Tratamento de Água

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