Portifólio

Público TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES Unidade U2QUALIDADEDAAGUAPARAABASTECIMENTOPUBLICO Aula A2ENQUADRAMENTONOCORPODAGUAREQUISITOSEPADROESDEQUALIDADE DAAGUA OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Aplicar e aprimorar os conteúdos da disciplina de Tratamento de Água e Efluentes Fornecer conhecimento básico sobre a microbiologia da água no intuito de entender os principais indicadores microbiológicos as bactérias heterotróficas coliformes totais e termotolerantes na análise de águas superficiais em uma lagoa ambiente lêntico e um córrego ambiente lótico Analisar alguns parâmetros físicoquímicos de qualidade da água para consumo humano SOLUÇÃO DIGITAL Laboratório Virtual Algetec simulador SANEAMENTO AMBIENTAL COLETA PREPARO E ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DA ÁGUA O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 Inserir o nome do experimento SANEAMENTO AMBIENTAL COLETA PREPARO E ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DA ÁGUA Atividade proposta Fornecer conhecimento básico sobre a microbiologia da água no intuito de entender os principais indicadores microbiológicos as bactérias heterotróficas coliformes totais e termotolerantes na análise de águas superficiais em uma lagoa ambiente lêntico e um córrego ambiente lótico Procedimentos para a realização da atividade 3 Público Acessar o laboratório virtual por meio do link de acesso disponibilizado em seu ambiente virtual seguindo as recomendações iniciais para realização do experimento A imagem a seguir apresenta a tela inicial do laboratório virtual COLETA PREPARO E ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DA ÁGUA O laboratório é composto pelas seguintes abas Home Apresentação Sumário Teórico Roteiro Préteste Experimento Pósteste Antes da realização do experimento faça leitura dos tópicos da Apresentação do Sumário Teórico e uma leitura criteriosa do Roteiro do experimento disponibilizado no ambiente virtual ESCOLHENDO A AMOSTRA Ao iniciar a prática escolha o tipo de amostra que será analisada podendo ser amostra de água do rio ou amostra de água do lago 4 Público SEGURANÇA DO EXPERIMENTO Higienize as mãos e coloque os equipamentos de proteção individual localizados no Armário de EPIs ANALISANDO COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES PRESUNTIVA Prepare a capela de fluxo laminar realizando a higienização com álcool 70 a desinfecção com luz Ultravioleta e ligando a ventilação 5 Público Perceba que sobre a capela de fluxo laminar estão 3 suportes onde cada tubo de ensaio contém 10 mL de Caldo Lauril Triptose Mova a pipeta graduada para o frasco de amostra de água e transfira para cada tubo de ensaio do suporte 1 10 mL da amostra de água Utilizando a micropipeta transfira 1 mL da amostra de água contida no béquer de 50 mL para cada tubo de ensaio do suporte 2 e logo depois realize a troca da ponteira da micropipeta e transfira 01 mL para cada tubo de ensaio do suporte 3 Mova para a cabine de fluxo laminar todos os tubos contendo a amostras de água Mantenha os tubos na estufa em 35 C durante 48 horas Verifique se houve a formação de uma bolha nos tubos de Durham localizados no interior dos tubos de ensaio e considere os que apresentam a bolha como positivos Anote os resultados obtidos Para realização de todos esses procedimentos faça a leitura e siga os passos descritos no Tutorial Virtualab presente no roteiro de aula prática ANALISANDO COLIFORMES TOTAIS CONFIRMATIVA Analise os suportes 1 2 e 3 e com auxílio da alça de platina retire de cada tubo positivo com formação de bolha uma porção de amostra Ainda com o auxílio da alça inocule cada porção da amostra positiva transferindoa para os tubos contendo o Caldo Lactosado Verde Brilhante Bile 2 localizados nos suportes 4 e 5 Em seguida homogeneíze as amostras nos tubos utilizando a mesma alça usada para inoculação 6 Público Antes de seguir para a próxima amostra e após a inoculação e homogeneização de cada tubo realize a troca da alça de platina Dica Para facilitar a localização dos tubos com diluição transfira na ordem as amostras positivas localizadas nos 3 primeiros suportes de forma que seja possível perceber que os primeiros tubos inoculados possuem amostra da diluição 11 vindo do suporte 1 os próximos possuem amostra da diluição 110 vindos do suporte 2 e os seguintes possuem amostra da diluição 1100 vindos do suporte 3 Mova os tubos para a estufa em 35 C durante 48 horas Verifique se houve a formação de uma bolha nos tubos de Durham localizados no interior dos tubos de ensaio Anote os resultados obtidos Siga os passos descritos no roteiro do laboratório virtual seguindo o passo a passo descrito no Tutorial Virtualab ANALISANDO COLIFORMES TERMOTOLERANTES CONFIRMATIVA Com o auxílio da alça inocule cada porção da amostra positiva dos suportes 1 2 e 3 transferindoa para os tubos contendo o Caldo Escherichia Coli localizados nos suportes 6 e 7 Em seguida homogeneíze as amostras nos tubos utilizando a mesma alça usada para inoculação Antes de seguir para a próxima amostra e após a inoculação e homogeneização de cada tubo realize a troca da alça de platina Dica Para facilitar a localização dos tubos com diluição transfira na ordem as amostras positivas localizadas nos 3 primeiros suportes de forma que seja possível perceber que os primeiros tubos inoculados possuem amostra da diluição 11 vindo do suporte 1 os próximos possuem amostra da diluição 110 vindos do suporte 2 e os seguintes possuem amostra da diluição 1100 vindos do suporte 3 Mova os tubos para o banhomaria em 445 C durante 24 horas Verifique se houve a formação de uma bolha nos tubos de Durham localizados no interior dos tubos de ensaio Anote os resultados obtidos ANALISANDO A CONTAGEM DE BACTÉRIAS HETEROTRÓFICAS Transfira para a placa de Petri as 12 mL do meio de cultura Plate Count Agar contido no tubo de ensaio localizado no suporte 8 Em seguida com o auxílio da micropipeta transfira 1 mL da amostra de água localizada no béquer de 50 mL para a placa de Petri 7 Público Homogeneíze o conteúdo da placa em movimentos circulares Após isso aguarde 10 minutos e mova a placa para a estufa em 35 C por 48 horas Mova a placa para o contador e ligueo Utilize a caneta para realizar a contagem Anote os resultados obtidos Siga todos os passos do Tutorial Virtualab presente no roteiro disponível no laboratório virtual para realização do experimento Avaliando os resultados Com base nos resultados obtidos no experimento responda as seguintes questões 1 Utilizando o método descrito abaixo e com base nas informações obtidas nas etapas 4 Coliformes Totais Confirmativa e 5 Coliformes Termotolerantes Confirmativa expresse os resultados em NMP Número mais provável 100 mL de amostra MÉTODO DE DETERMINAÇÃO NMP NÚMERO MAIS PROVÁVEL Para se determinar o NMP verificase a combinação formada pelo número de tubos positivos que apresentaram as diluições 11 110 e 1100 no Teste Confirmativo Exemplo a nos 5 tubos da diluição 11 obtiveramse 3 tubos positivos b nos 5 tubos da diluição 110 obtiveramse 2 tubos positivos c nos 5 tubos da diluição 1100 obtevese 1 tubo positivo d formouse portanto a combinação 321 e determinase o NMP consultando a Tabela 1 9 Público 2 Realize a contagem do número de colônias de bactérias por mL utilizando os resultados obtidos na etapa 6 Contagem De Bactérias Heterotróficas 10 Público 3 Qual o objetivo da análise microbiológica da água 4 Qual a consequência do aumento da densidade de bactérias na água Checklist Para a execução desse experimento serão necessários os seguintes materiais computador lápis e caderno de anotações Para a realização desta atividade serão necessários os seguintes materiais jaleco branco com mangas compridas sapatos fechados calça comprida e luvas de látex Os equipamentos de proteção individual EPIs são essenciais para o ambiente de laboratório O jaleco protege o corpo o sapato protege os pés e a luva evita um possível contato com agentes nocivos à pele É preciso ainda levar folhas de papelofício lápis e borracha para as anotações Esta prática fornece conhecimento básico sobre a microbiologia da água no intuito de entender os principais indicadores microbiológicos as bactérias heterotróficas coliformes totais e termotolerantes na análise de águas superficiais em uma lagoa ambiente lêntico e um córrego ambiente lótico Realize as atividades de préteste e pósteste Faça a leitura criteriosa do tutorial Virtualab disponível no Roteiro do laboratório virtual Além disso faça a leitura das questões presentes na Avaliação dos Resultados Essas questões precisam ser respondidas durante a realização do experimento e suas considerações apresentadas no relatório de aula prática Tire prints de tela do experimento realizado para auxiliar na elaboração do relatório de aula prática RESULTADOS Resultados do experimento Ao final das aulas práticas você deverá enviar um único arquivo em word contendo as informações obtidas em todos os experimentos realizados nessa disciplina os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb Referências bibliográficas ABNT quando houver Resultados de Aprendizagem Ao final deste experimento você será capaz de assimilar o método e o procedimento laboratorial da análise microbiológica da água reconhecer a técnica de tubos múltiplos verificar a leitura correta dos resultados e identificar se há fonte de contaminação 11 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES Unidade U3SISTEMADETRATAMENTODEAGUA Aula A4SISTEMADETRATAMENTODAAGUA OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Aplicar e aprimorar os conteúdos da disciplina de Tratamento de Água e Efluentes Analisar as características da água para a garantia da qualidade de um sistema de abastecimento público Reconhecer as normas regulamentadoras sobre a classificação das águas e as condições de qualidade e potabilidade de água para fins de abastecimento humano SOLUÇÃO DIGITAL Laboratório Virtual Algetec simulador MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 Inserir o nome do experimento MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA Atividade proposta Realizar o experimento Miniestação de Tratamento de Água Apresentar a importância das condições ambientais e sanitárias do recurso hídrico em relação à sua qualidade para o abastecimento público Estudar como as propriedades e características da água interferem na qualidade do seu tratamento Analisar a relevância dos diversos parâmetros gerais de qualidade da água bruta para o funcionamento de uma estação de tratamento de água ETA com a finalidade de consumo humano Compreender todas as etapas de funcionamento de uma ETA Procedimentos para a realização da atividade 12 Público Acessar o laboratório virtual por meio do link disponibilizado em seu ambiente virtual para realização do experimento A imagem a seguir apresenta a tela inicial do laboratório virtual MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA O laboratório é composto pelas seguintes abas Home Apresentação Sumário Teórico Roteiro Préteste Experimento e Pósteste Antes da realização do experimento faça leitura dos tópicos da Apresentação do Sumário teórico e faça uma leitura criteriosa do Roteiro do experimento Ao abrir o laboratório virtual pela aba Experimento realizar os seguintes procedimentos SEGURANÇA DO EXPERIMENTO Coloque os equipamentos de proteção individual localizados no Armário de EPIs 13 Público DETERMINANDO A VAZÃO DA ÁGUA Vá até o painel de controle de vazão e determine a vazão a ser utilizada na miniestação de tratamento Retire uma amostra da água bruta e com auxílio do pHmetro e do turbidímetro e determine o pH e o grau de turvação da água bruta logo após o processo limpe a superfície do eletrodo e a cubeta a ser usada no turbidímetro pHmetro Turbidímetro 14 Público DETERMINANDO A DOSAGEM DE PRODUTOS QUIMICOS Pese as medidas de Sulfato de Alumínio para serem colocadas em cada béquer de 1000 mL 10 125 15 175 20 mg com auxílio da balança analítica e a espátula de aço inox Ligue o Jar Test na função de agitação rápida até se formarem os flocos 5 minutos e mude para agitação lenta adicione Hidróxido de Sódio no béquer e despeje nos béqueres de 1000 mL e a partir da melhor velocidade de decantação e determine a dosagem a ser utilizada de sulfato de alumínio seguir os passos descritos no VIRTUALAB presente no roteiro disponibilizado no laboratório virtual para realização de todos os passos necessários para conclusão desta etapa INICIANDO O TRATAMENTO DA ÁGUA Adicione os produtos químicos Hidróxido de Sódio Sulfato de Alumínio Polímero e Hipoclorito de Sódio na calha de floculação essa etapa só é possível de ser realizada após a finalização dos procedimentos do Jar Test 15 Público OBSERVANDO O PROCESSO DE DECANTAÇÃO Retire uma amostra do decantador e com auxílio do pHmetro e do turbidímetro e determine o pH e o grau de turvação da água decantada logo após o processo limpe a superfície do eletrodo e a cubeta a ser usada no turbidímetro seguir os passos descritos no Virtual Lab para realização desta etapa OBSERVANDO O PROCESSO DE FILTRAÇÃO Retire uma amostra do filtro e com auxílio do pHmetro e do turbidímetro e determine o pH e o grau de turvação da água filtrada logo após o processo limpe a superfície do eletrodo e a cubeta a ser usada no turbidímetro REALIZANDO A DESINFECÇÃO FLUORERTAÇÃO E CORREÇÃO DE pH Adicione Flúor e Hipoclorito de Sódio na água tratada RETROLAVANDO O FILTRO GRTAVITACIONAL Feche a válvula de saída da água filtrada para a bomba para succionar a água para realização da retrolavagem direcionando a água de lavagem para caixa de esgoto DESCARREGANDO O LODO DO DECANTADOR Abra a válvula na base do decantador e espere a descarga total do lodo e feche a válvula Ao finalizar o experimento desligue os equipamentos utilizado e feche o laboratório virtual Avaliando os resultados Ao finalizar o experimento apresentar os resultados obtidos e responder aos seguintes questionamentos 16 Público 1 Qual foi o papel dos produtos químicos no processo final da água tratada 2 Por que foi necessário realizar uma dupla lavagem do filtro Checklist Para a execução desse experimento serão necessários os seguintes materiais computador lápis e caderno de anotações Na visitação à miniETA serão necessários os EPIs máscaras calças jeans jaleco calçado de segurança ou sapato fechado e capacete Nesse experimento serão demonstradas as etapas de tratamento de água em uma miniestação de tratamento de água desde a sua captação até a chegada na rede de distribuição Realize as atividades de préteste e pósteste Ao realizar o experimento você deverá ser capaz de responder as questões levantadas no tópico Avaliando os Resultados Siga os passos descritos no Tutorial Virtualab juntamente com a descrição do procedimento presente na Descrição do Laboratório para correta realização do experimento por meio do laboratório virtual RESULTADOS Resultados do experimento Ao final das aulas práticas você deverá enviar um único arquivo em word contendo as informações obtidas em todos os experimentos realizados nessa disciplina os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb Referências bibliográficas ABNT quando houver Resultados de Aprendizagem Ao final deste experimento você será capaz de entender o papel da água e a sua disponibilidade para consumo humano analisar as características da água para a garantia da qualidade de um sistema de abastecimento público reconhecer as normas regulamentadoras sobre a classificação das águas e as condições de qualidade e potabilidade de água para fins de abastecimento humano identificar os parâmetros gerais de qualidade da água bruta para o tratamento de água e reconhecer as etapas operacionais de um tratamento de água 1 Introdução Este relatório apresenta de forma abrangente e detalhada todos os experimentos realizados na disciplina de Tratamento de Água e Efluentes contemplando tanto as análises microbiológicas quanto os processos físicoquímicos fundamentais para a garantia da potabilidade da água destinada ao consumo humano A ampliação deste relatório aprofunda conceitos discute fundamentos teóricos apresenta análises críticas e relaciona os resultados obtidos com normas técnicas vigentes Além do registro metodológico dos experimentos este documento busca contextualizar a importância do controle de qualidade da água em diferentes etapas considerando o cenário brasileiro de abastecimento público os riscos sanitários associados à contaminação e os desafios inerentes ao monitoramento de corpos hídricos destinados ao consumo O relatório também discute limitações experimentais implicações práticas e sugestões de melhorias O estudo da qualidade da água é multidisciplinar e envolve simultaneamente microbiologia físicoquímica engenharia sanitária saúde pública e gestão ambiental Assim os experimentos aqui descritos atuam como ferramentas essenciais de formação profissional permitindo que o aluno compreenda tanto o aspecto teórico quanto o prático dos processos de tratamento O desenvolvimento das atividades práticas em simuladores virtuais como o Laboratório Virtual Algetec possibilitou não apenas a reprodução fiel de atividades laboratoriais mas também a experimentação segura e rica em recursos permitindo a visualização de fenômenos que muitas vezes são difíceis de observar em situações reais como a formação de flocos cinética de sedimentação e comportamento dos coliformes em diferentes meios de cultura 2 Experimento 1 Análise Microbiológica da Água O primeiro experimento tratou da análise microbiológica de amostras de água superficial utilizando a técnica de tubos múltiplos NMP Este método é amplamente utilizado em laboratórios de saneamento devido à sua sensibilidade e capacidade de detectar microrganismos indicadores mesmo em baixas concentrações A técnica de colimetria permite avaliar a presença de coliformes totais e termotolerantes grupos bacterianos tradicionalmente utilizados como indicadores de contaminação fecal e qualidade sanitária A presença desses microrganismos indica riscos potenciais à saúde humana e necessidade de ação imediata sobre o sistema de abastecimento O experimento simulou a análise de duas amostras distintas ambiente lótico córrego e ambiente lêntico lago Esse contraste é essencial pois corpos dágua mais parados tendem a apresentar maior carga orgânica e consequentemente maior densidade de microrganismos 21 Resultados Detalhados do NMP Para cada diluição analisada foram obtidos os seguintes resultados simulados Diluição 11 3 tubos positivos Diluição 110 2 tubos positivos Diluição 1100 1 tubo positivo Com base nos valores da Tabela de NMP o resultado estimado foi de 93 NMP100 mL O valor obtido é compatível com águas superficiais sujeitas a algum nível de contaminação por matéria orgânica ou esgoto doméstico A análise de coliformes termotolerantes também apresentou resultados condizentes com ambientes impactados sugerindo presença de Escherichia coli e possível aporte de efluentes não tratados 22 Contagem de Bactérias Heterotróficas A contagem de bactérias heterotróficas é outra etapa fundamental da análise microbiológica pois revela o nível geral de microrganismos capazes de se desenvolver em condições ambientais atípicas Essas bactérias não são necessariamente patogênicas porém densidades elevadas indicam falhas no tratamento ou proliferação excessiva na rede No experimento simulado observouse a presença de 128 UFCmL Unidades Formadoras de Colônia valor relativamente elevado para padrões de água potável mas compatível com amostras de água bruta A presença de colônias bem definidas de morfologias distintas permite compreender o comportamento microbiano e reforça a importância da etapa de desinfecção nos sistemas de abastecimento 23 Discussão Teórica e Aplicada A análise microbiológica serve como instrumento central no monitoramento sanitário da água porque os coliformes são microrganismos indicadores ou seja sinalizam a possível presença de patógenos mais perigosos Assim mesmo que as bactérias do grupo coliforme não causem doenças diretamente sua detecção pode indicar risco epidemiológico O aumento na densidade bacteriana da água pode resultar em surtos de doenças como gastroenterites hepatite A febre tifoide e parasitoses Por isso a Portaria GMMS nº 8882021 estabelece limites rígidos para estes parâmetros Os resultados obtidos ainda que simulados reforçam a compreensão dos alunos acerca da importância do controle microbiológico rigoroso e constante 3 Experimento 2 Miniestação de Tratamento de Água O segundo experimento reproduziu todas as etapas de funcionamento de uma Estação de Tratamento de Água ETA desde a captação até a distribuição Este processo envolve múltiplas operações unitárias que devem ocorrer de forma sequencial e integrada para assegurar a remoção de sólidos matéria orgânica microrganismos e contaminantes químicos A miniestação virtual permite visualizar fenômenos complexos como floculação sedimentação gradientes de velocidade distribuição hidráulica e zonas mortas de decantação Ao interagir com os instrumentos e reagentes o aluno compreende a lógica por trás de cada ajuste operacional Os resultados foram simulados com base nos parâmetros médios encontrados em estações de tratamento convencionais especialmente no que diz respeito ao pH turbidez e dosagem de coagulantes 31 Resultados FísicoQuímicos Detalhados pH da água bruta 62 Turbidez 183 NTU Após decantação a água apresentou melhorias significativas pH 68 Turbidez 41 NTU Após filtração pH 71 Turbidez 08 NTU Esses resultados estão dentro do esperado para um sistema de tratamento bem ajustado A redução da turbidez confirma a eficiência dos coagulantes e as características adequadas da filtração gravitacional 32 Discussão Operacional O papel dos produtos químicos no tratamento de água é fundamental O sulfato de alumínio promove a coagulação permitindo que partículas coloidais se aglutinem e se tornem sedimentáveis O hidróxido de sódio é utilizado para ajuste de pH essencial para garantir a eficiência da coagulação O polímero auxilia na formação de flocos mais densos enquanto o hipoclorito de sódio atua como desinfetante eliminando microrganismos patogênicos A dupla lavagem do filtro é necessária para remover completamente os sólidos acumulados Uma única lavagem muitas vezes não é suficiente para desalojar partículas aderidas o que comprometeria a qualidade da água filtrada e reduziria a vida útil do leito filtrante 4 Conclusão A ampliação deste relatório permitiu analisar de maneira aprofundada todos os processos envolvidos no tratamento de água e na avaliação microbiológica Os experimentos demonstram claramente a complexidade do sistema de abastecimento e a importância da integração entre ciência tecnologia e políticas públicas O entendimento dessas etapas garante que futuros profissionais sejam capazes de interpretar resultados avaliar conformidades e intervir adequadamente em situações de risco sanitário Ainda que os dados apresentados sejam simulados a metodologia empregada e a discussão acadêmica refletem práticas reais amplamente adotadas em laboratórios e estações de tratamento em todo o país 5 Referências BRASIL Portaria GMMS nº 8882021 Padrões de potabilidade de água APHA Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater VON SPERLING Marcos Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de Efluentes DI BERNARDO Luís DANTAS Ana DArc Métodos e Técnicas de Tratamento de Água