saneamento ambiental

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SANEAMENTO – 
TRATAMENTO DA ÁGUA 
AULA 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. César Augusto Marin 
 
 
 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Antes de começar esta etapa, é importante lembramos da definição de 
SAA dada por Azevedo Netto e Fernandez (2018, grifo nosso): 
o conjunto de obras, equipamentos e serviços destinado ao 
abastecimento de água potável a um determinado consumidor [...] em 
quantidade, qualidade e confiabilidade (continuidade) do 
abastecimento, adequada aos requisitos necessários e suficiente ao 
fim a que se destina. 
Em conteúdos anteriores, apresentamos grande parte do sistema 
industrial de um SAA. Você aprendeu os parâmetros de qualidade de água e os 
processos de tratamento necessários para obtê-los. Do ciclo de tratamento de 
uma ETA convencional, você já sabe agora como dimensionar os pré-
tratamentos, o processo de coagulação e floculação e os tanques de 
sedimentação ou flotação. Nesta etapa, finalizaremos o processo de toda a ETA, 
aprendendo sobre o conceito, o dimensionamento e as formas de operação de 
filtros rápidos (Tópicos 1 a 3) e dos sistemas de desinfecção e fluoretação 
(Tópico 4 e Tópico 5), finalizando com a produção do lodo de ETA e seu manejo 
(Tópico 5). 
Nosso objetivo é que você, ao fim: 
• Conheça os princípios da filtração em profundidade; 
• Esteja apto a dimensionar filtros rápidos descendentes e suas formas de 
operação; 
• Conheça as principais formas de desinfecção e fluoretação e seu 
dimensionamento; 
• Consiga estimar a produção de lodo de uma ETA e as estruturas 
necessárias para seu manejo. 
TEMA 1 – PROCESSOS UNITÁRIOS: FILTRAÇÃO 
Em conteúdo anterior, aprendemos sobre os processos de separação de 
sólidos por sedimentação e por flotação por ar dissolvido. Grande parte das 
partículas são retiradas nestas etapas, porém isto não é suficiente para garantia 
da turbidez de 0,5 uT exigida na normativa nacional. 
Sedimentação, flotação e filtração são processos de remoção de 
partículas sólidas da água. O que separa fundamentalmente a sedimentação e 
a flotação da filtração é que nesta o mecanismo de atuação é a barreira física, o 
 
 
3 
qual, dependendo do seu dimensionamento, tem capacidade para remover 
partículas coloidais, e é esta última característica que garante turbidez abaixo de 
0,5 uT. 
Por esse fato, podemos inclusive dizer que a filtração é o processo padrão 
de uma ETA, indispensável quando a água bruta não possui as características 
organolépticas mínimas de potabilidade. Dessa forma, é também a etapa em que 
o projeto e a operação devem tomar o maior cuidado possível, e por isso 
dedicamos três tópicos nesta etapa somente para esse processo. Primeiro, 
vamos conhecer os principais aspectos teóricos e de conceitos envolvidos. 
A primeira questão que precisamos conhecer é a diferença entre uma 
filtração em profundidade e uma filtração em superfície. 
1.1 Filtração em profundidade e filtração em superfície 
O processo de filtração que estamos mais habituados a conhecer é o 
processo de filtração com ação em superfície, ou filtração de superfície. Nesse 
caso, cria-se uma barreira física com uma abertura pequena a ponto de permitir 
a passagem de sólidos somente menores que esta abertura. Ao diâmetro ou 
tamanho relativo dessa abertura chamamos de porosidade. 
Existem vários exemplos desse tipo de filtração em nosso cotidiano. O 
exemplo mais acessível são os filtros de café, os quais possuem uma porosidade 
de 10 a 15 µm, e a moagem fina de um café, que são aqueles adquiridos no 
mercado, é feita para que cerca de 90% do café fique retido em uma malha de 
105 µm. Ou seja, a maior parte dos grãos moídos é muito maior que a passagem 
do filtro e, desta forma, somente o café que solubiliza o atravessa. Existem outros 
exemplos no cotidiano: filtros de ar dos veículos e dos equipamentos eletrônicos, 
filtros de cartucho de cozinha ou de piscina, sacos de chá. 
Em ETAs, já apresentamos as micropeneiras, que são um tipo de filtração 
em superfície. Mais recentemente, temos também as membranas que estão se 
tornando muito uteis, principalmente em processos de reuso de água, que 
possuem aberturas para microfiltração (de 0,1 a 10 µm), ultrafiltração (de 10 a 
100 nm), nanofiltração (< 10 nm) e osmose reversa (para dessalinização e 
deionização). 
 
 
 
4 
Figura 1 – Esquemas representativos do processo de filtração com ação em 
superfície e com ação em profundidade (respectivamente, da esquerda para a 
direita) 
 
 
Crédito: Shmai/Shutterstock; John1179/Shutterstock. 
Porém, o processo padrão de ETAs é o processo de filtração em 
profundidade, que é o processo que ocorre com um fluido que atravessa um 
meio poroso de grande espessura. Como mostram Di Bernardo e Di Bernardo 
(2005), a remoção de sólidos em filtro de areia sempre intrigou os pesquisadores 
do tema, pois uma camada de areia tem vazios intergranulares com dimensões 
próximas a 500 µm (ou seja, muito maior que um coador de café) e consegue 
remover sólidos de 1 µm (ou seja, semelhante a membranas de microfiltração). 
Claramente, não é a ação de retenção pelo tamanho que ocorre nesse caso. 
A Figura 1 apresenta esquemas representativos dos dois tipos de 
filtração. A grande diferença é que, no caso da filtração em superfície, as 
partículas não atravessam o meio, ficando retidas na sua superfície. Já no caso 
da filtração em profundidade, as partículas vão sendo retidas ao longo do meio 
poroso, com vários mecanismos em ação, geralmente uma combinação dos 
fenômenos de floculação, de aderência e de transporte. Nesse caso, a 
irregularidade do meio poroso e dos flocos apresenta papel central e, por isto, 
são usados geralmente materiais heterogêneos como a areia. 
Em razão do seu grande uso em ETAs, iremos falar apenas dos filtros 
com ação de profundidade. Esse processo também possui diferentes formas de 
 
 
5 
ser executado. A primeira delas é em relação à velocidade do escoamento, que 
veremos a seguir. 
1.2 Filtros rápidos e filtros lentos 
Como aprendemos em conteúdo anterior, em 1804, John Gibb criou o 
primeiro filtro utilizado em SAA, em Glasgow, na Escócia, 3 anos depois de sua 
criação. Esse filtro se baseava em taxas de filtração muito baixas, e não se 
compreendia muito bem o seu funcionamento na época, a não ser o fato de que 
exigia um tempo de maturação. Atualmente, já se sabe que esses filtros são 
essencialmente biológicos. No caso de filtros de fluxo descendente, os mais 
comuns, o tempo de maturação, na verdade, é o tempo necessário para 
desenvolver uma comunidade biológica que retém então partículas e micro-
organismos. 
Filtros lentos produzem efluentes de ótima qualidade, tanto físico-química 
quanto bacteriológica. Entretanto, requerem áreas filtrantes muito grandes (a 
taxa é limitada a 6 m³/m².dia pela NBR 12.216:1992) e são facilmente 
perturbados por oscilações na água bruta. Além disso, sempre que saturam e 
precisam ser lavados, seu retorno exige novamente tempos de maturação 
longos para voltar a apresentar resultados. Dessa forma, são filtros hoje em 
desuso, e não abordaremos seu dimensionamento em nosso estudo. 
Os filtros que são mais utilizados em ETAs são os de alta taxa de filtração, 
ou chamados filtros rápidos. Trabalham com taxas de até 360 m3/m².dia (ou seja, 
60 vezes em relação aos filtros lentos), e nesse caso todo seu funcionamento 
está embasado nos processos físicos de captura, como explicado no item 
anterior. Estes serão os filtros que serão abordados em nossa etapa. 
1.3 Filtros descendentes e ascendentes 
Os filtros rápidos podem ter seu fluxo de cima para baixo, chamados filtros 
descendentes, ou de baixo para cima, chamados filtros ascendentes. 
Essa separação não é meramente em razão do sentido do fluxo. Esses 
filtros possuem características de funcionamento bastante distintas entre si, em 
razão da forma como o meio filtrante é acomodado no filtro. Para compreender 
essefato, precisamos sempre lembrar que a ação da gravidade se dá sempre 
para baixo e, portanto, o meio granular precisa de um suporte que permita a 
 
 
6 
passagem de água, mas o retenha. Além disso, os processos de lavagem 
eficientes, como veremos mais à frente, são realizados sempre em fluxo 
ascendente. Essa combinação faz com que a estrutura do meio filtrante sempre 
possua uma estratificação, com os grãos de menor diâmetro mais acima e os 
grãos de maior diâmetro mais abaixo. Dessa forma, a retenção de partículas se 
dará de forma diferente. 
No caso dos filtros ascendentes, também chamados de filtros russos ou 
filtros de contato, a água a ser filtrada encontra primeiro a barreira de maior 
diâmetro, com maior espaço intersticial. Isso permite que se utilize essa primeira 
parte do filtro como floculação, dispensando uma operação unitária anterior, e 
também garante que haja um maior aproveitamento da camada filtrante durante 
o período de filtração, pois permite uma retenção gradativa das partículas de 
maior diâmetro e a passagem das de menor para camadas posteriores. 
Entretanto, como mostra Vianna (2014), esses filtros possuem ainda algumas 
dificuldades que precisam ser sanadas, como a possibilidade de contaminação 
cruzada da água tratada com a água de lavagem (pois ambas são descartadas 
na parte superior) e a dificuldade no processo de retrolavagem, já que ocorre 
acúmulo de sólidos na parte inferior do filtro. 
Figura 2 – Representação temática do tamanho dos grãos em relação à 
profundidade e à diferença entre filtros ascendentes e descendentes. 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
 
 
7 
Em razão dessas dificuldades, a grande maioria das ETAs se utiliza de 
processo de filtração descendente. Nesse caso, o processo de retenção se dá 
de forma diferente, em camadas. Como a camada superficial possui os menores 
diâmetros, a maior parte das partículas já fica ali retida até saturar e começar a 
perder flocos para as camadas inferiores, que já estavam em processo de 
saturação e também passam a reter flocos menores, e assim sucessivamente, 
até completa saturação. Nesse caso, o grande acúmulo de partículas se dá na 
parte superior do filtro e, assim, sua limpeza, realizada em contrafluxo, fica 
facilitada. 
1.4 Meio filtrante – camada simples e camada dupla 
Como você já deve ter percebido, a maior parte dos filtros utilizados em 
ETAs são filtros rápidos descendentes, que serão abordados nesta etapa. Agora, 
mostraremos os meios filtrantes que são utilizados para esse fim. 
Os filtros podem ser construídos em diversas camadas de meios filtrantes, 
sendo o mais comum: 
• Filtros de camada simples: areia; 
• Filtros de camada dupla: carvão antracito e areia. 
Figura 3 – Meios filtrantes comumente utilizados – areia (esquerda) e carvão 
antracito (direita) 
 
Crédito: Ph. Wittaya/Shutterstock; Voss Tau/Shutterstock. 
A Figura 3 apresenta imagens desses meios filtrantes. Esses materiais 
precisam apresentar grãos com tamanhos e variações dentro de determinados 
padrões, entre outras características associadas a sua não reatividade. Para isso 
são realizados os seguintes testes: 
 
 
8 
• Análise gravimétrica, em peneiras; 
• Teste de solubilidade em HCl (para verificar condições de limpeza); 
• Teste de perda por ignição; 
• Teste de perda por lavagem; 
Da análise gravimétrica, se obtêm um importantíssimo padrão, que é o 
coeficiente de uniformidade: 
 
𝑈 =
𝑑60
𝑑10
 
onde: 
• U: coeficiente de uniformidade; 
• d60: tamanho abaixo do qual ficam retidas 60% das amostras; 
• d60: tamanho efetivo abaixo do qual ficam retidas 10% das amostras. 
A NBR 12.216:1992 estabelece que a espessura e as características 
granulométricas do meio filtrante deve ser determinada por ensaios piloto 
sempre que possível (ABNT, 1992). Porém, como no caso dos sistemas de 
decantação, é comum esses estudos em plantas existentes, mas não no caso 
de ETAs a serem construídas, por isso é recomendado adotar os seguintes 
valores. 
Para filtros de camada simples: 
• Areia 
o Tamanho efetivo de 0,45 a 0,55 mm; 
o U entre 1,4 e 1,6; 
o Espessura mínima de 45 mm; 
 Para filtros de camada dupla: 
• Areia: 
o Tamanho efetivo de 0,40 a 0,45 mm; 
o U entre 1,4 e 1,6; 
o Espessura mínima de 25 mm; 
• Antracito: 
o Tamanho efetivo de 0,8 a 1 mm; 
o U menor ou igual a 1,4; 
o Espessura mínima de 45 mm. 
 
 
9 
A areia pode ser obtida de vários locais, rios, lagos, ou até praias, mas 
precisa ser limpa, não podendo apresentar perda superior a 5% em 24 horas, no 
teste de HCl, e no teste de ignição a perda deve ser inferior a 0,7% (Vianna, 
2014). A areia pesa em média 2,6 kg/L. 
Já o antracito é um carvão de origem mineral, e pesa em média 1,4 a 1,6 
kg/L, quase metade do peso da areia. Por isso, mesmo com grãos maiores, o 
antracito sempre ficará localizado acima da areia nos processos de lavagem, o 
que garante que a retenção das partículas maiores ocorra no leito de antracito e 
a de menores no leito de areia, permitindo maiores taxas de filtração e menores 
taxas de lavagem. 
Mas, para isso ser possível, o antracito precisa atender algumas 
características: precisa possuir teor de carvão livre acima de 85%, e no máximo 
30% de partículas planas; no teste de HCl de 24 horas deve ser desprezível, e 
no teste de lavagem por 60 horas não deve ser superior a 1%. 
1.5 Expansão do leito durante lavagem 
Para poder remover os sólidos que ficaram aprisionados no filtro, é 
necessário proceder ao processo de lavagem que cause uma fluidificação do 
meio filtrante, aumentando os espaços intersticiais e facilitando então o arraste 
desses materiais. Porém, precisam também garantir que essa fluidificação não 
será tão grande a ponto de fazer com que o leito filtrante escoe junto com os 
sólidos. Por isso, é importante conhecermos os processos de expansão do leito 
filtrante. 
Uma metodologia de fácil aplicação e que dá bons resultados é baseada 
no trabalho de Amirtharaj e Cleasby (Vianna, 2014). Primeiro, calculamos a 
velocidade de fluidificação do meio filtrante, por meio de fórmula empírica: 
 
𝑣𝑚𝑓 =
1,2845. 10−6. 𝑑1,82[𝛾𝐻2𝑂(𝛾𝑠−𝛾𝐻2𝑂)]0,94
𝜇𝐻2𝑂
0,88 
 
onde: 
• vmf: velocidade mínima de fluidificação do meio filtrante (m/s); 
• γH2O: peso específico da água (kgf/m³); 
• γS: peso específico da partícula do leito filtrante (kgf/m³); 
• µH2O: viscosidade dinâmica da água (N/m); 
 
 
10 
• d = U*d10. 
Esse valor é válido para Remf < 10. Caso contrário deve se aplicar uma 
correção: 
 
𝑣𝑚𝑓
′ = 1,775. 𝑣𝑚𝑓 . 𝑅𝑒𝑚𝑓
−0,272
 
onde: 
 
𝑅𝑒𝑚𝑓 =
𝜌𝐻2𝑂 . 𝑣𝑚𝑓 . 𝑑
𝜇𝐻2𝑂
 
 
Determina-se após isso o coeficiente de expansão, também derivado de 
expressão empírica: 
𝜂 = (4,45 + 18.
𝑑
𝐷𝑡
) . (8,45𝑅𝑒𝑚𝑓)
−0,1
 
onde Dt = 4Rh, sendo Rh o raio hidráulico da seção do filtro perpendicular à 
direção do fluxo de lavagem. 
Todas essas determinações são necessárias pois esses fatores fazem 
parte da expressão geral de fluidificação de um meio, que nos diz que: 
 
𝑣 = 𝑘𝜀𝜂 
 
onde ε é a porosidade do meio. Então, como já conhecemos o coeficiente de 
expansão, precisamos determinar o coeficiente do meio, chamado k. Para 
calculá-lo, utilizamos a porosidade inicial do meio com a velocidade de início de 
fluidificação, pois este é o momento em que a porosidade começa a se alterar, 
obtendo então: 
 
𝑘 =
𝑣𝑚𝑓
𝜀0
𝜂 
 
onde ε0 é a porosidade inicial do meio. Com isso, podemos calcular a porosidade 
do meio após a fluidificação, a partir de uma velocidade de lavagem aplicada (v): 
 
𝜀 = √
𝑣𝑙𝑎𝑣𝑎𝑔𝑒𝑚
𝑘
𝜂
 
 
 
 
11 
Como conhecemos a porosidade do meio antes e durante o processo de 
lavagem, e conhecemos sua altura antes da lavagem, fica fácil para 
determinamos a sua espessura durante lavagem: 
 
𝐿𝑒 = (1 +
𝜀 − 𝜀0
1 − 𝜀
) 𝐿0 
onde: 
• Le: espessura do leito expandido; 
• L0: espessura do leito em operaçãonormal; 
• ε: porosidade do meio expandido; 
• ε0: porosidade do meio em operação normal. 
Quando existem duas ou mais camadas, é só resolver cada uma das 
camadas de forma independente e somar o resultado no final. Porém é preciso 
ter o cuidado na seleção dos materiais para que a seguinte condição seja 
atendida (Howe et al., 2016): 
 
𝑑1
𝑑2
= (
𝜌2 − 𝜌𝐻2𝑂
𝜌1 − 𝜌𝐻2𝑂
)
0,625
 
 
Caso a relação entre diâmetros fique muito baixa, os meios acabarão por 
se misturar na retrolavagem. Se for muito elevada, um material irá descolar do 
outro e o cálculo da expansão fica inválido, tendo risco de lavagem do material. 
Porém, mantendo as condições preconizadas pela NBR 12.216:1992 para o 
meio filtrante, essa condição é atendida. 
Agora que você conhece o processo de filtração e suas variações, vamos 
conhecer a forma com que é realizado o projeto dos filtros rápidos descendentes. 
TEMA 2 – PROJETO DE FILTROS RÁPIDOS DESCENDENTES: ELEMENTOS 
Na etapa anterior, vimos que a grande maioria dos filtros utilizados em 
ETAs são os filtros rápidos descendentes, e iremos abordar o seu projeto nos 
próximos itens. Primeiro, vamos mostrar os principais elementos dos filtros, 
pensando-os como uma unidade isolada. Depois, no próximo item, iremos 
mostrar como projetar diferentes modos de operação e como é definida a 
capacidade de filtração da ETA em função das capacidades individuais. 
 
 
12 
Essa determinação não é trivial, pois os filtros não são unidades que 
operam de forma constante como seus processos à jusante. Na verdade, os 
filtros operam em ciclos, que chamamos de carreira de filtração, e que se 
caracterizam pelas seguintes etapas, como mostrado na Figura 4: 
• Etapa inicial ou amadurecimento: logo que o filtro é colocado em 
operação, este está limpo e apresenta então a menor perda de carga 
possível. Entretanto, ainda não possui qualidade no seu efluente, o que 
se atribui normalmente à lavagem insuficiente (Di Bernardo; Dantas, 
2005), por isso também é chamado de período de amadurecimento; 
• Etapa intermediária ou de filtração efetiva: é todo o período em que o filtro 
se mantém produzindo o efluente desejado, ou seja, após os efeitos da 
lavagem serem neutralizados. Durante esse período, se o filtro for mantido 
com uma taxa de aplicação constante, a retenção de sólidos vai causando 
um aumento linear na perda de carga, pois os sólidos retidos vão 
ocupando os vazios intersticiais e dificultando a passagem de fluxo, até 
um momento em que a tensão cisalhante é tão grande que ocorre o 
trespasse ou a ruptura; 
• Etapa do transpasse ou ruptura: turbidez passa a se elevar em razão de 
indisponibilidade do filtro em adequar novos sólidos por estar saturado, 
ocorrendo então a ruptura e o trespasse. O ideal é que essa fase não 
ocorra. 
Em razão da ocorrência do trespasse e da saturação, os filtros precisam 
ser retirados de operação e submetidos à lavagem para voltar a produzir o 
efluente desejado. O período em que o filtro é colocado em operação até precisar 
ser retirado é chamado de carreira de filtração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
Figura 4 – Etapas de filtração com taxa constante: 1. Etapa inicial ou 
amadurecimento; 2. Etapa intermediária ou filtração efetiva; 3. Etapa do 
transpasse ou ruptura 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Assim, é necessário projetar os filtros para que produzam um efluente 
adequado e isento de risco de contaminação durante a etapa de filtração efetiva, 
mas também para que possa ter uma lavagem adequada e que o resíduo dessa 
lavagem seja destinado a outro local, separado do efluente, bem como o efluente 
do período de amadurecimento. 
Para isso ser possível, existem vários elementos que precisam ser 
adequadamente projetados. A Figura 5 apresenta um esquema representativo 
de um filtro rápido descendente de dupla camada típico, com as principais 
estruturas necessárias para seu funcionamento: 
• Canal superior: entrada da água no filtro. É importante tanto para garantir 
homogeneidade de fluxo como para permitir e controlar a carga hidráulica 
de operação ao longo de toda a carreira de filtração; 
• Canais de lavagem: canais por onde é destinado o resíduo do processo 
de lavagem, comumente chamado de lodo de lavagem, devendo garantir 
Tu
rb
id
ez
Tempo
P
er
d
a 
d
e 
ca
rg
a
Tempo
1 2 
3 
 
 
14 
que seja retirado o máximo do resíduo, mas que não carregue material do 
filtro em razão de sua expansão durante o processo; 
• Leito filtrante ou meio filtrante (antracito e areia): leito onde ocorre a 
filtração de fato, como falamos no item anterior; 
• Meios suportes: materiais que servem como transição entre o leito e o 
fundo falso, nem sempre necessários; 
• Blocos ou fundo falso: precisam garantir a passagem de água com o 
mínimo de perda de carga possível, mantendo o leito suspenso acima de 
si; 
• Canal inferior: controle hidráulico e retirada da água filtrada. 
Figura 5 – Esquema representativo de um filtro rápido descendente de camada 
dupla. 
 
Crédito: Wasteresley Lima. 
Vamos conhecer, então, em detalhes o dimensionamento dessas 
estruturas. 
2.1 Canal de entrada e canalizações adjacentes 
Para o canal de entrada e canalizações adjacentes, o único critério 
necessário é a garantia de que não sejam excedidas as seguintes velocidades, 
 
 
15 
para evitar arraste de ar e perdas de cargas excessivas, conforme Azevedo Netto 
e Fernandez (2018): 
• Canal de entrada: 0,6 m/s; 
• Canal de saída: 1,25 m/s para taxa constante, podendo ser maior para 
taxa declinante; 
• Canal de lavagem: 1,80 m/s; 
• Água para lavagem: 3,60 m/s. 
2.2 Calhas coletoras de água de lavagem 
Devem ser projetadas para assegurar a coleta da água de lavagem de 
forma mais uniforme possível, sendo que sua forma e seu posicionamento em 
relação ao leito filtrante são fundamentais. 
Em relação à sua forma, devem possuir fundos em forma de “V” ou 
arrendondados, para evitar turbulências indesejáveis e acúmulo de sujeira. 
Devem possuir chanfros no local de vertimento da água, de preferência de dentro 
para fora. 
Já em relação ao seu posicionamento, devem ser feitos com muito 
cuidado, sobretudo sua altura em relação ao topo do leito filtrante. Se ela for 
muito pequena, ocorrerá arraste de material filtrante junto com o lodo de 
lavagem. Se for muito alta, a lavagem terá dificuldade para arrastar as partículas 
maiores, necessitando de volumes e tempos muito elevados. Portanto, 
normalmente são localizados um pouco acima da altura atingida pelo topo do 
leito filtrante expandido durante retrolavagem, não havendo um valor predefinido. 
Ferreira Filho (2017) recomenda utilizar os seguintes critérios (ver Figura 
6 para referência): 
• Altura entre a borda superior da calha de água de lavagem e o topo do 
material filtrante (H0) entre 0,5 a 1 vezes a espessura do meio filtrante (L) 
acrescidos da altura da calha (D) – ou seja: 
(0,5𝐿 + 𝐷) < 𝐻0 < (𝐿 + 𝐷) 
• Distância entre calhas (S): entre 1,5 e 2,5 do valor de H0 
1,5𝐻0 < 𝑆 < 2,5𝐻0 
 
 
 
 
16 
 
 
Figura 6 – Principais dimensões em aplicáveis às calhas coletoras de água de 
lavagem 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
 
Já a ANBT 12.216:1992 traz recomendações diferentes: 
• Fundo localizado acima e próximo do meio filtrante expandido; 
• Se a largura do filtro for inferior a 3 metros, é possível utilizar só uma 
calha; 
• Para os outros casos, deve-se considerar S entre 1 e 3 metros, porém não 
sendo superior a 6 vezes a altura da água acima do leito expandido 
(ABNT, 1992). 
É comum as calhas de coleta de lavagem serem também utilizadas para 
admissão de água de lavagem, visando quebra primária dos flocos pela queda 
hidráulica, como mostra a Figura 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
Figura 7 – Filtro rápido em início de operação de lavagem 
 
Crédito: W. Tab/Shutterstock. 
2.3 Camada suporte 
A camada suporte normalmente é constituída de seixosrolados, 
colocados em camadas sucessivas, para permitir uma transição entre o tamanho 
dos grãos do leito filtrante e os orifícios do fundo falso. 
Conheceremos mais sobre estruturas de fundo falso a seguir, mas já 
citaremos o nome de algumas quando falarmos da camada suporte. Nem 
sempre são estruturas necessárias. A NBR 12.216 inclusive informa que são 
dispensáveis quando a estrutura de fundo falso impedir a passagem do meio 
filtrante por esta, porém nesse caso recomenda considerar uma espessura 1,5 
vezes superior na camada inferior (normalmente a areia). 
Normalmente, no caso de blocos patenteados, o próprio fabricante 
recomenda a camada suporte a ser utilizada. Já no caso de sistemas com bocais 
perfurados ou estruturas de passagem semelhante, a recomendação é dada 
também pela NBR 12.216: 
• Deve ser distribuído em estratos com granulometria decrescente (do 
fundo para o topo); 
 
 
18 
• No estrato inferior, os menores seixos devem ter no mínimo 1 cm de 
diâmetro e ter o tamanho pelo menos o dobro do tamanho dos bocais; 
• No estrato superior, deve ter tamanho mínimo igual ou inferior ao tamanho 
máximo da camada inferior do leito filtrante; 
• As camadas intermediárias devem ser dispostas de forma que os seixos 
maiores de um estrato devem ser iguais ou inferiores aos menores do 
estrato abaixo; 
• A espessura de camada deve ser igual ou superior a 2,5 da dimensão 
característica dos seixos maiores, não sendo inferior a 5 cm. Dessa forma, 
criam-se linhas no mínimo duplas de cada camada. 
Existem também as camadas suporte simétricas, em que a camada 
tradicional é espelhada considerando o plano inferior do leito filtrante, que é mais 
adequada quando se utilizam lavagens com ar. 
2.4 Fundos falsos 
Os fundos falsos são estruturas que coletam a água filtrada durante 
operação normal e distribuem a água de lavagem durante essa operação, bem 
como o ar quando este é utilizado. Usualmente, são sistemas com orifícios por 
onde se comunica o meio suporte do meio filtrante e o canal de escoamento, 
normalmente chamado de plenum. 
Existem muitos tipos de meios filtrantes, desde fabricados até construídos 
em obra. Os fabricados mais comuns são os bocais e os blocos perfurados 
(Figura 8), onde se destacam os blocos Leopold®. Esses equipamentos 
possuem curvas de perda de carga em relação à taxa de filtração e taxa de 
lavagem aplicadas e número de blocos ou bocais utilizados, que precisam ser 
utilizadas no dimensionamento hidráulico do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
Figura 8 – Fundos falsos fabricados mais comuns: bocais (esquerda), blocos 
perfurados 
 
Crédito: Yuthtana Artkla/Shutterstock; Jefferson Schnaider. 
Fonte: Xylem, 2022. 
Podem ser utilizadas também tubulações perfuradas ou as chamadas 
vigas californianas, construídas no local. 
2.5 Lavagem 
A respeito da lavagem, a NBR 12.216:1992 estabelece que deve ser 
considerado uma vazão em contracorrente que promova velocidade para 
expansão do leito de 20% a 30%, o que podemos fazer utilizando o procedimento 
expedito apresentado no item anterior (ABNT, 1992). Geralmente, esta 
velocidade fica entre 0,6 e 1,0 m/s. 
A água da lavagem geralmente é a própria água filtrada, que é 
armazenada em reservatório e pode ser feita das seguintes formas: 
• Reservatório em nível e bombeamento da água de lavagem; 
• Reservatório com cota para suprir a perda de carga necessária, e 
enchimento por bombeamento; 
• Sistemas autolaváveis, onde se usa o efluente dos outros filtros para 
lavagem, com bombeamento. 
Para dimensionamento do reservatório, a ABNT 12.216:1992 recomenda 
as seguintes considerações: 
• Volume mínimo para 10 minutos de lavagem de um filtro; 
• Tempo de enchimento inferior a 60 minutos (ABNT, 1992). 
 
 
20 
Resta apenas então dimensionar a perda de carga associada, necessária 
para definição do nível do reservatório ou do ponto de operação dos sistemas de 
bombeamento, que é realizada da seguinte forma: 
 
ℎ𝑓,𝑒 = (𝛿𝑠 − 1). (1 − 𝜀𝑒). 𝐿𝑒 
 
onde: 
• hf,e: perda de carga no leito filtrante expandido (mca); 
• δs: densidade relativa dos grãos do meio filtrante (2,6 para areia, 1,4 a 1,6 
para antracito); 
• εe: porosidade no leito filtrante expandido; 
• Le: espessura do leito filtrante expandido. 
Deve se somar esta perda de carga às perdas causadas pelo meio 
suporte e fundo falso, bem como canais e tubulações de admissão. 
Ainda sobre a lavagem, a NBR 12.216:1992 recomenda também o uso de 
agitação auxiliar. Esse tipo de agitação é imprescindível para realizar a quebra 
de camadas de lodo que conferem resistência e tem maior dificuldade para ser 
realizada. Essa agitação auxiliar pode ser feita de duas formas: 
• Hidraulicamente, com lavagem superficial, a partir de bocais ou 
tubulações perfuradas. 
• A partir da introdução de ar. 
O Quadro 1 resume os principais critérios que devem ser usados no 
dimensionamento do sistema de lavagem auxiliar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
Quadro 1 – Sistemas de lavagem auxiliar e seu dimensionamento 
Tipo de dispositivo Critérios 
Bocais fixos 
Espaçamento: entre 60 e 75 cm 
Velocidade mínima do jato: 3,0 m/s 
Inclinação do jato: 15º 
Vazão: 80 a 160 L/min.m² 
Distância do leito expandido: 5 a 10 cm 
Tubulação perfurada 
Espaçamento dos furos: maior ou igual a 20 cm; 
Distância entre tubos: 0,8 a 1,0 m 
Velocidade mínima do jato: 3,0 m/s 
Inclinação do jato: 15º 
Vazão: 80 a 160 L/min.m² 
Distância do leito expandido: 5 a 10 cm 
Injeção de ar 
Vazão de ar: 0,6 a 1,2 m³/min 
Tempo de lavagem: de 2 a 3 minutos 
Pressão: altura de água + perda de carga no leito 
Distribuição: bolhas grossas 
Fonte: Marin, 2022. 
Com isso, você já conhece o dimensionamento das principais estruturas 
de um filtro rápido descendente. Agora, vamos mostrar como deve ser 
dimensionado o funcionamento dos filtros de uma ETA nos seus dois modos de 
operação, e como isso afeta a capacidade da planta. 
TEMA 3 – PROJETO DE FILTROS RÁPIDOS DESCENDENTES: MODO DE 
OPERAÇÃO 
Como mostramos na etapa anterior, os filtros operam em ciclos, que 
chamamos de carreira de filtração, e que se caracterizam por três etapas 
distintas, apresentadas na Figura 4. Em razão da ocorrência do trespasse e da 
saturação, os filtros precisam ser retirados de operação e submetidos à lavagem 
 
 
22 
para voltar a produzir o efluente desejado. Além disso, como mostra ainda a 
Figura 4, durante a operação em filtração, a perda de carga no meio filtrante se 
eleva, em razão do preenchimento dos espaços intersticiais pelos sólidos retidos 
ou, em outras palavras, pela redução da porosidade do meio. Dessa forma, o 
filtro vai perdendo sua capacidade de vazão ou vai exigindo cada vez mais carga 
hidráulica para seu funcionamento. Assim, a filtração de uma ETA precisa ser 
planejada em todos os seus modos de operação, e isso irá afetar a capacidade 
final de todo este processo. Temos as seguintes possibilidades de operar, que 
são as mais usuais: 
• Taxa constante e carga constante: distribui-se o afluente distribui-se o 
afluente por um sistema afogado. Utiliza-se um dispositivo controlador de 
vazão e medidor na saída do filtro, que causa perda de carga equivalente 
a do filtro sujo, e vai reduzindo sua perda conforme a perda do filtro 
aumenta. Com isso, é possível manter o nível de funcionamento e a taxa 
praticamente constantes; 
• Taxa constante e carga variável: distribui-se o afluente de forma 
controlada e uniforme, normalmente com vertedores de descarga livre. 
Permite-se então uma oscilação de nível durante o funcionamento para 
que a se mantenha taxa constante; 
• Taxa variável e carga variável: nesse método, distribui-se o afluente por 
um sistema afogado, e se controla o nível na saída dos filtros com 
vertedores, de forma que se mantenha então a mesma perda de carga 
em cada filtro, porém estes operem em taxas diferentes, pois os filtros 
maislimpos, com menor resistência, receberão mais vazão que aqueles 
mais sujos. 
Ou seja, não conseguimos definir a capacidade de filtração total 
simplesmente pela multiplicação das taxas individuais pelo número de cada 
filtros. E é sobre esse assunto que iremos falar nos próximos itens. 
3.1 Quantidade e forma dos filtros 
Para definir a quantidade de filtros, vários são os aspectos que devem ser 
analisados: 
• Economia construtiva; 
• Arranjo geral e disposição das unidades; 
 
 
23 
• Condições de lavagem (diâmetros, bombas etc.). 
Como regra geral, primeiro se define a área necessária com base na taxa 
de filtração: 
𝐴𝐹 =
𝑄
𝑇𝐹
 
onde: 
• TF: taxa de filtração (m³/m².dia); 
• Q: vazão no ciclo de filtração (m³/dia); 
• AF: área total dos filtros. 
O valor de TF
 deve preferencialmente ser determinado por estudos pilotos. 
Porém, quando isto não é possível, a ABNT 12.216:1992 recomenda os 
seguintes valores, para filtros descendentes rápidos: 
• Camada simples: até 180 m³/m².dia; 
• Camada dupla: até 360 m³/m².dia. 
Definida então a área total necessária, limita-se um valor de área para 
cada filtro. Em geral, se utilizam no mínimo 3 filtros, e a área fica entre 25 e 100 
m². Uma boa aproximação apresentada por Ferreira Filho (2017) é a seguinte: 
𝑁 = 1,2. (
𝑄
3785
)
0,5
 
onde: 
• N: número de filtros; 
• Q: vazão (m³/dia); 
• AF: área total dos filtros. 
Essa fórmula não deve ser adotada como regra, apenas como uma 
aproximação de início de projeto. Assim, estão definidas as áreas de cada filtro 
e sua quantidade. Ainda, Richter e Azevedo Netto (1991) recomendam a 
seguinte relação para levar a uma economia de paredes: 
 
𝑏
𝑙
=
𝑁 + 1
2𝑁
 
onde: 
 
 
24 
• b: largura (m); 
• l: comprimento (m). 
Definidos então a quantidade, forma e número de filtros, agora é preciso 
definir como operá-los 
3.2 Modos de operação em filtragem – taxa constante 
A primeira forma de operação que vamos conhecer é com a manutenção 
da taxa constante. Como sabemos já de antemão que haverá aumento na 
resistência do filtro ao fluxo conforme este vai saturando, já sabemos então que, 
para manter a taxa constante, é preciso variar ou perda de carga do conjunto ou 
a carga hidráulica aplicada no filtro. 
A primeira forma é variar a perda de carga do conjunto com um dispositivo, 
como mostrado na Figura 9. Nesse caso, a operação se dá da seguinte forma: 
• Filtro limpo: válvula de controle imprime a maior perda de carga possível. 
Neste momento, a carga hidráulica total será igual à perda de carga do 
filtro limpo mais a perda de carga da válvula em sua posição de maior 
fechamento; 
• Em operação: perda de carga do filtro vai aumentando, então o 
controlador condiciona a válvula a abrir para manter o nível de água sobre 
o filtro e a vazão; 
• Filtro sujo: válvula completamente aberta e nível no máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
Figura 9 – Esquema representativo de filtro para operação a taxa constante e 
carga constante, com controlador de nível e vazão 
 
Fonte: Marin, 2022. 
A perda de carga no filtro é dada pela expressão de Darcy (meio poroso 
em fluxo laminar): 
ℎ𝑚𝑓
𝐿𝑚𝑓
= 𝐾𝑓𝑇𝑓 
onde: 
• hmf: perda de carga no meio filtrante (m); 
• Lmf: espessura do meio filtrante (m); 
• Kf: coeficiente de resistividade (s/m); 
• Tf: taxa de filtração (m/s). 
O coeficiente de resistividade para o filtro limpo é possível de ser 
calculado por meio da equação de uma simplificação da equação de Fair-Hatch 
(Di Bernardo; Dantas, 2005): 
 
𝐾𝑓0 = 
150. 𝜇𝐻2𝑂 . (1 − 𝜀0)2. 𝐿𝑚𝑓
𝑔𝜌𝐻2𝑂𝜀0
3𝐶𝑒
2 ∑
𝑋𝑖
𝑑𝑒𝑖
2
𝑖=1
 
 
onde: 
 
 
26 
• Kf0: coeficiente de resistividade para o filtro limpo (s/m); 
• µH2O e ρH2O: viscosidade dinâmica e massa específica da água; 
• ε0: porosidade do meio filtrante limpo; 
• Ce: coeficiente de esfericidade; 
• Xi: fração do material filtrante entre duas peneiras consecutivas da série 
granulométrica; 
• dei: média geométrica dos tamanhos das aberturas das peneiras 
consideradas. 
Entretanto, não existem expressões suficientemente boas para a 
resistividade do filtro ao longo da carreira de filtração, sendo necessário o uso 
de estudos em filtros pilotos ou até verificação nas plantas existentes. Por isso, 
geralmente até o coeficiente de resistividade do filtro limpo é determinado 
experimentalmente. 
Com base nesses ensaios, sabemos que haverá um depósito 
dependendo das características de entrada realizadas, e no final do teste 
obteremos a perda de carga do filtro vazio e limpo. Como é mantida a taxa de 
aplicação constante, e a perda de carga sobe de forma quase linear, podemos 
aproximar que o comportamento da resistividade se dará da seguinte forma: 
 
𝐾𝑓
′ = 𝐾𝑓0 +
(𝐾𝑓𝑠 − 𝐾𝑓𝑜)
𝑡𝑓
𝑡 
onde: 
• Kf
’: coeficiente de resistividade para o filtro (s/m); 
• Kf0: coeficiente de resistividade para o filtro limpo (s/m); 
• Kf0: coeficiente de resistividade para o filtro na ruptura (s/m); 
• tf: carreira de filtração determinada no ensaio (s); 
• t: tempo decorrido do início da filtração (s). 
Adotando esta simplificação, o comportamento nesse caso será como na 
Figura 10. 
 
 
 
 
 
 
27 
Figura 10 – Comportamento aproximado das perdas de carga e carga hidráulica 
total em um filtro com taxa e carga constante, controlado por válvula na saída 
 
Fonte: Marin, 2022. 
A outra forma de garantir taxa constante é variar a carga total disponível, 
como mostrado na Figura 11. Neste caso, o controle da taxa é realizado pelo 
vertedor de soleira livre, e a operação se dá da seguinte forma: 
• Filtro limpo: operação em carga mínima; 
• Em operação: perda de carga do filtro vai aumentando, então o nível de 
água sobe; 
• Filtro sujo: carga hidráulica atinge nível máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
A
lt
u
ra
 m
an
o
m
ét
ri
ca
Tempo
Carga hidraulica Perda de carga meio filtrante Perda de carga na valvula
 
 
28 
Figura 11 – Esquema representativo de filtro para operação a taxa constante e 
carga variável 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Nesses filtros, normalmente se considera o nível mínimo um pouco acima 
do meio filtrante, para evitar que a queda da água case quebra dos flocos na 
camada filtrante, o que induziria a perdas de sólidos na partida. Assim, utiliza-se 
um vertedor na saída que garanta o seguinte, considerando o fundo do filtro 
como altura zero: 
 
𝐻𝑣 > 𝐻𝑓 + 𝐿𝑚𝑠 + 𝐿𝑚𝑓 − 𝐾𝑓0. 𝑇𝑓 
 
onde: 
• Hv: altura da soleira do vertedor (m); 
• Hf: altura do fundo falso (m); 
• Lms e Lmf: espessura do meio suporte e do meio filtrante (m); 
• Kf0: coeficiente de resistividade do filtro limpo (s/m); 
• Tf: taxa de filtração (m/s). 
Assim, é mantido um nível mínimo. O nível máximo que o filtro irá atingir 
é então: 
𝐻𝑚á𝑥 = 𝐻𝑉 + 𝐾𝑓𝑠 . 𝑇𝑓 
 
onde: 
• Hmáx: nível máximo de água (m); 
 
 
29 
• Kfs: coeficiente de resistividade para o filtro na ruptura (s/m); 
Adotando a simplificação de aumento linear de resistividade, o 
comportamento neste caso será como na Figura 12. 
Figura 12 – Comportamento aproximado das perdas de carga e carga hidráulica 
total em um filtro com taxa constante e carga variável 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Para definir os momentos em que a carreira de filtração é interrompida, 
Ferreira Filho (2017) traz alguns critérios comumente utilizados: 
• Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado 
(Geralmente superior a 0,5 UNT); 
• Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível 
(Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros); 
• Carreira de filtração com duração superior a 40 horas 
No caso de filtros operando a taxa constante, a capacidade da ETA será 
dada pelo número de filtros em operação. 
 
 
A
lt
u
ra
 m
an
o
m
ét
ri
ca
Tempo
Carga hidraulica Perda de carga meio filtrante
 
 
30 
3.3 Modos de operação em filtragem – taxa variável 
Se mesclarmos os dois modelosanteriores, mantendo a entrada como a 
apresentada na Figura 9, ou seja, afogada, e comunicante entre os filtros e a 
saída como na Figura 11, com um vertedor, obteremos o sistema de taxa variável 
declinante. Este sistema é muito prático, sobretudo em grandes instalações, pois 
não exige praticamente nenhum controle, porém exige um conhecimento 
apurado dos operadores e dos projetistas quanto a sua simulação e a sua 
capacidade. 
Isto ocorre porque o aumento na perda de carga causado na filtração ou 
redução após limpeza afetará os outros filtros, na medida em que o conjunto de 
filtros operará com a mesma carga. O aumento na perda de carga de um filtro 
será distribuído para os outros filtros, e ambos terão então taxas diferentes. 
Nesse caso, a razão de crescimento linear da perda de carga não é válida, pois 
as taxas se alteram ao longo do processo. 
Uma forma de determinar estas alterações é utilizando-se da fórmula de 
Ives (Howe et al., 2016) aplicada ao ensaio de filtração: 
 
ℎ𝑓𝑡 = ℎ𝑓0 +
𝑘𝐻𝐿
𝐿
∫ 𝑇𝑓(𝑡)𝑑𝑡
𝑡
0
 
 sendo: 
𝑘𝐻𝐿 =
𝐿. (ℎ𝑓𝑠 − ℎ𝑓0)
𝑇𝑓𝑒𝑡𝑠𝑒
 
onde: 
• t: tempo desde o início de operação; 
• hf,t: perda de carga do meio filtrante após tempo t (m); 
• hf,t: perda de carga do meio filtrante limpo (m); 
• hf,t: perda de carga do meio filtrante em ruptura (m); 
• Tf: taxa de aplicação em determinado instante t (m/s); 
• L: espessura do meio filtrante (m); 
• Tfe: taxa de aplicação no ensaio de filtração (m/s); 
• tse: carreira de filtração no ensaio (s). 
As configurações, nesse caso, podem ser várias, dependendo da 
quantidade de filtros e do momento em que cada um é colocado em operação. 
Aqui vamos apresentar um exemplo com 4 filtros, para elucidação do 
 
 
31 
comportamento, e considerando que cada um começa a operar a 1/3 do tempo 
de saturação, mostrado na Figura 13. 
Figura 13 – Comportamento aproximado de um sistema de 4 filtros operando em 
taxa declinante e carga variável 
 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Sempre o filtro mais limpo estará filtrando mais que o filtro mais sujo, e 
esse ciclo segue para manter uma vazão desejada constante. A carga também 
sobe, sobretudo quando em período de limpeza, e essa é a principal definição 
que deve ser realizada para esse sistema: carga máxima admitida para um 
sistema poder entrar em limpeza. 
Porém, para definir as capacidades desse sistema, é necessário modelá-
lo em diversas formas de operação e tempos de limpeza, como no caso da 
Figura 12. 
Lav.F4 Lav.F3 Lav.F2 Lav.F1 Lav.F4 Lav.F3 
 
 
32 
Com isso, fechamos o tema da filtração. Você já sabe dimensionar 
praticamente uma ETA inteira, porém ainda faltam algumas etapas químicas 
complementares, que veremos no tópico adiante. 
TEMA 4 – DESINFECÇÃO, FLUORETAÇÃO e CORREÇÃO DE PH 
Você já sabe como funciona e o dimensionamento dos sistemas desde a 
captação até a filtração. A partir desse ponto, a água já possui a turbidez 
necessária, bem como outros aspectos organolépticos que dariam a entender 
que é uma água potável. Porém, como foi explicado em conteúdo anterior, o 
principal objetivo do tratamento e distribuição de água é de saúde pública: evitar 
infecções e doenças de veiculação hídrica. 
As etapas que apresentamos até então contribuem de certa forma para 
redução dos patógenos, principalmente aqueles que se unem aos flocos na 
sedimentação ou ficam retidos nos sistemas de filtração, porém é a etapa de 
desinfecção que garante que a água que vamos beber é segura. Em conteúdo 
anterior, apresentamos as etapas de tratamento e classes de água segundo a 
ABNT 12.216, e em todas elas a desinfecção está presente, em razão de sua 
importância. Tanto que o Anexo XX de Portaria de Consolidação n. 5 (Brasil, 
2017) dedica seu Anexo 1 a apresentar os padrões microbiológicos, e os Anexos 
5 a 7 para especificar dosagens e tempos de contato necessários. 
Além da desinfecção, ainda é necessário realizar a fluoretação da água, 
conforme exigência do Anexo XXI de Portaria de Consolidação n. 5 (Brasil, 
2017), e realizar o ajuste do pH, para evitar incrustações ou corrosão das 
tubulações da rede de distribuição, que veremos mais à frente. 
4.1 Desinfecção 
O objetivo de uma boa desinfecção é eliminar de forma econômica os 
micro-organismos patogênicos existentes na água, sem conferir toxicidade ao 
seu usuário final. Como mostram Howe et al. (2016), as principais formas 
utilizadas para este fim no mundo são: 
• Aplicação de cloro livre (cloro líquido ou hipoclorito de sódio ou de cálcio); 
• Aplicação de cloro combinado (cloraminas) ou dióxido de cloro; 
• Aplicação de ozônio; 
• Radiação de luz-ultravioleta. 
 
 
33 
Nos três primeiros casos, estamos falando de produtos com alto poder de 
oxidação, cujo mecanismo de reação está normalmente associado a lesões ou 
mudanças nas paredes celulares que inviabilizam a continuação da atividade 
destes micro-organismos, enquanto no último estamos falando de alterações das 
moléculas de proteínas e de ácidos nucleicos que cessam a reprodução. Em 
ambos os casos, o processo não se dá de forma instantânea, de forma que é 
necessário um tempo de contato mínimo entre os micro-organismos e o agente 
desinfetante, que é o tanque de contato ou a zona de contato. A Figura 14 
resume a forma como é realizado esse contato. 
Figura 14 – Esquema representativo e fotos de sistemas para contato visando 
desinfecção: a) uso de produtos químicos desinfetantes; b) uso de radiação 
ultravioleta; c) foto de um tanque de contato de cloro em uma ETA pequena; d) 
foto de um tanque de UV em uma instalação de grande porte. 
 
 
‘ 
 
 
 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Crédito: Siyanight/Shutterstock; Mohd Rodi/Shutterstock. 
Para o uso de desinfetantes químicos, a parte hidráulica é semelhante à 
do processo de coagulação/floculação, em que a zona de mistura é a mistura 
rápida, onde se dissolve o produto de forma que tenha o máximo de contato com 
o líquido, e o tanque de contato é a mistura lenta. Para dimensionar o tanque de 
a b 
c d 
 
 
34 
contato, é utilizado o conceito de inativação de micro-organismos expresso pela 
Lei de Chick-Watson (Ferreira Filho, 2017): 
 
𝑙𝑜𝑔 (
𝑁0
𝑁
) =
𝑘𝑑
2,303
. 𝐶d
𝑛. 𝑡 
 
onde: 
• N0: concentração original de micro-organismos; 
• N: concentração remanescente de micro-organismos; 
• t: tempo de contato, da ordem de minutos; 
• kd: constante de decaimento; 
• n: coeficiente que depende do micro-organismo; 
• Cd: concentração residual do desinfetante. 
A constante de decaimento depende de diversos fatores, como pH, 
Temperatura, turbidez e até da própria concentração de micro-organismos, 
sendo necessário conhecer de forma efetiva o produto utilizado. 
Já no caso da UV, usualmente se utiliza um canal ou uma tubulação em 
que é possível submergir as lâmpadas que irão emitir a radiação, e nesse caso 
a expressão mais utilizada é a de Bunsen-Roscoe: 
 
𝑁
𝑁0
= f. e−𝐾𝑡𝐼𝑡 
 
onde: 
• N0: concentração original de micro-organismos; 
• N: concentração remanescente de micro-organismos; 
• t: tempo de exposição, da ordem de segundos; 
• Kt: coeficiente de inativação; 
• I: intensidade de radiação; 
• f: fator empírico derivado da qualidade da água. 
O fator f depende principalmente da presença de turbidez e cor na 
amostra, pois os sólidos acabam funcionando como um refletor da radiação, 
impedindo que todos os raios atinjam os micro-organismos. 
Além da eficiência na remoção de micro-organismos, há ainda uma 
preocupação grande com a formação de subprodutos da desinfecção, como 
 
 
35 
Trihalometanos (THM) e Ácidos Haloacéticos (HAA), quando da aplicação em 
águas contendo Matéria Orgânica Nitrogenada (MON), porém esse problema 
está normalmente associado à prática de pré-oxidação, que não iremos 
conhecer neste texto, por se tratar de um tema mais avançado, fora do escopo 
do nosso estudo. 
Saiba mais 
Recomenda-se, nesse caso,a leitura do capítulo 16.4 de Di Bernardo e 
Dantas: 
DI BERNARDO, L.; DANTAS, A. B. Métodos e técnicas de tratamento 
de água. 2. ed. São Carlos, SP: RiMa, 2005. 
Cada agente oxidante possui vantagens e desvantagens, que podem ser 
verificadas a partir de comparação qualitativa apresentada no Quadro 2. Dióxido 
de cloro e ozônio são os melhores agentes oxidantes, abrangendo as três 
categorias de principais de micro-organismos, porém possuem alta 
complexidade operacional, sendo a do dióxido de cloro ainda maior, pois envolve 
uma reação química que pode provocar explosões. O ozônio apresenta uma 
dificuldade associada à manutenção do sistema de produção, e além disto afeta 
a turbidez final. 
Quadro 2 – Comparação qualitativa entre os agentes oxidantes mais utilizados 
Agente 
oxidante 
Inativação 
Bactérias 
Subprodutos 
(em presença 
de COT e Br) 
Complexidade 
Operacional 
Interferência 
na turbidez 
Dosagem 
típica 
Cloro livre 
Excelente (B,V) 
Fraco (P) 
4 THM 
5 HAA 
Baixa Baixa 
1 - 6 
mg/L 
Dióxido de 
cloro 
Excelente (B,V) 
Bom (P) 
Cloritos Altíssima Baixa 
2 - 6 
mg/L 
Cloro 
combinado 
(Cloramina) 
Bom (B) 
Razoável (V) 
Fraco (P) 
Traços de 
THM e HAA 
Baixa Baixa 
0,2 - 1,5 
mg/L 
 
 
36 
Ozônio 
Excelente (B,V) 
Bom (P) 
Bromato Alta Alta 
1 – 5 
mg/L 
Radiação 
UV 
Bom (B) 
Razoável (V) 
Excelente (P) 
Nenhum Média Alta 
20 – 100 
mJ/cm² 
Legenda: V: Vírus; B: Bactérias; P: Protozoários; COT: Carbono orgânico total; THM: Trihalometanos; 
HAA: Ácidos haloacéticos. 
Fonte: Marin, 2022. 
Em razão dessas dificuldades, o cloro livre, pela simplicidade e alta 
eficiência para vírus e bactérias, é o agente oxidante mais utilizado. Entretanto, 
deve ser usado com cuidado em locais com presença de COT, em razão da 
formação de THM e HAA. Nesse caso, o uso da cloramina passa a ser 
interessante. A radiação UV também é interessante em razão de ser a única que 
consegue ter alta eficácia contra protozoários e não produz subprodutos da 
desinfecção. Entretanto, precisa possuir um uso consorciado, normalmente com 
cloro, para garantir a desinfecção na rede de distribuição. 
Nesse âmbito, é importante salientar que, quando combinados os agentes 
de desinfecção, é possível otimizar os sistemas para duas funções diferentes. O 
Anexo XX da Portaria de Consolidação n. 5 (Brasil, 2017) traz os critérios 
necessários para cada um deles: 
• Desinfecção primária – Art. 32: é a inativação de micro-organismos para 
atender as exigências do padrão de potabilidade, por meio do controle do 
produto CT(concentração residual x tempo): 
o § 1º Cloração: concentração e tempos conforme Anexos 4 (cloro); 5 
(cloraminas) e 6 (dióxido de cloro); 
o § 2º Ozônio: produto CT de 0,16 mg.min/L para 15º C; 
o §4º UV: dose mínima de 1,5 mJ/cm² para cada 0,5 log de inativação 
de cisto de Giardia spp. 
• Desinfecção secundária – Art. 34: é aplicação de desinfetante que gere 
residual para assegurar a qualidade microbiológica no sistema de 
distribuição: obrigatória a manutenção de no mínimo, 0,2 mg/L de cloro 
residual livre ou 2 mg/L de cloro residual combinado ou de 0,2 mg/L de 
 
 
37 
dióxido de cloro em toda a extensão do sistema de distribuição 
(reservatório e rede). 
Ou seja, o uso de cloro no Brasil é imperativo, ao menos como 
desinfecção secundária. Tendo em vista a sua facilidade no uso e ampla difusão 
em nosso país, falaremos da forma como este processo é realizado. 
4.2 Cloração 
Em razão de seu uso difundido, a cloração é o método mais conhecido, 
tanto em sua efetividade como em suas interações. O Quadro 3 apresenta as 
principais formas de cloro disponíveis. 
Quadro 3 – Principais produtos disponíveis para cloração em água 
Produto 
Cloro disponível 
(%m/m) 
Forma de comercialização 
Cloro liquefeito (Cl2) 100 
Cilindros verticais de 45 e 68 kg e 
horizontais de 900 kg, 
Carretas de 18 a 20 t para tanque de 
50 toneladas 
Hipoclorito de sódio 
(NaOCl) 
10 a 16% 
Líquido (bombonas, IBC ou granel) ou 
geradores a partir de sal 
Hipoclorito de cálcio 
(Ca(OCl)2) 
60 a 65% Sólido, em sacarias 
Fonte: Marin, 2022. 
Quando colocamos qualquer um desses compostos na água, estes se 
dissolvem e formam o ácido hipocloroso (HOCl) que é o desinfetante desejado: 
 
𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂 ⇔ 𝐻+ + 𝐶𝑙− + 𝐻𝑂𝐶𝑙 
𝑁𝑎𝑂𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂 ⇔ 𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝑁𝑎+ + 𝑂𝐻− 
𝐶𝑎(𝑂𝐶𝑙)2 + 2𝐻2𝑂 ⇔ 2𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝐶𝑎+2 + 2𝑂𝐻− 
 
Entretanto, o HOCl é um ácido fraco, que gera um sistema ácido-base 
altamente dependente do pH, podendo ter o equilíbrio deslocado para formação 
de hipoclorito (OCl-) em razão do pH: 
 
 
38 
• pH 5,0: somente HClO; 
• pH 7,0: 70% HClO, 30% OCl-; 
• pH 9,0: 4% HClO, 96% OCl-; 
Entretanto, o agente principal que realiza a desinfecção é o ácido 
hipocloroso (HOCl): segundo Vianna (2016), OCl- possui eficácia bactericida de 
somente 2% do HOCl. Portanto, é imperativo que a desinfecção ocorra em pH 
baixo, de preferência abaixo de 6,0. 
Outro grande interferente do processo de cloração é a amônia, a partir da 
formação das cloraminas, que é chamado de cloro residual combinado. As 
cloraminas possuem também ação desinfetante, porém mais lenta e mais 
estável, portanto, normalmente são indesejáveis para desinfecção primária, mas 
são muito úteis como desinfecção secundária. A formação de seus tipos é 
governada pelo pH e pela relação cloro/amônia (Cl2/N-NH3): 
• Monocloramina (NH2Cl): pH entre 7 e 9 e Cl2/N-NH3 < 5; 
• Dicloramina (NHCl2): pH entre 4,5 e 6,0 e Cl2/N-NH3 entre 5,0 e 7,6; 
• Tricloramina (NCl3): pH < 4,5 e Cl2/N-NH3 > 7,6. 
Existe também um ponto em que, mesmo tendo amônia na amostra, todo 
cloro dosado vira cloro livre. Este ponto é chamado de cloração ao Break Point 
(BP): Cl2/N-NH3 > 5 para pH entre 7 e 9 e Cl2/N-NH3 > 7,6 para pH entre 4,5 e 
6,0. Dessa forma, antes da ocorrência do BP, o cloro formado é todo na forma 
de cloro residual combinado (CRC). Após o BP, todo cloro adicionado vira cloro 
livre (CRL): 
 
𝐶𝑅𝐶 = [𝑁𝐻2𝐶𝑙] + [𝑁𝐻𝐶𝑙2] + [𝑁𝐶𝑙3] 
𝐶𝑅𝐿 = [𝐻𝑂𝐶𝑙] + [𝑂𝐶𝑙−] 
 
O armazenamento e produção do cloro a ser aplicado também é um ponto 
importante a ser conhecido pelo projetista. No caso do hipoclorito de cálcio, o 
produto é fornecido em pó por meio de sacarias, e deve ser armazenado em 
local seco e protegido, pois não pode entrar em contato com umidade antes de 
ser usado. Para sua dosagem, é necessário ser diluído em água. 
Já no caso do hipoclorito de sódio, este é normalmente fornecido líquido, 
tendo então uma dosagem simples a partir de bomba dosadora. Porém, pode 
também ser produzido a partir do sal, processo muito utilizado em sistemas de 
 
 
39 
pequeno e médio porte. Esse sistema baseia-se na criação de uma solução 
salobra de água e aplicação de uma corrente elétrica por meio de uma pilha 
eletrolítica, que causa a seguinte reação: 
 
𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂 + 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 ⟶ 𝑁𝑎𝑂𝐶𝑙 + 𝐻2 
 
Esse processo possui os principais indicadores a seguir (Ferreira Filho, 
2017): 
• Concentração de cloro gerado: 0,5% a 0,8% (como Cl2); 
• Consumo de sal: 3,0 a 4,0 kg NaCl por kg Cl2 produzido; 
• Consumo de energia:0,9 a 1,0 kWh por kg Cl2 produzido. 
Por fim, falaremos da forma mais utilizada no Brasil, que é o cloro 
liquefeito em cilindros. A Figura 15 apresenta as formas mais comuns, que são 
os cilindros verticais de 45 e 68 kg, para estações de pequeno e médio porte, e 
os cilindros de 900 kg, para estações de grande porte. Porém, ainda existem 
soluções quando são necessários armazenamentos maiores, que são tanques 
de até 50.000 kg. 
Figura 15 – Cilindros de cloro: na esquerda, verticais de 48 kg, na direita, 
horizontais de 900 kg 
 
 
 
Crédito: Ody Stocker/Shutterstock; Dale Stagg/Shutterstock. 
a 
b 
 
 
40 
Duas questões são muito importa7ntes para se compreender o projeto de 
sistemas contendo cloro liquefeito:• Segurança: o cloro é um gás muito tóxico, por isso os cilindros precisam 
estar instalados dentro de casas fechadas, com sistemas de exaustão e 
lavagem de gás para caso de ocorrência de vazamentos; 
• Quantidade: em virtude da liquefação dentro dos cilindros, a evaporação 
do gás cloro consome energia, o que limita a capacidade de retirada do 
gás dos cilindros, que não pode exceder a 1% da capacidade mássica por 
hora. Ou seja, cada cilindro de 45 kg pode 11 kg Cl2/dia e cada cilindro de 
900 kg cerca de 180 kg Cl2/dia. Caso esse valor seja excedido, ocorrerá 
o congelamento das linhas de cloro gasoso, a não ser que um dispositivo 
evaporador seja utilizado; 
• Necessidade de água de arraste: atualmente não se utiliza mais a 
dosagem direta, sendo mais comum o uso de ejetores Venturi que geram 
vácuo a partir de uma água de arraste, como mostrado na Figura 16. 
Figura 16 – Instalação típica para sistemas de geração de água clorada a partir 
de cilindros de cloro liquefeito 
 
Fonte: Marin, 2022. 
4.3 Fluoretação e correção de pH 
A fluoretação é uma prática que teve início em 1974 no Brasil, como uma 
forma barata e segura de reduzir a incidência de cárie dentária em crianças 
(Vianna, 2014). É tema de debates atualmente em razão de que, em excesso, 
pode provocar fluorese, e como hoje a higiene bucal é algo muito ensinado nas 
escolas, se discute que não haveria mais necessidade de sua prática no SAA. 
 
 
41 
Entretanto, a legislação atual do tema obriga as companhias a aplicar o flúor na 
água potável, conforme explicado no Anexo XXI – Normas e Padrões sobre 
Fluoretação da Água dos Sistemas Públicos de Abastecimento, Destinada ao 
Consumo Humano – da Portaria de Consolidação n. 5 (Brasil, 2017). 
A dosagem desse produto é realizada nas tubulações, não havendo 
necessidade de tempo de contato pois o processo é instantâneo. Conforme o 
art. 4º da PC citada, a concentração recomendada de íon fluoreto nas águas de 
abastecimento público é obtida pela fórmula constante no Anexo 2 do Anexo XXI: 
 
[𝐹]𝑅 =
22,2̅̅ ̅̅ ̅̅
10,3 + 0,725. 𝑇
 
 
onde: 
• [F]R: concentração de íon fluoreto recomendada (mgF/L); 
• T: média de Temperaturas máximas diárias observadas durante um 
período mínimo de 1 ano (recomendado 5 anos) (°C). 
Os produtos que podem ser utilizados estão apresentados no Quadro 4, 
sendo o mais comum e fácil de lidar o ácido fluossilícico. Como a água já contém 
teor de flúor normalmente, a dosagem deve ser calculada descontando o 
existente: 
 
𝐷𝐹 =
𝑄([𝐹]𝑅 − [𝐹]𝐴)
1000. 𝑇𝐹
 
onde: 
• DF: Dosagem de produto com flúor (kg/hora); 
• [F]R: concentração de íon fluoreto recomendada (mgF/L); 
• [F]A: concentração de íon fluoreto na água (mgF/L); 
• Q: vazão (m³/h); 
• TF: teor de flúor no produto (% m/m). 
 
 
 
 
 
 
42 
Quadro 4 – Compostos de flúor 
Produto 
Forma 
comercial 
Peso 
Molecular 
Pureza 
Comercial (%) 
Solubilidade 
(g/100g a 25ºC) 
Fluoreto de cálcio 
(Fluorita) - CaF2 
Pó 78,08 85 a 98 0,0016 
Fluossilicato deSódio 
- Na2SiF6 
Pó ou cristais 
finos 
188,05 98 a 99 0,762 
Fluoreto do sódio- 
NaF 
Pó ou cristal 42,0 90 a 98 4,05 
Ácido Fluossilícico - 
H2SiF6 
Líquido 144,08 22 a 30 - 
Fonte: Brasil, 2017. 
O controle de pH geralmente é a última etapa, na passagem da água para 
o reservatório, para permitir que a cloração ocorra em pH baixo. Porém, em caso 
de águas com pH alto, poder ser realizada antes da cloração também. O produto 
mais utilizado é a cal hidratada. Normalmente, objetiva-se obter uma água 
próxima da neutralidade (ph 7), mas é recomendado definir um valor ótimo para 
cada sistema, pois o objetivo final é reduzir características corrosivas e 
incrustantes. 
Com isso, completamos a etapa da fase líquida das ETAs. Antes de 
passarmos para nossa próxima etapa, em que você conhecerá o sistema 
distribuidor de água, precisamos falar de um tema que muitas vezes acaba 
esquecido, que é geração de resíduo que ocorre no tratamento da água: o lodo 
de ETA. 
TEMA 5 – GESTÃO DO LODO DE ETA 
Como aprendemos ao longo do nosso curso, grande parte do tratamento 
de água se destina a remover os sólidos presentes na água bruta. Esses sólidos 
não desaparecem, são retirados dos decantadores ou flotadores como lodo de 
decantação ou lodo flotado, e dos filtros como água de lavagem. É prática 
comum ainda hoje que esses resíduos devolvidos brutos aos corpos de água. 
Tendo em vista que a ETA é uma indústria de transformação, e que parte desses 
 
 
43 
lodos possui características diferentes da forma como foram retirados do meio 
ambiente, em razão da adição dos produtos coagulantes e floculantes, essa 
operação acaba causando prejuízos principalmente na redução da 
biodisponibilidade de alimento em razão de toxidade a alguns microcrustáceos 
e no impacto no ciclo do fósforo. 
Por isso, pela legislação atual, o lodo de ETA é considerado um resíduo 
e precisa ter uma destinação final adequada, seja como resíduo sólido, seja 
como lançamento outorgado, conforme a Resolução Conama n. 430/2011 
(Brasil, 2011). 
Para permitir que seja lançado e tenha sua outorga, é necessário também 
o seu tratamento, que se dá de forma um pouco mais simplificada, em que o 
objetivo é somente a remoção dos sólidos para um material que tenha 
características físicas que o permitam o uso como um sólido. Para possibilitar 
seu adequado dimensionamento, primeiro precisamos saber quanto de lodo uma 
ETA produz. 
5.1 Produção 
O sólido quando retirado dos tanques de tratamento geralmente é um lodo 
cujo principal componente é a água com os sólidos que foram retirados da água 
bruta acrescidos daqueles adicionados para seu tratamento. A Figura 17 mostra 
uma foto onde é possível ver o lodo estocado em um tanque, como se parece 
mais como uma “água suja” do que um resíduo sólido. 
 
 
 
44 
Figura 17 – Lodo de decantação e água de lavagem estocados em tanque . 
Crédito: Kittirat Roekburi/Shutterstock. 
Para estimarmos a quantidade de sólidos que estará presente nesse lodo, 
precisamos saber as seguintes componentes: 
• Sólidos oriundos da água bruta: areia, siltes, argilas e matéria orgânica; 
• Sólidos gerados devido a precipitação do coagulante na forma de 
hidróxido metálico; 
• Outros aditivos (CAP, polímeros, cal etc...). 
Di Bernardo e Dantas (2004) nos apresentam algumas fórmulas úteis para 
considerar estas componentes de acordo com o coagulante e outros aditivos 
utilizados. 
 
𝑃𝑆𝑆𝑇 = 𝑄. (𝑓𝐶 . 𝐷𝐶 + 𝑆𝑆𝑇𝐴𝐵 + 𝐷𝐶𝐴𝑃 + 𝐷𝑃 + 0,1. 𝐷𝑐𝑎𝑙 + 𝑂𝐴).10−3 
 
onde: 
• PSST: produção de sólidos (SST/dia); 
• Q: vazão (m³/d); 
• fC: fator de produção do coagulante: 
• 4,89 kgSST/kgAl dosado (sulfato de alumínio) 
• 2,88 kgSST/kgFe dosado (cloreto férrico) 
 
 
45 
• DC: dosagem de coagulante (em mgAl/L ou mgFe/L); 
• SSTAB: concentração de Sólidos Suspensos Totais na água bruta 
(mgSST/L); 
• DCAP: dosagem de carvão ativado em pó (em mg/L); 
• DP: dosagem de polímero seco (em mg/L); 
• Dcal: dosagem de cal hidratada (em mg/L); 
• OA: Outros Aditivos (em mg/L seco). 
A maior parte dos componentes dessa expressão é componente do 
projeto da planta ou é de fácil determinação no caso de ETAs em operação. 
Porém, o parâmetro SST da água bruta não é comum, sendo uma análise mais 
lenta e de maior instrumentação em relação à análise de turbidez, que é muito 
mais comum nas ETAs. Por isso, geralmente se adotam expressões empíricas 
como a seguinte: 
 
𝑆𝑆𝑇𝐴𝐵 = 𝑎. 𝑇𝑢 
onde: 
• a: coeficiente a ser determinado experimentalmente para cada manancial 
(mgSST/L.uT); 
• Tu: turbidez da água bruta (uT). 
Para águas com baixa cor verdadeira (ou seja, não derivada de sólidos), 
o coeficiente se situa geralmente entre 0,7 e 2,0 mgSST/L.uT; enquanto locais 
com muito COT e baixa turbidez esse valor chega a mais de 20, tornando difícil 
a expressão por este método (Di Bernardo e Dantas, 2004). Por isso, é altamenterecomendado o uso de campanhas de análise de turbidez e SST em conjunto. 
Uma vez definidas as quantidades de sólidos, falta definirmos as vazões 
necessárias. Nesse caso, somente um balanço de massa é capaz de definir 
quanto a ETA irá produz de lodo, pois os volumes dependem da forma e 
frequência de retirada do lodo do decantador e dos ciclos de lavagem previstos 
para os filtros, bem como da forma como são estocados. Este é o assunto do próximo 
item. 
5.2 Concepção de sistemas de manejo 
O manejo dos lodos produzidos pela ETA possui sempre dois objetivos: 
 
 
46 
• Obter uma água com qualidade para ser reutilizada na ETA, lançada como 
efluente da ETA no corpo hídrico mais próximo; ou lançada no afluente de 
uma ETE próxima; 
• Obter um resíduo com características físico-químicas que possa ser 
destinado em aterro sanitário ou reciclado no meio como solução para 
recuperação de áreas degradadas por mineração, produção de cimento, 
tijolos etc. 
A alternativa que normalmente apresenta o menor custo é a destinação 
para a Rede Coletora de Esgotos visando sua incorporação ao lodo da ETE. 
Esse processo é bastante controverso no Brasil, sobretudo em sistemas de 
tratamento de esgoto que possuem reatores anaeróbios tipo UASB ou digestores 
de lodo, em razão do lodo de ETA ser um lodo sem nenhuma atividade 
microbiológica, e que geralmente a prejudica. Porém, caso a ETE seja preparada 
para esse fim, considerando este lodo em seu dimensionamento, e possua um 
sistema com condição de receber essa operação, é a mais recomendada, pela 
praticidade e pelo menor risco associado. 
Quando isso não é possível, a estratégia mais comum é o desaguamento 
desse lodo, visando obter um material semelhante ao da Figura 18, fazendo 
adquirir teores de umidade inferiores a 85%. Para isso, é imprescindível 
considerar os lodos de forma separada pois: 
• O lodo decantado ou flotado possui maior quantidade de sólidos, e menor 
volume: no caso de lodo decantado, podem oscilar entre 1.000 até 30.000 
mgSST/L (0,1 a 3%), enquanto em lodo flotado usualmente fica entre 2 a 
3%, sendo armazenado no TRDD/TRLF: tanque de recepção de descarga 
de decantador/lodo flotado; 
• A água de lavagem apresenta maiores volumes, e menor quantidade de 
sólidos, usualmente abaixo de 500 mgSST/L, sendo armazenada no 
TRALF: tanque de recepção e acúmulo de água de lavagem dos filtros. 
 
 
 
 
 
 
47 
Figura 18 – Lodo de ETA após um processo de desaguamento eficiente 
 
Crédito: Anongnaj Phewngern/Shutterstock. 
Quando possível sem prejuízo à ETA, é recomendado recircular a água 
de lavagem para a entrada dos floculares, em razão do seu alto teor de água e 
possibilidade de melhorar a coagulação no caso de águas muito limpas, como é 
mostrado na Figura 19. O uso dos tanques TRDD e TRALF são imprescindíveis 
para amortecer os picos de vazão das descargas, que normalmente não são 
continuas, tornando-as continuas tanto para a mistura com a água bruta como 
para os processos de desaguamento (adensamento e desidratação). 
 
 
 
 
48 
Figura 19 – Concepções de gestão do lodo de ETA visando destino: a. Águas 
brutas limpas, mantendo TRALF e TRDD com agitação, destinando toda a água 
de lavagem para a mistura com água bruta. b. Águas brutas medianas ou ruins, 
mantendo somente TRDD com agitação, deixando ocorrer separação de água e 
sólidos no TRALF, e destinando o sobrenadante para a mistura com água bruta 
e o lodo de fundo para mistura com descarga do decantador 
 
 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Quando há risco de prejuízo à ETA com a recirculação de água de 
lavagem, é recomendado então não manter o TRALF com agitação, de forma 
que ocorrerá uma separação água sólidos, e então recircular somente o 
a 
b 
 
 
49 
sobrenadante deste processo, misturando futuramente o lodo de fundo deste 
tanque com a descarga do decantador no TRDD. Isso é imprescindível para 
melhorar o desempenho dos sistemas de desaguamento. 
Os sistemas de desaguamento mais à frente são o adensamento e 
desidratação. O adensamento objetiva reduzir o volume total de lodo pela 
retirada do excesso de umidade, mas mantendo-o ainda com características de 
líquido. Já a desidratação objetiva retirar toda a água livre presente no lodo 
adensado, de forma que este mude o seu estado físico e comece a apresentar 
características de sólido ou pasta. Ambos podem ser realizados de forma natural 
ou mecânica. 
Vamos primeiro ao adensamento: 
• Natural (gravitacional): semelhante a um decantador, porém 
dimensionado em relação à capacidade de adensamento do lodo. O lodo 
adensado pro meio gravitacional normalmente possui teor de sólidos de 
1,5 a 2,5% e eficiência de captura de 85%. Seu dimensionamento é feito 
a partir da Taxa de Aplicação de Sólidos: 
o TAS: 20 a 50 kgSST/m².dia. 
• Mecânico: sistema mecanizado, com utilização de polímero, sendo o mais 
comum a mesa adensadora e tambores de adensamento. Podem produzir 
adensados melhores, entre 2% a 4% e possuem eficiência de captura 
acima de 90%. Porém, introduzem um custo de polímero no sistema. O 
dimensionamento é feito da seguinte forma, levando-se em conta os 
dados dos fabricantes: 
o Mesas adensadoras: 
▪ Vazão por metro de esteira (L/m.h); 
▪ Carga de sólidos por metro de esteira (kgST/m.h). 
o Tambores: 
▪ Tempo de detenção no tambor (minutos); 
▪ Carga de sólidos por área de tambor (kgST/m².h). 
Agora vamos falar da desidratação: 
• Natural (Leitos de secagem): leito que permite a drenagem da água livre 
e a retenção dos sólidos para secagem natural. O lodo desaguado em 
 
 
50 
leitos pode ficar entre 30 a 40%, com uma eficiência de captura superior 
a 90%. Seu dimensionamento é feito de acordo com o ciclo de secagem 
esperado e a altura máxima de enchimento sobre o leito: 
o Ciclo de secagem: de 10 a 60 dias; 
o Altura máxima: até atingir 15 kgST/m²; 
• Mecânico: sistema mecanizado, também com utilização de polímero, e a 
partir de intensa força normal ao lodo para retirar umidade, produzindo 
tortas de 18% a 25% e possuem eficiência de captura acima de 95%. O 
equipamento mais utilizado no Brasil são os decantes centrífugos, mas o 
filtro prensa parafuso tem ganhado destaque. Seu dimensionamento é 
sempre para os dois valores abaixo não serem excedidos, e recomenda-
se a aplicação de um superdimensionamento de 30% por segurança 
o Vazão máxima (m³/h); 
o Carga de sólidos máxima (kgST/h). 
É recomendado também a construção de lagoas de emergência para o 
caso de problemas nos sistemas de desaguamento. 
FINALIZANDO 
Vamos relembrar os principais tópicos que abordamos nesta etapa: 
• O processo de filtração que estamos mais habituados a conhecer é o 
processo de filtração com ação em superfície, ou filtração de superfície. 
Porém, o processo padrão de ETAs é o de filtração em profundidade, que 
que ocorre com um fluido que atravessa um meio poroso de grande 
espessura; 
• A remoção de sólidos em filtro de areia sempre intrigou os pesquisadores 
do tema, pois uma camada de areia tem vazios intergranulares com 
dimensões próximas a 500 µm (ou seja, muito maior que um coador de 
café) e consegue remover sólidos de 1 µm (ou seja, semelhante a 
membranas de microfiltração); 
• Os filtros podem ser rápidos ou lentos e ascendentes ou descendentes, 
sendo que o mais comum são os mais utilizados atualmente são os filtros 
rápidos descendentes; 
 
 
51 
• Esses filtros podem ser construídos com camada simples, de areia, ou 
com camada dupla, de areia e carvão antracito; 
• Os filtros são unidades que operam em ciclos, chamados carreiras de 
filtração, e que se caracterizam pelas etapas inicial ou amadurecimento; 
intermediária ou de filtração efetiva; e transpasse ou ruptura; 
• Em razão da ocorrência do transpasse ou ruptura, é necessário que o filtro 
seja retrolavado. Durante este momento, ocorre expansão do leito 
filtrante; 
• Os elementos que compõem um filtrosão: canal superior; canais de 
lavagem; leito filtrante ou meio filtrante; meios suportes: blocos ou fundo 
falso: canal inferior: controle hidráulico e retirada da água filtrada; 
• A retrolavagem de filtros precisa de apoio de uma lavagem secundária, 
que pode ser hidráulica superficial ou com auxílio de ar; 
• Os filtros podem ser dimensionados para operar em três formas 
diferentes: taxa constante e carga constante; taxa constante e carga 
variável; e taxa variável e carga variável, conhecido como taxa declinante; 
• O objetivo de uma boa desinfecção é eliminar de forma econômica os 
micro-organismos patogênicos existentes na água, sem conferir 
toxicidade ao seu usuário final; 
• As formas mais comuns de desinfecção são a partir da aplicação de cloro 
livre (cloro líquido ou hipoclorito de sódio ou de cálcio); aplicação de cloro 
combinado (cloraminas) ou dióxido de cloro; aplicação de ozônio; e 
radiação de luz-ultravioleta; 
• A desinfecção primária é a inativação de micro-organismos para atender 
as exigências do padrão de potabilidade, por meio do controle do produto 
CT (concentração residual versus tempo); e a desinfecção secundária é a 
aplicação de desinfetante que gere residual para assegurar a qualidade 
microbiológica no sistema de distribuição; 
• A legislação atual obriga as companhias a aplicar o flúor na água potável, 
conforme explicado no Anexo XXI – Normas e Padrões sobre Fluoretação 
da Água dos Sistemas Públicos de Abastecimento, Destinada ao 
Consumo Humano – da Portaria de Consolidação n. 5 do Ministério da 
Saúde; 
• A correção de pH deve ser feita somente para reduzir a agressividade da 
água as tubulações de distribuição; 
 
 
52 
• O lodo de ETA é considerado um resíduo pela legislação vigente no Brasil, 
e precisa ter uma destinação final adequada, seja como resíduo sólido, ou 
como lançamento outorgado, conforme a Resolução Conama n. 430/2011 
(Brasil, 2011); 
• O manejo dos lodos produzidos pela ETA possui o objetivo de obter uma 
água com qualidade para ser reutilizada na ETA, lançada como efluente 
da ETA no corpo hídrico mais próximo; ou lançada no afluente de uma 
ETE próxima; e obter um resíduo com características físico-químicas que 
possa ser destinado em aterro sanitário ou reciclado no meio como 
solução para recuperação de áreas degradadas por mineração, produção 
de cimento, tijolos etc. 
 
 
 
 
 
53 
REFERÊNCIAS 
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de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água – Procedimento. 
1992. 
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abastecimento público. 1992. 
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