Princípios de funcionamento de uma ETA

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CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR 
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 
CAMPUS DE POMBAL
QUALIDADE DA ÁGUA
Antonio Angelo Fernandes Ferreira
Naara Lara de Oliveira
Victor Moura da Silva
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DE UMA ETA: FILTRAÇÃO, DESINFECÇÃO, FLUORETAÇÃO, COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E DECANTAÇÃO. 
Pombal/PB
Maio de 2023.
Antonio Angelo Fernandes Ferreira - 920110117
Naara Lara de Oliveira - 920110004
Victor Moura da Silva - 920110193
Princípios de funcionamento de uma ETA: Filtração, desinfecção, fluoretação, coagulação, floculação e decantação. 
Trabalho escrito apresentado à disciplina de Qualidade da Água, da Universidade Federal de Campina Grande – Campus Pombal, como requisito para obtenção de nota. 
Pombal/PB
Maio de 2023
1. COAGULAÇÃO
A coagulação é um processo crucial em uma estação de tratamento de água, onde partículas suspensas são removidas da água para torná-la segura para consumo. A coagulação envolve a adição de produtos químicos que ajudam a aglomerar as partículas suspensas em um tamanho maior para que possam ser removidas mais facilmente através da sedimentação e filtração. (SILVA, 2014).
A coagulação geralmente é realizada com a adição de coagulantes químicos, como sulfato de alumínio, cloreto férrico ou polímeros orgânicos, à água bruta. Esses produtos químicos se misturam com a água e formam hidróxidos metálicos que neutralizam a carga elétrica das partículas suspensas, fazendo com que elas se aglutinem em flocos maiores. Esses flocos são então removidos da água por sedimentação ou filtração. (ALMEIDA, 2004).
Os fatores que afetam a eficácia da coagulação incluem a dosagem e o tipo de coagulante usado, o pH da água e a turbidez da água. A dosagem de coagulante deve ser suficiente para neutralizar a carga elétrica das partículas suspensas, mas não em excesso, pois isso pode levar à formação de flocos muito grandes que são difíceis de remover da água. (PEREIRA, 2015).
O pH da água é um fator importante na coagulação, pois afeta a carga elétrica das partículas suspensas e a eficácia dos coagulantes. Em geral, a coagulação é mais eficaz em águas com pH próximo a 7.0. A turbidez da água, ou a quantidade de partículas suspensas na água, também afeta a coagulação. Águas com alta turbidez podem exigir dosagens mais elevadas de coagulante e um tempo de reação mais longo para formar flocos maiores. (SANTOS, 2016).
Em resumo, a coagulação é um processo crítico em uma estação de tratamento de água, onde a adição de coagulantes ajuda a remover partículas suspensas da água, tornando-a segura para o consumo humano. A eficácia da coagulação é afetada por diversos fatores, como dosagem de coagulante, pH da água e turbidez da água. (SILVA, 2014).
2. FLOCULAÇÃO
O processo de floculação demanda uma mistura suave e a utilização de um floculante polimérico de alto peso molecular. O produto se une aos flóculos, facilitando a ligação de lacunas entre eles (GUERREIRO, [s.d.]).
Isso faz com que seja criado um alcance eficaz para as forças de atração diminuírem a barreira energética para que o processo de floculação seja realizado, deixando a forma de flocos fracamente agregada (GUERREIRO, [s.d.]).
A agregação, ligação e fortalecimento dos flocos acontece até atingir a forma de flocos grandes e visivelmente suspensos. Ao atingir o peso, tamanho e força corretos, ocorre a sedimentação. Os flocos grandes são muito sensíveis a essa mistura. Quando são separados por cisalhamento forte, é praticamente impossível que eles se juntem novamente (GUERREIRO, [s.d.]).
Uma curiosidade sobre o processo de floculação é que ele acontece de maneira natural durante a formação de flocos de neve ou sedimentos submarinos. Porém, também pode ser aplicado em indústrias de biotecnologia, petróleo, celulose e mineração, além do tratamento de água (GUERREIRO, [s.d.]).
Os floculantes utilizados para o tratamento de águas e efluentes são derivados de hidrocarbonetos, utilizando como monômero a acrilamida, por isto são chamados de poliacrilamida. Dentro do processo de polimerização, conforme a carga do polímero, é adicionado ainda um outro monômero. Sendo assim, os floculantes utilizados nas estações de tratamento são classificados como copolímeros (GUERREIRO, [s.d.]).
Os floculantes podem ser aniônicos, catiônicos ou não-iônicos. Os aniônicos possuem ao longo de sua cadeia polimérica sítios ativos carregados negativamente. Durante o seu processo de produção, uma molécula importante é o ácido acrílico, que confere o caráter aniônico à cadeia. Veja na imagem a seguir a molécula da polimerização do floculante aniônico (GUERREIRO, [s.d.]).
Os floculantes catiônicos possuem os sítios carregados positivamente. Durante o processo de produção, uma outra molécula confere à cadeia o caráter positivo. O floculante não-iônico é caracterizado por não possuir carga, ou de forma mais específica, uma quantidade muito pequena de carga ao longo de sua cadeia. Aqui, não há moléculas conferindo o grau iônico, sendo a acrilamida a principal molécula do processo (GUERREIRO, [s.d.]).
3. DECANTAÇÃO
A decantação é um método de separação de misturas heterogêneas de dois tipos: líquido + sólido e líquidos imiscíveis. Essa técnica é física, pois se baseia na diferença de densidade entre os componentes da mistura (GUERREIRO, [s.d.]). 
O primeiro passo é deixar a mistura em repouso, visto que a parte sólida costuma ser a parte mais densa. Com o tempo e com a ação da gravidade, o sólido irá ser depositado no fundo do recipiente. Essa parte do processo é chamada de sedimentação. Depois disso, é realizada a decantação, ou seja, a separação cuidadosa da parte líquida que ficou em cima, transferindo-a para outro recipiente (GUERREIRO, [s.d.]).
Isso pode ser feito por meio de uma sifonação, que é a transferência do líquido por meio de um sifão, iniciando-se o fluxo por sucção. Esse processo pode ser bem visualizado no caso de uma mistura de água e areia (GUERREIRO, [s.d.]).
A sedimentação e a decantação são processos empregados nas estações de tratamento de água. Em uma das etapas do tratamento, adicionam-se coagulantes químicos que se aglutinam às partículas coloidais (partículas que ficam dispersas na água, que não se sedimentam com a ação da gravidade e que são muito pequenas para serem separadas por uma simples filtração (GUERREIRO, [s.d.]). 
A água com os flóculos de impurezas fica em grandes tanques decantadores e permanece ali por cerca de quatro horas. Essas impurezas sedimentam-se, acumulando-se no fundo e sendo removidas pela parte de baixo do tanque (GUERREIRO, [s.d.]).
4. FILTRAÇÃO
4.1. Introdução
Uma Estação de Tratamento de Água (ETA) tem como objetivo fornecer água potável e segura para a população. A filtração e a desinfecção são processos essenciais dentro de uma ETA, responsáveis por remover impurezas e garantir a qualidade da água tratada (VIANA, 2018).
4.2. Filtração
A filtração é uma etapa fundamental no tratamento de água, pois tem como finalidade a remoção de partículas suspensas, sólidos dissolvidos e microrganismos. Seu objetivo é melhorar a claridade, cor e sabor da água, além de reduzir a carga microbiana. Diversos tipos de filtros são utilizados em ETAs, tais como filtros de areia, filtros de carvão ativado e membranas de ultrafiltração (VIANA, 2018).
4.2.1. Filtros de Areia
Os filtros de areia são amplamente empregados em ETAs. Consistem em uma camada de areia granular que retém partículas maiores à medida que a água passa através dela. A água tratada é coletada na parte inferior do filtro (VIANA, 2018).
4.2.2. Filtros de Carvão Ativado
Os filtros de carvão ativado são eficientes na remoção de compostos orgânicos, cloro residual e sabores indesejados. O carvão ativado possui uma grande área superficial, o que permite a adsorção de substâncias indesejadas presentes na água. Esses filtros são frequentemente utilizados em conjunto com outros tipos de filtros para obter melhores resultados (VIANA, 2018).
4.2.3. Membranas de Ultrafiltração
As membranas deultrafiltração são filtros com poros extremamente pequenos, capazes de remover partículas, bactérias e vírus da água. Essas membranas possuem poros microscópicos que retêm as impurezas, permitindo a passagem apenas da água tratada. São altamente eficientes na remoção de contaminantes, tornando a água segura para consumo (VIANA, 2018).
5. DESINFECÇÃO
Segundo Viana (2018) a desinfecção é uma etapa crítica para eliminar microrganismos patogênicos e garantir a segurança microbiológica da água. Diferentes métodos de desinfecção são empregados em ETAs, tais como cloração, ozonização e irradiação ultravioleta (UV).
5.1. Cloração
A cloração é um dos métodos mais comuns de desinfecção. O cloro é adicionado à água para eliminar bactérias, vírus e outros microrganismos patogênicos. É importante controlar a quantidade de cloro adicionado para evitar a formação de subprodutos indesejáveis (VIANA, 2018).
5.2. Ozonização
A ozonização consiste na adição de ozônio à água para desinfecção. O ozônio é um poderoso oxidante que mata microrganismos e remove sabores e odores desagradáveis. O ozônio se decompõe rapidamente, não deixando subprodutos químicos indesejáveis na água tratada (VIANA, 2018).
5.3 Irradiação Ultravioleta (UV)
A irradiação ultravioleta é um método de desinfecção que utiliza luz UV para inativar microrganismos. A água é exposta a uma fonte de luz UV que destrói o DNA dos microrganismos, tornando-os incapazes de se reproduzir. Essa técnica é segura, eficaz e não adiciona produtos químicos à água (VIANA, 2018).
6. FLUORETAÇÃO 
A fluoretação é uma das etapas do tratamento de água utilizada para controlar a concentração de flúor na água potável. O flúor é um mineral natural que pode ser encontrado em águas subterrâneas e superficiais, e é conhecido por ajudar a prevenir a cárie dentária. A fluoretação é um processo pelo qual uma pequena quantidade de flúor é adicionada à água potável para ajudar a prevenir a cárie dentária em toda a população, sem a necessidade de ações individuais. (HENRIQUE, 2017).
O processo de fluoretação envolve a adição controlada de fluoreto na água tratada, geralmente na forma de fluossilicato de sódio, ácido fluossilícico ou fluoreto de sódio. A quantidade de fluoreto adicionada varia dependendo da temperatura média anual e da idade da população. A adição de flúor é cuidadosamente monitorada e controlada para garantir que a concentração de flúor na água potável permaneça dentro dos limites recomendados pelas agências reguladoras. (PEDROSO, 2013).
A fluoretação da água é considerada uma das medidas de saúde pública mais bem-sucedidas do século XX. A Organização Mundial da Saúde (OMS) e a Organização Pan-Americana da Saúde (OPAS) recomendam a fluoretação da água potável em áreas onde a concentração natural de flúor é baixa, a fim de reduzir a incidência de cárie dentária. (PEDROSO, 2013).
No entanto, a fluoretação da água potável também é um assunto controverso. Algumas pessoas são contra a adição de flúor na água potável, citando preocupações com a saúde e a segurança do flúor. No entanto, estudos científicos extensos foram realizados ao longo dos anos e não encontraram evidências significativas de efeitos colaterais negativos para a saúde associados à fluoretação da água potável. (MACEDO, 2017).
Apesar disso, a fluoretação da água é uma prática comum em muitos países em todo o mundo, incluindo o Brasil. Desde 1975, a fluoretação da água é obrigatória em todo o território brasileiro, de acordo com a Lei Federal n° 6.050, que determina que a adição de flúor na água potável seja realizada dentro dos limites estabelecidos pelo Ministério da Saúde. (OLIVEIRA, 2010)
A eficácia da fluoretação da água na prevenção da cárie dentária é amplamente reconhecida. Estudos mostram que a fluoretação da água potável pode reduzir a incidência de cárie dentária em até 40%. Além disso, a fluoretação da água é considerada uma medida de saúde pública de baixo custo e alta efetividade, que beneficia toda a população, independentemente da idade, renda ou acesso aos cuidados odontológicos. (MACEDO, 2017).
Em resumo, a fluoretação é uma etapa importante no tratamento de água potável, com o objetivo de controlar a concentração de flúor na água e prevenir a cárie dentária. Apesar de ser um assunto controverso, a fluoretação da água é amplamente reconhecida como uma medida de saúde pública. (HENRIQUE, 2017).
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SILVA, Eduardo C. et al. Utilização de coagulantes alternativos no tratamento de água para abastecimento. Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 19, n. 1, p. 55-64, 2014.
ALMEIDA, José Eduardo Mendes Camargo de; LIMA, Álvaro Azevedo. Coagulação-floculação no tratamento de água: uma revisão. Química Nova, v. 27, n. 6, p. 941-947, 2004.
PEREIRA, Raquel Amorim; BOAVISTA, Rui; FREITAS, Olga. Otimização da coagulação em sistemas de tratamento de água utilizando planejamento experimental. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 20, n. 4, p. 487-496, 2015.
SANTOS, Mariana Oliveira dos; SANTOS, Soraia Cristina Gonzaga dos; VON SPERLING, Marcos. Avaliação de coagulantes primários para o tratamento de água para consumo humano. Revista DAE, v. 64, n. 197, p. 12-19, 2016.
HENRIQUE, Fernanda; MATTOS, Mariana de Oliveira; PEREIRA, Antonio Carlos. Estudo da eficiência do processo de fluoretação da água de abastecimento público de um município da região sul do Brasil. Saúde e Ambiente em Revista, v. 12, n. 1, p. 47-54, 2017.
PEDROSO, Marcelo; LIMA, Daniele Ferreira; SANTOS, Daniele Ferreira dos; CARVALHO, Gisele Cristina de. Avaliação da fluoretação da água de abastecimento público em um município do estado de São Paulo. Revista Brasileira de Odontologia, v. 70, n. 1, p. 21-25, 2013.
MACEDO, Guilherme Vinícius Lopes de; SILVA, Giselle de Abreu e; SANTOS, Daniela Lemos dos; SOUZA, Érica da Costa; LOPES, Flávio Farias; FERNANDES, Maria Helena; FRANCO, Mariane Cunha. Análise da efetividade da fluoretação da água em um município de Minas Gerais. Ciência & Saúde Coletiva, v. 22, n. 6, p. 1941-1949, 2017.
OLIVEIRA, Rodrigo Cardoso de; TAKAYANAGUI, Ângela Maria Magosso; RODRIGUES, Maria Lúcia; FRANCO, Laércio Joel. Avaliação do teor de fluoreto em águas subterrâneas de poços particulares e públicos no município de São Carlos, São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Epidemiologia, v. 13, n. 3, p. 407-416, 2010.
VIANA, D. Estação de tratamento de água: entenda seu funcionamento – Guia da Engenharia. Disponível em: <https://www.guiadaengenharia.com/estacao-tratamento-agua/>. Acesso em: 27 maio. 2023.
GUERREIRO, L. ETA (Estação de Tratamento de Água) e ETE (Estação de Tratamento de Efluentes). [s.l: s.n.]. Disponível em: <http://www.respostatecnica.org.br/dossie-tecnico/downloadsDT/MjUy>. Acesso em: 27 maio. 2023.
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