Tratamento de Água no Saneamento Básico

Tratamento de água DISCIPLINA SANEAMENTO BÁSICO CURSO ENGENHARIA CIVIL PROFESSORA DÉBORA BAUMGARTEN Ementa Saneamento básico e sua importância para a saúde ambiental Sistemas de abastecimento de água Captação adução Características das águas de abastecimento Etapas de elaboração de projetos Estação elevatória e rede de distribuição Tratamento de água Sistemas de esgoto Rede de esgoto sanitário Tratamento de esgoto sanitário Drenagem urbana Sistemas de resíduos sólidos Gerenciamento e tratamento de resíduos sólidos Tratamento de água A combinação de processos e operações unitárias dão origem ao que se denomina técnicas de tratamento de água Portaria MS N 29142011 controle de vigilância da qualidade da água para consumo humano e o padrão de potabilidade Valores máximos permitidos para diversos contaminantes orgânicos e inorgânicos Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 A escolha do tipo de tratamento deve basear em investigações em laboratório e em instalaçõespiloto Continuar as investigações é importante para verificar alterações necessárias Assegurar a potabilidade da água distribuída à população Buscar alternativas de baixo custo que atendam a esses objetivos para viabiliza a universalização do acesso à água em quantidade e com qualidade necessárias para satisfazer os fins a que se destina Seleção de técnicas de tratamento Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Micropeneiramento Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Oxidação Oxidação química Oxidação por meio de areação Reduzir a concentração de contaminantes orgânicos e inorgânicos Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Oxidação Dependendo da concentração de ferro e manganês e do pH a aeração pode ser eficiente para reduzir a concentração destes metais A oxidação facilita também na remoção de contaminantes orgânicos como as substancias causadoras de cor Tratamento de água Adsorção em carvão ativado Adsorventes mais utilizados Carvão ativado em pó ou granulado Alumina Reduz a concentração de compostos orgânicos indesejados Substancias húmicas Pesticidas utilizados na agricultura Local Vantagem Desvantagens Tomada de agua Tempo de contato longo Boa mistura Algumas substancias que seriam removidas por coagulação floculação sedimentação ou flotação e filtração podem ser adsorvidas aumentando o consumo de CAP Chegada de agua bruta na ETA Melhor controle da dosagem em relação à opção anterior Mesmas desvantagens As vezes temse um prédecantador antecedendo a coagulação Unidade de mistura rápida ETA Mistura eficiente e tempo de contato razoável Possível redução na taxa de adsorção pela interferência de coagulantes Tempo de contato às vezes insuficiente para remoção de certas substancias Adsorção de substancias que seriam coaguladas Entrada dos filtros Uso eficiente de CAP Possível passagem de CAP pelo meio filtrante e redução do tempo de contato Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água coagulação Sulfato de alumínio cloreto férrico sulfato ferroso clorado sulfato férrico e hidroxi cloreto de alumínio HCA ou PAC A escolha do coagulante depende de uma avaliação técnica e econômica sintéticos naturais catiônicos aniônicos Não iônicos Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Processo de coagulação Matéria particulada geram turbidez na água Substancias dissolvidas são responsáveis pela coloração Coagulante vai reagir quimicamente facilitando a remoção nas unidades posteriores do tratamento Importante em laboratório é determinar o pH de coagulação Tratamento de água coagulação A mistura pode ser realizada por sistemas Hidráulicos Mecanizados Dispositivos especiais Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Floculação Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Floculador de fluxo horizontal Fonte httpsdocsufprbrrtkishidhsTH028TH028104TratamentoFloculacaopdf FLOCULADOR HIDRÁULICO Fonte httpsdocsufprbrrtkish idhsTH028TH028104Tr atamentoFloculacaopdf Fonte httpsdocsufprbrrtkishidhsTH028TH028104TratamentoFloculacaopdf FLOCULADOR DE FLUXO VERTICAL Fonte httpsdocsufprbrrtkish idhsTH028TH028104Tr atamentoFloculacaopdf FLOCULADOR MECÂNICO Fonte httpsdocsufprbrrtkish idhsTH028TH028104Tr atamentoFloculacaopdf Tratamento de água Decantação Uma das técnicas mais antigas e simples de clarificação da água Em pequenas comunidades a sedimentação simples é uma alternativa em substituição à coagulação química e à floculação Ação da força de gravidade sobre as impurezas Facilitando a sedimentação delas Resultando na clarificação do sobrenadante Menor custo operacional O lodo produzido é menos sujeito a problemas para disposição final Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Vazão tratada na ETA Taxa de aplicação superficial TAS Ate 1000m³d Até 25m³m²d Entre 1000 e 10000m³d Até 35m³m²d quando se tem bom nível operacional caso contrário recomendase TAS de até 25m³m²d Mais de 10000 m³d Ate 40m³m²d Tratamento de água Decantação TAS Taxa de aplicação superficial depende fundamentalmente da qualidade da agua bruta Deve ser determinada por ensaios de laboratório e que não sendo possível a realização dos ensaios sejam adotados os seguintes valores em função da capacidade das ETAs Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 A redução na TAS possibilita melhoria na qualidade da água decantada contundo implica a construção de unidades de decantação maiores Tratamento de água Decantação Decantador de alta taxa Decantador convencional Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Flotação Flocos com baixa velocidade de sedimentação Decantadores com baixa taxa de aplicação superficial Substituir decantador por flotadores Precisam de técnicos qualificados cobertura frequentemente equipamentos como bombas câmara de saturação e compressor de ar e aumentam o consumo de energia elétrica na ETA Unidades mais compactas produzem lodo com maior teor de sólidos possibilitam reduzir o consumo de coagulante primário possibilitam reduzi o tempo de floculação reduzem o volume de água descartada junto com o lodo promovem um certo grau de oxidação da agua facilitando a remoção de materiais solúveis Desvantagem Vantagem Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Nas ETAs a flotação ocorre numa unidade independente ou nas unidades de filtração flotofiltração Tratamento de água Flotação Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Produção de bolhas que se aderem aos flocos ou partículas em suspensão Flotadores Tratamento de água Filtração rápida Filtração rápida em meio granular transporte aderência e desprendimento Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Filtração rápida Existem duas condições que exigem retirar um filtro de operação Quando ele passa a produzir agua que não atende ao padrão de potabilidade Quando a perda de carga devido à retenção de impurezas atinge o valor máximo estabelecido no projeto Para lavar um filtro fechase a comporta de entrada de água para à lavagem do filtro através da introdução de água e ar quando for o caso Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água desinfecção Eliminação de organismos patogênicos que possam estar presentes na água Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Desinfecção esterilização Agentes químicos Oxidantes cloro bromo iodo ozônio permanganato de potássio e peroxido de hidrogênio e os íons metálicos prata e cobre Agentes físicos Calor e a radiação ultravioleta Radiação ionizante raios gama assim alcançando a esterilização da água Tratamento de água desinfecção Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água desinfecção Destruírem em tempo razoável os organismos patogênicos Não serem tóxicos ao ser humano e animais domésticos não causar odo e sabor na agua Estarem disponíveis a custo razoável e condições seguras de transporte armazenamento manuseio e aplicação Terem sua concentração na agua determinada de forma rápida e precisa por meio de método simples Produzirem residuais persistentes na água assegurando a qualidade da água contra eventuais contaminações Requisitos para uso dos desinfetantes na ETA Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Eficiência Tempo de contato Dosagem Tipo de agente químico Intensidade Natureza do agente físico Tratamento de água Desinfecção Cloro custo baixo e eficiência Pode haver reação com outras substancias que levam a formação de trialometanos THM Porém Contudo Os riscos sanitários podem ser muito menores do que aqueles decorrentes das doenças de veiculação hídrica caso a agua não seja submetida a algum processo de desinfecção Portaria MS n 29142011 mínimo de 02mgL de cloro residual livre ou 2mgL de cloro residual combinado ou de 02mgL de dióxido de cloro Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água fluoretação O flúor é adicionado à agua na forma de ácido fluorsilício fluorsilicato de sódio fluoreto de sócio ou fluoreto de cálcio para agir preventivamente contra a decomposição do esmalte dos dentes Portaria n 63575 do Ministério da Saúde Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Padrão de potabilidade Portaria MS n 29142011 Tratamento de água estabilização química Técnicas de tratamento de água Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Filtração Filtração Pré Filtração Filtração lenta Filtração em múltiplas etapas FiME Coagulação Coagulação Coagulação Coagulação Coagulação Coagulação Floculação Floculação Floculação Decantação Flotação Filtração Filtração Filtração direta descendente Filtração direta descendente com floculação Filtração direta ascendente Dupla filtração Tratamento convencional Tratamento com flotação Filtração descendente Filtração descendente Filtração ascendente Filtração ascendente Filtração descendente Tratamento de água Filtração lenta e filtração em múltiplas etapas Filtração lenta Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Técnicas de tratamento Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Tratamento de água Filtração direta Filtração direta descendente Filtração direta descendente com floculação Filtração direta ascendente Dupla filtração Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Seleção de técnicas de tratamento Parâmetro Técnica de tratamento Filtração lenta Filtração direta descendente Filtração direta ascendente Tratamento convencional Operação Simples Especializada Especializada Especializada Consumo de coagulante Nulo Baixo Baixo Alto Resistência à variação da qualidade da água Baixa Baixa Moderada Alta Limpeza dos filtros Raspagem da camada superficial Fluxo ascendente Fluxo ascendente Fluxo ascendente Porte da estação Usual limitar a pequenas instalações Sem limitações Sem limitações Sem limitações Custo de implantação UShab 10 a 100 2 a 30 5 a 45 10 a 60 Necessidade de área Grande Pequena Pequena Média Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 Seleção de técnicas de tratamento Característica básica Tipo de água A B C D DBO5 Média mgL 15 15 a 25 25 a 40 40 Máxima mgL 30 40 60 60 Coliformes totais Média mensal NMP100mL 50 a 100 100 a 5000 5000 a 20000 20000 Máximo NMP100mL 100 5000 20000 pH 5 a 9 5 a 9 5 a 9 38 a 103 Cloretos mgL 50 50 a 250 250 a 600 600 Fluoretos mgL 15 15 a 30 30 Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016 NBR 12216 da ABNT 1992 Seleção de técnicas de tratamento Tipo de tratamento Valores máximos para a agua bruta Turbidez uT Cor verdadeira uH Ferro total mgL Manganês total mgL NMP Coliformes100mL Totais Fecais Filtração lenta 10 5 1 02 2000 500 Préfiltro filtro lento 50 10 5 05 10000 3000 FiME 100 10 3 05 20000 5000 Filtração direta ascendente 100 100 15 15 5000 1000 Dupla filtração 200 150 15 25 20000 5000 Filtração direta descendente 25 25 25 2500 500 Filtração direta descendente com floculação 50 50 25 5000 1000 Tratamento convencional 250 25 20000 5000 Fonte principal Heller L e Pádua V L de org Abastecimento de água para consumo humano Belo Horizonte Editora UFMG 3 ed 20016