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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS – UEG UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SANEAMENTO BÁSICO I EDUARDO LIMA DE SOUZA PERGUNTAS GERAIS QUESTIONÁRIO SOBRE DEFINIÇÕES GERAIS E CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA Anápolis – GO Outubro / 2021 Definições gerais, e características da água 1-Cite as principais ações relacionadas ao saneamento básico. R: Pode-se definir como o conjunto das seguintes ações: abastecimento de água, esgotamento sanitário, limpeza pública, drenagem pluvial e controle de vetores. 2-Qual a importância do saneamento básico para a sociedade? R: O saneamento básico é importante para a sociedade devido o mesmo ser um conjunto de ações que visam as condições básicas que o ser humano deve ter para se viver bem, tais como tratamento e abastecimento de água, esgotamento sanitário, limpeza pública, drenagem pluvial, e controle de vetores, sendo o saneamento fator inerente no que contribui para a qualidade de vida da população. 3-O que significa tratar uma determinada água? R: Tratar as águas oriundas de mananciais superficiais (rios, lagos, barragens, entre outros) ou subterrâneos (lençóis freáticos), desprovidas de qualquer tipo de tratamento e consideradas impróprias para o consumo humano, envolve um conjunto de processos físicos e químicos necessários para transformar a matéria-prima (água bruta) em produto final (água tratada/potável). 4-Água tratada é igual a água potável, explique.? R: A água potável é aquela que pode ser consumida tanto por humanos, quanto por animais, sem haver riscos à saúde. Ou seja, é uma água boa para o consumo. Nem toda água potável é tratada, sendo que o tratamento é o momento em que serão eliminados quaisquer elementos que ainda possam ocasionar algum tipo de problema para a saúde daqueles que irão consumir este recurso. 5-Qual a grande contribuição que Louis Pasteur deu para o tratamento da água? R: Pasteurização: É a esterilização de alimentos através de temperatura inferior a seu ponto de ebulição, aí o resfriamento súbito. 6-O que foi a Peste Negra? R: Peste Negra foi um dos maiores surtos epidêmicos da história. A doença era contraída a partir do contato humano com pulgas infectadas pela bactéria Yersinia pestis que estavam presentes em ratos 7-O que implica a potabilização de água poluída? R: A purificação da água ou potabilização é um processo que consiste no tratamento da água, a fim de remover os contaminantes que eventualmente contenha, tornando-a potável, isto é, própria para o consumo humano. 8-A maioria dos problemas ambientais e econômicos de uma região tem sua origem na falta de um planejamento. Como você analisa esta realidade em relação aos recursos hídricos? R: Diante desse cenário de diferentes problemas ambientais urbanos, é urgente a necessidade de elaboração e aplicação de políticas ambientais eficazes, além da conscientização da população. Entre as medidas a serem tomadas estão a redução da produção do lixo, a reciclagem, o tratamento adequado do lixo (incineração ou compostagem), o saneamento ambiental, o planejamento urbano, a educação ambiental, a redução da emissão de gases poluentes, entre outras. 9-O que faz que a molécula de água com dois átomos de Hidrogênio e um átomo de oxigênio não comporte como H2Se; H2Te; H2S e outros (todos gases em condições ambientais)? R: Porque a ligação molecular entre o oxigênio e o hidrogênio é muito forte. Ambos os gases têm capacidades diferentes para atrair elétrons. O oxigênio atrai um número maior dessas partículas e fica com carga positiva. Como cargas opostas se atraem, as moléculas se unem, formando o líquido. A passagem do estado gasoso para o líquido ocorre porque o estado físico de qualquer substância depende da força de atração entre suas moléculas. 10-Porque a água é conhecida como solvente universal? R: A água é capaz de dissolver praticamente tudo com o que entra em contato (sólidos, líquidos, gases) é chamada solvente universal. 11-Cite algumas características importantes que geralmente são encontradas em águas superficiais correntes, lago e em águas subterrâneas? R: As correntes superficiais, de forma simplificada, são os fluxos de água com características comuns que se deslocam ao longo dos oceanos. Entre essas características específicas, destacam-se a salinidade e, principalmente, as temperaturas, fazendo com que exista uma direta relação entre as correntes marítimas e o clima do planeta, bem como a distribuição de calor sobre a superfície oceânica. Os lagos e lagoas ainda são ocupados por vários tipos de consumidores como anfíbios adultos e suas larvas, crustáceos, larvas de peixes e insetos, pequenas criaturas herbívoras. Também são encontradas bactérias que não utilizam o oxigênio para realizar seu metabolismo (bactérias anaeróbicas), já que na zona profunda a luz é pouco disponível. 12-Faça uma classificação dos sólidos presentes na água; R: Os sólidos presentes na água são classificados como: • Sólidos sedimentáveis – partículas que sedimentam no cone “imhoff” após 1 h; • Sólidos dissolvidos – diâmetro ≤ 1µm; • Sólidos coloidais – entre 10-3 µm e 10o µm; • Sólidos suspensos – diâmetro ≥ 10o µm. 13-Cite algumas variáveis importantes para se escolher um manancial para abastecimento. R: Cor, turbidez, sabor, odor, temperatura, pH, alcalinidade, dureza, matéria orgânica, presença de microrganismo como bactéria, fungos, algas, vírus, protozoários, entre outros. 14-Quais as vantagens de se captar água de poços profundos? R: Os custos de captação de água subterrânea são baixos em relação à água superficial, por não ser necessário a construção de barragens, de recalque e estação de tratamento; diminui-se os impactos ambientais que serão causados pelo barramento de cursos de água; A perfuração de poços profundos costuma ser rápida. 15-Qual a proporção de água doce aproveitável em nosso planeta? R: A proporção de água doce aproveitável é de 3%. 16- As águas de lençóis subterrâneos podem ter a característica “dureza” devido a presença de quais íons? Associados a que compostos? R: A determinação dos níveis de dureza e concentrações dos íons cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+) das águas subterrâneas. 17-De que dispõe a resolução 357/2005- CONAMA. R: CONAMA criou a Resolução n 357(2005), classificando as águas doces (classes I, II, III, IV), salobras e salinas do Brasil. A resolução estabelece os valores máximos dos parâmetros de qualidade para cada classe. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. 18-A quem cabe a responsabilidade de emitir a outorga pelo uso da água? R: Segundo a Lei Federal nº 9.984, de 17 de junho de 2000, compete à Agência Nacional de Águas - ANA outorgar, por intermédio de autorização, o direito de uso de recursos hídricos em corpos de água. 19-O cálculo para referência da vazão de outorga se baseia na vazão 0,3 x Q7,10, o que significa esta vazão? R: É a vazão mínima de 7 dias de duração e 10 anos de tempo de recorrência (com um risco de 10% ocorrer valores menores ou iguais a este em qualquer ano). 20-Quais são as principais unidades de um sistema de abastecimento de água? R: As unidades de um sistema de abastecimento de água são: • Captação: consiste na estrutura responsável pela extração de água do manancial; • Adução: destina-se a transportar água, interligando as unidades de captação, tratamento, estações elevatórias, reservação e redes de distribuição; • Estação elevatórias: podem-se mostrar necessárias quando água necessita atingir níveis mais elevados, vencendo desníveis geométricos. • Tratamento: necessário sua implantação, para compatibilizar a qualidade da água bruta com ospadrões de potabilidade e proteger a saúde da população consumidora. • Reservatórios: destinam-se entre outras funções, a realizar a compensação entre a vazão de produção, oriunda da captação – adução – tratamento, que em geral fixa ou tem poucas variações e as vazões de consumo, variáveis ao longo das horas do dia e ao longo dos dias do ano. • Rede de distribuição: é composta de tubulações, conexões e peças especiais, localizadas nos logradouros públicos, e tem função de distribuir água até as residências, comércios, locais públicos e indústrias. 21-Cite alguns microrganismos patogênicos e respectivas doenças transmitidas por eles por veiculação hídrica. R: • Viróticas: Hepatite A, E e F, Poliomielite, Diarreia; • Bacterianas: Cólera, Excherechia coli, Febre tifoide e paratifoide; • Protozooses: Amebíase, Criptosporidíase, Giardíase; • Helmintos: Ascaridíase, Criptosporidíase, Enterobíase; 22-Por que escolher espécie de microrganismo como indicativo de contaminação da água, quais são os escolhidos? O que implica a presença destas bactérias? R: Devido os microrganismos fazerem um alto consumo de oxigênio na água, contribuindo pela falta de oxigênio e poluição. Os principais componentes orgânicos são: compostos de proteína, carboidratos, óleos, ureia, surfantes e fenóis. Onde torna se necessário a inserção de fósforo e nitrogênio. A bactéria Escherichia coli é utilizada como um indicador de contaminação de origem fecal presente em água desde 1892. E hoje também é utilizada como indicador de contaminação fecal da qualidade higiênico- sanitária do alimento 23-Fale alguns problemas devido a presença de algas para o sistema de tratamento de água; R: A presença de algas pode causar efeitos como aumento da matéria orgânica, o que pode conferir a água sabor e odor, servir de substrato para crescimento de bactérias na estação, aumento do pH.Com essas alterações na água têm-se influência direta no tratamento de água como aumento dos custos com produtos químicos para se ajustar o pH, diminuição da eficiência de flocos na decantação, com aumento da turbidez e partículas decantadas, aumento no consumo de água para lavagem e obstrução do meio filtrante. 24-Por que é importante o conhecimento da qualidade da água para propor um sistema de tratamento? Exemplifique; R: As Estações de Tratamento de Água (ETA’s) têm a finalidade de transformar a água denominada bruta (sem tratamento e imprópria ao consumo humano) em água denominada potável (tratada e adequada ao consumo humano). Nesse processo, a qualidade da água do manancial abastecedor exerce influência direta no tipo de tratamento a ser adotado pelas ETA’s, a fim de que a mesma, ao final do processo, esteja dentro dos padrões de potabilidade adequados ao consumo humano, conforme legislação específica, ou seja, saber a qualidade da água é fundamental para a escolha do tipo de tratamento que será utilizado. 25-Cite algumas impurezas que podem causar turbidez na água. R: A turbidez é proveniente da presença de substâncias visíveis em suspensão que interferem na transparência da água. As matérias em suspensão são sílica, argila, matéria orgânica finamente dividida, plâncton e outros micro-organismos. Também pode ser devida à presença de pequenas bolhas de ar. Depende da granulometria e da concentração das partículas. Partículas grandes, mesmo em concentrações elevadas, acusam pequena turbidez, enquanto partículas menores acusam maior turbidez. 26-O padrão de potabilidade brasileiro é composto por quais padrões? R: O padrão de potabilidade brasileiro envolve três principais padrões: padrão microbiológico (em que envolve potabilidade da água para consumo humano e padrão de turbidez para a água pós filtração e pré- desinfecção), padrão para substâncias químicas que representam riscos à saúde ( que podem ser inorgânicas, orgânicas, agrotóxicos, ciano toxinas e desinfetantes e produtos secundários da desinfecção), padrão de radioatividade (sendo alfa global e beta global) e padrão de aceitação para consumo humano. 27-O número mínimo de amostras para padrão de potabilidade depende de quais variáveis? R: O número mínimo para os padrões de portabilidade e sobre as variáveis nos coliformes termotolerantes, deve haver ausência em 100 em ml, o mesmo vale para os coliformes totais. Em relação há alguns parâmetros, para sistemas que tem 40 ou mais amostras por mês, ausência em 100ml 95% das amostras. Para os que analisam em menos de 40 amostras apenas uma pode dar resultado positivo referente a coliformes totais. Deve ter nos mínimos 0,5 mg/l de cloro. Contagem de bactérias heterotróficas deve ser realizada em 20% das amostras mensais. Quando for identificado média geométrica anual maior ou igual a 1000 de escherichia coli 100/ml deve ser realizado monitoramento de cito. 28 -O que é cor aparente? R: Cor aparente é a cor causada por matéria em suspensão na água. A parte da “cor aparente” pode ser removida por coagulação – floculação-sedimentação. A cor aparente é mais fácil de ser removida do que a cor verdadeira. 29-Qual a importância da temperatura no processo de tratamento de água? R: A temperatura tem efeito significativo nos processos de coagulação floculação e sedimentação, o seu aumento provoca redução da viscosidade da água e majora a velocidade de formação de espécies hidrolisadas do metal presente no coagulante. 30-Analisando a definição de “desenvolvimento sustentável”:” Atender às necessidades atuais, sem, contudo, comprometer a possibilidade de as futuras gerações atender às suas próprias necessidades”. Explique o conceito e exemplifique. R: Esse conceito representou uma nova forma de desenvolvimento econômico, que leva em conta o meio ambiente. O desenvolvimento econômico é vital para os países mais pobres, mas o caminho a seguir não pode ser o mesmo adotado pelos países industrializados. Mesmo porque não seria possível. Caso as sociedades do Hemisfério Sul copiassem os padrões das sociedades do Norte, a quantidade de combustíveis fósseis consumida atualmente aumentaria 10 vezes e a de recursos minerais, 200 vezes. 31-Por que alguns micropoluentes inorgânicos presentes na água merecem toda atenção para o tratamento da mesma? R: Os metais pesados são os micropoluentes inorgânicos, além de serem tóxicos são cumulativos no organismo e podem provocar diversos tipos de doenças no ser humano com a ingestão de pequenas doses, por períodos consideráveis. Os metais são medidos, geralmente, em miligramas por grama ou microgramas por grama, expressos em peso seco. 32-De que se trata o marco regulatório de saneamento na Lei 11445/2007? R: Lei estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política federal de saneamento básico. A espera pela regulamentação do setor foi longa, mas a mudança exige uma rápida adaptação dos prestadores de serviço às novas regras. 33-O que a portaria n. 2914 do Ministério da Saúde, diz sobre o padrão microbiológico da água para consumo Humano quanto ao parâmetro na saída do tratamento? R: Na saída do tratamento Coliformes totais (3) Ausência em 100 ml 34-O que a mesma portaria 2914, diz sobre o padrão turbidez pós filtração em filtração rápida? R: A turbidez para água pós-filtrada(rápida) não deve ultrapassar 0,5 uT. Coliformes totais –ausência em 100 ml. 35-Em que consiste a tecnologia de ciclo completo para tratamento de água? R: Pré-tratamento →coagulação →floculação →decantação →filtração descendente → desin. fluoretação, correção de pH. Tratamento inicial (Pré-tratamento): Não há reações químicas envolvidas, somente processos físicos. • Peneiramento: elimina as sujeiras maiores. *Sedimentação ou decantação: pedaços de impurezas que não foram retirados com o peneiramento são depositados no fundo dos tanques. • Aeração: borbulha-se ar com o intuito de retirar substâncias responsáveispelo mau cheiro da água (ácido sulfídrico, substâncias voláteis etc.). Tratamento final: • Coagulação ou floculação: neste processo as partículas sólidas se aglomeram em flocos para que sejam removidas mais facilmente. Este processo consiste na formação e precipitação de hidróxido de alumínio (Al2(OH)3) que é insolúvel em água e “carrega” as impurezas para o fundo do tanque. Primeiramente, o pH da água tem que ser elevado pela adição ou de uma base diretamente, ou de um sal básico conhecido como barrilha (carbonato de sódio): Após o ajuste do pH, adiciona-se o sulfato de alumínio, que irá dissolver na água e depois precipitar na forma de hidróxido de alumínio. • Sedimentação: os flocos formados vão sedimentando no fundo do tanque “limpando” a água. • Filtração: a água da parte superior do tanque de sedimentação passa por um filtro que contém várias camadas de cascalho e areia, e assim retiram as impurezas menores. • Desinfecção: é adicionado na água um composto bactericida e fungicida, como por exemplo o hipoclorito de sódio (água sanitária, NaClO), conhecido como ‘cloro’. Coagulação 36-Em que consiste o processo de coagulação para tratamento de água? R: O processo de coagulação é realizado por meio da adição de coagulantes como o Cloreto Férrico e tem a finalidade transformar as impurezas da água que se encontram em suspensão fina em estado coloidal. Inicialmente, são adicionados no canal de entrada da ETA a solução de Cal e o Cloreto Férrico. Em seguida a água é encaminhada para o tanque de Pré-Floculação para que o coagulante e o cal se misturem uniformemente no líquido, agindo assim de uma forma homogênea e efetiva. 37-Aonde é realizado o processo de coagulação? Qual o tempo médio? R: O processo de coagulação é iniciado no canal de entrada da ETA com a adição da solução de cal e cloreto férrico e em seguida continua no tanque de pré-floculação, a água é agitada fortemente por cerca de 30 segundos por um agitador mecânico, como o mostrado na figura a seguir, com a finalidade de aumentar a dispersão do coagulante. Depois o sistema é agitado lentamente, permitindo o contato entre as partículas. 38-Explique potencial zeta que envolve uma partícula coloidal; R: O potencial zeta é determinado pela medida da mobilidade das partículas coloidais através de uma célula, visto através de um microscópio. O uso do valor do potencial zeta medido é limitado porque vai variar com a natureza dos componentes da solução. Quanto maior o potencial zeta mais provável que a suspensão seja estável pois as partículas carregadas se repelem umas às outras e essa força supera a tendência natural à agregação. Quando dois coloides semelhantes se aproximam um do outro, ocorre interação entre as camadas difusas, fazendo com que haja repulsão em decorrência da força eletrostática entre eles. A energia potencial de repulsão diminui com a distância a partir da superfície do coloide 39-Em que consiste a desestabilização (coagulação) por adsorção e neutralização? R: A desestabilização de uma dispersão coloidal consiste nas interações entre coagulantecolóide, coagulante-solvente e colóide-solvente (Di Bernardo, 2005). Como o coagulante se dissolve, os cátions servem para neutralizar a carga negativa do colóide. 40-Em que consiste a desestabilização(coagulação) por varredura? R: Dependendo da quantidade adicionada de coagulante, do pH da mistura e da concentração de alguns tipos de íons na água, poderá ocorrer a formação de precipitados do tipo Al (OH)3 ou Fe (OH)3. A floculação aglomera os coloides com o floco hidratado do óxido. Nesta fase, a superfície de adsorção é ativa. Coloides não inicialmente adsorvidos são removidos por emaranhamento no floco 41-Quais fatores devem ser analisados na escolha dos coagulantes, quais os coagulantes mais empregados e por que? R: Os fatores que devem ser analisados na escolha do coagulante estão diretamente ligados a vazão ser tratada, e as condições disponíveis de operação do misturador, que pode ser hidráulico ou mecânico. Os coagulantes mais empregados são o sulfato de alumínio e de ferro, devido à alta capacidade de desestabilização, fazendo com que as impurezas se coagulem. 42-Quais os principais elementos responsáveis pela alcalinidade na água, o que fazer para coagular uma determinada água com baixa alcalinidade? R: A alcalinidade é devida principalmente à presença de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. Os compostos mais comuns são os seguintes: hidróxidos de cálcio ou de magnésio; carbonatos de cálcio ou de magnésio; bicarbonatos de cálcio ou de magnésio; bicarbonatos de sódio ou de potássio. A distribuição entre as três formas de alcalinidade na água (bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos) é função do seu pH: • pH > 9,4: hidróxidos e carbonatos • 8,3 < pH < 9,4: carbonatos e bicarbonatos • 4,4 < pH < 8,3: apenas bicarbonatos Se a alcalinidade da água for baixa, poderá ser requerida a adição de um alcalinizante para ajuste do pH de coagulação. Floculação 43-Em que consiste a floculação? R: A floculação é um processo químico e físico em que partículas muito pequenas são agregadas, formando floculo para que possam decantar-se, sendo uma das primeiras etapas do tratamento de água. 44-Como se entende gradiente de velocidade na floculação? R: Na floculação é necessária a interação de diversas substâncias químicas e impurezas que resulta numa aglomeração de partículas de sólidas, incluindo assim uma velocidade ideal de interação e aumentando o tamanho físico do floco. A variação do gradiente deve ser de forma decrescente de montante para jusante, começar com uma agitação intensa e ir diminuindo, isso porque flocos maiores não resistem ao cisalhamento. 45-Por que o gradiente de velocidade deve-se diminuir da primeira câmara de floculação até a última? R: A alta velocidade na primeira câmara do floculador faz com que as partículas coloidais se choquem, entrando em contato uma com as outras e com os produtos químicos fazendo com que se unam formando os flocos. A velocidade deve diminuir gradativamente para que na última câmara o movimento do fluido não quebre as partículas que já estão maiores. Pois estes flocos maiores não resistem às forças de cisalhamento geradas pelo gradiente alto de velocidade. "A floculação continua o processo de aglutinação das impurezas feita na coagulação. As partículas se agregam e se transformam em flocos mais pesados que se sedimentam a uma velocidade mais amena. A agitação suave facilita o contato dos flocos, sem quebrá-los. (...) através do movimento do fluido, os choques que ocorrem entre as partículas coloidais e as dos produtos químicos, a um gradiente de velocidade ideal para que entrem em contato umas com as outras e se unam, permitem o aumento do tamanho físico do floco. Quanto maior seu tamanho, mais fácil é a remoção e maior a eficiência do decantador e dos processos subsequentes. “A variação do gradiente de velocidade deve ser de forma decrescente, de montante para jusante, ou seja, iniciar com uma agitação intensa (maior número de Reynolds e menor tamanho de partículas) e, no final, ser mais lenta. Isso porque os flocos maiores não resistem às forças de cisalhamento geradas pelo gradiente alto de velocidade. Por esse motivo, deverá ser feita de forma gradativa para o tanque de decantação onde os coloides já estão estabilizados 46-Quais as desvantagens dos sistemas hidráulicos de floculação? R: As desvantagens do sistema hidráulico de floculação são: impossibilidade de variar o gradiente de velocidade, perda de carga relativamente alta e pouca flexibilidade em relação a variação de vazão. Decantadores 47-Em que consiste o fenômeno da sedimentação de partículas? O que são partículas discretas? R: Partículas mais pesadas que a água, podem manter-se permanentemente suspensas pela ação de forças relativas à turbulênciadas águas em movimento. A sedimentação de partículas consiste no processo de diminuir ou anular a velocidade de escoamento das águas, afim de reduzir os efeitos de turbulência, com a finalidade de fazer com que as partículas sólidas que possuem uma densidade maior que a densidade da água, se depositem no fundo dos decantadores, permitindo se assim uma separação dinâmica dos sedimentos existentes na água. 48-Qual a importância de se ter um bom processo de decantação em uma ETA? R: É na decantação que a maioria das impurezas da água são separadas e posteriormente filtradas, logo é um dos processos que mais influenciam para garantir a qualidade da água. 49-O que são decantadores de alta taxa? R: São tanques com dimensões reduzidas comparadas com o decantador de fluxo horizontal. São constituídos de placas inclinadas (Geralmente com inclinação de 60 graus), a inclinação das placas facilita a remoção dos flocos em virtude da diminuição do percurso de decantação, aumentando a eficiência consideravelmente. 50-O que se entende por taxa de aplicação superficial na decantação? R: É relação da vazão com a área do decantador, e está diretamente relacionada com a velocidade de sedimentação das partículas. 51-Qual a melhor forma de assegurar uma distribuição equitativa de água floculada para os decantadores? Quais os limites de velocidades no canal? R: A melhor forma de garantir a distribuição equitativa da água floculada pelas comportas de acesso aos decantadores é fazer com que a velocidade ao longo do canal de acesso se mantenha constante, e sempre superior a 0,10 m/s (para evitar a sedimentação de flocos em seu interior), embora nunca superior a 0,45 m/s (de forma a evitar a quebra dos flocos) e o gradiente de velocidade nesses dispositivos, ser inferior ou igual ao da última câmara de floculação, assim, a seção do canal que alimenta as comportas deve ser decrescente de montante para jusante. 52-O que se usa para coletar água decantada dos decantadores? R: A coleta de água decantada realiza-se por tubos perfurados ou calhas de seção retangular, e a extração de lodo por descarga hidráulica. Esta concepção, praticamente inédita no Brasil, foi implementada com êxito em algumas estações na França, Reino Unido e Argentina. 53-Cite dois fatores determinantes para o adequado desempenho do decantador? R: O principal fator para o adequado desempenho dos decantadores clássicos é a taxa de escoamento superficial. Frequência de limpeza dos decantadores e destino dos rejeitos 54-Em que consiste a operação de flotação? R: A flotação no tratamento de água e efluentes separa líquidos de sólidos com nuvens de microbolhas de ar que arrastam as impurezas em suspensão para a superfície facilitando a remoção. São dois os tipos básicos de flotação: flotação por ar dissolvido, com microbolhas da ordem de micra e flotação por ar disperso, com bolhas maiores. A eficiência da flotação ou flotador depende da relação ar/sólidos e tamanho da bolha. O flotador funciona por redução de densidade das impurezas fazendo-as flutuar. As microbolhas na câmara de flotação se prendem às partículas sólidas e óleos formando aglomerados carregados para a superfície formando uma espuma, então retirada. A flotação permite o controle e remoção de gases e odores da água e controle parcial dos agentes de produção de odores (micro-organismos). Os flotadores podem ainda substituir clarificadores trabalhando em sobrecarga. Filtração 55-Descreva o fenômeno da filtração rápida; R: É o processo que remove as impurezas da água decantada. E pode ser classificada em: Filtração de fluxo descendente: Nesse tipo de filtração, a água percorre a camada filtrante de cima para baixo, e do material mais fino para o material mais grosso. A lavagem do filtro é feita em intervalos de 20 a 40 horas, dependendo das características da água que chega ao filtro e das condições de operação, em contracorrente, por inversão de fluxo (isto é, de baixo para cima). Filtração de fluxo ascendente: Esse tipo de filtração funciona em sentido inverso (fluxo de baixo para cima). Dispensa a floculação e a decantação, sendo aplicado um coagulante alguns minutos antes da filtração. O fluxo de água encontra um material mais grosseiro nas camadas inferiores do meio filtrante e material mais fino na parte superior. A lavagem é feita com uma corrente de água no mesmo sentido da filtração. A água filtrada recebe um desinfetante antes de sua distribuição. É aplicável para água bruta de baixa turbidez, pouco poluída, e que não passe por variações bruscas de qualidade. 56-Defina carreira de filtração; R: O tempo em que o filtro passa trabalhando entre uma lavagem e outra consecutiva é chamado de carreira de filtração. 57-A taxa de filtração na filtração rápida e lenta oscilam em torno de que valores? R: filtração rápida: 120~300 /. Dia Filtração lenta: 3~9 /. dia (geralmente 3~4 /. dia). 58-Por que usar polímeros no tratamento de água? R: Polímeros (também chamados polieletrólitos) que aglutinam as substâncias indesejadas, através de interações elétricas e adsorção física. Com isto, forma-se um floco leve e fofo que é retirado pelos sistemas de descarga e/ou através de um filtro colocado em paralelo ao circuito da água do sistema. 59-A diferença do nível da água em piezômetros colocados do lado de fora dos filtros revela que grandeza? R: A grandeza revelada pela diferença do nível da água em piezômetros colocados do lado de fora dos filtros é a perda de carga ao longo do meio filtrante. 60-Quando se deve ocorrer a interrupção de uma carreira filtrante? R: A interrupção de uma carreira de filtração (tempo entre o início da operação e o momento da retirada do filtro para lavagem) ocorre por dois motivos: a) transpasse da turbidez; b) igualdade entre a perda de carga total e a carga hidráulica. 61-A que está relacionada a eficiência da filtração? R: A eficiência da filtração está relacionada às características da suspensão (tipo, tamanho e massa específica, resistência ao cisalhamento, temperatura da água, concentração de partículas, potencial zeta, pH da água), às características do meio filtrante (tipo de material granular, tamanho efetivo, coeficiente de desuniformidade, massa específica, espessura da camada filtrante. Taxa de filtração). 62-O que se entende por tamanho efetivo de um meio filtrante? R: O diâmetro efetivo médio ou tamanho efetivo é definido como a abertura da malha, em mm, da peneira, que permite a passagem de 10 da massa de uma amostra do material poroso. Para irrigação, o seu valor caracteriza o menor diâmetro de partículas na classificação da areia e indica o tamanho da partícula que será removida pelo meio filtrante. A partir do valor do diâmetro efetivo da areia, é possível definir a dimensão das partículas que ficarão retidas no elemento filtrante. 63-O que é o antracito? Quando e para que se usa em uma ETA? R: O Carvão Antracito, também chamado de carvão antracitos, é um elemento de filtração de origem mineral e com grande capacidade de coletar e purificar gases, líquidos ou impurezas no interior dos seus poros, apresentando, portanto, um excelente poder de clarificação e purificação de líquidos ou gases. Destinado à filtração em filtros de camada dupla (areia e antracito), com uso em filtros residenciais, industriais e, em maior escala, nas estações de tratamento de água (ETA). Em comparação aos filtros compostos apenas de areia (filtros de camada simples) podemos destacar as seguintes vantagens: • A presença do antracito nos filtros permite que se trabalhe com uma taxa de filtração 100% maior que os filtros apenas de areia. Isto significa o dobro de vazão para um mesmo filtro. • O antracito aumenta a carreira de filtração, ou seja, o tempo entre as retro lavagens periódicas. Isto significa uma redução na quantidade de água gasta nas retro lavagens. •O antracito diminui o efeito gradativo de colmatação (entupimento) do leito filtrante. • O antracito proporciona melhores resultados na remoção de cor e turbidez além de remover sabor e odor da água. 64-Faça uma figura representando tempo de filtração x turbidez efluente. Quanto maior o tempo de filtração menor e a turbidez. 65-Faça uma figura representando tempo de filtração x perda de carga. 66-De modo geral como se faz a lavagem dos filtros? R: Os filtros são lavados de forma ascendentes (de baixo para cima) com intuito de eliminar de modo eficiente os precipitados sólidos retidos no meio filtrante durante o processo de tratamento de água. A limpeza é realizada em tal direção devido o teor de eficiência e facilidade de manuseio mecânico de equipamentos durante a lavagem. 67-Relacione a taxa de filtração com resistência total do filtro e com a carga hidráulica disponível; R: A Resistência total do filtro e a Carga hidráulica disponível são mecanismos de controle do filtro. Carga hidráulica disponível constante e a Resistência total do filtro variável é um método também conhecido como taxa declinante contínua. Se a carga for mantida constante resultará a taxa máxima de filtração no início com o meio filtrante limpo. Com o decorrer do tempo a resistência ao escoamento vai aumentando e, consequentemente, a taxa diminui. Já quando é feita a análise da Carga hidráulica disponível variável e a Resistência total do filtro variável, dependendo das características de entrada e saída dos filtros, a taxa de filtração poderá ser constante ou declinante. 68-Explique sucintamente o que se entende na filtração em ETA por carga hidráulica disponível constante e resistência total do filtro variável? R: Nos filtros de taxa de filtração e perda de carga constante a vazão é igual ao anterior por meio de descarga livre, com uso de válvula e controlador de vazão de saída, no qual à medida que a perda de carga aumenta a válvula abre para reduzir a perda de carga turbulenta. 69-Qual a vantagem da filtração lenta, em que condições pode ser adotada? R: É um processo simples e de grande eficiência, mas é indicado para tratamento de água com pouca turbidez. Desinfecção 70-Quais são os principais requisitos na escolha do desinfetante no tratamento da água? R: A desinfecção é alcançada através da filtragem de micróbios prejudiciais, adicionando produtos químicos desinfetantes no último passo da purificação da água potável. A água é desinfetada para matar os agentes patogênicos que passam pelos filtros. Na maioria dos países, os sistemas públicos de água são obrigados a manter um agente de desinfecção residual no sistema de distribuição, no qual a água pode permanecer durante dias antes de chegar ao consumidor. Os requisitos mínimos para a escolha de um desinfetante devem ser: Destruir em tempo razoável organismos patogênicos; não serem tóxicos ao ser humano e animais domésticos e não causar odor e sabor na água; fornece condições seguras de transporte, armazenamento, manuseio e aplicação; produzir residuais persistentes na água. 71-Em que consiste a desinfecção? R: Desinfecção é um termo que remete para a diminuição do número de micro- organismos (patogênicos) de um objeto inanimado. Apesar disso, uma desinfecção nem sempre elimina 100% dos micro-organismos, mas impede que o objeto em questão seja sujeito a uma infecção. 72-Cite alguns fatores que interferem a eficiência da desinfecção; R: Há fatores que alteram a eficácia dos procedimentos de desinfecção e esterilização. A atividade antimicrobiana dos agentes químicos depende de uma variedade de fatores intrínsecos (natureza, estrutura e características dos micro-organismos) e de fatores extrínsecos (características químicas e físicas do ambiente circunvizinho). Principais fatores interferentes e determinantes: 1 - Natureza do microrganismo; 2 - Natureza da proteína tóxica (príon); 3 - Nível de contaminação e localização dos contaminantes; 4 - Concentração, tempo de exposição e concentração do agente desinfetante; 5 - Fatores físicos e químicos; a) Temperatura; b) Valor de pH; c) Dureza da água d. Umidade Relativa; 6 - Matéria Orgânica. 73-Relacione turbidez da água tratada com eficiência na desinfecção. R: A turbidez é causada por partículas sólidas em suspensão, como argila e matéria orgânica, que formam coloides e interferem na propagação da luz pela água, logo uma água tratada deve possuir uma baixa turbidez, o que servirá de demonstrativo da eficiência do processo de tratamento. 74-Porque o cloro na forma gasosa, e seus derivados tem sido o produto mais utilizado na desinfecção de água na ETAs? R: A cloração é o método de desinfecção mais usado por ser facilmente disponível, barato, fácil de aplicar devido a sua alta solubilidade (7,0 g/l aproximadamente a 20oc); deixa um residual em solução, de concentração facilmente determinável, que, não sendo perigoso ao homem, protege o sistema de distribuição, e é capaz de destruir a maioria dos micro-organismos patogênicos. 75-Relacione o pH da água com os compostos formados através da desinfecção com cloro gasoso, qual composto é mais eficiente? R: Para os valores de pH superiores a 6, a quantidade de ácido hipocloroso (HCLO) diminui, e a quantidade do íon hipoclorito (CLO-) aumenta. O pH das águas naturais encontra-se normalmente na faixa em que há presença tanto de HCLO como de CLO-. O ácido hipocloro é mais eficiente que o íon hipoclorito na desinfecção. 76-O ministério da saúde recomenda que o pH da água tratada fique em que limites? R: pH = 7. 77-Porque manter um residual de cloro residual livre na água na a rede de abastecimento? R: Nos sistemas de tratamento de água, a etapa de desinfecção é de extrema importância para garantir que a água esteja isenta de microrganismos relacionados às doenças de veiculação hídrica. A cloração é o método mais antigo e mais amplamente utilizado devido a sua disponibilidade, baixo custo e ação residual. Sendo aplicada em concentrações que não sejam prejudiciais ao homem, sua ação é eficaz e protege o sistema de distribuição de água. O cloro apresenta alta reatividade, sendo um poderoso oxidante, motivo pelo qual reage com grande número de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes na água que diminui sua ação residual. Por este motivo, a concentração de cloro na rede de distribuição varia muito de acordo com as substâncias reativas encontradas na água. 78-A reação do cloro com que impureza da água pode levar a formação de que compostos altamente perigosos para saúde humana? Qual pode ser o risco para a saúde humana? R: Alguns Nutrientes na natureza são cancerígenos e anti-fitoquímicos que são comumente encontrados em alimentos, foram descobertas substâncias que causam câncer mortal quando consumidos ou combinado com o cloro da água de torneira. 79-Qual a importância da fluoretação em um ETA? R: A fluoretação é o acréscimo controlado de um composto de flúor à água de abastecimento público com a finalidade de atuar no controle da cárie dentária, sendo uma das principais e mais importantes medidas de saúde pública. Portanto, nas condições brasileiras atuais, não fluoretar a água ou interromper sua continuidade deve ser considerada uma atitude juridicamente ilegal, cientificamente insustentável e socialmente injusta. Fluorose dental é uma deficiência na mineralização do esmalte devida à ingestão excessiva de fluoreto durante o crescimento dental. Como há uma relação linear dose-efeito, os resultados dependem da quantidade de fluoreto e do tempo que ele é mantido nos líquidos teciduais durante a mineralização do esmalte. O aumento da prevalência de fluorose dental tem aumentado nas últimas décadas devido ao vasto uso de outras formas de fluoreto, até mesmo em cidades que não utilizam fluoretação no abastecimento público. 80-O que é alcancede projeto do sistema de abastecimento, cite alguns métodos para cálculo da população de projeto? R: O alcance de projeto de sistema de abastecimento é o tempo em anos que aquele projeto irá conseguir suprir toda a população que o sistema irá abastecer em determinada região, o cálculo da população pode ser realizado pelos seguintes métodos: • Crescimento aritmético; • Crescimento geométrico; • Regressão multiplicativa; • Taxa decrescente de crescimento; • Curva logística; • Comparação gráfica entre cidades similares; • Método da razão e correlação; • Previsão com base nos empregos. 81-O que se entende por densidades demográficas para projeto de redes? R: Projeto da rede de distribuição necessita basear-se na análise de como a população em crescimento vai ocupar a malha urbana da cidade e quais a tendências de expansão de futuros loteamentos. As previsões de densidade demográfica são feitas mediante aplicação dos métodos gerais de previsão populacional, em cada uma das áreas que a cidade se divide. Destas áreas parciais são delimitadas em função dos fatores que governam a intensidade de ocupação da área urbana tais como condição topográficas, facilidade de expansão da área urbana, preço de terrenos, planos urbanísticos, zoneamento, facilidade de transporte e comunicações, hábitos e condições socioeconômicas da população, existência de serviços de água de esgotos e águas pluviais etc. 82-Qual o conceito para perdas de água de abastecimento, o que são perdas reais e perdas aparentes? R: Perdas em Sistemas de Abastecimentos de Água • Perdas Reais: São perdas físicas de água decorrentes de vazamentos na rede de distribuição e extravasamentos em reservatórios. Este tipo de perda impacta a disponibilidade de recursos hídricos superficiais e os custos de produção de água tratada. • Perdas Aparente: São perdas não-físicas decorrentes de submedição nos hidrômetros, fraudes e falhas do cadastro comercial. A água é consumida, porém não é faturada pela empresa de saneamento. 83-Em projeto de redes coletoras de água, por que assegurar pressão máxima e mínima explique; R: O projeto de rede deve, como norma garantir uma carga de pressão mínima de 15 mH2O para permitir o abastecimento de um prédio de três pavimentos em uma carga de pressão estática máxima de 50 mH2O, a fim de reduzir as perdas por vazamentos nas juntas das tubulações. Em sistemas de porte em que há diferenças de cotas topográficas superiores a 60m, é conveniente dividir a rede em zonas de pressão de modo a evitar pressões excessivas nos pontos baixos da rede. O controle das pressões mínima e máxima pode ser feito através de instalação de bombas ou válvulas redutoras de pressão, respectivamente. 84-O que acontece na tubulação se houver entrada de ar? R: A entrada de ar na tubulação acontece em determinadas situações que levam à interrupção da distribuição de água, como por exemplo quando é realizada a limpeza periódica da caixa d’água, nos casos de suspensão da água da rua ou quando o registro do imóvel é fechado voluntariamente para a realização de um conserto no encanamento. Em ocasiões como essas, o ar acaba entrando pela tubulação e, quando a água volta, ela não consegue chegar ao chuveiro e às torneiras, mesmo a caixa d’água estando cheia novamente. 85-Explique a melhor forma de se adotar o consumo “percapita” em um sistema; R: Para a adoção de um consumo per capita deve-se levar em consideração se a área abastecida é doméstica, comercial, pública ou industrial; as condições climáticas; o índice pluviométrico; hábitos e nível da população (banhos, lavagem de pisos, irrigação de jardins); poder econômico; tarifas; área do terreno; pressão na rede; e características culturais da comunidade. 86-Qual os efeitos que algumas águas com pH alto e baixo podem exercer sobre a tubulação? R: O pH alto pode causar incrustações nas tubulações. Já o pH baixo tem a possibilidade de corroer e agredir às tubulações. 87-Quais os objetivos de se conceber unidades de reservação? R: Regular entre as vazões de adução e de distribuição, condicionar as pressões na rede de distribuição, combate a incêndios e outras situações emergenciais. Pode minimizar significativamente o custo de energia, sendo que a adutora de recalque atue diariamente 20h, evitando horários de pico. 88-Quanto a localização como se pode classificar os reservatórios? Quando se deve adotar reservatórios elevados? R: Quanto a localização os reservatórios se classificam: • Enterrado (quando completamente embutido no terreno); • Semienterrado ou semiapagado (altura liquida com uma parte abaixo do nível do terreno); • Apoiado (laje de fundo apoiada no terreno); • Elevado (reservatório apoiado em estrutura de elevação); e • Stand pipe (reservatório elevado com a estrutura de elevação embutida de modo a manter contínua o perímetro da secção transversal da edificação). Os reservatórios elevados são projetados para quando há necessidade de garantia de uma pressão mínima na rede e as cotas do terreno disponíveis não oferecem condições para que ele seja apoiado ou semienterrado, isto é, necessita-se de uma cota piezométrica de montante superior à cota de apoio do reservatório no terreno local. 89-Escreva no quadro a fórmula para cálculo da vazão entre a captação e ETA, entre os reservatórios e a rede de distribuição. R: *Vazão de captação, estação elevatória e adutora até a ETA: Q1 = [k1*P*q/86400] *Ceta (l/s) *Vazão da ETA até o reservatório: Q2 = k1*P*q/86400 (l/s) *Vazão do reservatório até a rede: Q3 = k1*k2*P*q/86400 (l/s) Em que: P – População da área abastecida; q – Consumo per capita de água; k1 – Coeficiente do dia de maior consumo; (valores usuais entre 1,25 e 1,50); k2 – Coeficiente da hora de maior consumo; (valor comum 1,50); Ceta – Consumo da ETA (3%). 90-Para cálculo de vazão explique como se calcula o coeficiente do dia de maior consumo e o coeficiente da hora de maior consumo. R: Ao longo do ano, haverá um dia em que se verifica o maior consumo. É utilizado o coeficiente do dia de maior consumo (K1) que é obtido da relação entre o máximo consumo diário verificado no período de um ano e o consumo médio diário. O valor usualmente adotado no Brasil para k1 é 1,20. Ao longo do dia tem-se valores distintos de pique de vazões horária. Entretanto haverá “uma determinada hora” do dia em que a vazão de consumo será máxima. É utilizado o coeficiente da hora de maior consumo (k2), que é a relação entre o máximo consumo horário verificado no dia de maior consumo e o consumo médio horário do dia de maior consumo. 91-Em que consiste o método do seccionamento fictício para cálculo de rede? R: O método do seccionamento fictício consiste em supor situações em uma determinada rede de distribuição de água, onde os trechos da rede serão seccionados, de forma que se tenha uma situação fictícia para sua aplicação. Com este método é possível dimensionar redes malhadas, transformando-as para redes ramificadas fictícias, verificando-se as hipóteses dos seccionamentos adotados, confrontando os valores calculados com condições relacionadas às pressões resultantes nos pontos de seccionamento pelos trajetos possíveis da água da rede ramificada fictícia que devem ter valores aproximados. 92-O que significa as seguintes terminologias para tubulações: DN, PSA, PN. R: A pressão nominal de um tubo uma das maneiras para se identificar é o SDR (Standard Dimension Ratio) ou RDE, que é o diâmetro externo nominal e a relação com a espessura nominal (SDR) O valor da PN corresponde a máxima pressão de operação ou MPO a 25º C, com uma vida útil de 50 anos conduzindo água. Pressão de Serviço Admissível (PSA): É a pressão interna (excluindo o golpe de aríete) que um componente pode suportar, com total segurança e de forma contínua, em regime hidráulico permanente.O diâmetro nominal de tubos (NPS, do inglês Nominal Pipe Size) é um conjunto de tamanhos de tubulação padrão utilizados em tubulações de pressão nos EUA. As mesmas dimensões de tubo são utilizadas com nomes diferentes na Europa. 93-Cite algumas vantagens e desvantagens de se usar tubos de PVC; R: • As vantagens do PVC -Primeiro, é muito resistente. De fato, o PVC é mais resistente ao desgaste, intempéries e outros agentes agressivos do que a maioria dos outros materiais usados para fazer tubo. -O PVC também é resistente a chamas. Se você queima um tubo de PVC flexível, ele queima na chama, mas não se queima. Portanto, se a chama for removida, o tubo para de queimar imediatamente. O PVC não permite desenvolvimento bacteriológico em sua superfície. • Desvantagens do PVC -O PVC fica amarelo com o tempo (após vários anos), diferentemente das mangueiras flexíveis usadas em um sistema de tubulação de aço inoxidável. Torna- se tóxico em caso de incêndio. Sua aparência plástica não possui design muito bonito. 94-O que significa PEAD, quais as vantagens de se usar PEAD? R: PEAD significa polietileno de alta densidade. Suas vantagens são: facilidade de conexão dos tubos, leveza e flexibilidade, alta resistência ao impacto, corrosão, resistência química e à abrasão, facilidade de montagem e manutenção, tubos atóxicos e menor custo final da obra. 95-Quando se deve utilizar válvula antigolpe em tubulação? R: A válvula antigolpe é utilizada para evitar o fenômeno denominado golpe de aríete, ocasionado pela alteração súbita no fornecimento de carga cinética ao escoamento dentro de uma tubulação. 96-O que são transientes hidráulicos? R: Transientes hidráulicos, ou surtos de pressão, são criados quando ocorrem mudanças súbitas nas taxas de vazão em sistemas de estações elevatórias e adutoras. As pressões criadas podem ser suficientemente altas para danificar ou até mesmo causar falha catastrófica de adutoras. 97-Cite alguns métodos para controle de transiente hidráulico. R: Válvulas de retenção – Este tipo de válvula tem por finalidade impedir o escoamento em sentido contrário da água na bomba após o desligamento da mesma, pois o fluxo reverso pode fazer com que a bomba gire ao contrário causando danos. By-pass – Este tipo de dispositivo pode ser instalado paralelamente às bombas, são ativados quando ocorre interrupção do funcionamento da bomba e evitam elevações de pressões junto às bombas, bem como previnem a cavitação a jusante da bomba no caso de baixas pressões. Reservatório de ar Comprimido ou Hidropneumático (RHO) - Quando dimensionado adequadamente este dispositivo pode aliviar tanto pressões positivas quanto negativas. Normalmente os RHO estão localizados muito próximos ou junto as estações elevatórias onde eles têm o seu máximo efeito. Uma desvantagem deste sistema é seu alto custo e complexa manutenção, porém em muitos casos convém sua utilização já que corresponde a um dos sistemas mais efetivos no controle dos transientes. 98-O que é o fenômeno da cavitação? R: Cavitação é o fenômeno de vaporização de um líquido pela redução da pressão, durante seu movimento. Para todo fluido no estado líquido pode ser estabelecida uma curva que relaciona a pressão à temperatura em que ocorre a vaporização. Por exemplo: na pressão atmosférica a temperatura de vaporização da água é de cerca de 100°C. Contudo, a uma pressão menor, a temperatura de vaporização também se reduz. 99-Cite alguns acessórios que sempre devem existir em uma estação elevatória de água. R: O sistema de estação elevatório é o conjunto tubulações, acessórios, bombas e motores necessários para transportar certa vazão de água de uma fonte inferior para um local solicitado em uma cota superior. 100-Deixe uma mensagem para seus colegas, onde o novo paradigma de vida seja com uma comunidade que se respeite e respeite o meio ambiente. R: O respeito tem em sua característica principal a reverência e consideração, levar isso como forma de vida traz um bem não só a pessoa mas a toda comunidade que ela vive, elevando de forma bastante significativa o desenvolvimento das pessoas, levar esse respeito que já é algo extraordinário para a questão ambiental, traz benefícios perfeitos para sociedade, pois a partir do momento que existe um respeito quanto a diversidade da natureza seja a fauna ou a flora, existe a preservação e o cuidado dos mesmos, tornando assim um mundo melhor, reduzindo problemas que seriam causados pela destruição da natureza, seja eles doenças, problemas climáticos, entre outros.
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