Tratamento de Água e Saneamento Básico

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L/O/G/O Química Ambiental
Química das Águas - Parte 3
 Purificação de águas 
- Tratamento de água para abastecimento
- Tratamento de esgoto
Agatha Lopes
2° semestre 2016
Departamento de Química – UFJF
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Art. 225. Todos têm direito ao meio
ambiente ecologicamente equilibrado, bem
de uso comum do povo e essencial à sadia
qualidade de vida, impondo-se ao Poder
Público e à coletividade o dever de defendê-
lo e preservá-lo para os presentes e as
futuras gerações
A Constituição Federal de 1988 dispõe:
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Água potável
70% (38% em 1990)
94% da população
98% (92% em 1990)
De acordo com o relatório da Unicef em 2015:
Uma em cada três pessoas no mundo – cerca de
2,4 bilhões de indivíduos – ainda não têm acesso a
serviços de saneamento básico e água potável.
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Brasil possui 12% da reserva hídrica
do planeta, com os maiores recursos
superficiais (Bacias hidrográficas do
Amazonas e Paraná) e subterrâneos
(Bacias Sedimentares do Paraná,
Piauí, Maranhão).
As águas utilizadas para consumo
humano e para as atividades
socioeconômicas são retiradas de
rios, lagos, represas e aquíferos.
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EscassezDesperdício Abundância
Imagens: http://turmadamonica.uol.com.br/

REAPROVEITAMENTO
Tratamento de água
Tratamento de esgoto
REUSO
A CRISE DA ÁGUA
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 Depende da finalidade para qual a água se destina.
Substituir parte da água potável para destinos com padrões 
menos restritivos, por uma de qualidade inferior.
- Urbano - Industrial
- Agrícola - Recreação
Toda água deve ser tratada? 
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Água para abastecimento - Fontes
Águas superficiais
Lagos, rios, riachos.
Mais expostas à poluição
Fontes não Potáveis
Estação de Tratamento de Água
Águas subterrâneas: 
Aquíferos
Poços, minas, ...
 Fontes Potáveis
 Desinfecção
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Estação de Tratamento de Água (ETA)
 Principais objetivos:
• A remoção de material particulado, bactérias e algas;
• Remoção da matéria orgânica dissolvida;
• Remoção ou destruição de organismos patogênicos.
 Os processos envolvidos podem sofrer variações
dependendo da fonte de água e dos padrões de qualidade a
serem alcançados.
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ETA - Esquema simplificado
Imagens: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Agua/Agua7.php9
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Etapas do tratamento da água
Captação e bombeamento
 A água passa por um sistema de grades que impede a
entrada de elementos macroscópicos, como folhas, galhos e
outros detritos.
Após a captação, a água é bombeada com vazões controladas
até as estações de tratamento da água.
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• Cloração: a presença do cloro deixa os metais menos
solúveis e destrói partes dos microrganismos.
– A pré-cloração hoje está sendo evitada, pois o cloro reage com
substâncias orgânicas presentes na água produzindo
trialometanos (THM): CHX3 (X = cloro, bromo).
– Os THM não são removidos da água através do tratamento
convencional.
 Deve-se assegurar que a matéria orgânica esteja ausente da água
que vai ser submetida à cloração !
• Alcalinização: adição de hidróxido de sódio para adequar
o valor de pH para as fases seguintes do tratamento.
Pré-tratamento
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Adição de um coagulante, geralmente sulfato de alumínio,
seguido de uma agitação violenta da água para provocar a
desestabilização das partículas de sujeira, facilitando sua
agregação.
Coagulação
Os hidróxidos gelatinosos
insolúveis formados vão
encapsular as partículas
suspensas na água.
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Floculação
Em tanques menores, válvulas provocam uma suave
turbulência na água.
 as partículas de sujeira desestabilizadas pela coagulação
colidem umas com as outras e vão se unindo, formando flocos
maiores.
A floculação ocorre em 
um tempo muito maior 
do que a coagulação.
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Decantação
É um processo de separação física das partículas em
suspensão, clarificando a água e reduzindo em grande
porcentagem as impurezas.
Processo dura cerca de 3 h
O material sedimentado
constitui o lodo, onde
predominam matéria orgânica,
hidróxido de alumínio e
impurezas diversas.
 Estação de tratamento de
sólidos
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Filtração
Na filtração, a água passa
por várias camadas
filtrantes onde ocorre a
retenção das impurezas não
retidas pelos decantadores.
A água da superfície do
decantador é recolhida por
canaletas e levada a
dezenas de filtros
verticais: a água entra por
cima deles e sai por baixo
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 Para garantir a qualidade da água, após a clarificação é
feita a desinfecção.
 O método mais econômico e usual para a desinfecção da
água em sistemas públicos é a cloração.
Clarificação. 
Nesta fase, todas as
partículas de impurezas são
removidas deixando a água
límpida.
 Mas ainda não está pronta
para ser usada.
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Desinfecção - Cloração 
 Usado para destruição de microorganismos presentes na
água, que não foram retidos nas etapas anteriores.
O cloro é aplicado em forma de gás ou em soluções de
hipoclorito.
 O gás cloro reage quase completamente com a água
formando o ácido hipocloroso.
 Em pH mais alcalinos, o ácido hipocloroso se dissocia
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É um método confiável, de relativo baixo custo, simplicidade
operacional.
O excesso no tratamento favorece a biossegurança no
transporte e armazenamento da água tratada.
 O composto de maior preocupação que pode ser formado 
quando usa a desinfecção com cloro é o CHCl3: clorofórmio
Produto da reação do HOCl com matéria orgânica.
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Fluoretação
A aplicação do flúor pode uma etapa adicional, e tem como
função de colaborar para redução da incidência da cárie
dentária.
O flúor é aplicado na água usando como produtos
fluorsilicato de sódio ou ácido fluorsilícico.
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Etapas finais
Análises físico-químicas e
microbiológicas para atestar a
qualidade da água. Reservatório  Distribuição
Portaria n° 2914 do Ministério da
Saúde, de 12 de dezembro de 2011.
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Encaminhado para a desidratação - estabilização química e
microbiológica.
A secagem pode ser feita de várias formas: evaporação em leitos,
uso de filtros (tipo prensa), etc.
Lodo (decantação) - Linha SÓLIDA
Após tratado é transportado para um
destino final adequado.
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Resíduos líquidos gerados por fonte poluidoras e lançadas na
rede coletora de esgoto ou corpos receptores através de
canalizações, bem como por outro dispositivo de transporte.
Efluentes
Os poluentes atingem o corpo 
d’agua distribuídos ao longo 
de parte de sua extensão.
Os poluentes atingem o 
corpo d’agua de forma 
concentrada.
Apenas 39% dos 
esgotos são tratados
48,6% da população tem 
acesso à coleta de esgoto 
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A constituição dos esgotos domésticos é:
99,9% Água e 0,1% Sólidos
• sólidos suspensos,
• sólidos dissolvidos,
• matéria orgânica,
• nutrientes (N, P),
• organismos patogênicos (vírus, bactérias)
 O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos
na água em que é lançado:
• Diminuição do O2 dissolvido
• Aumento na emissão de CH4 e CO2
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Quanto pior a qualidade da água 
bruta recolhida na fonte, maior será 
o esforço para o tratamento da água.
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Possibilidades para tratamento 
 Decomposição da matéria orgânica antes do seu
lançamento em corpos de água.
1) Tratamentos aeróbios
2) Tratamentos anaeróbios
3) Tratamento “misto”
O esgoto deve ser tratado em local apropriado
Estações de Tratamento de Efluentes – ETE
A água resultante pode ser
reutilizada em processos industriais
ou lançada nos rios.
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Tratamento 
Preliminar
Remoção de sólidos 
grosseiros e areia;
Remoção de sólidos em 
suspensão sedimentáveis, 
materiais flutuantes 
(óleos) e parte da matéria 
orgânica em suspensão
Remoção de matéria
orgânica dissolvida e damatéria orgânica em
suspensão não removida
no tratamento primário
Tratamento 
Primário
Tratamento 
Secundário
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Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=f61JxBM8wrY 
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Tratamento Preliminar
Proteção
• unidades subsequentes;
• bombas e tubulações;
• corpos receptores.
• evitar abrasão e obstrução nas bombas 
e tubulações;
• facilitar o transporte do líquido.
Tratamento 
Primário
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• Evitar a sobrecarrega 
dos tanques
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Tratamento Primário
Tratamento 
Preliminar
Sólidos sedimentáveis
Matéria orgânica (suspensão)
Tratamento 
Secundário
Remoção de 40 a 60% dos sólidos em suspensão.
 Eliminação de 30 a 40% da DBO. 
Decantador
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Tratamento Secundário
DEGRADAÇÃO BIOLÓGICA Lançamento
em rios
Tratamento 
Primário
Diferentes processos: Decomposição aeróbia e/ou anaeróbia
geração de outros gases como metano (CH4) e gás sulfídrico (H2S). Anaeróbios
“Remoção” - Lagoas de Estabilização 
- Matéria orgânica dissolvida
- Matéria orgânica ainda em suspensão
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Aeróbios
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Lagoas facultativa
Depende de fenômenos puramente naturais.
Na respiração as bactérias consomem O2 e produzem CO2,
que por sua vez é consumido pelas algas no processo de
fotossíntese, produzindo então O2.
As condições aeróbias são mantidas nas camadas
superiores das águas, enquanto as condições anaeróbias
predominam em camadas próximas ao fundo da lagoa.
Adequadas: pequenas comunidades
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Lagoas aerada facultativa
O oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos.
Os microrganismos multipliquem-se e alimentem-se de
material orgânico, formando o lodo e diminuindo assim a
carga poluidora do esgoto.
Exige tempo e área menor  Consumo de energia.
 Solução para lagoas facultativas que operam de forma
saturada e não possuem área suficiente para sua expansão
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Lagoa anaeróbica – lagoa facultativa
Lagoas anaeróbias possui maior profundidade, com uma
superfície pequena (em comparação).
O consumo de O2 é maior que a sua produção.
 O mecanismo anaeróbio predomina.
Adequado para efluentes com alto teor orgânico
(matadouros), não se aplica aos esgotos domésticos.
Eficiência e custo superior.
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Lagoa aerada – Lagoa de decantação
O efluente que sai de uma lagoa aerada ainda possui uma
grande quantidade de sólidos suspensos.
Nos decantadores secundários, o sólido restante vai para o
fundo e a parte líquida já está sem 90% das impurezas.
 Gera grande quantidade de lodo, o que requer um
tratamento posterior
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Processo de lodos ativados 
Lodos ativados convencional
O lodo é bombeado do fundo do decantador secundário para a
unidade de aeração.
 No decantador primário é removida parte da
matéria orgânica, minimizando os custos do tratamento.
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 Lodos ativados de aeração prolongada
O lodo do decantador secundário permanece tempo suficiente 
no reator para que ocorra a estabilização. 
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Sem 
decantador 
primário 
 Lodos ativados com fluxo intermitente
A decantação primária, oxidação biológica e decantação 
secundária ocorrem em um único tanque, de forma sequencial
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Processo de lodos ativados 
O lodo torne-se mais concentrado através da
separação de uma parte da água presente.
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Digestores: microrganismos 
anaeróbicos degradam a matéria 
orgânica restante:
 forma gás metano e água, 
 promove a estabilização do lodo, 
 sem odores desagradáveis. 
Secagem - Filtros prensa: 
equipamento mecânico que desidrata 
o lodo, através de várias placas 
com telas filtrantes preenchidas 
por lodo. 
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Água de reuso:
Irrigação de áreas cultiváveis, uso comercial e domiciliar
como água não potável, reuso industrial, uso na construção
civil, reincorporação nos corpos d’água.
 Biossólidos:
Disposição em aterros sanitários, incineração, uso como
fertilizante orgânico, recuperação de solos degradados,
reaproveitamento industrial (fabricação de tijolos e
cerâmicas, produção de cimento).
 Biogás:
Geração de energia elétrica, energia térmica.
Subprodutos Gerados 
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Considerações Finais
 A escolha do melhor sistema/método de
tratamento varia em função de fatores como:
– volume de esgoto bruto gerado;
– volume de subprodutos gerados e qual sua
aplicação/destinação final;
– tempo requerido para o tratamento do esgoto;
– custo operacional;
– investimento necessário para construir a ETE;
– área ocupada pela ETE.
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Referências Bibliográficas
• BRASIL. Constituição (1988). Constituição da República Federativa do Brasil. Brasília, 
DF, Senado, 1988.
• Nascentes, C. C.; Costa, L. M. “Química Ambiental”, Universidade Federal de Minas 
Gerais, 2011.
• LAPORTA, P.. Um terço da população mundial não tem acesso a água tratada, diz ONU. 
Publicado em 3 de julho de 2015. Disponível em: http://g1.globo.com/economia/crise-
da-agua/noticia/2015/07/um-terco-da-populacao-mundial-nao-tem-acesso-agua-
tratada-diz-onu.html. Acesso em 14 de setembro de 2016.
• VON SPERLING, M.. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 
3.ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; 
Universidade Federal de Minas Gerais; 2005
• Fraceto L.F, Rosa A.H, Carlos V.M (2012). Meio ambiente e sustentabilidade. Editora 
Bookman. 
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