNIO, 2010). O controle desses organismos na água minimizam as possibilidades de
transmissão de doença pelo meio hídrico, por isso que se faz necessário a realização de
análises para manter os números de organismos de acordo com os da portaria da potabilidade.
O principal objetivo das análises de água, é comprovar sua potabilidade. A água
potável (própria para o consumo humano) deve está livre de microrganismos patogênicos e
sem indicadores (bactérias) de contaminação fecal.
De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), as características da água podem ser
analisadas por exames bacteriológicos e a quantificação dos agentes biológicos se dá por
exames hidrobiológicos. O Quadro 3 apresenta agentes biológicos comumente encontrados na
água para abastecimento humano.
Quadro 3 - Principais agentes infecciosos encontrados mundialmente em água contaminada
destinada ao abastecimento público
Bactérias
Campylobacterjejuni
Escherichia coli
Salmonella
Shigella
Vibriocholerae
Yersinaenterocolitica
Vírus
Adenovírus (31 tipos)
Enterovírus (71 tipos)
Hepatite A
Norwalk
Reovírus
Coxsackie
Rotavírus
Protozoários
Balantidium coli
Entamoebahistolytica
Giardalamblia
Cryptosporidium
Helmintos
Ancylostomaduodenale
Ascaris lumbricoides
Echinococusgranulosis
Necator americanos
Fasciolopsisbuski
Strongyloidesstercoralis
Taeniasolium
Trichuristrichiura
Fonte: Geldreich (1996) apud Di Bernardo e Paz (2008a).
- Coliformes totais
De acordo com a antiga Portaria MS nº 518 (BRASIL, 2004, p. 2), coliformes totais
se define como:
Bactérias do grupo coliforme, bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios
facultativos, não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes de desenvolver
na presença de sais biliares ou agentes tensoativos que fermentam a lactose com
produção de ácido, gás e aldeído a 35,0 ± 0,5ºC em 24-48 horas. A maioria das
bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros Escherichia, Citrobacter,
Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e espécies pertençam ao
grupo.
Segundo BRASIL (2006b), a escolha desse grupo de bactéria como indicador de
contaminação da água se dá pelos seguintes argumentos:
- Presença nos dejetos de animais de sangue quente, inclusive o ser humano;
- Relação direta com o grau de contaminação através de dejetos na água;
26
- Técnica de detecção e quantificação conhecida e economicamente viável;
- Possuem maior resistência no meio aquático do que outras bactérias, visto que a exigência
nutritiva é menor comparado a bactérias patogênicas intestinais;
- Possuem maior resistência a ação de agentes desinfetantes do que outro germes
patogênicos;
- Não se multiplicam no meio aquáticos.
É de fundamental importância a quantificação das bactérias em todas as etapas do
tratamento de água, visto que é através deste dado que poderá ser medido o grau de eficiência
de cada parte do tratamento; Além do que, um grande número de bactérias presente na água,
poderá dificultar a detecção de organismos patogênicos.
- Escherichia coli
Segundo a antiga Portaria MS nº 518 (BRASIL, 2004), Escherichia coli é o principal
representante no grupo dos coliformes termotolerantes; utilizada como indicador de
contaminação fecal recente; bactérias que fermentam a lactose a 44,5 ± 0,2ºC em 24 horas.
Sendo complementado por Di Bernardo e Paz (2008a, p. 36), como:
Bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol, com produção de
ácido e gás a 44,5 ± 0,2 ºC em 24 horas, produz indol a partir do triptofano, oxidase
negativa, não hidroliza a uréia e apresenta atividade das enzimas ß galactosidase e ß
glucoronidase, sendo considerada o mais específico indicador de contaminação fecal
recente e de eventual presença de organismos patogênicos;
De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), este tipo de bactéria representa cerca de
9
10 /g das fezes de seres humanos e de animais, pois seu habitat natural são os intestinos de
animais de sangue quente. Utilizado como indicativo forte de contaminação na água, apesar
de que sua presença não significa que a água seja imprópria para tratamento, visto que nem
todas são patogênicas e são sensíveis a desinfetantes, e somente um subgrupo da sua espécie
são causadoras de doenças gastrintestinais; por isso, sua utilização como indicador de
contaminação está sendo altamente discutida pelos estudiosos atuais.
A Tabela 1 mostra uma síntese dos resultados obtidos em pesquisas nacionais e
internacionais sobre a remoção de coliformes na água de consumo por desinfetantes
27
- Bactérias heterotróficas
A importância de sua identificação em análises de qualidade de água se dá pela
capacidade de determinar o conteúdo de microrganismo com habilidade de crescer e produzir
colônias visíveis sob condições específicas de temperatura e tempo de incubação (DI
BERNARDO; PAZ, 2008a).
A temperatura é um fator primordial para as análises, pois com sua variação, poderão
ser realizados alguns testes específicos. A 22ºC, avalia-se a eficiência do tratamento,
especialmente da coagulação, filtração e desinfecção; sendo utilizada também para verificar a
eficácia da limpeza e integridade dos sistemas de distribuição e a conveniência do uso da água
para a elaboração de comida e bebida (OMS, 1996 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a). A
37ºC podem ser indicadores de poluição recente. Zuane (1996, apud DI BERNARDO; PAZ,
2008a) relatou que esse tipo de bactéria pode ser patogênica oportunista.
- Algas
Microrganismo diferenciado por conter pigmentos de clorofila, dando-o a capacidade
de sintetizar compostos orgânicos a partir de matéria-prima inorgânica na presença de luz
solar. Podem apresentar-se na forma microscópica – fitoplâncton, podendo ser isoladas ou
componentes de colônias. As espécies que apresentam mais interesse para o tratamento de
água são as algas verdes (ou clorofíceas), as diatomáceas (ou bacilariofíceas) e as
cianobactérias (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
28
Tabela 1- Remoção de coliformes na água de consumo
Organismos
Escherichia coli
Coliformes
termotolerantes
Coliformes totais
Coliformes
termotolerantes
Coliformes totais
Desinfetantes
pH
Temperatura
ºC
Tempo de
Exposição
(min)
Dosagem de
desinfetante
(mg/)
CxT
Inativação
(%)
Referência
Cloro livre
7
20-25
1
0,055
0,055
100
Butterfield et al. (1943)1
apud Dychdala (2001)
Cloro livre
Dióxido de cloro
6a7
5
(-)
(-)
0,034 a 0,05
0,4 a 0,75
99
Holf (1986)
Ácido hipocloroso
6
5
(-)
(-)
0,04
Íon hipoclorito
10
5
(-)
(-)
0,92
99
Dióxido de cloro
6,5 a 7
15 a 25
(-)
(-)
0,18 a 0,38
Lechevallier et al.
(1988)2 apud Mark et al.
(2004)
Cloro
7
25
15
0,2
3
99,99
Cloro
Cloro
Hipoclorito de sódio
6 a 6,5
(-)
(-)
22 a 25
(-)
25
5 a 15
60
45
1,0 a 2,0
0,5
1,0
10 a 15
30
45
99,9999
99,99
100
CDC (2001)3 apud
Kaufman et al. (2003)
Souza et al. (2003)4
Cairns (1995)
Rojas et al. (2002)
Hipoclorito de sódio
6,4
18,5
10
1,6
16
99,9
Lucas et al. (2000)5
Cloro
6,8 a
7,5
(-)
18,5
0,75 a 0,8
13 a 15
100
Fonseca et al. (2003 a;
b)6
Cloro livre
7,1
22
30
2
60
100
Di Bernardo e
Yatsugafu, (1987)7
Fonte: Di Bernardo e Paz (2008a)
1
Butterfield, C. T.; Wattie, E; Megregian, S. (1943), Influenceof pH and Temperature on the Survival of Coli-forms and Enteric Pathogens When Exposed to Free Chloride .
Public Health Rep. 58: 1837 – 1866;2 Lechevallier, M. W.; Cawthon, C. D.; Lee, R. G. (1988). Factors Promoting Survival of Bacteria in Chlorinated Water Supplies. Applied
and Environmental Microbiology, 54 (3): 659-654;3 Center for Disease Control and Prevention – CDC (2001) Safe Water Systems for the Developing World: A Handbook for
Implementing Housechold-based Water Treatmentand Safe Storage Projects. Atlanta. EUA;4Água com cor de 5uH e turbidez de 2uT; 5Água sintética com cor de 5uH e
turbidez de 24uT;6 Resultado para reator de fluxo contínuo tipo chicanas; 7 Turbidez média de 1,8 uT; e (-) não especificado.
29
- Cianobactérias
“Microrganismos procarióticos autotróficos, também denominados como cianofíceas
(algas azuis), capazes de ocorrer em qualquer manancial superficial especialmente naqueles
com elevados níveis de nutrientes (nitrogênio e fósforo), podendo produzir toxinas com
efeitos adversos à saúde” (BRASIL, 2004, p. 2).
Di Bernardo e Paz (2008a) complementaram que as cianobactérias constituem um
grupo muito antigo de organismo autotróficos, sendo a fotossíntese a fonte primária de
obtenção de energia para os seus diversos processo metabólicos, como a biossíntese,
crescimento e multiplicação. Di Bernardo e Paz (2008a) enfatizam que a proliferação de
microalgas e cianobactérias se dão na maioria dos casos através da eutrofização do corpo
d’água, gerada a partir de lançamento de esgotos domésticos, industriais e poluição difusa de
regiões agrícolas.
A importância do estudo das cianobactérias se dá pela obtenção de conhecimentos
sobre as toxinas produzidas por essas bactérias, visto que este produto ocasiona
envenenamento aos que consumirem água de corpos hídricos que as apresentam.
No Quadro 4 apresentam-se as cianotoxinas já caracterizadas, com os órgãos
consequentemente atingidos e os gêneros potencialmente tóxicos.
Quadro 4 - Características gerais das cianotoxinas
Grupo tóxico1
Microcystina
Principal órgão atacado no animal
Peptídeos cíclicos
Gênero de cianobactérias2
Microcystis, Anabaena, Planktothrix
(Oscillatoria), Nostoc,
Hapalosiphon, Anabaenopsis.
Nodularia
Fígado
Nodularina
Alcalóides
Anabaema, Planktothrix
(Oscillatoria), Aphanizomenon
Anatoxina-a(S)
Sistema nervoso
Anabaena
Lyngbya, Schizothrix, Planktothrix
Aplysiatoxina
Pele
(Oscillatoria)
Cylindrospermopsina Fígado, rim e sistema linfático
Cylindrospermopsis
Lyngbyatoxina-a
Pele, trato gastrintestinal
Lyngbya
Anabaema, Aphanizomenos,
Saxitoxina
Sistema nervoso
Lyngbya, Cylindrospermopsis
Lipopolissacarídeos (LPS)
Potencialmente irritante em alguns
Lipopolysccharides
Todos
tecidos expostos
Anatoxina-a
1
Sistema nervoso
Variações estruturais podem acontecer para casa grupo tóxicos; 2 Não produzido por todas as espécies dos
gêneros.
Fonte: Chorus e Bartram (1999 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
30
Di Bernardo e Paz (2008a), subdividem essas toxinas segundo sua estrutura química:
- Alcalóides ou organofosforados neurotóxicos de rápida ação - morte por parada cardíaca;
- Peptídeos cíclicos ou alcalóides hepatotóxicos de ação mais lenta - afeta principalmente o
fígado;
- Lipossacarídeos (LPS) ou endotoxinas - ação pelo contato, causando irritação
(dermatotóxicas).
3.3.1.3 Características físicas e organolépticas
Para as análises sanitárias, as características físicas e organolépticas não possuem
tanta importância quanto às químicas e as biológicas visto que uma fonte com características
físicas atrativas pode ser potencialmente perigosa para a saúde humana, e outra que não tenha
características físicas agradáveis pode obedecer ao padrão de potabilidade e não ser uma fonte
potencialmente perigosa à saúde humana.
Em vista disso, a água para o abastecimento humano, não deverá conter cor, sabor,
odor muito aparente, ou seja, a água deverá ser esteticamente aceitável para que mesmo sendo
potável ela não seja recusada pela percepção humana.
Segundo Di Bernardo e Paz (2008a), as características físicas da água além de
envolver parâmetros estéticos, elas também auxiliam na escolha da tecnologia de tratamento
do sistema.
A seguir são descritas algumas características físicas e organolépticas da água.
- Turbidez
Está relacionada com a aparência turva da água causada por diversos materiais em
suspensão, de tamanho e natureza variados, tais como areia, matéria orgânica e inorgânica
finamente dividida, plâncton e outros organismos microscópicos. A turbidez é medida por
meio do efeito da dispersão da luz que o material em suspensão causa e descrita em termos de
unidades de turbidez: Nephelometric Turbity Unit - NTU (LABORATÓRIOS DE
TECNOLOGIAS AMBIENTAIS, 2007).
De acordo com Di Bernardo e Paz (2008a), pode ocorrer de águas do mesmo
manancial terem a mesma turbidez, mesmo contendo partículas de tamanho e quantidades
31
diferentes, alterando somente as condições de coagulação. Di Bernardo e Paz ainda
complementam que se deve ter um cuidado especial quando se analisa águas de mananciais
diferentes.
Para Pádua e Ferreira (2006), a turbidez é uma das principais características da água
bruta utilizada para a escolha da tecnologia de tratamento de água e controle operacional dos
processos de tratamento. Relatam que é fundamental que o seu valor seja o mais baixo
possível para que a desinfecção seja eficiente, pois valores elevados de turbidez orgânica
podem contribuir para a proteção dos microrganismos.
Ainda de acordo com os mesmos autores, existem diferenças significantes de
turbidez de mananciais superficiais com a variação sazonal, necessitando de uma atenção
especial nas operações na Estação de Tratamento de Água – ETA.
- Cor verdadeira e cor aparente
A cor apresentada em águas naturais é determinada principalmente pela concentração
da matéria orgânica presente no meio, decorrente das fontes difusas (matéria orgânica trazida
pelas águas pluviais) e de deposição direta de galhos de plantas e animais. Júlio et al. (2006) e
Di Bernardo e Paz (2008a), denominam as fontes de matérias orgânica proveniente da
decomposição de animais e plantas de substancias húmicas.
Podem-se citar as seguintes definições para cor, cor verdadeira e cor aparente, de
acordo com a literatura técnica:
-
“A cor é dada pela presença de substâncias dissolvidas, decorrentes da decomposição de
matéria orgânica (plâncton, substâncias húmicas), pela presença de substâncias tais como
ferro e manganês ou pela introdução de efluentes industriais" (BRASIL, 2006c, p. 101).
-
“Cor é uma medida que indica a presença na água de substâncias dissolvidas ou em estado
coloidal. É um parâmetro estético de aceitação ou rejeição do produto” (BRASIL, 2004, p.
9);
-
“Cor verdadeira é aquela que não sofre interferência de partículas suspensas na água,
sendo obtida após a centrifugação ou filtração da amostra” (DI BERNARDO; PAZ, 2008a,
p. 52. PÁDUA; FERREIRA, 2006, p.193).
-
“Cor aparente é aquela medida sem a remoção das partículas suspensas da água” (DI
BERNARDO; PAZ, 2008a, p. 52. PÁDUA; FERREIRA, 2006, p.193).
32
Pádua e Ferreira (2006) acrescentaram que a cor natural dos corpos d’água utilizados
para o abastecimento público também pode ser influenciada pela presença de ácidos fúlvicos,
ferro e outro metais, além de poder sofrer contaminação de efluentes industriais. Ainda de
acordo com os autores, a cor da água de abastecimento deve ser sempre aferida, e se ocorrer
mudanças contínuas, deve-se investigar a causa; e ainda enfatizam que a remoção de cor é
mais fácil para valores baixos de pH.
- Sólidos dissolvidos e sólidos em suspensão
São representados por partículas sólidas que estão contidas na água, incluindo as
impurezas, com a exceção dos gases dissolvidos na água.
Os sólidos podem ser classificados de acordo com seu tamanho e com a sua
constituição química. Com relação ao tamanho, os sólidos podem ser sedimentáveis, em
suspensão, dissolvidos e colóides; sendo que comumente a classificação só é feita em sólidos
em suspensão e dissolvidos.
Segundo Pádua e Ferreira (2006), o grupo dos sólidos dissolvidos incluem os
colóides e os efetivamente dissolvidos; já o grupo dos sólidos em suspensão incluem os
sedimentáveis e os não sedimentáveis. Contudo a separação dos sólidos é feita através de uma
membrana filtrante de poro igual a 1,2 µm, sendo as partículas retidas chamadas suspensas e
as não retidas consideradas as dissolvidas. Ainda de acordo com os autores, a classificação
segundo a composição química é entre voláteis ou fixos. Ainda segundo os mesmos autores,
uma alta concentração de sólidos pode tornar a água de consumo significativamente
impalatável.
- Temperatura
A temperatura é uma importante característica física, visto que a sua variação poderá
influenciar tanto na aceleração ou retardo de reações química, proliferação de microrganismo
e algas, como na aceitação da água pelos usuários (característica organoléptica) visto que a
água fria é mais atraente ao paladar. Pádua e Ferreira (2006) citam o exemplo da
Legionellaspp, que se prolifera entre temperaturas de 25 a 50ºC.
A temperatura também é muito importante quando se analisa algumas técnicas de
tratamento de água, como é o caso da desinfecção e coagulação. Na desinfecção, por não
33
haver a alteração da relação CxT e na coagulação por existir a necessidade de um agente
coagulante que não seja o sulfato de alumínio quando a temperatura da água for ≤ 10ºC. (DI
Ainda de acordo com os autores e citações feitas, a diminuição da temperatura
aumenta a viscosidade da água, diminuindo a velocidade de formação de espécies hidrolisadas
do metal do coagulante, influenciando assim no processo de tratamento da coagulação;
reduzindo a taxa de formação de flocos e a sedimentação dos mesmos, prejudicando
diretamente as etapas de floculação e sedimentação. O caimento da temperatura também
ocasiona a redução da eficiência da tecnologia de filtração (para temperaturas < 5ºC), por
alterar a atividade biológica nos meios granulares. Já o acréscimo de temperatura causa a
redução do volume de ar a ser dissolvido na água, influenciando a flotação; também favorece
a precipitação de sais de cálcio, danificando chuveiros, caldeiras e etc.
- Odor e gosto
O gosto e odor na água podem ter vários precedentes, como químico (presença de
amônio, cloretos, cobre, dureza, STD, sulfetos de hidrogênio, e etc.), biológico (como
cianobactérias e actinomicetos), origem de desinfetantes e subprodutos de desinfecção (cloro
residual livre entre 0,6 e 1,0 mg/l), além dos que se desenvolvem na estocagem e distribuição,
devido à atividade microbiológica ou corrosão das tubulações (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
Gostos e odores que não são comuns devem ser investigados, pois podem ser gerados pela
ineficiência do sistema de tratamento.
- Condutividade elétrica
A condutividade elétrica é a capacidade que a água tem de conduzir corrente elétrica,
devido à presença de sais dissolvidos. A determinação da condutividade elétrica permite
estimar os sólidos totais dissolvidos - STD, através da relação linear motada na equação 1
(TCHOBANOGLOUS; SCHROEDER, 1987 apud PÁDUA; FERREIRA, 2006).
𝐶𝐸 =
𝐶𝑖𝐹𝑖
𝐸𝑄 1
34
Onde:
CE = condutividade elétrica em µS.cm-1;
Ci = concentração do íon i na solução, em mg.L-¹;
Fi = fator de condutividade para a espécie i.
Valores altos de STD influênciam diretamente a cinética da coagulação, pois
aumentam a solubilidade dos precipitados de alumínio e de ferro.
3.3.1.4 Características químicas
Com relação à tratabilidade da água, as características químicas são de suma
importância visto que a presença ou não de substâncias podem viabilizar ou não algum
tratamento/técnica ou exigir um processo de tratamento específico. Sendo assim, a
determinação de compostos químicos, poderá auxiliar na quantificação do potencial poluidor
da água.
De acordo com Pádua e Ferreira (2006) os danos à saúde causado por substâncias
químicas tóxicas presente na água, se difere dos agentes microbiológicos pelo tempo
necessário para ativação, visto que o agente químico em sua maioria, só age com exposição
excessiva; diferentemente dos biológicos; mas ainda assim, a agressividade em termos de
potabilidade é vista como secundária, pois a ação microbiológica é mais agressiva.
A seguir são descritas algumas das características químicas da água. Vale mencionar
que estão contidas no padrão de potabilidade da água de abastecimento público.
- pH
Segundo aantiga portaria 518 (BRASIL, 2004, p. 9) o potencial hidrogeniônico - pH
“estabelece a condição ácida ou alcalina da água de caráter operacional, é acompanhado por
otimizar os processos de tratamento e preservar as tubulações contra corrosões ou
entupimentos”. Pádua e Ferreira (2006, p. 187) consideram o pH como a “medida da atividade
dos íons hidrogênio e expressa a intensidade de condições acidas (pH < 7)”. Os autores ainda
acrescentam que os corpos d’água naturais possuem o pH comumente próximos a
neutralidade, porém existem fatores que podem elevar ou diminuir o pH, como as
35
características do solo, ácidos húmicos e atividade fotossintética. Este fato também foi
relatado por Brasil (2006c), quando fala que águas naturais tem o pH próximo da neutralidade
por possuir a capacidade de tamponamento.
Di Bernardo e Paz (2008a) consideram o pH como um importante parâmetro, visto que
o mesmo tem influência nos processos de coagulação, filtração, desinfecção e controle de
corrosão. Ainda relatam que valores baixos de pH podem provocar corrosão de tubulações e
paredes de concreto e valores altos, provocam incrustação.
Brasil (2006c) também considera o pH como parâmetro-chave no tratamento de água e
ainda enfatiza que a cada água corresponderá um pH ótimo de coagulação.
- Alcalinidade e acidez
A alcalinidade é a potencialidade que a água possui em neutralizar ácidos; e a acidez é
potencialidade de neutralizar as bases. Di Bernardo e Paz (2008a, p. 60) relatam que a
alcalinidade influencia diretamente na coagulação química, visto que no Brasil, comumente
utilizam-se do Sulfato de alumínio e cloreto férrico e esses doam prótons para a solução. Di
Bernardo e Paz ainda complementam mencionando que “se a alcalinidade da água for baixa, a
coagulação poderá exigir a adição de alcalinizante para ajuste do pH, mas se a alcalinidade e o
pH forem relativamente altos, é provável que a coagulação com sulfato de alumínio não
resulte satisfatória”.
- Ferro
Encontrado em solos e em minerais, o ferro é um dos elementos de fundamental
importância para a nutrição dos seres humanos, se apresentando na natureza comumente na
forma de Fe+2 e Fe+3. Di Bernardo e Paz (2008a) relatam que os corpos d’água comumente
apresentam concentrações de ferro < 0,7 mg/L e ainda acrescentam que concentração altas de
ferro são encontradas em água subterrânea agressivas (pH ácido, rica em gás carbônico, com
ou sem oxigênio dissolvido) e em águas poluídas.
Ainda de acordo com Di Bernardo e Paz e estudos feitos por eles, o uso de água com
ferro oxidado apresenta alguns inconvenientes, que são:
36
I.
II.
III.
IV.
V.
Formação de precipitado coloidal que se incrusta no interior das tubulações de
água, gerando redução de sua capacidade de transporte, o que causa grandes
perdas de carga na rede ou até mesmo necessidade de substituição de alguns
trechos quando estes se encontram totalmente obstruído.
Proliferação de micro-organismos denominados ferrobactérias, dos gêneros:
Frenothrix, Spyrophylum, Gallionella, Spahaerotilus, Crenothrix, e Leptothrix
Clonothrix, Streptothrix, Phragmigiothrix, Lieskeella, entre outros (DE
ZUANE, 1996; CERQUEIRA E EMIDIO, 1996 apud DI BERNARDO; PAZ,
2008a, p. 63), os quais aumentam a demanda de desinfetante;
Alteração das características organolépticas da água, mudando o gosto para
amargo e adstringente. O ferro também pode tornar a água turva e levemente
colorida
Formação e manchas nas instalações sanitárias, louças, azulejos e roupas;
Geração de interferência em processos industriais de fabricação de papel,
tecidos, tinturarias e bebidas.
Segundo AWWA (2002 apud DI BERNARDO; PAZ 2008a), a presença de ferro na
água não quer dizer que provocará doenças na população consumidora, porém as pessoas prédispostas geneticamente a terem doenças no fígado e pâncreas, podem desenvolver certos
distúrbios com a exposição continua deste elemento.
- Manganês
Comumente apresenta-se junto ao ferro. O manganês é um dos elementos
fundamentais para a manutenção da vida, mas a sua alta concentração poderá causar efeitos
agudos como envenenamento. Seu surgimento na água ocorre pela diluição dos minerais
rodocrosita, sulfito mangânico, maganita, pirolusita e hausmanita; variando em concentrações
de 0,001mg/L a 0,6 mg/L (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
- Cloreto
A presença do cloreto nas vidas humanas se dá comumente pela adição do sal nos
alimentos. Sua origem na água pode ser tanto natural (geologia local e escoamento superficial
de áreas cultivadas) quanto antrópica (lançamento de efluentes domésticos e industriais).
Apresenta-se comumente como sais de sódio (NaCl), de potássio (KCl) e de cálcio (CaCl2). A
presença do cloreto na água de abastecimento aumenta a condutividade elétrica e a capacidade
de corrosão dos metais nas tubulações do sistema de distribuição, sendo dependente do nível
de alcalinidade da água (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
37
Brasil (2006c) considera o cloreto como indicador de poluição nos corpos d’água
visto que o mesmo pode ser depositado com os efluentes citados por Di Bernardo e Paz. O
autor ainda acrescenta que o cloreto está diretamente ligado com padrões organolépticos, pois
altera o sabor da água, tornando-a muitas vezes desagradável ao paladar. Brasil enfatiza que
pelo padrão de potabilidade é permitido no máximo 250 mg/L de cloreto na água de
abastecimento e que sua remoção se dar por processos especiais, tais como osmose reversa ou
eletrodiálise.
- Alumínio
Elemento de grande disponibilidade na natureza. O alumínio é utilizado no
tratamento da água sendo que sua ação no organismo humano não é muito bem conhecida,
porém não há dados de intoxicação por ele. Pesquisas apontam sua relação com o mal de
Alzheimer (BRASIL, 2006c, p.102; PÁDUA; FERREIRA, 2006), porém o contato de seres
humanos com elemento através da água de abastecimento é baixo, sendo aceito pelo padrão
de potabilidade valores máximos de até 0,2 mg/L, para evitar a deposição de flocos de
hidróxido de alumínio no sistema de distribuição e consequentemente alterar a coloração por
ferro (BRASIL, 2006c)
A presença de alumínio em corpos d’água pode estar diretamente ligada ao processo
de lixiviação das rochas por atividades industriais. Além da coloração metálica relatada por
Brasil (2006c), as concentrações acima de 0,2 mg/L provocam gosto desagradável a água e
consequentemente a repulsão dos consumidores. Di Bernardo e Paz (2008a) acrescentam que
além da doença de Alzheimer o alumínio está sendo vinculado a de Parkinson.
Ainda de acordo com Di Bernardo e Paz, a utilização de sais de alumínio no
tratamento da água pode aumentar a sua concentração, mas isso dependerá de fatores como
características da fonte de abastecimento, pH da água tratada, da quantidade de coagulante
que está sendo utilizado e do desempenho da estação de tratamento de água (ETA). A
remoção do mesmo pode ser feita através de tratamento com membranas e troca iônica;
porém, antes de acatar esse processo de tratamento deve-se utilizar de outras medidas para
diminuir a concentração como otimização de coagulação, floculação e filtração na ETA.
38
- Bário
A contaminação da água por Bário se dá por diversas maneiras, como a solubilização
das rochas (DI BERNARDO; PAZ, 2008a), lançamento de efluentes industriais de mineração
e refinarias de metaise a erosão de depósitos naturais (PÁDUA; FERREIRA, 2006). A sua
ação ao organismo humano está ligado a doenças neuromuscular e cardiovascular,
contribuindo para a hipertensão e o aumento da mortalidade.
- Cádmio
A contaminação por Cádmio na água de abastecimento ocorre pela corrosão das
tubulações galvanizadas, soldas e ligas metálicas, visto que o Cádmio é o metal comumente
utilizado na indústria de aço e plástico. Sua contaminação na natureza decorre da deposição
de efluentes industriais e fertilizantes, poluindo água, solo e ar. Os alimentos são as principal
fonte de contado do Cádmio com os organismos humanos, podendo ser transmitido também
através do fumo. Suas principais consequências sobre a saúde humana são lesões no fígado e
disfunções renais (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
- Cianeto
A presença do Cianeto em corpos d’água ocorre pela contaminação da água por
lançamento de efluentes industriais. Sua principal ação conhecida atualmente em seres
humanos é a redução da vitamina B12 e o aumento da incidência do bócio (DI BERNARDO;
PAZ, 2008a).
Comumente, os resíduos contaminantes da água são provenientes de indústrias de
galvanização, plásticos e fertilizantes. O cianeto também pode ser encontrado em alguns
alimentos, como por exemplo, a mandioca. Estudos comprovam efeitos adversos sobre a
tireóide e sistema nervoso em amostra de população que consumiram mandioca mal
processada (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
39
- Chumbo
O contato com corpos d’água ocorre pela deposição de objetos ou contaminação em
tubulações de chumbo que entraram em corrosão. Seus efeitos em seres humanos são
diversos, sendo as crianças os mais sensíveis aos riscos. Entre os efeitos citam-se o
Saturnismo (intoxicação por chumbo), retardo no desenvolvimento físico e mental, elevação
de pressão arterial em adultos, estocagem no esqueleto humano (metal bioacumulativo),
interferência no metabolismo do cálcio e da vitamina D, toxidade no sistema nervoso central e
periférico (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
“Estudos realizados in vitro indicaram alterações neurológicas em primatas e
deformações congênitas em ratos, gados e macacos. Também foram verificados reduções nos
ciclos reprodutores e tumores renais em roedores” (DI BERNARDO; PAZ, 2008a, p. 68).
- Cobre
A contaminação da água de abastecimento pelo cobre se dá pela corrosão das
tubulações prediais, preservantes de madeira e deposição dos depósitos naturais em corpos
d’água. Seus efeitos em seres humanos são diversos e dependem do tempo de exposição;
Pode gerar danos ao fígado e aos rins com a exposição a longo prazo, e desarranjos
gastrointestinais para exposição a curto prazo (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
Di Bernardo e Paz (2008a) dizem que o cobre na água de abastecimento humano só
será prejudicial à saúde quando sua concentração exceder 30mg/L, possibilitando a ocorrência
de intoxicação e até cirrose em bebês. Ainda de acordo com os autores, o cobre causará cor e
gosto adstringente quando sua concentração na água for superior a 1,0 mg/L.
- Cromo
O metal cromo entra em contato com corpos d’água através do lançamento de
despejos industriais de aço e celulose, como também da erosão de depósitos naturais. O
cromo trivalente não é prejudicial à saúde humana e essencial para complemento nutricional;
já o hexavalente é prejudicial a seres humanos e podem acarretar problemas renais e
respiratórios (PÁDUA; FERREIRA, 2006).
40
- Mercúrio
A ocorrência desse metal em corpos d’água pode ser tanto de fontes naturais ou
antrópicas. Comumente sua concentração em águas superficiais é inferior a 0,05 µg/L e em
águas subterrâneas podem ser encontradas concentrações de até 5,5 µg/L. Os efeitos em seres
humanos são diversos; tem grande afinidade pelo grupo sulfidrilas das proteínas e um pouco
menos com o grupo fosforilas, carboxílicos, aminas e amidas.
O mercúrio atua como desnaturalizador de proteínas e inibidor de aminoácidos,
interferindo diretamente nas atividades metabólicas celulares e no transporte através da
membrana, especialmente, nos neurotransmissores cerebrais. Dependendo da forma que se
apresente pode ser acumulado no fígado (forma inorgânica) ou atingir o sangue (forma
orgânica); podendo causar rompimentos de tecidos, problemas neurológicos e renais (DI
- Nitrato e nitrito
A presença de nitrato na água indica que houve contaminação por matéria orgânica
através de águas residuárias domésticas, fertilizantes e outros agentes contaminadores.
Segundo Di Bernardo e Paz (2008a), quando há a contaminação do corpo d’água,
primeiramente existirá a presença do nitrogênio, em sua maioria, como amoniacal e orgânico;
depois, esses componentes são processados e atingirá a forma do nitrato e nitrito. Os autores
ainda complementam dizendo que esse processo de transformação é rápido devido a ação
microbiana no nitrogênio amoniacal e orgânico, não apresentando concentrações altas destes
em água potável.
Os efeitos do nitrito na água podem ser organolépticos, deixando a água com gosto e
odor que aumentam o seu grau de rejeição pelos consumidores, além da corrosão e
interferência na remoção do manganês. Altas concentrações de nitrito e nitrato na água,
podem gerar ainda a metaemoglobinemia ou “síndrome do bebê azul”, interferindo no
transporte de oxigênio nos tecidos. Di Bernardo e Paz (2008a) ainda acrescentam que o nitrito
e nitrato podem ser aliados na formação de cânceres em humanos e animais.
41
- Zinco
Elemento fundamental para a nutrição dos organismos, porem em altas
concentrações pode causar envenenamento. Encontra-se na comida, na água e em sais
complexos orgânicos. Sua concentração comumente é inferior a 0,05 mg/L em fontes naturais,
sendo as concentrações máximas encontradas em águas subterrâneas. Seus efeitos também
podem ser organolépticos, dando a água um gosto adstringente para concentrações superiores
a 4,0 mg/L (DI BERNARDO; PAZ, 2008a, p.71).
-Fluoreto
No Brasil, o fluoreto é um grande aliado contra cáries, sendo obrigatória a presença
do flúor em água de abastecimento público. Entretanto, sua concentração não poderá exceder
3,0 mg/L, visto que a mesma poderá ocasionar problemas na estrutura óssea e dentária. Em
águas naturais superficiais, sua concentração é comumente inferior a 1,3 mg/L, podendo
atingir valores superiores a 10,0 mg/L provocadas por contaminação industriais. Valores
superiores a 10,0 mg/L também podem ser encontradas em águas subterrâneas (DI
3.3.1.5 Características radioativas
A radiação se apresenta em 3 formas distintas, radiação alfa, beta e gama. Sua
origem pode ser tanto natural (provenientes de rochas e minerais) quanto antrópica (resíduos
de laboratórios, hospital e indústrias). A principal forma de contato com o ser humano é a
natural, mas a presença na água devido a contaminação industrial e laboratorial podem gerar
diversas consequências a saúde humana. A forma mais nociva ao ser humano é a radiação
alfa, sendo que na água os isótopos merecedores de atenção especial são rádio 226 e 228,
urânio 238 e 232, chumbo 210 e polônio 210. As consequências à saúde pela ingestão da água
contaminada com esses isótopos são efeitos teratogênicos, mutagênicos, somáticos e
carcinogênese (DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
42
Regiões brasileiras fazem análises radiológicas para quantificar essa característica,
principalmente em cidades que são abastecidas por água subterrânea e a presença do urânio é
mais constante. A Tabela 2 indica regiões brasileiras que realizam análises radiológicas e a
periodicidade destas.
Tabela 2 - Regiões cujas entidades prestadoras de serviço de abastecimento de água realizam
análise radiológica na água tratada em 2000
Regiões
Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
Brasil
Frequências de análises radiológicas
Diária Semanal Quinzenal Mensal
1
2
3
9
53
15
47
13
20
10
38
14
21
7
35
1
1
7
2
38
95
41
125
Semestral
6
37
281
223
2
549
Anual
1
76
346
127
9
559
Fonte: IBGE (2002 apud DI BERNARDO; PAZ, 2008a).
3.3.2 Definição de parâmetros para análises de água
A definição dos parâmetros que serão utilizadas em análises de água dependerá
principalmente dos objetivos desejados. Por exemplo, para monitorar a qualidade da água de
abastecimento público, a legislação brasileira (Portaria nº 2914/2011) descreve os diversos
parâmetros necessários para análises. Contudo, cabe ao pesquisador investigar no histórico da
bacia estudada se existe algum tipo de contaminação específica, como por exemplo, o
lançamento de resíduos da agricultura, hospitais e indústria, dando assim a possibilidade de
determinar parâmetros que a legislação não exponha e que são necessários para assegurar a
qualidade sanitária da água e a aceitação da mesma pela população.
3.3.3 Plano de amostragem
O plano de amostragem para os sistemas de abastecimento público de água para
consumo humano é definido através da Portaria nº 2.914/2011 do Ministério de Saúde. O
número de amostras a serem analisadas é variável e dependerá do tipo de manancial
(superficial, subterrâneo), do ponto de amostragem (saída do tratamento, reservatórios e rede),
além dos parâmetros de qualidade e do porte da população da área analisada.
43
O artigo 40 da referida portaria (BRASIL, 2011a), estipula que devem ser feitas
amostras semestrais no ponto da captação da água bruta, seja ela de manancial superficial ou
subterrâneo, em vista da manutenção dos índices de potabilidade descritos nas legislações
específicas.
Os planos de amostragem dos sistemas de abastecimento de água coletiva devem
obedecer aos critérios mínimos estabelecidos pela portaria mencionada, os quais são observados
nos anexos XI, XII e XIII do referido documento e descritos aqui na Tabela 3, Tabela 4 e Tabela
5. A determinação da frequência do monitoramento das cianobactérias será feita
semanalmente ou mensalmente, variando com a concentração da mesma no manancial.
Na Tabela 3 apresenta-se a relação da densidade de cianobactéria e a frequência de
monitoramento.
Tabela 3- Frequência de monitoramento de cianobactérias no manancial de abastecimento de
água
Quando a densidade de cianobactérias
(células/mL)
≤ 10.000
> 10.000
Frequência
Mensal
Semanal
Fonte:Brasil (2011b, p. 4)
De acordo com Brasil (2012), a realização da amostragem na captação deve ser feita
a 20 cm de profundidade, visto que as cianobactérias precisam da luz solar para a realização
da fotossíntese, sendo está faixa de profundidade mais representativa para as análises.
Tendo como foco as amostragens que serão feitas nos reservatórios e rede, a Portaria
MS nº 2.914/2011 leva em consideração a população que será atendida pelo respectivo
sistema de abastecimento e os parâmetros Coliformes totais e Escherichia coli. A Tabela 4
mostra a quantidade de amostras exigida pela legislação para análises microbiológicas em
função da população abastecida.
Tabela 4- Número mínimo de amostras mensais para o controle da qualidade da água de
sistema de abastecimento, para fins de análises microbiológicas, em função da população
abastecida.
Parâmetro
Saída do
tratamento
(número de
amostras por
unidade de
tratamento)
Sistema de distribuição (reservatórios e rede)
< 5.000
hab.
5.000 a
20.000 hab.
20.000 a
250.000 hab.
> 250.000 hab.
44
Coliformes
totais
Escherichia
coli
Duas amostras
semanais (1)
10
1 para cada
5.000 hab.
30 + (1 para
cada 2.000
hab.)
105 + (1 para
cada 5.000
hab.) máximo
de 1.000
Fonte: BRASIL (2011b)
NOTA: 1 - Recomenda-se a coleta de, no mínimo, quatro amostras semanais.
Para as análises física, químicas e radioativas, a Portaria MS nº 2.914/2011, utiliza
como critérios para decidir o número de amostragem o ponto de amostragem, a população
abastecida e o tipo do manancial. A Tabela 5 apresenta a relação entre esses critérios, o
número de amostragem e os casos que dispensam as análises.
Ainda de acordo com a Portaria MS nº 2.914/2011, em caso de populações
tradicionais, áreas indígenas, dentre outras, deverão ser analisadas primeiramente as diretrizes
especificas para cada caso, para posteriormente ser elaborado o plano de amostragem para o
controle da qualidade da água.
3.3.4 Divulgação da informação
Os resultados devidamente analisados e processados devem ser apresentados de
forma sucinta em relatório técnico para que as autoridades responsáveis tomem as devidas
providências no que diz respeito a qualidade da água e as técnicas cabíveis para o seu
tratamento. Em caso de algo que envolvia a saúde da população, a antiga portaria nº 518 do
Ministério da Saúde estabelecia que o órgão responsável pelo abastecimento de água deveria
informar a população por notificações ou observações em na sua própria conta, de forma clara
e concisa, dando a população o direito da informação.
45
Tabela 5 - Número mínimo de amostras e frequência para o controle da qualidade da água de sistema de abastecimento, para fins de análises
físicas, químicas e de radioatividade, em função do ponto de amostragem, da população abastecida e do tipo de manancial
Saída do Tratamento
Parâmetro
Tipo de
Manancial
Nº de
Amostras
Frequência
Superficial
1
A cada 2 horas
Subterrâneo
1
Semanal
Superficial
1
Subterrâneo
1
Superficial
1
Subterrâneo
1
Gosto e Odor
Superficial
Subterrâneo
1
1
Cianotoxinas
Superficial
1
Superficial
1
Dispensada a
análise
A cada 2 horas
2 vezes por
semana
A cada 2 horas
2 vezes por
semana
Trimestral
Semestral
Semanal quando
nº de
cianobactérias ≥
20.000 células/mL
Trimestral
Dispensada a
análise
1
Semestral
Cor
Turbidez, Cloro Residual Livre(1),
Cloraminas(1), Dióxido de Cloro(1)
pH e Fluoreto
Produtos secundários da
desinfecção
Demais parâmetro(3)(4)
Subterrâneo
Superficial ou
Subterrâneo
Sistema de distribuição (reservatório e redes)
Número de amostras
Frequência
População abastecida
50.000 a
50.000 a
< 50.000
> 250.000
< 50.000
250.000 hab.
250.000 hab.
40 + (1 para
1 para cada 5
10
cada 25 mil
Mensal
mil hab.
hab.)
20 + (1 para
1 para cada
5
cada 25 mil
Mensal
10 mil hab.
hab.)
Conforme § 3º do Artigo 41
Conforme § 3º do Artigo 41
Dispensada a análise
1(2)
4(2)
4(2)
(2)
(2)
(2)
1
1(5)
1
1(5)
1
1(5)
> 250.000
Trimestral
Anual
Semestral
Semestral
Semestral
Fonte:BRASIL (2011b, p. 4).
NOTAS:
1 - Análise exigida de acordo com o desinfetante utilizado.
2 - As amostras devem ser coletadas, preferencialmente, em pontos de maior tempo de detenção da água no sistema de distribuição.
3 - A definição da periodicidade de amostragem para o quesito de radioatividade será definido após o inventário inicial, realizado semestralmente no período de 2 anos,
respeitando a sazonalidade pluviométrica.
4 - Para agrotóxicos, observar o disposto no parágrafo 5º do artigo 41.
5 - Dispensada análise na rede de distribuição quando o parâmetro não for detectado na saída do tratamento e, ou, no manancial, à exceção de substâncias que potencialmente
possam ser introduzidas no sistema aolongo da distribuição.
46
3.3.5 Padrão de potabilidade
Toda água para o abastecimento público deve obedecer ao padrão de potabilidade
definido pelo Ministério da Saúde, ou seja, as características químicas, físicas,
microbiológicas e radioativas não devem ultrapassar os níveis máximos citados pela Portaria
MS nº 2.914/2011. Mencione-se a definição de água potável apresentada pela antiga Portaria
MS nº 518 (BRASIL, 2004, p. 1): “água para consumo humano cujos parâmetros
microbiológicos, físicos, químicos e radioativos atendam ao padrão de potabilidade e que não
ofereça riscos à saúde”.
O padrão de potabilidade brasileiro é composto pelos seguintes itens: i) padrão
microbiológico da água para consumo humano; ii) padrão de turbidez para água pós-filtração
ou pré-desinfecção; iii) padrão de substâncias químicas que representam risco à saúde
(inorgânicas, orgânicas, agrotóxicos, desinfetantes e produtos secundários da desinfecção; iv)
padrão de cianotoxinas da água para consumo humano; v) padrão de radioatividade da água
para consumo humano e vi) padrão organoléptico de potabilidade (BRASIL, 2011b).
O padrão de potabilidade reflete os requisitos organolépticos, ou seja, estabelece os
níveis máximos de certos elementos para que a água seja atrativa aos usuários, e que os
mesmos não procurem uma fonte de água mais atrativa do que a de abastecimento público,
porém potencialmente perigosa no ponto de vista sanitário. Logo, os padrões ajudam a manter
a água com gosto, odor, cor e aparência em níveis aceitáveis a população. A Tabela 6
apresenta os parâmetros organolépticos descritos pelo Ministério da Saúde.
Na Tabela 6, pode-se observar uma síntese dos parâmetros organolépticos com os
seus efeitos na água de abastecimento público citados por Pádua e Ferreira (2006) em sua
literatura técnica.
O
Quadro 5 descreve todos os parâmetros utilizados para a caracterização da água
destinada ao consumo humano apresentadas pelo Ministério da Saúde em sua Portaria nº
2.914 de 2011.
47
Tabela 6- Parâmetros de aceitação para consumo humano incluídos na Portaria nº 2914/2011
Parâmetro
Alumínio
Unidade
mg/L
VPM (1)
0,2
Amônia (como
NH3)
Cloreto
Cor Aparente (2)
1,2 diclorobenzeno
1,4 diclorobenzeno
Dureza total
mg/L
1,5
mg/L
uH
mg/L
mg/L
mg/L
250
15
0,01
0,03
500
Etilbenzeno
Ferro
Gosto e odor (3)
Manganês
Monoclorobenzeno
mg/L
mg/L
Intensidade
mg/L
mg/L
0,2
0,3
6
0,1
0,12
Sódio
Sólidos dissolvidos
totais
Sulfato
Sulfeto de
hidrogênio
Surfactantes (como
LAS)
Tolueno
Turbidez(4)
mg/L
mg/L
200
1000
Gosto, incrustações, comprometimento da formação
de espuma com o sabão
Odor – limite 100 vezes inferior ao critério de saúde
Aspecto estético – turbidez e cor
São desfavoráveis ao consumo
Aspecto estético – turbidez e cor
Gosto e odor – limite bem abaixo do critério de
saúde
Gosto
Gosto, incrustações
mg/L
mg/L
250
0,1
Gosto, limite referente ao sulfato de sódio
Gosto e odor
mg/L
0,5
Gosto, odor e formação de espuma
mg/L
uT
0,17
5
Zinco
Xileno
mg/L
mg/L
5
0,3
Odor, limite inferior ao critério de saúde
Aspecto estético, indicação de integridade do
sistema
Gosto
Gosto e dor – limite inferior ao critério de saúde
Efeitos (HELLER; PÁDUA, 2006, p. 209)
Deposito de hidróxido de alumínio na rede de
distribuição; acentuação da cor devido ao ferro
Odor acentuado em pH elevado
Gosto
Aspecto estético
Fonte: Brasil (2011b)
NOTAS: (1) Valor máximo permitido. (2) Unidade Hazen (mgPt-Co/L). (3) Intensidade máxima de percepção
para qualquer característica de gosto e odor com exceção do cloro livre, nesse caso por ser uma característica
desejável em água tratada. (4) Unidade de turbidez.
Vale ressaltar que a Tabela 6 aprensenta o valor de turbidez de 5 uT referente ao
padrão organoléptico, ou seja, já em distribuição, mas a norma ainda especifica que a água
tratada por filtração rápida não poderá sair do sistema de tratamento com valores maiores que
0,5 uT, e 1,0 uT para o sistema de tratamento por filtração lenta (BRASIL, 2011b).
48
Quadro 5 - Parâmetros de caracterização da água destinada ao consumo humano (Baseado na
Portaria nº 2914/2011)
Padrões definidos
pela Portaria nº
2914/2011
Microbiológicos
Turbidez para água
pós-filtração ou
pré-desinfecção
Substâncias
químicas que
representam risco a
saúde
Cianotoxinas da
água para consumo
humano
Radioatividade da
água para consumo
humano
Organoléptico de
potabilidade
Parâmetros que os constituem
Escherichia coli, Coliformes totais.
Desinfecção (para águas subterrâneas), Filtração rápida (tratamento completo
ou filtração direta), Filtração lenta.
Inorgânicas: Antimônio, Arsênio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cianeto, Cobre,
Cromo, Fluoreto, Mercúrio, Níquel, Nitrato (como N), Nitrito (como N),
Selênio e Urânio.
Orgânicas: Acrilamida, Benzeno,
Benzo [a] pireno, Cloreto de Vinila, 1,2 Dicloroetano, 1,1 Dicloroeteno, 1,2
Dicloroeteno (cis + trans), Diclorometano, Di(2-etilhexil) ftalato, Estireno,
Pentaclorofenol, Tetracloreto de Carbono, Tetracloroeteno, Triclorobenzenos,
Tricloroeteno.
Agrotóxicos: 2,4 D + 2,4,5 T, Alaclor, Aldicarbe + Aldicarbesulfona
+Aldicarbesulfóxido, Aldrin + Dieldrin, Atrazina, Carbendazim + benomil,
Carbofurano, Clordano, Clorpirifós + clorpirifós-oxon, DDT+DDD+DDE,
Diuron, Endossulfan (α β e sais), Endrin, Glifosato + AMPA 1071-83-6
(glifosato), Lindano (gama HCH), Mancozebe, Metamidofós, Metolacloro,
Molinato, Parationa Metílica, Pendimentalina, Permetrina, Profenofós,
Simazina, Tebuconazol, Terbufós, Trifluralina.
Desinfetantes e produtos secundários da desinfecção: Ácidos haloacéticos total,
Bromato, Clorito, Cloro residual livre, Cloraminas Total, 2,4,6 Triclorofenol,
Trihalometanos Total.
Microcistinas e Saxitoxinas.
Rádio-226 e Rádio-228.
Alumínio, Amônia (como NH3), Cloreto, Cor Aparente, 1,2 diclorobenzeno,
1,4 diclorobenzeno, Dureza total, Etilbenzeno, Ferro, Gosto e odor, Manganês,
Monoclorobenzeno, Sódio, Sólidos dissolvidos totais, Sulfato, Sulfeto de
hidrogênio, Surfactantes (como LAS), Tolueno, Turbidez, Zinco, Xileno.
Fonte: Adaptado de Brasil (2011b).
As informações apresentadas no
Quadro 5 ressaltam o nível de importância que a Portaria MS nº 2.912/2011 do
Ministério da Saúde atribui a água de abastecimento humano, visto que este uso da água é o
mais importante, e seu consumo não deverá acarretar danos à saúde da população.
3.4
TRATAMENTO DE ÁGUA
49
Neste item, são descritos os principais processos de tratamento utilizados nas
Estações de Tratamento de Água atualmente.
3.4.1 Processos e operações unitárias de tratamento de água
Os processos e operações unitárias são partes das técnicas de tratamento de água e as
mesmas devem ser devidamente combinadas para que a qualidade da água de abastecimento
humano seja alcançada e não comprometa a saúde da população.
O Quadro 6 mostra os diversos processso e operações unitárias presentes no
tratamento de água.
Quadro 6 - Principais processos e operações unitárias de tratamento de água para
abastecimento público
Processos / Operações
Unitárias
Micropeneiramento
Oxidação / Aeração
Adsorção
Troca Iônica
Coagulação
Floculação
Decantação
Flotação
Filtração em meio granular
Filtração em membrana
Desinfecção
Abrandamento
Fluoretação
Estabilização Química
Descrição / Finalidade
Passagem da água por peneiras com malhas de pequena abertura,
visando a remoção de material particulado.
Oxidar matéria orgânica e inorgânica presente na água, facilitando
sua remoção posterior.
Remover compostos orgânicos e inorgânicos indesejáveis,
incluindo os que causam sabor e odor, fazendo a água entrar em
contato com uma substância adsorvente (em geral carvão ativado).
Destinado a remover contaminantes inorgânicos presentes na
água, fazendo-a passar por uma coluna contendo material sintético
especial (resina).
Adição de coagulante, visando desestabilizar impurezas presentes
na água e facilitar o aumento do tamanho das mesmas na etapa de
floculação.
Agitação da água realizada após a coagulação, com o objetivo de
promover o contato entre as impurezas e, assim, aumentar o
tamanho das mesmas.
Passagem da água por tanques, no fundo dos quais as impurezas
ficam depositadas.
Arraste das impurezas para a superfície de um tanque, por meio da
ação de microbolhas.
Remoção de material particulado presente na água, fazendo-a
passar por um leito contendo meio granular (usualmente areia e,
ou antracito).
Remoção de contaminantes orgânico e inorgânico, incluindo
material dissolvido, passando a água por membrana com abertura
de filtração inferior a 1 μm.
Processo destinado a inativar microrganismos patogênicos
presente na água.
Processo destinado a reduzir a dureza da água e remover alguns
contaminantes inorgânico.
Adição de compostos contendo o ion fluoreto, com a finalidade de
combater a cárie infantil.
Acondicionamento da água, com a finalidade de atenuar efeitos
corrosivos ou incrustantes no sistema abastecedor e nas
50
instalações domiciliares.
Fonte: Pádua (2006)
A seguir, serão descritos, de forma sucinta, alguns dos processos e operações
mostrados no Quadro 6, sendo enfatizado o processo de coagulação, pois este é uma das
principais partes da pesquisa realizada no presente trabalho.
3.4.1.1 Micropeneiramento
De acordo com a NBR 12.216/92 (ABNT, 1992), o micropeneiramento é um
tratamento preliminar que serve para reter sólidos finos não-coloidais em suspensão. Esse
processo de tratamento pode ser adotado:
- quando a água apresenta algas ou outros microrganismos de tipo e em quantidade tal que
sua remoção seja imprescindível ao tratamento posterior;
- quando permite a potabilização da água sem necessidade de outro tratamento, exceto
desinfecção;
- quando permite redução de custos de implantação ou operação de unidades de tratamento
subsequentes.
A Figura 2 mostra a representação esquemática do funcionamento de micropeneiras
rotativa.
Figura 2 - Representação esquemática de uma micropeneira rotativa e peneiras com abertura
de 50 mm (direita) e 25 mm (esquerda)
Fonte: Pádua (2006).
51
Na Figura 2 pode-se observar o funcionamento de uma micropeneira rotativa, a qual
está parcialmente submersa, e recebe a descarga por orifícios central.
3.4.1.2 Oxidação
A oxidação é um dos meios utilizados para a remoção de contaminantes orgânicos e
inorgânicos que não são removidos de forma satisfatória nas diversas etapas de tratamento da
ETA. A oxidação pode ser realizada tanto por meio químico quanto por aeração. Quando é
feita por produtos químicos, pode gerar produtos indesejáveis na água, necessitando de uma
remoção posterior, caso a sua quantidade seja superior ao que a portaria da potabilidade
permite (PÁDUA, 2006).
Ainda de acordo com o mesmo autor, a oxidação por aeração, como o próprio nome
já retrata o processo, é a introdução de ar no meio liquido por aeradores, auxiliando na
remoção de compostos voláteis e oxidáveis e gases indesejáveis. Quando a aeração não é
suficiente para remoção desses contaminantes, aplica-se um agente oxidante químico para
auxiliar o processo. Comumente os oxidantes mais utilizados são cloro, ozônio, dióxido de
cloro, permanganato de potássio e peróxido de hidrogênio. Esse processo se torna eficiente
quando ensaiado em laboratório, determinando sua dosagem, tempo de contato e produtos
gerados, para que não sejam prejudiciais a saúde humana.
De acordo com a NBR 12.216/92 (ABNT, 1992), os dispositivos aceitáveis para
aeração são descritos a seguir:
- plano inclinado, formado por uma superfície planacom declividade de 1:2 a 1:3, dotado de
protuberâncias destinadas a aumentar o contato da água com a atmosfera;
- bandejas perfuradas sobrepostas, com ou sem leito percolador, formando conjunto no
mínimo com quatro unidades;
- cascatas, constituídas de pelo menos quatro plataformas superpostas, com dimensões
crescentes de cima para baixo;
- escadas, por onde a água deve descer sem aderir às superfícies verticais;
- ar comprimido difundido na água contida em tanques;
- tanques com aeradores mecânicos;
- torre de aeração forçada, com anéis Rashing ou similares; e outros de comprovada
eficiência.
52
3.4.1.3 Adsorção em carvão ativado
Processo utilizado para a redução de concentração de compostos orgânicos
indesejáveis. O carvão ativado é um dos elementos comumente utilizados na adsorção, mas
existem outros, os quais são representados por uma equação simples:
A + B ↔ AB
Eq. 2
A equação 2 simplifica a reação ocorrida na adsorção, processo utilizado para
remoção de compostos orgânicos e inorgânicos. Na equação 2, A representa a substância
adsorvida (adsorvato) e B, o adsorvente (PÁDUA, 2006).
De acordo com Pádua (2006, p. 526), “diversos tipos de forças químicas, tais como
ligações de hidrogênio, interações dipolo-dipolo e forças de Van der Waals, são responsáveis
por manter os compostos na superfície do adsorvente". O equilíbrio pode acorrer, caso a
reação seja reversível; as velocidades de reação se igualarão nos dois sentidos, não ocorrendo
mais a remoção adicional.
Ainda de acordo com o autor, no tratamento de água comumente utiliza-se a alumina
e o carvão ativado, sendo que o último pode ser apresentado em duas modalidades, carvão
ativado em pó (CAP) que é o mais utilizado nas ETAs brasileiras e o carvão ativado
granulado (CAG). A temperatura, natureza do carvão e das substâncias a serem removidas,
pH da água e superfície específica do carvão são os principais fatores que influenciam na
capacidade de adsorção do carvão ativado. O CAP é aplicado em suspensão em locais que
anteceda as unidades filtrantes e sua dosagem, tempo de contato devem ser determinadas em
laboratório.
O Quadro 7 indica locais comumente utilizados para a adição de suspensão do CAP e
suas possíveis vantagens e desvantagens.
Quadro 7 - Locais de adição de suspensão do CAP.
Local
Vantagem
Tomada de
água
Tempo de contato
longo. Boa mistura.
Chegada de
água bruta
na ETA
Melhor controle da
dosagem em relação à
opção anterior.
Desvantagens
Algumas substâncias que seriam removidas por coagulação,
floculação, sedimentação (ou flotação) e filtração podem
ser adsorvidas, aumentando o consumo de CAP
Mesmas desvantagens. As vezes tem-se um pré-decantador
antecedendo a coagulação.
53
Unidade de
mistura
rápida da
ETA
Entrada dos
filtros
Possível redução na taxa de adsorção, pela interferência de
coagulantes. Tempo de contato às vezes insuficiente para
remoção de certas substâncias. Adsorção de substâncias que
seriam coaguladas.
Possível passagem de CAP pelo meio filtrante e redução do
tempo de contato.
Mistura eficiente e
tempo de contato
razoável.
Uso eficiente de CAP.
3.4.1.4 Coagulação e mistura rápida
A coagulação é uma das etapas do tratamento de água mais rápidas, mas não menos
importante. Pádua (2008) diz que a coagulação é o processo responsável por facilitar a
remoção de partículas suspensas, dissolvidas e diversos tipos de contaminantes orgânicos e
inorgânicos presentes na água, que contribuem para a cor, turbidez, sabor e odor indesejável.
A coagulação consiste no lançamento de um agente coagulante na água em uma
mistura rápida. Comumente utiliza-se sal de alumínio ou de ferro e através deste agente,
ocorrerão ações físicas e químicas ativando o processo de formação de coágulos. O processo
de coagulação se apresenta em três fases distintas: “(i) formação das espécies hidrolisadas do
sal quando disperso na água, (ii) desestabilização das partículas coloidais e suspensas,
dispersas na massa líquida e (iii) agregação dessas partículas para formação dos flocos”
(SANTOS, 2007, p. 361).
Di Bernardo e Paz (2008a) acrescentam que existem 4 mecanismos de coagulação:
compressão da dupla camada, neutralização-adsorção de cargas, varredura e formação de
pontes, sendo a neutralização de carga e a varredura essenciais em uma ETA. "A coagulação
devido à neutralização de carga das impurezas decorre do precipitado com carga positiva ou
de espécies hidrolisadas positivas, caracterizando-se por dosagem de coagulante e pH
menores que os observados no mecanismo de varredura" (2008a, p. 120).
Santos
et.
al
(2007),
descreve
os
mecanismo
de
varredura
e
o
de
adsorsão/neutralização de cargas da seguinte forma:
Dentro os mecanismos de coagulação, pode-se citar o de varredura e o de
adsorsão/neutralização de cargas. O mecanismo de varredura é utilizado para
tecnologias convencionais, ou de ciclo completo que incluem as seguintes etapas de
tratamento: coagulação, floculação, decantação e filtração. Os flocos formados no
mecanismo de coagulação por varredura deverão apresentar densidade suficiente
para permitir sua deposição nos decantadores.
Já o mecanismo de adsorção/neutralização de cargas é utilizado em tecnologias de
tratamento simplificadas, como, por exemplo, a filtração direta, na qual a água é
coagulada e depois filtrada. Nesse mecanismo ocorre a neutralização das cargas das
partículas presentes na água bruta, não havendo necesidade de se formar flocos
grandes e sim de desestabilizar as partículas para que estas sejam mais
eficientemente retidas nos filtros. Assim, as dosagens de coagulante utilizadas
54
tendem a ser inferiores às necessárias no mecanismo de coagulação por varredura
(SANTOS et. al., 2007, p. 362).
Devido aos diversos tipos de coagulantes, e a natureza distinta da água bruta o estudo
em bancada ou jartest são fundamentais para determinar as condições ótimas de coagulação e
mistura rápida. Com os resultados obtidos nas análises pode-se elaborar diagramas que
relacionam o pH da mistura com a dosagem do coagulante, sendo de grande importância para
a determinação das condições de coagulação no processo de filtração. Aliado a estudos de
floculação, pode-se também analisar as melhores condições de sedimentabilidade dos flocos
em uma ETA.
A Figura 3, mostra o equipamento jar test utilizado para analisar a coagulação em
escala de laboratório e realizar estudos de otimização do agente coagulante.
Figura 3–Vista de um equipamento jartest
Fonte: Di Bernardo (2008a).
Pádua (2006) relata que quando a coagulação não é feita de modo correto, pode
ocasionar a não eficiência das outras etapas do processo de tratamento, podendo comprometer
a qualidade sanitária da água. Ainda acrescenta que a eficiência do coagulante não está
associado com o aumento do volume do mesmo na água e que muitas ETAs tem desperdício
de coagulantes por não otimizar e não fazer a sua associação com o pH ótimo. As grandes
dosagens de coagulante só influenciarão na remoção da matéria orgânica natural (MON), mas
isso só acorrerá associado a um pH baixo.
55
São vários os tipos de coagulantes existentes atualmente, entre os quais se destacam
(DI BERNARDO; PAZ, 2008b):
- Cloreto férrico: através da massa molar, da dosagem do produto e do pH, podem ser feitas
relações que quantificam o precipitado do coagulante e das espécies hidrolisadas, como
aparesentado abaixo. Algumas caracterísitcas são:

Fórmula química: FeCl3x6H2O;

Massa molar 270,5;

Cloreto férrico comercial líquido: concentração comercial de 38 a 40% (massa por
massa); massa específica de 1,4 a 1,42 kg/L (t = 25 ºC)
𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+ → log 𝐹𝑒 𝑂𝐻
2+
= 1,5 − 2𝑝𝐻
+
𝐹𝑒(𝑂𝐻)+
2 → log 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 = −1,9 − 𝑝𝐻
𝐹𝑒2 (𝑂𝐻)4+
→ log 𝐹𝑒2 (𝑂𝐻)4+
= 5,9 − 4𝑝𝐻
2
2
−
𝐹𝑒(𝑂𝐻)−
4 → log 𝐹(𝑂𝐻)4 = 𝑝𝐻 − 19
𝐹𝑒 3+ → log 𝐹𝑒 3+ = 4,5 − 3𝑝𝐻
𝐹𝑒(𝑂𝐻)03 → log 𝐹𝑒(𝑂𝐻)03 = −9,0
A concentração total de ferro é dada por:
𝐶𝑡,𝐹𝑒 = 𝐹𝑒 𝑂𝐻
−
4
+ 𝐹𝑒 3+ + 2 ∗ 𝐹𝑒2 𝑂𝐻
4+
2
+ 𝐹𝑒 𝑂𝐻
+
2
+ [𝐹𝑒(𝑂𝐻)2+]
- Sulfato Ferroso Clorado:

Fórmula química: FeCl3 x Fe2(SO4)3;

Produto comercial líquido: floculan - com concentração entre 38 a 40% (massa por
massa) e massa específica de 1,47kg/L (t = 20 ºC).
- Sulfato Férrico:

Sulfato ferroso granulado comercial, Fe2(SO4)3 - concentração comercial de Fe2O3
entre 28,5 e 31,5% (massa por massa); massa específica de 1300 kg/m³;

Sulfato ferroso comercial líquido, Fe2(SO4)3x 9H2O - teor de Fe2O3igual a 17±0,4%
(massa por massa); massa específica de 1530 a 1600 kg/m³ (t = 20 ºC).
56
- Cloreto de polialumínio ou hidróxi - cloreto de alumínio: coagulante inorgânico catiônico
pré-polimerizado produzido com cloreto de polialumínio (PAC - polyaluminum chloride),
apresentando a fórmula química generalizada da seguinte maneira:
𝐴𝑙𝑥 (𝐻2 𝑂) 6𝑥−2𝑦 𝑂𝐻 𝑦 𝐶𝐿 3𝑥−𝑦 𝑜𝑢 𝐴𝑙𝑛 (𝑂𝐻)𝑚 𝐶𝑙 3𝑛−𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 0 < 𝑚 < 3𝑛 .
Na Tabela 7 observa-se as diversas fórmulas químicas, massa específica e a
concentração dos elementos do hidróxi-cloreto de alumínio.
Tabela 7- Fórmula química específica do hidróxi-cloreto de alumínio
Fórmula química
Al2Cl6
Al2(OH)Cl5
Al2(OH)2Cl4
Al2(OH)3Cl3
Al2(OH)4Cl2
Al2(OH)4,5Cl1,5
Acidez total
(% HCl, massa/massa)
22,84
21,49
19,45
17,85
14,14
12,00
Massa específica ρ
(kg/L a 18 ºC)
1,270
1,280
1,290
1,300
1,315
1,325
Al2O3 total
(% massa/massa)
9,06
10,2
11,3
16,4
20,3
22,6
Fonte: Di Bernardo e Paz (2008b).
- Sulfato de alumínio: através da massa molar, da dosagem do produto e do pH, podem ser
feitas relações que quantificam o precipitado do coagulante e das espécies presentes:
𝐴𝑙(𝑂𝐻)2+ → log 𝐴𝑙 𝑂𝐻
2+
= 4,64 − 2𝑝𝐻
𝐴𝑙 3+ → log 𝐴𝑙 3+ = 9,66 − 3𝑝𝐻
3+
𝐴𝑙6 (𝑂𝐻)15
→ log 𝐴𝑙6 𝑂𝐻
3+
15
= 8,58 − 4𝑝𝐻
5+
𝐴𝑙8 (𝑂𝐻)4+
20 → log 𝐴𝑙13 (𝑂𝐻)34 = 8,58 − 4𝑝𝐻
4+
𝐴𝑙2 (𝑂𝐻)4+
= 13,05 − 4𝑝𝐻
2 → log 𝐴𝑙2 (𝑂𝐻)2
𝐴𝑙(𝑂𝐻)−
4 → log 𝐴𝑙 𝑂𝐻
−
4
= 𝑝𝐻 − 13,91
A concentração total de alumínio é dado por:
𝐶𝑇,𝐴𝑙 = 𝐴𝑙 𝑂𝐻
2+
+ [𝐴𝑙 𝑂𝐻
+ 𝐴𝑙 3+ + 6 𝐴𝑙6 𝑂𝐻
3+
15
+ 8 𝐴𝑙8 𝑂𝐻
4+
20
+ 2 𝐴𝑙2 𝑂𝐻
4+
2
−
4]
A Tabela 8 apresenta as formas comerciais de sulfato de alumínio sólido e algumas
de suas características.
57
Tabela 8- Forma comercial de sulfato de alumínio sólido
Forma do produto
Pó
Granulado
Pedra (britado)
Massa específica aparente (kg/m³)
600 a 700
900 a 1000
800 a 850
Granulometria
99% ≤ 0,84 mm
100% ≤ 4,8 mm, 90% ≥ 2,0 mm
100% ≤ 75 mm, 75% ≥ 12,7 mm
Fonte: Di Bernardo e Paz (2008b).
- Tanato quaternário de amônio: polímero orgânico (vegetal) catiônico de pequena massa
molecular

Nome comercial: Tanfloc SG

Tanfloc SG em pó - umidade varia de 4,5 a 6,5 (massa por massa); massa específica
de 0,4kg/L

Tanfloc SG líquido: massa específica variando de 1,15 a 1,20 kg/L; pH entre 1,7 e 2,3.
Di Bernardo e Paz (2008a) comentam que as unidades de misturas rápidas
comumente utilizadas na coagulação podem ser do tipo hidráulico (vertedor Parshall ou
retangular, injetores, difusores, etc.), do tipo mecânico (câmara com agitador) e especiais
(misturadores estáticos).
Na Figura 4, observa-se a unidade de mistura rápida da ETA de Gravatá em Campina
Grande, onde se apresenta uma calha Parshal, um dosador de cal e de coagulante.
Figura 4 - ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a) Calha Parshal
em operação; (b) Dosador de coagulante; (c) Dosador de cal e de coagulante em Calha
Parshall.
(a)
Fonte: Medeiros Filho (2009).
(b)
(c)
58
Santos (2007) acrescenta que existem vários fatores que poderão interferir no
processo da coagulação e mistura rápida, como por exemplo o pH e a alcalinidade da água
bruta; o tamanho e natureza das partículas coloidais; a concentração, dosagem e idade do
coagulante, além do gradiente de velocidade e o tempo de mistura.
De acordo com Padilha et al. (2011), a coagulação também pode ser vista como um
processo de desestabilização de partículas que ocorre em intensa agitação no meio.
Dalsasso e Sens (2006), analisando os estudos de Di Bernardo et al (2003)
concluiram que a natureza e o tamanho das partículas presentes na água também tem sua
importância para a decisão da técnica de tratamento, visto que se predominarem partículas
com o tamanho médio na faixa de 1 a 3 μm é adequado que o sistema possua a floculação
após a coagulação, para reduzir significativamente os custo na ETA.
Veras e Di Bernardo (2008), concluíram que nos tratamentos de água que não
contemplam a coagulação química não irão satisfazer os padrões para o consumo humano, a
não ser que o tratamento contemple a filtração lenta e a cloração, pois essas duas etapas
poderão assegurar a qualidade sanitária da água para o consumo. Contudo, a água não poderá
ter uma turbidez alta ( > 10 uT), visto que isso afetará a eficiência da filtração lenta e exigirá
uma pré-filtração para auxiliar na redução de impurezas presentes na água.
3.4.1.5 Floculação
A floculação é o processo de tratamento de água posterior a coagulação. Sua função
é permitir o agrupamento das partículas que foram desestabilizadas no processo de
coagulação, formando flocos que posteriormente serão sedimentados. A NBR 12.216/92
(ABNT, 1992), define floculador como a instalação que promove a agregação das partículas
formadas na mistura rápida, ou seja, originadas a partir da aplicação do agente coagulante.
Ainda de acordo com a NBR, o período de detenção e o gradiente de floculação
devem ser ensaiados, mas caso não existe a possibilidade de realizá-los, adota-se valores entre
20 e 30 min para floculadores hidráulicos e entre 30 e 40 min, para floculadores mecanizados.
Com relação ao gradiente de velocidade máximo, não se deve ultrapassar 70 s-1 no primeiro
compartimento, e não menos que 10 s-1 no ultimo compartimento.
59
Pádua (2006) enfatiza que na floculação não há remoção de substância, sendo sua
função maior condicionar a água que será encaminhada aos decantadores, ou flotadores ou
ainda aos filtros da ETA. Ainda de acordo com o autor, "na prática tem-se observado que o
valor do gradiente de velocidade médio ótimo diminui à medida que aumenta o tempo de
floculação" (2006, p. 532).
A Figura 5 mostra alguns tipos de unidades de floculadores empregados nas ETAs.
Figura 5 - Tipos de floculadores empregados na ETAs: a) - Floculador em meio granular; b)
Floculador em chicanas; c) Floculador mecanizado
A Figura 6 e a Figura 7 mostram, respectivamente, vistas de um floculador em
chicanas eum floculador mecânico da ETA de Alto Branco em Campina Grande.
Figura 6 - Floculador em chicanas verticais (seco) vendo-se, à direita, o vertedor para
medição de vazão (ETA Alto Branco, CAGEPA, Campina Grande).
60
Figura 7 - Vista de uma unidade de floculação mecânica. As tampas amarelas objetivam a
proteção do motor de acionamento do misturador (ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema
Boqueirão-Campina Grande).
3.4.1.6 Decantação
Consiste em uma parte do sistema de tratamento de água responsável pela remoção
das partículas em suspensão e de sólidos dissolvidos que estejam acumulados na água de
abastecimento. Comumente utilizada depois do floculador para permitir a sedimentaçãodo que
foi gerado através da força da gravidade.
Pádua (2006) mencionou que para pequenas comunidades, o decantador servirá de
um pré-tratamento, substituindo as unidades de mistura rápida e lenta (coagulação e
floculação). Neste caso, a decantação é denominada plena, e tem como desvantagem a
exigência de grandes áreas, visto que a velocidade de sedimentação é lenta e exigirá mais
espaço para um grande volume de água. Isto é eliminado pela coagulação e floculação pois
esses processos geram flocos com velocidade de sedimentação maior, possibilitando uma
menor área de decantação. A vantagem da decantação plena é a produção de lodo de fundo
menos agressivo ao meio ambiente, visto que não é utilizado coagulante químico.
Di Bernardo e Paz (2008a, p. 186) explicam a decantação da seguinte forma:
"qualquer partícula não coloidal, suspensa em um meio líquido em repouso e de menor massa
específica, será acelerada pela ação da gravidade até que as forças de resistência viscosa e de
deformação do líquido sejam iguais à resultante do peso efetivo da partícula”.
A Figura 8 apresenta vistas de um decantador convencional de fluxo horizontal e de
um detalhe da calha coletora de água decantada da ETA de Gravatá, Campina Grande.
61
Figura 8 - Vistas da ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema Boqueirão-Campina Grande: (a)
Decantador convencional de fluxo horizontal; (b) Um detalhe da calha coletora de água
decantada.
(a)
(b)
3.4.1.7 Flotação
Dispositivo utilizado para remoção de flocos que exigem decantadores com baixa
taxa de aplicação superficial, tornando sua aplicação muito onerosa para as ETAs, visto que
necessitam de grandes áreas para decantação. Possuem geradores de microbolhas que
promovem o aumento do empuxo, carreando os flocos ou partículas em suspensão para a
superfície do flotador, possibilitando a sua remoção e clarificação da água (PÁDUA, 2006).
Ainda de acordo com Pádua (2006), suas principais vantagens com relação aos
decantadores são: i) mais compacto do que os decantadores; ii) geração de lodo com maior
teor de sólidos; iii) economia no volume do coagulante primário; iv) reduz tempo de
floculação; v) reduz a água retirada com o lodo, quando relacionada com a porcentagem da
vazão total tratada pela ETA; vi) promovem o air stripping de substâncias voláteis; vii)
auxilia a remoção de metais solúveis, por promover um grau de oxidação.
O Quadro 8 descreve as técnicas de flotação presentes nas ETAs atualmente e o seu
modo de geração de bolhas.
Quadro 8 - Classificação das técnicas de flotação
Nome da técnica
Flotação por ar disperso ou por ar induzido
Flotação eletrolítica
Flotação por ar dissolvido a vácuo
Modo de geração das bolhas
Em geral por meio de agitação, usualmente através de
rotores, ou passando o gás por placa porosa
Eletrólise da água
Dissolução do ar na água à pressão atmosférica e sua
posterior liberação numa câmara com pressão negativa
62
Flotação por ar dissolvido por
pressurização
Dissolução do ar na água sob pressão e sua posterior
liberação á pressão atmosférica
3.4.1.8 Filtração rápida
Técnica de tratamento responsável pela remoção de partículas suspensas e coloidais e
de microrganismos que se encontrem na água, através de um meio poroso pelo qual a água
percola, produzindo um efluente mais limpo. A filtração rápida geralmente é utilizada em
sistema de ciclo completo, de floto-filtração e de filtração direta (ascendente, descendente e
dupla filtração).
Di Bernardo e Paz (2008a) descrevem a filtração rápida de acordo com a Figura 9 e
destacam os seguintes componentes: i) canal de alimentação (ou de distribuição); ii) entrada
de água com a comporta para permitir o isolamento; iii) canal geral da água filtrada; iv) meio
filtrante composto por areia e antracito; v) camada de pedregulho que oferece suporte; vi)
sistema de drenagem; vii) caixa de saída da água filtrada, incluindo um vertedor; viii) canal
geral de água filtrada; ix) tubulação de água para a limpeza do filtro; x) mesa de comando.
Figura 9 - Corte longitudinal de um esquema de filtro rápido
Fonte: Di Bernardo e Paz (2008a).
Medeiros Filho (2009) considera que em torno de 40 a 50% das impurezas são
retidas nos filtros e o restante são removidas no processo de decantação. Portanto, considerase o filtro rápido como uma importante barreira sanitária, que retém até os microrganismos
patogênicos que resistiram até a filtração.
O autor ainda acrescenta que, comumente, são adotadas, no mínimo, 3 unidades para
vazão de até 50 litros/s, 4 para 250 litros/s, 6 para 500 litros/s, 8 para 1000 litros/s e 10 para
63
1500 litros/s. Segundo o mesmo autor, o número de filtros dependerá da magnitude da
instalação, número de etapas de construção, do arranjo geral e tamanho das tubulações, sendo
que fatores econômicos também são predominantes para a quantificação dos filtros.
Após a sua carreira de filtração (em torno de 20 a 30 horas, exceto em situações
esporádicas, como o período chuvoso) os filtros precisam ser lavados para recuperar a sua
eficiência que fora diminuída pelo acúmulo de impurezas entre os interstícios do leito
filtrante.
Figura 10 - Vista parcial da bateria de filtros da ETA Gravatá
Fonte: Medeiros Filho (2009)
Na Figura 10 e na Figura 11 são apresemtadas vistas parciais da bateria de filtros da
ETA Gravatá e da lavagem dos filtros, respectivamente.
Figura 11 - Lavagem de filtros: (a) Início - areia fluidificando; (b) lavagem em pleno
funcionamento.
(a)
(b)
Na Figura 11 observa-se a realização da limpeza do filtro e o funcionamento da calha
coletora da água com as impurezas, conduzindo-as para a calha principal, e posteriormente ao
64
seu destino final. Na Figura 12 observa-se um filtro seco com a malha de tubos do sistema
fixo de contra corrente ou lavagem auxiliar.
Figura 12 - Filtro seco e cheio
3.4.1.9 Desinfecção
Etapa pós a filtração na qual adiciona-se um desinfetante na água para que ocorra a
eliminação de microrganismos. Medeiros Filho (2009) considera a desinfecção como o
processo de melhoria da qualidade bacteriológica da água, pois mantém a segurança sanitária
da mesma.
Pádua (2006) enfatiza que a desinfecção da água também tem um caráter preventivo,
visto que ao fazer o processo, deixa-se um volume residual para possíveis contaminações que
ocorram no sistema de distribuição. Em vista disso, é necessário sempre fazer amostragem
para quantificar a presença de microrganismo no sistema de distribuição.
Ainda de acordo com o autor (2006), os agentes desinfetantes agem por meio de 3
mecanismos: i) destruição da estrutura celular; ii) inativação de enzimas; iii) interferência na
biossíntese e no crescimento celular, podendo ser um ou a junção deles. Cabe enfatizar que a
utilização dos desinfetantes não é para a remoção de todas as formas vivas, e sim para
destruição dos organismos patogênicos.
Considerando
os
agentes
químicos,
comumente
utilizam-se
os
seguintes
desinfetantes: oxidantes de cloro, bromo, iodo, ozônio, permanganato de potássio e peróxido
de hidrogênio e os íons metálicos, prata e cobre. Com relação aos agentes físicos, destacam-se
65
a radiação ultravioleta e o calor. É importante levar em consideração que desinfetante não
deverá ser nocivo a saúde humana e nem ocasionar sabor e odor na água.
A Figura 9 apresenta a quantidade estimada de microrganismo na água para que
ocorra uma contaminação e geração de doença.
Tabela 9- Quantidade de organismos para iniciar a enfermidade
Organismo
Giardia lamblia
Shigella dysenteriae
Vibrio colerae
Salmonella typhi
Cistos de Entamoeba histolytica
Escherichia coli
Quantidade
10
10
1.000
10.000
20
1x1010
Nome da doença
Giardiase
Disenteria
Cólera
Febre tifóide
Disenteria amebiana
Gastroenterite
O autor salienta que os números quantificados na Figura 9 são só estimativas e existe
variação para cada organismo, visto que a resistência das pessoas não é a mesma.
3.4.1.10 Fluoretação
A fluoretação é uma medida indireta para prevenir as cáries na população,
principalmente em crianças. Segundo Pádua (2006) a utilização de flúor na água de
abastecimento humano não é aprovado por todos os estudiosos na área, sendo alguns
favoráveis e outros não.
Medeiros Filho (2009, p. 119) comenta que a fluoretação é feita através de aparelhos
dosadores, sendo utilizados os seguintes agentes: fluoreto de sódio, o fluossilicato de sódio e
o ácido fluossilicico. O autor ainda enfatiza que para o sistema de abastecimento fornecer a
água com o flúor, deverá obedecer aos seguintes requisitos mínimos: "abastecimento contínuo
da água distribuída à população, em caráter regular e sem interrupção; a água distribuída deve
atender os padrões de potabilidade; sistemas de operação e manutenção adequados; controle
regular da água distribuída". A Figura 13 apresenta uma vista de um cone de saturação
(dosador de flúor).
66
Figura 13 - Cone de saturação ou dosador de flúor.
3.4.1.11 Estabilização
Depois que a água passa por todos os tratamentos exigidos para garantir os padrões
de potabilidade do Ministério da Saúde, ainda se faz necessário a sua estabilização para que
não ocorra problemas no sistema de distribuição, ou seja, não provoque incrustações, corrosão
do metal, ou agressão ao concreto (dependendo do material utilizado para transportar a água
tratada).
Pádua (2006, p. 548) cita que, nos últimos anos, vem sendo estudado o
ortopolifosfato para amenizar os problemas com as incrustações ocasionada pela água,
evitando o aumento da turbidez, sabor e a elevação da perda de carga.
3.4.2 Tecnologias de tratamento de água
67
O principal objetivo do tratamento de águas naturais para abastecimento humano é
adequar as características da água aos parâmetros físicos, químicos, microbiológicos e
radioativos estabelecidos pela portaria da potabilidade do Ministério da Saúde, para assim
prevenir a transmissão de doenças de veiculação hídrica.
Segundo Libânio (2010), as técnicas de tratabilidade tem como função retirar
partículas suspensas e coloidais, matéria orgânica e microrganismos e outras substâncias
ofensivas a saúde humana. Comumente suas açõessão por meio de processos e operações
físico-químicas, diferentemente do tratamento de esgotos, em que utiliza-se em sua maioria,
tratamento puramente biológico.
O autor ainda acrescenta que para escolher a técnica de tratamento, deve-se observar
as seguintes primícias:
- Característica da água bruta;
- Orçamento para implantação, manutenção, e operação da tecnologia;
- Manuseio e confiabilidade dos equipamentos empregados no tratamento;
- Flexibilidade Operacional;
- Característica da população consumidora e a localização;
- Disposição final dos resíduos finais (lodo).
Libânio (2010) acrescenta que a potabilização da água apresentará basicamente três
fases: clarificação - inclui etapas de coagulação, floculação e decantação/flotação para a
remoção de sólidos suspensos e parte dos sólidos dissolvidos; filtração - remoção de sólidos
dissolvidos e microrganismos e desinfecção - inativação de bactérias e vírus. Caso não haja o
processo de coagulação, inevitavelmente será exigido a técnica de filtração lenta.
Além das etapas citadas acima, Pádua (2006) acrescenta a fluoretação e a
estabilização que exercerão, respectivamente, a prevenção de cáries e controle de corrosão e
incrustações da água nas tubulações.
A Figura 14 apresenta as técnicas mais usuais de tratamento de água nas ETAs.
Figura 14 - Técnicas mais usuais de tratamento de água
68
Filtração lenta
Filtração em
múltiplas
etapas (FIME)
Filtração
Filtração
direta
descendente
Filtração direta
descendente
com floculação
Filtração
direta
ascendente
Dupla filtração
Tratamento
convencioanl
Filtração direta
descendente
com floculação
Préfiltração
Coagulação
Coagulação
Coagulação
Coagulação
Coagulação
Coagulação
Filtração
Filtração
descendente
Floculação
Filtração
ascendente
Filtração
ascendente
Floculação
Floculação
Filtração
descendente
Decantação
Flotação
Filtração
Filtração
Filtração
descendente
Fonte: Adaptado de Pádua (2006).
3.4.2.1 Filtração lenta
Processo de tratamento de água no qual não se faz necessário a aplicação de
coagulante químico, visto que a sua operação é puramente biológica. Como o próprio nome
relata, é um processo lento, permitindo a eficiente remoção das partículas pelos agentes
biológicos. Contudo, o processo de filtração lenta exige uma área maior, sendo mais favorável
para comunidades rurais (PÁDUA, 2006, p. 551).
A filtração lenta pode ter ou não um pré-tratamento. Caso exista, passa a ser o
processo de filtração de múltiplas etapas (FiME), esquematizado na Figura 15. Esse
tratamento é utilizado quando há excesso de sólidos em suspensão.
Medeiros Filho (2009) diz que um dos inconvenientes da filtração lenta é que sua
aplicação só será potencialmente eficiente apenas em águas de pouca turbidez (até 50 ppm) e
que comumente a taxa de velocidade varia entre 3 e 9 m³/m².dia, sendo mais frequente entre 3
e 4m³/m².dia.
Segundo Pádua (2006), o filtro lento é composto de um tanque com uma camada de
areia (espessura entre 0,90 a 1,20 m) de pequena granulometria que auxilia na retenção das
partículas, sobre uma camada de pedregulho (espessura entre 0,20 a 0,45 m); além dessas
camadas, existe um sistema de drenagem que conduz a água filtrada.
Ainda de acordo com Pádua (2006), a plena eficiência do filtro só se dará após a
formação da camada biológica, ou seja, a maturação do filtro, composta por partículas inertes,
matéria orgânica, e por microrganismos, além dos precipitados (ferro, manganês, entre
outros), que permite a remoção das partículas e organismos nocivos a saúde humana.
A Figura 15 apresenta um esquema proposto por Medeiros Filho (2009) para o filtro
lento, onde podem ser observadas as camadas de areia fina, pedregulho e a tubulação que
conduz a água filtrada.
69
Medeiros Filho (2009) estima a eficiência do filtro lento da seguinte forma:
- Remoção de turbidez: 100%;
- Remoção de cor (baixa):< 30%;
- Remoção de Ferro: até 60%; boa remoção de odor e sabor;
- Grande remoção de bactérias:> 95%.
Figura 15 - Esquema vertical de um filtro lento
Fonte: Medeiros Filho (2009)
Ainda de acordo com o autor, o processo de limpeza é feito quando se atinge a perda
de carga determinada no projeto. Realiza-se a remoção de cerca de 2 cm de areia da camada
superior, lava-se a mesma e posteriormente recoloca-se no filtro, quando após sucessivas
limpezas a área restante de areia chegue a 60 cm.
3.4.2.2 Filtração direta
Tipo de tratamento em que a única possibilidade de remoção de sólidos na água é a
filtração rápida, fazendo-se necessário primeiramente o processo de coagulação e
posteriormente filtração. Pode ser realizada como filtração direta descendente (percurso da
água coagulada é de cima para baixo), direta descendente com floculação (o percurso da água
coagulada e floculada é de cima para baixo), filtração direta ascendente (o percurso da água
70
coagulada é de baixo para cima), e dupla filtração (o percurso da água coagulada é ascendente
e depois descendente), sendo a última a que produz água com pior qualidade entre as demais
(PÁDUA, 2006).
Di Bernardo e Paz (2008a) relatam que a limpeza dos filtros rápidos é feita com jatos
de água no sentido ascensional com velocidade alta para fazer a desobstrução dos poros do
meio granular.
Medeiros Filho (2009, p. 111), elencou algumas características dos filtros rápidos
convencionais de areia com fluxo descendente, que são:
- Taxa de filtração: 120m³/m².dia;
- Lavagens 1 a 2 vezes por dia, tempo de 10 minutos, taxa de 800 a 1300 m³/m².dia,
consumo aproximado de 6% da água produzida;
- Características da areia: 0,60mm ≤D≤ 1,41mm com 0,40mm ≤ De≤ 0,60mm e
coeficiente de uniformidade inferior a 1,55;
- Acamada de pedregulho, suporte do leito filtrante, deve ter uma altura aproximada
de 50 cm e ser constituída na seguinte granulometria de cima para baixo: de 3/16 e
3/32” numa espessura de cerca de 0,06 m; de 1/2 e 3/16" 0,07 m; 3/4 e ½" 0,10 m; 1
1/2 e ¾" 0,12 m; 2 1/2 e 1 ½" 0,15 m.
Medeiros Filho (2009) atribui como vantagem do filtro rápido um bom rendimento
com menor área, visto que sua remoção de bactéria varia de 90 a 95% e ainda, reduz turbidez
e cor. Já, as principais desvantagens são: exige um controle rigoroso da ETA, mão-de-obra
qualificada, além de consumir cerca de 8% da água tratada para manutenção da ETA.
A Figura 16 apresenta um esquema de camadas e dimensões de um filtro rápido
convencional, esquematizado por Medeiros Filho (2009).
Figura 16 - Esquema vertical de um filtro rápido
71
3.4.2.3 Tecnologia de ciclo completo
A tecnologia de ciclo completo ou tratamento convencional é a mais utilizada em
todo o Brasil. Esse tipo de tecnologia contempla a mistura rápida, floculação, decantação ou
flotação, filtração e desinfecção. Esse tipo de tratamento é mais utilizado principalmente pelas
razões sazonais, permitindo adequação a qualidade da água bruta (BRASIL, 2006d).
Pádua (2006) comenta que no caso do ciclo completo, os filtros rápidos tem a
função de remover as partículas em suspensão que não foram retidas no processo de
decantação ou flotação, e que a não eficiência dos processos anteriores aos filtros, podem
atingir de modo insatisfatório os outros processos de tratamento, visto que no ciclo completo
a coagulação, floculação, decantação ou flotação, são colocados em série. Figura 17 apresenta
um esquema em corte dos componentes de uma ETA de ciclo convencional.
Figura 17 - Esquema em corte de uma ETA de ciclo convencional
3.4.2.4 Filtração em membranas
A técnica utiliza membranas com aberturas conhecidas, as quais permitem que as
bactérias sejam retidas e posteriormente formem a película biológica (BRASIL, 2006d).
Pádua (2006), acrescenta que as micro-aberturas também permitirão a retenção de material
particulado, micromoléculas, moléculas dissolvidas e íons dissolvidos. A escolha das
membranas de filtração dependerá da qualidade final desejada da água e de suas
características antes do tratamento.
72
Essa tecnologia é comumente utilizada para o tratamento de águas salobras, sendo
que funcionará como pré-tratamento, ou seja, após passar pela membrana, a água ainda terá
que ser tratada através da osmose reversa, ou caso não exista as membranas de filtração na
ETA, pode-se utilizar todo o processo do tratamento convencional e por último utiliza-se a
técnica de osmose reversa (PÁDUA, 2006).
Este autor elencou algumas das vantagens do tratamento com filtração em
membranas:
- Capacidade de tratamento de águas que apresentem turbidez máxima de 100 uT;
- Facilidade de adequar a água bruta aos padrões de potabilidade;
- Em algumas situações, a coagulação poderá ser dispensada;
- Automatização do sistema;
- Redução de custos, visto que a área necessária é menor do que a do tratamento
convencional;
- Remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos com eficiência superior à outras
técnicas de tratamento convencionais;
- Redução na produção de lodo, consequentemente sem muita agressão ao meio ambiente.
Com relação as desvantagens, esse tipo de tecnologia no Brasil se torna mais onerosa
do que nos outros países pela especialização da mão-de-obra, consumo de energia e a
aquisição da tecnologia.
3.4.3 Seleção de tecnologias de tratamento
Como já dito anteriormente, as tecnologias de tratamento de água são utilizadas para
adequar a água bruta aos padrões de potabilidade e torná-la mais atrativa a população e menos
potencialmente perigosa a saúde humana. Resumidamente, a tecnologia escolhida, tem que ter
capacidade de remover sólidos em suspensão e dissolvidos, bactérias patogênicas e
protozoários, turbidez, cor, sabor e odor.
Pádua (2006) diz que além de obedecer ao padrão de potabilidade, a escolha da
tecnologia também está aliada aos custos de implantação, complexidade operacional e porte
da instalação, mas esses pontos só serão avaliados quando comprovados que determinada
água bruta pode ser tratada com mais de uma tecnologia. Também se faz necessário levar em
consideração as mudanças sazonais e não as pontuais.
73
A NBR 12.216/92 (ABNT, 1992) classifica a água natural utilizada para o
abastecimento humano em quatro tipos, A, B, C e D, levando em consideração a DBO
(Demanda Bioquímica de Oxigênio) aos 5 dias, coliformes, pH, cloretos e fluoretos. Para
determinação da técnica de tratamento, essa classificação se torna fundamental, visto que a
mesma já trás consigo algumas das operações necessárias para atingir o padrão de
potabilidade exigido pelo Ministério da Saúde. A classificação é descrita a seguir:
- Tipo A: águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente
protegidas, com características que satisfazem aos padrões de potabilidade. O tratamento
mínimo necessário a desinfecção e correção do pH.
- Tipo B: águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias não-protegidas, com
características que podem se enquadrar aos padrões de potabilidade, mediante processo de
tratamento que não exija coagulação. O tratamento mínimo necessário inclui a desinfecção
e correção do pH e para alguns casos especificados pela norma, a decantação simples e
filtração.
- Tipo C: águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, com características que
exijam coagulação para se enquadrar nos padrões de potabilidade. O tratamento mínimo
inclui a coagulação, seguida ou não de decantação, filtração em filtros rápidos, desinfecção
e correção do pH.
- Tipo D: águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, sujeitas a fontes de
poluição, com características que exijam processos especiais de tratamento para que
possam se enquadrar aos padrões de potabilidade. O tratamento mínimo é equivalente ao
do tipo C com algum tratamento complementar para cada caso.
Pádua (2006) apresenta em sua obra, características das tecnologias existentes e os
limites de aplicação em função da qualidade da água, que são apresentados no Quadro 9 e
Quadro 10, respectivamente.
Quadro 9 - Características de algumas técnicas de tratamento de água
Parâmetros
Operação
Consumo de
coagulante
Resistência à
variação da
qualidade da água
Limpeza dos filtros
Simples
Nulo
Técnicas de tratamento
Filtração direta Filtração direta
descendente
ascendente
Especializada
Especializada
Baixo
Baixo
Tratamento
convencional
Especializada
Alto
Baixa
Baixa
Moderada
Alta
Raspagem da
Fluxo
Fluxo ascendente
Fluxo
Filtração lenta
74
Porte da estação
Custo de
implantação
(US$/hab.)
Necessidade de
área.
camada
superficial
Usual limitar a
pequenas
instalações
10 a 100
ascendente
Grande
ascendente
Sem limitações
Sem limitações
Sem limitações
2 a 30
5 a 45
10 a 60
Pequena
Pequena
Média
Nota: Adaptado por Barros et al. (1995).
Quadro 10 - Limites de aplicação de diferentes técnicas de tratamento em função da qualidade
da água bruta
Parâmetros
Filtração lenta
Pré-filtro + filtro
lento
FiME
Filtração direta
ascendente
Dupla filtração
Filtração direta
descendente
Filtração direta
descendente
com floculador
Tratamento
convencional **
Turbidez
(uT)
10
50
Valores máximos para a água bruta
Cor
Ferro
Manganês
NMP
verdadeira
Total
(mg/L)
Coliformes/100 ml
(uH)
(mg/L)
Totais
Fecais
5
1
0,2
2.000
500
10
5
0,5
10.000
3.000
100
100
10
100
3
15
0,5
1,5
20.000
5.000
5.000
1.000
200
25
150
25
15
2,5
2,5
-
20.000
20.000
5.000
500
50
50
2,5
-
2.500
1.000
250
*
2,5
-
20.000
5.000
Legenda: NMP (número mais provável)
* Depende do valor de turbidez; ** para águas que excedem os limites do tratamento convencional, este deverá
ser complementado com tratamento especiais, tais como pré-filtração, ajuste de pH, aplicações de polimeros,
utilização de carvão ativado etc.
75
4
MATERIAL E MÉTODOS
A seguir apresentam-se a descrição do objeto de estudo, período de
desenvolvimento, material utilizado e atividades desenvolvidas.
O trabalho, como já mencionado, se refere a um estudo de tratabilidade de água em
escala de bancada simulando a tecnologia de tratamento de água por filtração direta. O estudo
buscou identificar condições da coagulação visando remoção de cor, aparente e real, e de
turbidez. Vale ressaltar que a escolha da tecnologia de tratamento estudada teve como
referência dois ascpectos: (i) a ETA cuja água do manancial foi utilizada neste estudo é do
tipo filtração direta ascendente (ver item 4.1) e (ii) a tecnologia da filtração direta (ascendente
ou descente) é indicada para águas com turbidez < 10 uT e cor verdadeira < 20 uH, em 90%
das avaliações (DI BERNARDO, 2003).
Segundo Di Bernardo (2003), para testes em escala de bancada, utiliza-se o
equipamento denominado teste de jarros ou jartest. O equipamento dispõe de seis dispositivos
de agitação mecânica com velocidade variável que operam em paralelo. Para simular a
filtração pode-se utilizar um sistema de filtração em papel (filtro Whatman 40 ou equivalente)
ou sistema de filtração em areia (DI BERNARDO, 2003). Neste estudo, foi utilizado o
equipamento jar test e filtração em papel, conforme descrito nos itens subsequentes.
4.1
OBJETO DE ESTUDO
A presente pesquisa teve como objeto de estudo a água bruta do rio Piranhas/Açu,
município de Assú, Rio Grande do Norte. O rio Piranhas/Açu é o manancial utilizado no
abastecimento de água de 34 municípios do Rio Grande do Norte.
Segundo a Secretaria de Estado de Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos
(SEMARH), a ETA de Assú é do tipo filtração direta ascendente sendo constituída por 08
(oito) filtros. A água é captada na margem esquerda do rio Piranhas/Açu e recalcada à ETA de
Assú. O sistema de captação, tratamento e adução opera desde março de 2000 com uma vazão
total de 373L/s (RIO GRANDE DO NORTE, 2012). A referida ETA é operada pela
Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN).
76
4.2
PERÍODO DO ESTUDO
A pesquisa foi executada no período de transição entre chuva e estiagem na região de
Assú, RN. Os ensaios foram executados entre junho e julho de 2014.
4.3
MATERIAL UTILIZADO
Para a realização dos ensaios especificados nas Tabelas 10, 11 e 12 e a caracterização
da água bruta, foram utilizados os seguintes equipamentos e material diverso:
- Equipamento jartest, marca Nova Ética, modelo 218/6LDB (ver Figura 18)
- Medidor de pH, marca Thermo Scientific, modelo Orion 3 Star;
- Turbidímetro, marca Hach, modelo 2100Q;
- Espectrofotômetro, marca Hach, modelo DR5000;
- Medidor multiparâmetro, marca Hach, modelo HQ40D, utilizado como condutivímetro;
- Cronômetro digital, marca Instrutherm, modelo CD2800;
- Centrífuga de bancada microprocessada, marca Fanem, modelo 206BL Excelsa II;
- Vidraria: balão volumétrico, pipetas graduadas, pipetas volumétricas, provetas, béquers,
funil, erlenmeyer;
- Papel de filtro quantitativo, marca Fusion, referência QFP-12,5 cm black;
- Sistema de filtração: papel de filtro dobrado e disposto em um funil apoiado em erlenmeyer
(ver Figura 19).
- GPS, marca Garmin, modelo GPSmap 62sc
A Figura 18,19 e 20, mostram o equipamento jar test utilizado para as análises em
bancada, as bombonas com o reservatório utilizado para o armazenamento da água, o sistema
filtrante utilizado e alguns dos equipamentos auxiliares.
77
Figura 18 – Vista do equipamento Jar test utilizado para a pesquisa: (a) Jar test; (b) Jarro com
água coagulada.
(a)
(b)
Fonte: Autoria Própria (2014).
Figura 19 - (a) Vista do reservatório e bombonas utilizadas para armazenar a água bruta; (b)
Sistema filtrante para a água pós mistura rápida.
(a)
(b)
Figura 20 - Equipamentos utilizados em laboratório: (a) Espectrofotômetro; (b) Medidor
multiparâmetro - condutivímetro; (c) Turbidímetro.
(a)
(b)
(c)
78
Com relação aos produtos químicos, foram utilizados:
- Sulfato de Alumínio Comercial e Cloreto de Polialumínio (PAC), como coagulantes: as
soluções foram preparadas a 0,5% a cada 48 h. Ambos coagulantes foram obtidos junto a
CAERN não tendo sido especificadas as concentrações de Al2O3. Esta concentração pode
variar de 8 a 14% e de 8 a 23% para sulfato de alumínio e PAC, respectivamente (DUARTE,
2014)1;
- Polieletrólito catiônico Floerger como auxiliar de coagulação: a solução foi preparada a
0,1% a cada 24 h. Este produto também foi fornecido pela CAERN;
- Ácido sulfúrico (H2SO4) P.A. e carbonato de sódio (Na2CO3) P.A. (também conhecido como
barrilha leve) para variação do pH de coagulação. A solução de H2SO4 foi preparada
semanalmente a 0,1N. A solução de Na2CO3 foi preparada a 0,5% a cada 48 h.
4.4
DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES
Neste tópico são descritos as atividades realizadas para alcançar os objetivos da
pesquisa.
4.4.1 Obtenção e caracterização da água bruta
A água bruta foi coletada na margem do rio Piranhas/Açu no mesmo local que a ETA
realiza a captação da água para tratamento. A Figura 21apresenta uma vista da localização na
BR 304, e a Figura 22, a captação da ETA e o ponto da retirada da água para as análises.
Figura 21 - Vista superior da localização da captação da água do Rio Piranhas/Açu.
Fonte: Google Earth (2014).
1
DUARTE, M. A. C. Comunicação pessoa em 07/07/2014. Engenheiro da Companhia de Águas e Esgotos do
Rio Grande do Norte (CAERN), 2014.
79
Figura 22–Vistas da captação de água da ETA de Assú.
Fonte: Autoria Própria, 2014.
No momento da coleta, foram registrados dados de temperatura do ar e da água, pH e
as coordenadas geográficas. A Figura 23 mostra os equipamentos utilizados para aferição
desses dados.
Figura 23 - Aparelhos utilizados em campo: (a) Termômetro e medidor de pH; (b) GPS.
(a)
(b)
A cada dia de ensaio, a água bruta foi caracterizada através das seguintes
determinações laboratoriais: pH, temperatura, cor aparente e verdadeira e turbidez. Além
disso, ao longo do período dos testes, foram executadas três medições dos seguintes
parâmetros: condutividade elétrica, dureza, carbonatos, bicarbonatos e cloretos.
80
4.4.2 Procedimento experimental
Os ensaios foram realizados em três etapas. Nestas, foram utilizadas condições fixas
de mistura rápida (MR), tempo (TMR) e gradiente médio de velocidade (GMR), mas distintas
entre si. Em cada ensaio, utilizava-se uma dosagem fixa de coagulante e variava-se os valores
de pH de coagulação, tendo sido utilizados dois tipos de coagulantes e um auxiliar de
coagulação, totalizando 18 ensaios com 6 jarros por ensaio, como mostram as Tabelas 10, 11
e 12.
A primeira etapa foi realizada utilizando-se cloreto de polialumínio (PAC) como
coagulante. Os valores do TMR e GMR foram mantidos em 30s e 1000s-¹, respectivamente,
determinados a partir de experiências feitas nos estudos de Santos (2004). A variação dos
valores de pH de coagulação foi obtida utilizando-se solução de H2SO4 0,1N ou de Na2CO3
0,5%. Nesta etapa foram executados 10 ensaios. A faixa testada de valores pH foi de 4,0 a 7,1
para dosagens de PAC entre 1,0 a 6,0 mg/L. Para cada dosagem estudada, foram testados seis
valores de pH, resultando em 60 jarros. Um resumo desta etapa é apresentado na Tabela 10.
Tabela 10- Primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção de turbidez
Condições fixas de mistura rápida (MR): TMR = 30 s e GMR = 1000 s-1
Dosagem de coagulante
pH de coagulação
Ensaios
Jarros
(mg/L)
(na faixa de 4,0 a 7,1)
1,0
6 valores
1
1, 2, 3, 4,5, 6
1,5
6 valores
2
1, 2, 3, 4,5, 6
2,0
6 valores
3
1, 2, 3, 4,5, 6
2,5
6 valores
4
1, 2, 3, 4,5, 6
3,0
6 valores
5
1, 2, 3, 4,5, 6
3,5
6 valores
6
1, 2, 3, 4,5, 6
4,0
6 valores
7
1, 2, 3, 4,5, 6
4,5
6 valores
8
1, 2, 3, 4,5, 6
5,0
6 valores
9
1, 2, 3, 4,5, 6
6,0
6 valores
10
1, 2, 3, 4,5, 6
Total
10
60
Na segunda etapa foi realizada 1 ensaios, conforme mostrado na Tabela 11, usando
PAC como coagulante e utilizando-se as mesmas condições da mistrua rápida dos testes da
primeira etapa (TMR = 30 s e GMR = 1000 s-¹). Todavia, na segunda etapa foram observadas as
eficiências de remoção de cor, aparente e verdaeira, e de turbidez para a melhor dosagem
obtida na primeira etapa.
81
Tabela 11- Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e
de coagulação, identificados na primeira etapa.
Condições fixas de mistura rápida (MR): TMR = 30 s e GMR = 1000 s-1
Dosagem de coagulante
pH de coagulação
Ensaios
Jarros
(mg/L)
(na faixa de 4,2 a 7,1)
6,0
6 valores
1
1, 2, 3, 4, 5, 6
Total
1
6
A terceira etapa da pesquisa consistiu em 4 ensaios realizados com coagulante
sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico. Em cada ensaio foram mantidas as
concentrações de coagulante e de polímero em todos os jarros, variando-se o volume de ácido
para ajuste dos valores de pH em cada jarro.
Nesta etapa, as condições da mistura rápida adotadas foram baseadas naquelas
utilizadas por Santos et al. (2007). O procedimento consistiu em adicionar o sulfato de
alumínio à água bruta com GMR = 1000 s-¹ e TMR = 10 s e imediatamente após, adicionar o
polímero, diminuindo-se o gradiente para GMR = 800 s-¹ e TMR = 20 s. A Tabela 12 apresenta
um resumo dos ensaios realizados nesta etapa. Foram verificadas as eficiências de remoção de
cor, aparente e verdadeira, e de turbidez.
Tabela 12- Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
coagulação
Condições de mistura rápida dosando sulfato de alumínio: TMR = 10 s e GMR = 1000 s-1
Condições de mistura rápida dosando polieletrólito catiônico: TMR = 20 s e GMR = 800 s-1
Dosagem de
Dosagem de
pH de coagulação
coagulante
polieletrólito
(na faixa de 3,9 a
Ensaios
Jarros
(mg/L)
(mg/L)
7,2)
5,0
0,25
6 valores
1
1, 2, 3, 4,5, 6
5,0
0,50
6 valores
2
1, 2, 3, 4,5, 6
6,0
0,25
6 valores
3
1, 2, 3, 4,5, 6
6,0
0,50
6 valores
4
1, 2, 3, 4,5, 6
Total
4
24
O procedimento utilizado para execução dos ensaios de tratabilidade em escala de
bancada consistiu em:
- Homogeneizar a água bruta e coletar amostra representativa para caracterização da mesma;
82
- Medir 2 litros da água de estudo, utilizando-se proveta, e colocar este volume em cada um
dos jarros do equipamento jartest;
- Ligar os agitadores do equipamento jart est e acertar a rotação de maneira a obter-se o GMR
previamente definido;
- Adicionar determinado volume de solução de ácido ou de barrilha de maneira a conferir a
variação desejada do pH de coagulação para cada dosagem de coagulante;
- Medir os volumes da solução de coagulante, utilizando pipeta, de modo a obter-se a
dosagem previamente estabelecida e colocar os mesmos nos frascos dosadores do
equipamento jartest;
- Adicionar o conteúdo dos frascos dosadores nos jarros, cronometrando o tempo para
controle do tempo da mistura rápida (TMR);
- Ao término do TMR definido previamente, desligar os agitadores e imediatamente dar
sequência ao procedimento;
- Descartar aproximadamente 5 mL do conteúdo das mangueiras nos pontos de coleta dos
jarros do equipamento e imediatamente após, coletar simultaneamente as amostras de água
coagulada dos 6 jarros no sistema de filtração em papel,com cerca de 50 mL e medir os
valores de pH, temperatura, cor e turbidez.
Para determinação da cor, turbidez, pH e condutividade elétrica foram utilizados
métodos descritos em Clesceri et al. (1999): (i) cor aparente: método espectrofotométrico; (ii)
cor verdadeira: método espectrofotométrico com pré-tratamento por centrifugação durante 1
hora; (iii) turbidez: método nefelométrico; (iv) pH: método eletrométrico; (v) condutividade
elétrica (CE): método laboratorial do condutivímetro.
83
5
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados são apresentados em 4 partes, a saber: caracterização da água bruta,
resultados da primeira etapa de testes de tratabilidade (aplicação de PAC como coagulante
visando a remoção de turbidez), resultados da segunda etapa de ensaios (utilização de PAC
como coagulante visando a remoção de turbidez e de cor) e resultados relativos à terceira
etapa da pesquisa (utilização de sulfato de alumínio juntamente com polímero catiônico
visando a remoção de turbidez e de cor).
5.1
RESULTADOS RELATIVOS À CARACTERIZAÇÃO DA ÁGUA BRUTA
A Tabela 13 apresenta os resultados das verificações realizadas in loco durante as
coletas da água bruta estudada neste trabalho.
Tabela 13 - Verificações in loco levantadas durante as coletas da água bruta estudada
Coleta
Data
Hora (h:min)
24/06/2014
30/06/2014
14:40
14:30
pH
6,54
7,02
Temperatura
da água
(°C)
29,2
29,2
Temperatura
do ar
(°C)
32
32
Coordenadas
geográficas
S 5º36,884’
W 36º53,736’
Quanto a outras características físico-químicas da água bruta, na Tabela 14 são
apresentados resultados verificados em três amostragens.
Tabela 14 - Caracterização da água bruta.
Parâmetros
pH
Temperatura
Turbidez
Cor
Carbonatos
Bicarbonatos
Cloretos
Dureza
Condutividade elétrica
Unidade
-°C
uT
uH
mmolc/L
mmolc/L
mmolc/L
mg/L
µs/cm
10/07/2014
7,38
26,5
1,34
21
0,00
1,80
1,80
70
304
14/07/2014
7,03
26,3
1,38
21
0,40
1,80
2,00
75
306
17/07/2014
7,11
26,6
2,83
23
0,20
2,10
2,00
90
306
84
Di Bernardo (2003), considera algumas caracteristicas da água bruta fundamentais
para a escolha da tecnologia de tratabilidade, comparando os dados da Tabela 14 com suas
referências, pode-se perceber que as caracteristicas da água estudada coincidem com o da
literatura, reafirmando que a tecnologia aplicada é apropriada. Entre os dados relatados por Di
Bernardo, citam-se: - turbidez 90% < 10 uT e cor aparente - 90% < 25 uH (Filtração direta
descendente e ascendente). Além dos dados de turbide e cor, percebe-se que nas três análises
da água bruta (Tabela 14) indicaram valores de pH próximo da neutralidade (7,03 a 7,38).
Ainda de acordo com Di Bernardo (2003) antes da escolha da tecnologia de
tratabilidade da água, tem que ser realizada um estudo da água bruta de pelo menos 1 ano,
sendo que o ideal são mais de 5 anos para conhecer a real situação do corpo hídrico; além
disso, realizar uma adequada e eficiente análise estatistica para assim ter subsídeos para uma
escolha correta. Di Bernardo ainda complementa que esse estudo de mais de 5 anos se faz
necessário pela variação das características da água gerada pelas mudanças de estações do
ano.
5.2
RESULTADOS OBSERVADOS NA PRIMEIRA ETAPA: APLICAÇÃO DE PAC
COMO COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ
Nesta etapa, são descritos os resultados relacionados à remoção de turbidez nos
ensaios de tratabilidade da água do Rio Piranhas/Açú. As Figuras 24 a 28, monstram os
percentuais remanescentes de turbidez para as dosagens estudadas de PAC de 1 a 6 mg/L.
Na Figura 24, observa-se que para a dosagem de 1 mg/L de Cloreto de Polialumínio
as melhores faixas de valores de pH para a remoção de turbidez foram entre 5,3< pH <5,5 e
6,3< pH <6,5, sendo observado para o valor de pH = 6,45 uma remoção de turbidez de 49%.
Para a dosagem de 1,5 mg/L, a maior eficiência de remoção de turbidez (41%) foi observada
para o valor de pH = 6,35. Ainda percebe-se que para a dosagem de 1,5mg/L obeteve-se um
remanescente de 114% para o valor de pH = 5,88, ou seja, houve um acréscimo de turbidez
superando o valor aferido na água bruta.
Para a dosagem de 2,0 mg/L (Figura 25), obeservou-se remoção de turbidez entre
entre 45 e 68%, sendo que a maior eficiência de remoção (68%) foi para o valor de pH de
coagulação de 5,77.
85
de Cloreto de Polialumínio.
Dosagem de Cloreto de
Polialumínio = 1,5 mg/L
Remanescente (%)
10
Turbidez
Remanescente (%)
1.000
100
100
10
Turbidez
1
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
Para a dosagem de 2,5 mg/L (Figura 25), percebeu-se que os menores valores de
turbidez remanescente foram obtidos para valores pH de 5,43 e de 6,49, sendo que a maior
efiência de remoção (80%) foi obtida para pH de coagulação de 6,49.
100
10
Turbidez
1
Remanescente (%)
Remanescente (%)
100
10
Turbidez
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
86
A Figura 26 apresenta, respectivamente, os gráficos para as dosagens de 3,0 mg/L e
3,5 mg/L de PAC. Para a dosagem de PAC de 3,0 mg/L, o menor valor remanescente de
turbidez foi obtido para um valor de pH de 4,73, resultando em eficiência de remoção de 78%.
Já, para a dosagem de PAC de 3,5 mg/L, o menor percentual de turbidez remanescente foi
observado para um valor de pH de 4,85.
100
10
Turbidez
Remanescente (%)
Remanescente (%)
100
10
1
Turbidez
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
Para as dosagens de 4,0 e 4,5 mg/L de PAC, os resultados são apresentados na Figura
27. Para a dosagem de 4,0 mg/L de PAC, para os valores testados de pH, o percentual
remanescente de turbidez variou de 51 a 89%. Para a dosagem de 4,5 mg/L, os percentuais
remanescentes de turbidez estiveram entre 45 e 80%.
Ainda analisando a remoção de turbidez com o Cloreto de Polialumínio, observou-se
que para a dosagem de 5 mg/L (Figura 28), o percentual remanescente de turbidez variou
entre 40 e 56%.
87
100
10
Turbidez
Remanescente (%)
Remanescente (%)
100
10
Turbidez
1
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
Para a dosagem de 6 mg/L de PAC (Figura 28), observou-se que para a faixa de
valores de pH de coagulação testada o percentual remanescente de turbidez foi de 24 a 74%,
cujo a maior remoção se deu para o valor de pH de 4,8.
100
10
Turbidez
1
Remanescente (%)
Remanescente (%)
100
10
Turbidez
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
88
5.3
RESULTADOS OBTIDOS NA SEGUNDA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE PAC COMO
COAGULANTE VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR
Nesta etapa da pesquisa, obeservou-se além a remoção de turbidez, outros
parâmetros como a cor aparente e cor verdadeira da água bruta e tratada, contudo, os
comentários relevantes serão feitos para avaliar a eficiência da remoção que o coagulante
Cloreto de Polialumínio tem para a cor aparente e verdadeira, visto que a turbidez já foi
comentada na etapa anterior.
(cv/c0) para a dosagem de 6,0 mg/L de Cloreto de Polialumínio.
Remanescente (%)
100
10
Turbidez
Cor aparente
Cor verdadeira
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
Para a dosagem de 6,0 mg/L (Figura 29), levando em conta a faixa de pH adotada, as
maiores eficiências de remoção de cor aparente e de cor verdadeira foram, respectivamente,
de 62 e 87%.
89
5.4
RESULTADOS VERIFICADOS NA TERCEIRA ETAPA: UTILIZAÇÃO DE
SULFATO DE ALUMÍNIO JUNTAMENTE COM POLÍMERO CATIÔNICO
VISANDO A REMOÇÃO DE TURBIDEZ E DE COR
Como realizado na etapa 2, está fase também analisou a remoção de turbidez, cor
aparente e cor verdadeira da água bruta e tratada, contudo, utilizando Sulfato de Alumínio
como coagulante e um Polímero Catiônico como auxiliar.
A Figura 30 mostra os percentuais remanescentes de turbidez, cor aparente e
verdadeira para a dosagem de 5,0 mg/L. Porém, ambos os gráficos tem a mesma dosagem de
coagulante, variando somente a dosagem do polímero catiônico.
Para a dosagem de 0,25 mg/L de polímero catiônico, os percentuais remanecesntes
foram de 62 a 83%, de 35 a 54% e de 50 a 70% para turbidez, cor aparente e cor verdadeira,
respectivamente, com valores de pH de coagulação variando de 3,9 a 7,2. Ainda para esta
dosagem de polímero (0,25mg/L), os maiores valores de eficiência de remoção foram de 38,
65 e 50% para turbidez, cor aparente e cor verdadeira, respectivamente. Para a dosagem de
polímero de 0,50 mg/L, as maiores eficiências de remoção de turbidez, cor aparente e cor
verdadeira foram, respectivamente, de 86, 62 e 50%, respectivamente, com valores de pH de
coagulação de 5,9 a 6,4.
Catiônico.
Dosagem de Sulfato de Alumínio =
5,0 mg/L e 0,5 mg/L de Polímero
100
10
Turbidez
Cor aparente
Cor verdadeira
Remanescente (%)
Remanescente (%)
100
10
Turbidez
Cor aparente
Cor verdadeira
1
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
90
Analisando ambos os gráficos (0,25 e 0,50 mg/L de polimero) para a dosagem de 5,0
mg/L, observou-se que a dosagem de 0,5 mg/L de polímero catiônico proporcionou maior
eficiência em termos de remoção de turbidez, visto que sua porcentagem remanescente foide
14%, removento cerca de 86%. Porém para cor aparente a remoção foi maior com a dosagem
de 0,25%, pois a sua porcentagem remanescente foi de 35% e a de 0,5 mg/L foi de 38%. Para
ambos os casos, a remoção máxima de cor verdadeira foi a mesma (50%).
Também realizaram-se testes com a dosagem de 6,0 mg/L de Sulfato de Alumínio
variando somente a dosagem do polímero catiônico, cujos resultados são mostrados na Figura
32.
Catiônico.
Remanescente (%)
100
Turbidez
Cor aparente
Cor verdadeira
10
Remanescente (%)
1.000
1.000
100
10
Turbidez
Cor aparente
Cor verdadeira
1
1
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
pH de coagulação
pH de coagulação
Como observa-se na Figura 31, as maiores eficiências de remoção de turbidez (79%)
e de cor aparente (71%) foram observadas para dosagem de polieletrólito de 0,50 mg/L, não
tendo sido obtida contudo, remoção de cor verdadeira em nenhum dos valores de pH testados.
Para a dosagem de 0,25 mg/L de polieletrólito, as maiores eficiências de remoção foram de
67, 61 e 50%, respectivamente, para turbidez, cor aparente e cor verdadeira.
De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de testes
em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em distintos
testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor verdadeira e, em
um teste, para turbidez.
91
Veja na Tabela 15 uma síntese dos melhores resultados obtidos em todas as etapas da
pesquisa.
Tabela 15 - Síntese dos melhores resultados das etapas 1, 2 e 3.
Ácido
Ácido Sulfurico
Coagulante
Ensaios de Bancada - 1ª e 2ª Etapa
Produtos químicos
Coagulante
Cloreto de Polialumínio
Mistura rápida
Auxiliar
GMR = 1000 s-¹
TMR = 30 s
-Características da água em estudo
Auxiliar
--
--
Data:
24/07/2014
jarro
Ensaios
Temperatura = 25,6°C
Tubidez = 2,39 uT
pH = 7,0
Cor Aparente = 21 uH
Cor Verdadeira = 8 uH
Dosagem dos produtos químicos
Parâmetros
Ácido
Coagulante Auxiliar
Temperatura Turbidez Cor Aparente
pH
(mL/L)
(mg/L)
(mg/L)
(°C)
(uT)
uH
Cor Verdadeira uH
1
0
6
7,1
25,2
1,77
17
7
2
30
6
6,8
24,9
1,58
15
5
3
34
6
6,1
24,9
0,85
8
5
4
35
6
5,3
24,8
1,33
9
6
5
36
6
4,8
24,8
0,57
8
4
6
37
6
4,2
25,0
1,03
10
3
1
Ensaios de Bancada - 3ª Etapa
Produtos químicos
Ácido
Coagulante
Auxiliar
Ácido Sulfurico
Sulfato de Alumínio
Polimero Catiônico
Mistura rápida
Coagulante
Auxiliar
GMR = 1000 s-¹
TMR = 10 s
jarro
Ensaios
Data:
23/07/2014
1
1
2
3
4
5
6
Data:
24/07/2014
2
1
2
3
4
5
6
TMR = 20 s
Características da água em estudo
GMR = 800 s-¹
Tubidez = 3,75 uT
pH = 6,0
Parâmetros
Ácido
Coagulante Auxiliar
pH
(mL/L)
(mg/L)
(mg/L)
(°C)
(uT)
uH
Cor Verdadeira uH
10
5
0,5
6,4
24,5
1,85
17
6
15
5
0,5
6,4
24,4
0,54
8
6
20
5
0,5
6,3
24,4
1,31
12
4
25
5
0,5
6,2
24,4
1,36
12
6
0
5
0,5
6,1
24,6
0,74
10
6
30
5
0,5
5,9
24,9
0,83
9
5
0
6
20
6
30
6
27
6
32
6
35
6
Tubidez = 3,34 uT
0,5
6,6
0,5
6,5
0,5
6,1
0,5
5,5
0,5
5,2
0,5
5,1
pH = 6,1
23,3
23,4
23,3
23,6
23,3
23,5
1,64
10
5
0,80
8
6
0,69
6
7
1,29
11
5
0,83
8
4
1,26
10
7
92
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através da caracterização da água bruta estudada (valores médios de 1,85 uT e de
21,7 uH para turbidez e cor aparente, respectivamente), observou-se que a filtração direta é a
tecnologia indicada para o tratamento desta água visto que,tal tecnologia, segundo Di
Bernardo (2003), é indicada para valores de turbidez < 10 uT e cor verdadeira < 25 uH, em
90% das avaliações.
Com a realização dos ensaios com o uso de PAC como coagulante, na primeira etapa
do trabalho, observou-se remoção de turbidez com a tecnologia utilizada para todos os testes.
Porém, em termos de padrões de potabilidade, a Portaria do MS 2914/2011 especifica que
95% das amostras ao sair da ETA devem apresentar valor de turbidez ≤ 0,5 uT (BRASIL,
2011b), não tendo sido observado este valor no presente estudo. O menor valor alcançado de
turbidez remanescente foi 0,57 uT para a dosagem de PAC de 6,0 mg/L e pH de coagulação
de 4,8.
Com relação a segunda e terceira etapas da pesquisa, foram observadas eficiências de
remoção de cor aparente de 62% para Cloreto de Polialumínio (dosagem de 6,0 mg/L e pH de
coagulação de 4,9) e de 71% para sulfato de alumínio como coagulante juntamente com
polieletrólito catiônico (dosagem de 6,0 mg/L e de 0,5 mg/L para sulfato de alumínio e
auxiliar de coagulação, respectivamente, e pH de coagulação de 6,1).
Os testes utilizando sulfato de alumínio como coagulante juntamente com
polieletrólito, considerando os valores testados de pH de coagulação, indicaram melhores
resultados para dosagem de 5 mg/L de coagulante com 0,5 mg/L de auxiliar de coagulação,
tendo sido observadas eficiências de remoção de turbidez, cor aparente e cor verdadeira
foram, respectivamente, de 86, 62 e 50%.
Considerando todos os testes realizados, os menores valores remanescentes de
turbidez (0,57 uT), cor aparente (8 uH) e cor verdadeira (4 uH) foram observados para a
dosagem de PAC de 6 mg/L com respectivo valor de pH de coagulação de 4,8. Para esta
condição, os percentuais remanescentes para turbidez, cor aparente e cor verdadeira foram de
24, 38 e 50%, respectivamente.
De um modo geral, os resultados ressaltaram a importância da realização de testes
em escala de laboratório visando a otimização do processo de coagulação, já que, em distintos
testes, observou-se uma piora da qualidade da água bruta com relação a cor verdadeira e, em
um teste, para turbidez.
93
REFERÊNCIAS
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de amostragem de efluente líquidos e corpos receptores. Rio de Janeiro: ABNT, 1987a.
__________. NBR 9898-1987: Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e
corpos receptores. Rio de Janeiro: ABNT, 1987b.
__________.NBR 12.216-1992: Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento
público. Rio de Janeiro, 1992.
__________. NBR ISO/IEC 17025-2005: Requisitos gerais para a competência de laboratório
de ensaio e calibração. Rio de Janeiro: ABNT, 2005.
BRASIL, Ministério da Saúde. Portaria 518: Estabelece os procedimentos e
responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo
humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências. 2004.
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Saúde, 2006b. 146 p.
__________. Manual de procedimentos de vigilância em saúde ambiental relacionada à
qualidade da água para consumo humano. Ministério da Saúde, Secretaria de Vigilância em
Saúde – Brasília: Ministério da Saúde, 2006c. 284 p.
__________.Vigilância e controle da qualidade da água para consumo humano. Ministério
da Saúde, Secretaria de Vigilância em Saúde - Brasília: Ministério da Saúde, 2006d. 212 p.
__________. Portaria 2.914: Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância
daqualidade da água para consumo humano e seu padrão depotabilidade. 2011a
__________. Anexos: Portaria da potabilidade da água para o consumo humano. 2011b.
__________. Documento base de elaboração da Portaria MS nº 2.914/2011: Portaria da
potabilidade da água para o consumo humano. Brasília, 2012. 148 p.
CAJAZEIRAS, Cláudio Cesar de Aguiar. Qualidade e uso das águas subterrâneas e a
relação com doenças de veiculação hídrica, região de Crajubar/CE. 137 f. Dissertação
(Mestrado em Geologia) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007.
CENTRO DE APOIO OPERACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CME. Manual técnico
para
coleta
de
amostras
de
água.
2009.
Disponível
em
<http://portal.mp.sc.gov.br/portal/conteudo/cao/cme/atividades/agua_limpa/manual_coleta_%
c3%a1gua.pdf>. Último acesso: 3 out. 2013
CESA, Márcia de Vicente; DUARTE, Gerusa Maria. A qualidade do ambiente e as doenças
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DI BERNARDO, Luiz. Tratamento de água para abastecimento por filtração. Rio de Janeiro:
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consumo humano. In: HELLER, Léo; PÁDUA, Valter Lúcio de (Org.). Abastecimento de
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95
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abastecimento por meio da tecnologia de filtração em múltiplas etapas - FIME. Eng. Sanit.
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96
ANEXO A - Resultados da primeira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem
do coagulante cloreto de polialumínio e respectivo pH de coagulação, avaliando-se a remoção
de turbidez.
Ácido
Ácido Sulfúrico
Ensaios de Bancada - 1ª etapa
Produtos químicos
Coagulante
Mistura rápida
Coagulante
Auxiliar
-
jarro
GMR = 1000 s ¹
--Características da água em estudo
Data: 22/07/2014
Temperatura = 24,3°C Tubidez = 2,24 uT
pH = 6,22
Parâmetros
Ácido
Coagulante Auxiliar
Temperatura Turbidez
pH
(mL/L)
(mg/L)
(mg/L)
(°C)
(uT)
1
0
1,0
6,45
25,9
1,15
2
20
1,0
6,45
24,5
1,45
3
25
1,0
6,29
25,1
1,57
1
4
30
1,0
6,09
25,4
1,64
5
33
1,0
5,49
25,4
1,20
6
34
1,0
5,29
25,8
1,68
Data: 22/07/2014
pH = 6,86
1
20
1,5
6,71
27,6
1,38
2
25
1,5
6,56
27,4
1,30
3
27
1,5
6,35
26,8
0,87
2
4
30
1,5
6,10
26,5
1,15
5
33
1,5
5,88
26,2
1,69
6
35
1,5
4,57
26,2
1,44
Data: 18/07/2014
pH = 6,17
1
0
2,0
6,21
23,7
1,26
2
20
2,0
6,15
23,8
1,06
3
25
2,0
5,95
23,8
1,37
3
4
30
2,0
5,77
23,8
1,01
5
27
2,0
5,75
23,7
1,72
6
36
2,0
4,19
24,1
1,51
Ensaios
TMR = 30 s
Auxiliar de coagulação
-
97
Data: 18/07/2014
4
1
2
3
4
5
6
Data: 18/07/2014
5
1
2
3
4
5
6
Data: 18/07/2014
6
1
2
3
4
5
6
Data: 16/07/2014
7
1
2
3
4
5
6
Data: 24/07/2014
8
1
2
3
4
5
6
10
2,5
6,49
30
2,5
6,09
32
2,5
5,70
33
2,5
5,43
34
2,5
4,88
35
2,5
4,41
0
3,0
6,39
30
3,0
6,11
32
3,0
5,82
33
3,0
5,46
34
3,0
4,73
35
3,0
4,15
0
3,5
6,54
30
3,5
6,28
32
3,5
4,95
33
3,5
4,85
35
3,5
4,79
34
3,5
4,76
20
4,0
7,10
25
4,0
6,79
30
4,0
6,60
35
4,0
5,81
37
4,0
5,07
40
4,0
4,03
0
4,5
6,60
20
4,5
6,50
25
4,5
6,40
30
4,5
6,20
33
4,5
6,00
35
4,5
5,00
pH = 6,60
24,2
24,1
23,8
23,9
24,0
24,3
0,71
2,06
1,32
1,06
1,16
1,32
pH = 6,03
24,3
24,3
24,2
24,1
24,2
24,6
1,43
1,02
1,30
0,90
0,86
1,23
pH = 6,43
25,9
25,7
25,8
25,5
25,5
25,5
1,10
1,14
1,35
0,98
1,95
1,82
pH = 7,25
26,30
26,10
26,00
25,80
25,70
25,80
2,30
1,85
1,78
1,75
1,32
1,51
pH = 6,30
24,5
24,3
24,4
24,6
24,6
25,1
1,96
1,56
1,55
1,53
1,17
1,11
98
Data: 17/07/2014
9
1
2
3
4
5
6
Data: 24/07/2014
10
1
2
3
4
5
6
Temperatura = 26,6°C Turbidez = 2,83 uT
32
5,0
6,43
31
5,0
6,23
30
5,0
6,09
35
5,0
5,31
36
5,0
4,59
37
5,0
4,47
Temperatura = 25,6°C Turbidez = 2,39 uT
0
6,0
7,10
30
6,0
6,80
34
6,0
6,10
35
6,0
5,30
36
6,0
4,80
37
6,0
4,20
pH = 7,11
26,0
25,8
25,7
25,6
25,6
25,6
1,14
1,23
1,58
1,22
1,14
1,40
pH = 7,00
25,2
24,9
24,9
24,8
24,8
25,0
1,77
1,58
0,85
1,33
0,57
1,03
99
ANEXO B - Segunda etapa de ensaios visando avaliar a remoção de turbidez, cor aparente e
de coagulação, identificados na primeira etapa.
Ácido
Ácido Sulfurico
Coagulante
GMR = 1000 s-¹
TMR = 30 s
jarro
Ensaios
Data:
24/07/2014
1
Produtos químicos
Coagulante
Mistura rápida
Auxiliar
1
2
3
4
5
6
-Características da água em estudo
Auxiliar
--
--
Tubidez = 2,39 uT
pH = 7,0
Parâmetros
Ácido
Coagulante Auxiliar
pH
(mL/L)
(mg/L)
(mg/L)
(°C)
(uT)
uH
Cor Verdadeira uH
0
6
7,1
25,2
1,77
17
7
30
6
6,8
24,9
1,58
15
5
34
6
6,1
24,9
0,85
8
5
35
6
5,3
24,8
1,33
9
6
36
6
4,8
24,8
0,57
8
4
37
6
4,2
25,0
1,03
10
3
100
ANEXO C - Terceira etapa de ensaios visando identificar a melhor dosagem do coagulante
coagulação.
Produtos químicos
Coagulante
Sulfato de Alumínio
Mistura rápida
Ácido
Ácido Sulfúrico
Coagulante
jarro
Ensaios
1
GMR = 1000 s ¹
TMR = 20 s
Temperatura = 25,8°C Tubidez = 2,49 uT pH = 6,7
Ácido Coagulante Auxiliar
Temperat
pH
(mL/L)
(mg/L)
(mg/L)
ura (°C)
1
0
5
0,25
7,2
25,5
2
20
5
0,25
7,2
25,4
3
25
5
0,25
6,9
25,6
4
30
5
0,25
6,4
25,7
5
35
5
0,25
5,4
25,7
6
40
5
0,25
3,9
25,9
Data: 23/07/2014
2
1
2
3
4
5
6
10
5
0,50
6,4
24,5
15
5
0,50
6,4
24,4
20
5
0,50
6,3
24,4
25
5
0,50
6,2
24,4
0
5
0,50
6,1
24,6
30
5
0,50
5,9
24,9
1
2
3
4
5
6
0
6
0,25
6,8
24,30
15
6
0,25
6,8
24,20
20
6
0,25
6,7
24,30
25
6
0,25
6,5
24,20
30
6
0,25
6,2
24,50
35
6
0,25
4,9
24,00
Data: 24/07/2014
3
Data: 24/07/2014
4
Auxiliar
-
TMR = 10 s
Data: 23/07/2014
Auxiliar
Polimero Catiônico
1
2
3
4
5
6
0
6
20
6
30
6
27
6
32
6
35
6
Tubidez = 3,34 uT pH = 6,1
0,50
6,6
23,3
0,50
6,5
23,4
0,50
6,1
23,3
0,50
5,5
23,6
0,50
5,2
23,3
0,50
5,1
23,5
GMR = 800 s-¹
Cor Aparente = 26 Cor Verdadeira
uH
= 10 uH
Parâmetros
Turbidez
Cor
Cor Verdadeira
(uT)
Aparente
uH
1,74
13
7
1,56
14
6
2,07
14
7
1,55
12
5
1,86
11
7
1,65
9
6
uH
= 8 uH
1,85
17
6
0,54
8
6
1,31
12
4
1,36
12
6
0,74
10
6
0,83
9
5
uH
= 6 uH
1,43
9
7
1,48
12
7
1,10
10
6
0,96
9
8
1,30
10
8
0,88
7
3
uH
= 3 uH
1,64
10
5
0,80
8
6
0,69
6
7
1,29
11
5
0,83
8
4
1,26
10
7

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